高中生物一輪復(fù)習(xí)教案

高考物理第一輪考綱知識復(fù)習(xí):磁場及其對電流的作用。

第1節(jié)磁場及其對電流的作用
【高考目標(biāo)導(dǎo)航】
考綱點(diǎn)擊熱點(diǎn)提示
磁場、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線
通電電流導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場的方向
安培力、安培力的方向
勻場磁場中的安培力
洛倫茲力、洛倫茲力方向
洛倫茲力公式
帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動
質(zhì)譜儀和回旋加速器
說明：（1）安培力的計(jì)算只限于電流與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直的情形
（2）洛倫茲力的計(jì)算只限于速度與磁場方向垂直的情形1.考查磁場的基本概念，如磁感線、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量等，一般以選擇題的形式出現(xiàn)
2.結(jié)合左手定則分析解決通電導(dǎo)體在磁場中的平衡，運(yùn)動類問題，以非選擇題的形式考查居多
3.帶電粒子在勻場磁場中的勻速圓周運(yùn)動，確定其圓心、半徑、運(yùn)動軌跡等
4.帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動問題，以及分析解決電磁式電表、電流天平、粒子速度選擇器、磁流體發(fā)電機(jī)、質(zhì)譜儀、回旋加速器、霍爾效應(yīng)、電磁流量計(jì)等磁場知識在生活和科技方面的應(yīng)用問題，幾乎是每年高考考查的重點(diǎn)，常以計(jì)算題的形式出現(xiàn)。
【考綱知識梳理】
磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度
磁場：
（1）基本特性：對放入磁場中的（磁極、電流、運(yùn)動的電荷）有力的作用，它們的相互作用通過磁場發(fā)生。
（2）方向：磁場中任一點(diǎn)小磁針北極(N極)的受力方向(小磁針靜止時N的指向)為該處的磁場方向。
2、磁感應(yīng)強(qiáng)度：
（1）表示磁場強(qiáng)弱的物理量
（2）大小：B=F/IL
（3）方向：；是小磁針靜止時N極的指向
3、磁通量
（1）概念：磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直磁場方向的面積S的乘積叫穿過這個面積的磁通量，Φ＝B×S
（2）單位：1wb=1Tm2
4、安培分子環(huán)型電流假說：分子、原子等物質(zhì)的微粒內(nèi)部存在一種環(huán)形電流，叫分子電流。這種環(huán)形電流使得每個物質(zhì)微粒成為一個很小的磁體。這就是安培分子電流假說。
二、磁感線及幾種常見的磁場分布
1、磁感線：磁場中人為地畫出一系列曲線，曲線的切線方向表示該位置的磁場方向，曲線的疏密能定性地表示磁場的強(qiáng)弱，這一系列曲線稱為磁感線。
2、幾種常見的磁場分布
（1）
（2）地磁場
三、安培力的大小和方向
1、安培力的大?。?br> （1）在勻強(qiáng)磁場中，在通電直導(dǎo)線與磁場方向垂直的情況下,電流所受的安培力F安等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I和導(dǎo)線長度L三者的乘積．F安＝BIL通電導(dǎo)線方向與磁場方向成θ角時,F安＝BILsinθ
（2）當(dāng)I⊥B時(θ=90°),Fmax=BIL;
（3）當(dāng)I∥B時(θ=0°),Fmin=0;
2、安培力的方向
（1）左手定則：
伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且都跟手掌在一個平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向電流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向．
（2）安培力方向的特點(diǎn)：
總是垂直于B和I所決定的平面，即F安⊥B且F安⊥I（但B、L不一定垂直）。
①已知B和I的方向，可用左手定則唯一確定F安的方向；
②已知B和F安的方向，當(dāng)導(dǎo)線的位置確定時，可唯一確定I的方向；
③已知I和F安的方向，不能唯一確定B的方向；
四、磁電式電流表工作原理
由于這種磁場的方向總是沿著徑向均勻地分布的，在距軸線等距離處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小總是相等的，這樣不管線圈轉(zhuǎn)到什么位置，線圈平面總是跟它所在位置的磁感線平行，I與指針偏角θ成正比，I越大指針偏角越大，因而電流表可以量出電流I的大小，且刻度是均勻的，當(dāng)線圈中的電流方向改變時，安培力的方向隨著改變，指針偏轉(zhuǎn)方向也隨著改變，又可知道被測電流的方向。
【要點(diǎn)名師透析】
一、對磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解
1.磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映磁場性質(zhì)的物理量，是用比值法定義的.
2.勻強(qiáng)磁場：磁感應(yīng)強(qiáng)度處處相同，磁感線是一組平行且等間距的直線.
【例1】關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法正確的是()
A.一小段通電導(dǎo)線放在B為零的位置，那么它受到的磁場力也一定為零
B.通電導(dǎo)線所受的磁場力為零，該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度也一定為零
C.放置在磁場中1m長的通電導(dǎo)線，通過1A的電流，受到的磁場力為1N，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度就是1T
D.磁場中某處的B的方向跟電流在該處受到的磁場力F的方向相同
【答案】選A.
【詳解】根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，A選項(xiàng)對.B選項(xiàng)通電導(dǎo)線(電流I)與磁場方向平行時，磁場力為零，磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，B選項(xiàng)錯.C選項(xiàng)只有通電導(dǎo)線(電流I)與磁場方向垂直時，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小才為1T，C選項(xiàng)錯.D選項(xiàng)B與F方向一定垂直，D選項(xiàng)錯.
二、通電導(dǎo)體在安培力作用下運(yùn)動的判斷
判定通電導(dǎo)體在安培力作用下的運(yùn)動或運(yùn)動趨勢，首先必須弄清楚導(dǎo)體所在位置的磁場分布情況，然后利用左手定則準(zhǔn)確判定導(dǎo)體的受力情況，進(jìn)而確定導(dǎo)體的運(yùn)動方向或運(yùn)動趨勢的方向.現(xiàn)對五種常用的方法列表如下：
【例2】如圖所示，把一重力不計(jì)的通電直導(dǎo)線放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導(dǎo)線可以自由移動.當(dāng)導(dǎo)線中通有如圖所示方向的電流I時，試判斷導(dǎo)線的運(yùn)動情況.
【詳解】(1)根據(jù)如圖所示的導(dǎo)線所處的特殊位置判斷其運(yùn)動情況.將導(dǎo)線AB從N、S極的中間O分成兩段，由左手定則可得AO段所受安培力的方向垂直于紙面向外，BO段所受安培力的方向垂直于紙面向里，可見從上向下看，導(dǎo)線AB將繞O點(diǎn)逆時針轉(zhuǎn)動.
(2)根據(jù)導(dǎo)線轉(zhuǎn)過90°時的特殊位置判斷其上下運(yùn)動情況.如圖所示，導(dǎo)線AB此時所受安培力方向豎直向下，導(dǎo)線將向下運(yùn)動.
(3)由上述兩個特殊位置的判斷可知，當(dāng)導(dǎo)線不在上述的特殊位置時，所受安培力使AB逆時針轉(zhuǎn)動的同時還要向下運(yùn)動.
三、與安培力有關(guān)的力學(xué)綜合問題
1.安培力的大小
安培力常用公式F=BIL，要求兩兩垂直，應(yīng)用時要滿足：
(1)B與L垂直；
(2)L是有效長度，即垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的長度；如彎曲導(dǎo)線的有效長度L等于兩端點(diǎn)所連直線的長度(如圖所示)，相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端.因?yàn)槿我庑螤畹拈]合線圈，其有效長度為零，所以閉合線圈通電后在勻強(qiáng)磁場中，受到的安培力的矢量和為零.
2.通電導(dǎo)線在磁場中的平衡和加速問題的分析思路
(1)選定研究對象;
(2)變?nèi)S為二維，如側(cè)視圖、剖面圖或俯視圖等，并畫出平面受力分析圖，其中安培力的方向要注意F安⊥B、F安⊥I.
(3)列平衡方程或牛頓第二定律的方程式進(jìn)行求解.
3.安培力做功的特點(diǎn)和實(shí)質(zhì)
(1)安培力做功與路徑有關(guān)，不像重力、電場力做功與路徑無關(guān).
(2)安培力做功的實(shí)質(zhì)：起傳遞能量的作用.
①安培力做正功：是將電源的能量傳遞給通電導(dǎo)線后轉(zhuǎn)化為導(dǎo)線的動能或轉(zhuǎn)化為其他形式的能.
②安培力做負(fù)功：是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能后儲存起來或轉(zhuǎn)化為其他形式的能.
【例3】(20xx泉州模擬)(14分)如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.40m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ=37°，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場.金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢E=4.5V、內(nèi)阻r=0.50Ω的直流電源.現(xiàn)把一個質(zhì)量m=0.040kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止.導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0=2.5Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g取10m/s2.已知sin37°=0.60,cos37°=0.80，求：
(1)通過導(dǎo)體棒的電流；
(2)導(dǎo)體棒受到的安培力大?。?br> (3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力.
【答案】(1)1.5A(2)0.30N(3)0.06N，方向沿斜面向下
【詳解】(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律(4分)
(2)導(dǎo)體棒受到的安培力F安=BIL=0.30N(4分)
(3)將重力正交分解，設(shè)導(dǎo)體棒所受重力沿斜面的分力為F1，則F1=mgsin37°=0.24N(2分)
所以F1F安,導(dǎo)體棒受力如圖,根據(jù)平衡條件有mgsin37°+Ff=F安(2分)
解得Ff=0.06N，方向沿斜面向下(2分)
【感悟高考真題】
1.（20xx上海高考物理T18）如圖，質(zhì)量為、長為的直導(dǎo)線用兩絕緣細(xì)線懸掛于，并處于勻強(qiáng)磁場中。當(dāng)導(dǎo)線中通以沿正方向的電流，且導(dǎo)線保持靜止時，懸線與豎直方向夾角為。則磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和大小可能為
(A)正向，(B)正向，
(C)負(fù)向，(D)沿懸線向上，
【答案】選BC.
【詳解】對于A選項(xiàng)，安培力水平向內(nèi)，三力合力不可能為零,A錯誤；對于B選項(xiàng)，安培力豎直向上，當(dāng)安培力時，可以平衡，此時，B選項(xiàng)正確；對于C選項(xiàng)，安培力水平向外，三力平衡時安培力，此時，C選項(xiàng)正確；對于D選項(xiàng)，安培力垂直于繩子的方向向內(nèi)，三力不可能平衡，D錯誤.
2.（20xx大綱版全國T15）如圖，兩根相互平行的長直導(dǎo)線分別通有方向相反的電流和，且；a、b、c、d為導(dǎo)線某一橫截面所在平面內(nèi)的四點(diǎn)，且a、b、c與兩導(dǎo)線共面；b點(diǎn)在兩導(dǎo)線之間，b、d的連線與導(dǎo)線所在平面垂直。磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零的點(diǎn)是
A.a點(diǎn)B.b點(diǎn)C.c點(diǎn)D.d點(diǎn)
【答案】選C
【詳解】空間某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向是兩條直線電流各自產(chǎn)生的磁場疊加的結(jié)果。距離導(dǎo)線越近的地方，磁場越強(qiáng)。根據(jù)安培定則，只有在c點(diǎn)，兩條導(dǎo)線電流各自產(chǎn)生的磁場才有可能大小相等，方向相反，疊加后互相抵消，磁感應(yīng)強(qiáng)度為零。
3.（20xx海南物理T7）自然界的電、熱和磁等現(xiàn)象都是相互聯(lián)系的，很多物理學(xué)家為尋找它們之間的聯(lián)系做出了貢獻(xiàn)。下列說法正確的是（）
A.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系
B.歐姆發(fā)現(xiàn)了歐姆定律，說明了熱現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間存在聯(lián)系
C.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間的聯(lián)系
D.焦耳發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)，定量經(jīng)出了電能和熱能之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系
【答案】選ACD。
【詳解】奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，揭示了電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系，故A正確；歐姆定律是反映了導(dǎo)體中的電流與電壓和電阻的關(guān)系，B錯誤；法拉第實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)磁為電的夢想，揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象的關(guān)系，故C正確；焦耳發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)，并且定量給出了電能和熱能之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，故D正確.
4.（20xx新課標(biāo)全國卷T14）為了解釋地球的磁性，19世紀(jì)安培假設(shè)：地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的。在下列四個圖中，正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是
【答案】選B。
【詳解】由于地磁場的北極在地球的南極附近，由安培定則可知，安培假設(shè)中環(huán)形電流方向如B圖所示，故A、C、D錯，B正確。
5.（20xx新課標(biāo)全國卷T18）電磁軌道炮工作原理如圖所示。待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動，并與軌道保持良好接觸。電流I從一條軌道流入，通過導(dǎo)電彈體后從另一條軌道流回。軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面的磁場（可視為勻強(qiáng)磁場），磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與I成正比。通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出。現(xiàn)欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍，理論上可采用的方法是
A.只將軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍
B.只將電流I增加至原來的2倍
C.只將彈體質(zhì)量減至原來的一半
D.將彈體質(zhì)量減至原來的一半，軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍，其它量不變
【答案】選B、D。
【詳解】設(shè)發(fā)射速度為v時，對應(yīng)的電流為I，彈體的質(zhì)量為m，軌道長度為L，當(dāng)速度為2v時，對應(yīng)的電流為I′，彈體的質(zhì)量為m′，軌道長度為L′，依題意有，B=kI，F(xiàn)=BIa=kI2a，由動能定理得，F(xiàn)L=12mv2，即kI2aL=12mv2，同理有kI′2aL′=12m′4v2，兩式相比可得：I2Lm′I′2L′m=14，四個選項(xiàng)中只有BD兩個選項(xiàng)使前式成立，故A、C錯，B、D正確。
6.（20xx安徽卷）20．如圖所示，水平地面上方矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，兩個邊長相等的但匝閉合正方形線圈Ⅰ和Ⅱ，分別用相同材料，不同粗細(xì)的導(dǎo)線繞制（Ⅰ為細(xì)導(dǎo)線）。兩線圈在距磁場上界面高處由靜止開始自由下落，再進(jìn)入磁場，最后落到地面。運(yùn)動過程中，線圈平面始終保持在豎直平面內(nèi)且下邊緣平行于磁場上邊界。設(shè)線圈Ⅰ、Ⅱ落地時的速度大小分別為、，在磁場中運(yùn)動時產(chǎn)生的熱量分別為、。不計(jì)空氣阻力，則
A．B．
C．D．
答案：D
7.（20xx江蘇卷）9.如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中附加另一勻強(qiáng)磁場，附加磁場位于圖中陰影區(qū)域，附加磁場區(qū)域的對稱軸OO’與SS’垂直。a、b、c三個質(zhì)子先后從S點(diǎn)沿垂直于磁場的方向攝入磁場，它們的速度大小相等，b的速度方向與SS’垂直，a、c的速度方向與b的速度方向間的夾角分別為，且。三個質(zhì)子經(jīng)過附加磁場區(qū)域后能達(dá)到同一點(diǎn)S’，則下列說法中正確的有
A．三個質(zhì)子從S運(yùn)動到S’的時間相等
B．三個質(zhì)子在附加磁場以外區(qū)域運(yùn)動時，運(yùn)動軌跡的圓心均在OO’軸上
C．若撤去附加磁場，a到達(dá)SS’連線上的位置距S點(diǎn)最近
D．附加磁場方向與原磁場方向相同
答案：CD
解析：
A.三個質(zhì)子從S運(yùn)動到S’的時間不相等，A錯誤；
B.三個質(zhì)子在附加磁場意外區(qū)域運(yùn)動時，只有b運(yùn)動軌跡的圓心在OO’軸上，因?yàn)榘霃较嗟?，而圓心在初速度方向的垂線上，所以B錯誤；
C.用作圖法可知，若撤去附加電場，a到達(dá)SS’連線上的位置距S點(diǎn)最近，b最遠(yuǎn)；C正確；
D.因b要增大曲率，才能使到達(dá)SS’連線上的位置向S點(diǎn)靠近，所以附加磁場方向與原磁場方向相同，D正確；
本體選CD。
本體考查帶電粒子在磁場中的運(yùn)動。
難度：難。
8.（20xx上海物理）13.如圖，長為的直導(dǎo)線拆成邊長相等，夾角為的形，并置于與其所在平面相垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，當(dāng)在該導(dǎo)線中通以電流強(qiáng)度為的電流時，該形通電導(dǎo)線受到的安培力大小為
（A）0（B）0.5（C）（D）
答案：C
解析：導(dǎo)線有效長度為2lsin30°=l，所以該V形通電導(dǎo)線收到的安培力大小為。選C。
本題考查安培力大小的計(jì)算。
難度：易。
9.（20xx重慶卷）21.如題21圖所示，矩形MNPQ區(qū)域內(nèi)有方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，有5個帶電粒子從圖中箭頭所示位置垂直于磁場邊界進(jìn)入磁塊，在紙面民內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，運(yùn)動軌跡為相應(yīng)的圓弧，這些粒子的質(zhì)量，電荷量以及速度大小如下表所示
由以上信息可知，從圖中a、b、c處進(jìn)大的粒子對應(yīng)表中的編號分別為
A3、5、4B4、2、5
C5、3、2D2、4、5
答案：D
【解析】根據(jù)半徑公式結(jié)合表格中數(shù)據(jù)可求得1—5各組粒子的半徑之比依次為0.5︰2︰3︰3︰2，說明第一組正粒子的半徑最小，該粒子從MQ邊界進(jìn)入磁場逆時針運(yùn)動。由圖a、b粒子進(jìn)入磁場也是逆時針運(yùn)動，則都為正電荷，而且a、b粒子的半徑比為2︰3，則a一定是第2組粒子，b是第4組粒子。c順時針運(yùn)動，都為負(fù)電荷，半徑與a相等是第5組粒子。正確答案D。
10.（09年廣東理科基礎(chǔ)）1．發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線周圍存在磁場的科學(xué)家是（B）
A．洛倫茲B．庫侖
C．法拉第D．奧斯特
解析：發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)的科學(xué)家是丹麥的奧斯特.而法拉第是發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
11.（09年海南物理）2．一根容易形變的彈性導(dǎo)線，兩端固定。導(dǎo)線中通有電流，方向如圖中箭頭所示。當(dāng)沒有磁場時，導(dǎo)線呈直線狀態(tài)：當(dāng)分別加上方向豎直向上、水平向右或垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場時，描述導(dǎo)線狀態(tài)的四個圖示中正確的是（D）

12..（09年寧夏卷）16.醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時，利用電磁血流計(jì)來監(jiān)測通過動脈的血流速度。電磁血流計(jì)由一對電極a和b以及磁極N和S構(gòu)成，磁極間的磁場是均勻的。使用時，兩電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點(diǎn)的連線、磁場方向和血流速度方向兩兩垂直，如圖所示。由于血液中的正負(fù)離子隨血流一起在磁場中運(yùn)動，電極a、b之間會有微小電勢差。在達(dá)到平衡時，血管內(nèi)部的電場可看作是勻強(qiáng)電場，血液中的離子所受的電場力和磁場力的合力為零。在某次監(jiān)測中，兩觸點(diǎn)的距離為3.0mm，血管壁的厚度可忽略，兩觸點(diǎn)間的電勢差為160V，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.040T。則血流速度的近似值和電極a、b的正負(fù)為（A）
A.1.3m/s，a正、b負(fù)B.2.7m/s，a正、b負(fù)
C．1.3m/s，a負(fù)、b正D.2.7m/s，a負(fù)、b正
【考點(diǎn)模擬演練】
1．一段直導(dǎo)線L＝1m，其中通有I＝1A的電流，受到垂直于紙面向外的大小為F＝1N的磁場力作用，據(jù)此
()
A．既可以確定這個磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，又可以確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向
B．僅能確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，不能確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向
C．僅能確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，不能確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小
D．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向均無法確定
【答案】D
【詳解】考慮到I與B的方向不明確，無法用B＝FIL確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。粌H知道F的方向，無法用左手定則判斷磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向．故選D.
2．將一個質(zhì)量很小的金屬圓環(huán)用細(xì)線吊起來，在其附近放一塊條形磁鐵，磁鐵的軸線與圓環(huán)在同一個平面內(nèi)，且通過圓環(huán)中心，如圖23所示，當(dāng)圓環(huán)中通以順時針方向的電流時，從上往下看
()
A．圓環(huán)順時針轉(zhuǎn)動，靠近磁鐵
B．圓環(huán)順時針轉(zhuǎn)動，遠(yuǎn)離磁鐵
C．圓環(huán)逆時針轉(zhuǎn)動，靠近磁鐵
D．圓環(huán)逆時針轉(zhuǎn)動，遠(yuǎn)離磁鐵
【答案】C
【詳解】該通電圓環(huán)相當(dāng)于一個垂直于紙面的小磁針，N極在內(nèi)，S極在外，根據(jù)同極相互排斥，異極相互吸引，可得C項(xiàng)正確．
3．如圖所示，金屬細(xì)棒質(zhì)量為m，用兩根相同輕彈簧吊放在水平方向的勻強(qiáng)磁場中，彈簧的勁度系數(shù)為k，棒ab中通有穩(wěn)恒電流，棒處于平衡，并且彈簧的彈力恰好為零．若電流大小不變而方向相反，則()
A．每根彈簧彈力的大小為mg
B．每根彈簧彈力的大小為2mg
C．彈簧形變量為mg/k
D．彈簧形變量為2mg/k
【答案】AC
【詳解】彈簧的彈力恰好為零，說明安培力應(yīng)向上與重力平衡，即F安＝mg，若電流大小不變而方向相反時，則安培力應(yīng)向下，但大小不變，彈簧彈力與安培力和重力平衡，即2kx＝F安＋mg＝2mg，所以每根彈簧彈力的大小為mg，彈簧形變量為mg/k，選項(xiàng)A、C正確．
4．如圖所示是云層之間閃電的模擬圖，圖中A、B是位于東、西方向帶有電荷的兩塊陰雨云，在放電的過程中，在兩云的尖端之間形成了一個放電通道，發(fā)現(xiàn)位于通道正上方的小磁針N極轉(zhuǎn)向紙里，S極轉(zhuǎn)向紙外，則關(guān)于A、B帶電情況的說法中正確的是()
A．帶同種電荷B．帶異種電荷
C．B帶正電D．A帶正電
【答案】BD
【詳解】云層間閃電必須發(fā)生在異種電荷之間，故B正確；在云層間放電時，形成的強(qiáng)電場和高溫將空氣電離成正離子和負(fù)離子，并在強(qiáng)電場的作用下做定向移動，形成電流，所以此題是考查通電直導(dǎo)線的右手定則，由題意知，從西向東看，磁場是逆時針的，根據(jù)右手定則可以判斷電流是從A流向B的，故可知A帶正電，B帶負(fù)電，所以D選項(xiàng)正確．
5．(20xx年北京海淀區(qū)期末測試)有兩根長直導(dǎo)線a、b互相平行放置，如圖所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖．在圖中所示的平面內(nèi)，O點(diǎn)為兩根導(dǎo)線連線的中點(diǎn)，M、N為兩導(dǎo)線附近的兩點(diǎn)，它們在兩導(dǎo)線連線的中垂線上，且與O點(diǎn)的距離相等．若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相同的恒定電流I，則關(guān)于線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法中正確的是()
A．M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同
B．M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反
C．在線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都不可能為零
D．在線段MN上只有一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零
【答案】選BD.
【詳解】根據(jù)安培定則和磁場的疊加原理，M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，選項(xiàng)A錯B對；在線段MN上只有在O點(diǎn)處，a、b兩電流形成的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向，即只有O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，選項(xiàng)C錯D正確．
6．(20xx年廣東六校聯(lián)考)一段長0.2m，通過2.5A電流的直導(dǎo)線，關(guān)于在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中所受安培力F的情況，正確的是()
A．如果B＝2T，F(xiàn)一定是1N
B．如果F＝0，B也一定為零
C．如果B＝4T，F(xiàn)有可能是1N
D．如果F有最大值時，通電導(dǎo)線一定與B平行
【答案】選C.
【詳解】當(dāng)導(dǎo)線與磁場方向垂直放置時，F(xiàn)＝BIL，力最大，當(dāng)導(dǎo)線與磁場方向平行放置時，F(xiàn)＝0，當(dāng)導(dǎo)線與磁場方向成任意其他角度放置時，0FBIL，A、D不正確，C正確；磁感應(yīng)強(qiáng)度是磁場本身的性質(zhì)，與受力F無關(guān)，B不正確．
7．(20xx年吉林模擬)如圖所示，平行于紙面水平向右的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1＝1T．位于紙面內(nèi)的細(xì)直導(dǎo)線，長L＝1m，通有I＝1A的恒定電流．當(dāng)導(dǎo)線與B1成60°夾角時，發(fā)現(xiàn)其受到的安培力為零．則該區(qū)域同時存在的另一勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小可能為()
A.12TB.32T
C．1TD.3T
【答案】選BCD.
【詳解】導(dǎo)線受到的安培力為零，可判斷出合磁感應(yīng)強(qiáng)度為零或沿導(dǎo)線方向，可求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的最小值，B2小＝B1sin60°＝32T，故B、C、D均正確．
8．(20xx年濟(jì)南模擬)如圖所示，質(zhì)量為m的回形針系在細(xì)線下端被磁鐵吸引保持靜止，此時細(xì)線與豎直方向的夾角為θ，則下列說法正確的是()
A．回形針靜止時受到的磁鐵對它的磁力大小為mgtanθ
B．回形針靜止時受到的細(xì)線的拉力大小為mgcosθ
C．現(xiàn)用點(diǎn)燃的火柴對回形針加熱，過一會發(fā)現(xiàn)回形針不被磁鐵吸引了，原因是回形針加熱后，分子電流排列無序了
D．現(xiàn)用點(diǎn)燃的火柴對回形針加熱，過一會發(fā)現(xiàn)回形針不被磁鐵吸引了，原因是回形針加熱后，分子電流消失了
【答案】選C.
【詳解】回形針靜止時受到的磁鐵對它的磁力大小和方向都不確定，拉力大小也不能確定，故A、B錯誤；對回形針加熱，回形針磁性消失是因?yàn)榉肿与娏髋帕袩o序了，所以選項(xiàng)C正確，D錯誤．
9．(20xx年泉州模擬)如圖所示，在傾角為α的光滑斜面上，垂直斜面放置一根長為L、質(zhì)量為m的直導(dǎo)線，當(dāng)通以電流I時，欲使導(dǎo)線靜止在斜面上，外加勻強(qiáng)磁場B的大小和方向可能是()
A．B＝mgtanα/(IL)，方向垂直斜面向上
B．B＝mgsinα/(IL)，方向垂直斜面向下
C．B＝mgtanα/(IL)，方向豎直向上
D．B＝mg/(IL)，方向水平向右
【答案】選B.
【詳解】B方向垂直斜面向上，由左手定則可知，安培力方向沿斜面向下，導(dǎo)線不可能靜止，A錯；同理可知C、D錯；B方向垂直斜面向下，安培力沿斜面向上，由平衡條件得：BIL＝mgsinα，解得B＝mgsinαIL，故B項(xiàng)對．
10．(20xx年黃岡質(zhì)檢)如圖所示，用粗細(xì)均勻的電阻絲折成平面梯形框架，ab、cd邊均與ad邊成60°角，ab＝bc＝cd＝L，長度為L的電阻絲電阻為r，框架與一電動勢為E，內(nèi)阻為r的電源相連接，垂直于框架平面有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，則框架受到的安培力的合力大小為()
A．0B.5BEL11r
C.10BEL11rD.BELr
【答案】選C.
【詳解】總電阻R＝3r2r3r＋2r＋r＝115r，總電流I＝ER＝5E11r，梯形框架受的安培力可等效為I通過ad邊時受到的安培力，F(xiàn)＝BIad＝BI2L＝10BEL11r，所以C選項(xiàng)正確．
11．如圖所示，在傾角為37°的光滑斜面上有一根長為0.4m，質(zhì)量為6×10－2kg的通電直導(dǎo)線，電流強(qiáng)度I＝1A，方向垂直于紙面向外，導(dǎo)線用平行于斜面的輕繩拴住不動，整個裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度每秒增加0.4T，方向豎直向上的磁場中，設(shè)t＝0時，B＝0，則需要幾秒，斜面對導(dǎo)線的支持力為零？(g取10m/s2)
【答案】5s
【詳解】斜面對導(dǎo)線的支持力為零時導(dǎo)線的受力如圖所示
由平衡條件FTcos37°＝F
FTsin37°＝mg
由①②解得：F＝mgtan37°
代入數(shù)值得：F＝0.8N
由F＝BIL得B＝FIL＝0.81×0.4T＝2T
B與t的變化關(guān)系為B＝0.4t
解得t＝5s
12．水平面上有電阻不計(jì)的U形導(dǎo)軌NMPQ，它們之間的寬度為L，M和P之間接入電動勢為E的電源(不計(jì)內(nèi)阻)．現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌擱一根質(zhì)量為m，電阻為R的金屬棒ab，并加一個范圍較大的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與水平面夾角為θ且指向右斜上方，如圖所示，問：
(1)當(dāng)ab棒靜止時，受到的支持力和摩擦力各為多少？
(2)若B的大小和方向均能改變，則要使ab棒所受支持力為零，B的大小至少為多少？此時B的方向如何？
【答案】(1)mg－BLEcosθRBLEsinθR
(2)Bmin＝mgREL水平向右
從b向a看側(cè)視圖如圖所示
【詳解】(1)水平方向：f＝F安sinθ①
豎直方向：N＋F安cosθ＝mg②
又F安＝BIL＝BERL③
聯(lián)立①②③得：N＝mg－BLEcosθR
f＝BLEsinθR
(2)使ab棒受支持力為零，且讓磁場最小，則受安培力豎直向上．則有F安＝mg，Bmin＝mgREL，根據(jù)左手定則判定磁場方向水平向右．

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高考物理第一輪磁場對電流的作用力復(fù)習(xí)學(xué)案

第二課時磁場對電流的作用力

【教學(xué)要求】
1．會用左手定則確定安培力方向，計(jì)算勻強(qiáng)磁場中安培力的大小。
2．知道磁電式電表構(gòu)造及測電流大小和方向的原理。
【知識再現(xiàn)】
一、安培力：
磁場對電流的叫安培力．
二、安培力的大小計(jì)算
1．當(dāng)B、I、L兩兩垂直時，．若B與I(L)夾角為θ，則．
2．公式的適用條件：一般只適用于勻強(qiáng)磁場．
三、安培力的方向判定
用左手定則判定：伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且都跟手掌在一個平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿人手心，并使指向電流的方向，那么，所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向．
議一議：安培力公式F＝BIL只適用于勻強(qiáng)磁場嗎?
知識點(diǎn)一安培力的大小與方向
要判斷求解安培力,首先要明確導(dǎo)線所在處的磁場,再根據(jù)安培力公式F=BIL求解.
【應(yīng)用1】如圖所示，平行于紙面水平向右的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度。位于紙面內(nèi)的細(xì)直導(dǎo)線，長L=1m，通有I=1A的恒定電流。當(dāng)導(dǎo)線與B1成60°夾角時，發(fā)現(xiàn)其受到的安培力為零，則該區(qū)域同時存在的另一勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的可能值為（）
A．B．C．D．
導(dǎo)示:安培力為零的可能是磁場與導(dǎo)線平行或合磁場為零。如圖為求得磁場最小時的矢量圖，由圖可知另一磁場的最小值為，故選BCD。
本題的重點(diǎn)是在求解磁場，并非安培力公式的使用，但要對安培力公式使用條件要熟悉。
知識點(diǎn)二磁電式電表的工作原理
1．磁電式電流表的構(gòu)造：如圖所示，在一個磁性很強(qiáng)的蹄形磁鐵的兩極間有一個固定的圓柱形鐵芯，鐵芯外面套有一個可以繞軸轉(zhuǎn)動的鋁框，鋁框上繞有線圈，鋁框的轉(zhuǎn)軸上裝有兩個螺旋彈簧和—個指針，線圈的兩端分別接在這兩個螺旋彈簧上，被測電流經(jīng)過這兩個彈簧流入線圈。
2．磁電式電流表的工作原理：如圖所示，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻輻向分布的磁場。放在其中的通電線圈不論轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都跟磁感線平行，線框兩邊所受的磁場力始終與線框平面垂直。線圈轉(zhuǎn)動時，通過轉(zhuǎn)軸收緊兩根螺旋彈簧。這樣，線圈在通電時除了受到磁力外，還受到彈簧的反抗力，當(dāng)兩種力的作用效果達(dá)到平衡時，線圈停在一定的位置上。線圈的偏轉(zhuǎn)角度θ與電流I成正比，這樣，在線圈上裝上指針，由于指針偏轉(zhuǎn)角度跟電流大小成正比，就能根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)角度的大小得出電流的數(shù)值。它的優(yōu)點(diǎn)是電流表刻度是均勻的．靈敏度高。
【應(yīng)用2】矩形線圈abcd放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向沿z軸，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.34×10—2T．如圖所示．線圈邊長ad=6cm，ab=8cm，線圈是均勻的，總質(zhì)量為2.8×10—3kg，此線圈可繞ad邊自由轉(zhuǎn)動，當(dāng)線圈靜止在與xOz平面成30°角的位置，則通過線圈的電流的大小為，方向?yàn)?g取10m／s2)
導(dǎo)示:設(shè)矩形線圈abcd的總質(zhì)量為m0
方向沿abcda(用左手定則判斷bc邊。
電磁力矩就是安培力的力矩，可用M電=BIScosθ計(jì)算，其中S為線圈的面積，θ為勻強(qiáng)磁場B與線圈平面的夾角，該公式不僅僅適用于矩形線圈，對其他形狀的線圈，包括形狀不規(guī)則的線圈都適用．
類型一有關(guān)安培力的計(jì)算
【例1】水平面上有電阻不計(jì)的U形導(dǎo)軌NMPQ，它們之間的寬度為L，M和P之間接入電動勢為E的電源(不計(jì)內(nèi)阻)?，F(xiàn)垂直于導(dǎo)軌擱一根質(zhì)量為m，電阻為R的金屬棒ab，并加一個范圍較大的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與水平面夾角為θ且指向右斜上方，如圖所示，問：
(1)當(dāng)ab棒靜止時，受到的支持力和摩擦力各為多少?
(2)若B的大小和方向均能改變，則要使ab棒所受支持力為零，B的大小至少為多少?此時B的方向如何?
導(dǎo)示:從b向a看視圖如圖所示。
根據(jù)左手定則判定磁場方向水平向右。
該題為安培力與力學(xué)，電路相聯(lián)系的綜合問題，求解時要注意：①要正確地對通電導(dǎo)體進(jìn)行受力分析，特別是安培力的方向，牢記安培力的方向既和B垂直又和L垂直。②由于B、I、L的方向關(guān)系涉及三維的立體空間，為便于分析，要善于選擇合理的角度，將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖(俯視圖、剖視圖、側(cè)視圖等)。
類型二導(dǎo)線之間的安培力
【例2】如圖所示，兩根平行放置的長直導(dǎo)線a和b載有大小相同，方向相反的電流，a受到的磁場力大小為F1．當(dāng)加入一與導(dǎo)線所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場后，a受到的磁場力大小變?yōu)镕2，則此時b受到的磁場力大小變?yōu)?)
A．F1B．F1-F2C．F1+F2D．2F1-F2
導(dǎo)示:根據(jù)安培定則和左手定則，可以判定a導(dǎo)線受b中電流形成的磁場的作用力F1，方向向左．同理b受a磁場的作用力大小也是F1，方向向右．新加入的磁場無論什么方向，a、b受到的這個磁場的作用力F總是大小相等方向相反．如果F與F1方向相同，則兩導(dǎo)線受到的力大小都是F1+F2，若F與F1方向相反，a、b受到的力的大小都是│F-F1│．因此當(dāng)再加上磁場時若a受的磁場力大小是F2，b受的磁場力大小也是F2，所以A對。故選A。
此題沒有指明外加磁場確切方向，應(yīng)該立即意識到可能有兩種情況，然后分別進(jìn)行分析，但這樣終究稍微麻煩些．左手定則中涉及電流、磁場、磁場力三個量的方向．此題中外加磁場一旦確定以后其方向是不變的．但a、b兩電流方向相反，故a、b所受外加磁場的力必定反向，然后再與F1合成就行了．
類型二磁感應(yīng)強(qiáng)度的測量
要測量一個物理量，首先要確定測量的原理，這里提供的方法是利用安培力的方法來測量的。
【例2】如圖所示是一個可以用來測量磁感應(yīng)強(qiáng)度的裝置．一長方體絕緣容器內(nèi)部高為L，厚為d，左右兩管等高處裝有兩根完全相同的開口向上的管子a、b，上、下兩側(cè)裝有電極C(正極)和D(負(fù)極)，并經(jīng)開關(guān)S與電源連接．容器中注滿能導(dǎo)電的液體，液體的密度為ρ．將容器置于一勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直紙面向里，當(dāng)開關(guān)斷開時，豎直管子a、b中的液面高度相同；開關(guān)S閉合后，a、b管中液面將出現(xiàn)高度差．若閉合開關(guān)S后，a、b管中液面將出現(xiàn)高度差為h，電路中電流表的讀數(shù)為I，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?br> 導(dǎo)示:開關(guān)S閉合后，導(dǎo)電液體中有電流由C流向D，根據(jù)左手定則可知導(dǎo)電液體要受到向右的安培力F的作用，在液體中產(chǎn)生附加壓強(qiáng)p，這樣a、b管中液面將出現(xiàn)高度差．設(shè)液體中產(chǎn)生附加壓強(qiáng)為p，則：所以磁感應(yīng)強(qiáng)度月的大小為：
此類問題的特點(diǎn)是題干長，解答簡單．解答時需要認(rèn)真審題，弄清題目所敘述的物理實(shí)質(zhì)，轉(zhuǎn)化成熟悉的物理模型來求解．
1．如圖所示，在絕緣的水平面上等間距固定著三根相互平行的通電直導(dǎo)線a、b和c，各導(dǎo)線中的電流大小相同，其中a、c導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向外，b導(dǎo)線電流垂直紙面向內(nèi)。每根導(dǎo)線都受到另外兩根導(dǎo)線對它的安培力作用，則關(guān)于每根導(dǎo)線所受安培力的合力，以下說法正確的是（）
A．導(dǎo)線a所受合力方向水平向右
B．導(dǎo)線c所受合力方向水平向右
C．導(dǎo)線c所受合力方向水平向左
D．導(dǎo)線b所受合力方向水平向左
2．（07廣東茂名?？迹┤鐖D所示，用兩條一樣的彈簧秤吊著一根銅棒，銅棒所在的虛線框范圍內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，棒中通入自左向右的電流。當(dāng)棒靜止時，彈簧秤示數(shù)為F1；若將棒中電流反向，當(dāng)棒靜止時，彈簧秤的示數(shù)為F2，且F2＞F1，根據(jù)上面所給的信息，可以確定（）
A．磁場的方向
B．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小
C．安培力的大小
D．銅棒的重力
3．（07南京二模）如圖所示，用三條細(xì)線懸掛的水平圓形線圈共有n匝，線圈由粗細(xì)均勻、單位長度的質(zhì)量為2.5g的導(dǎo)線繞制而成，三條細(xì)線呈對稱分布，穩(wěn)定時線圈平面水平，在線圈正下方放有一個圓柱形條形磁鐵，磁鐵的中軸線OO′垂直于線圈平面且通過其圓心O，測得線圈的導(dǎo)線所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.5T，方向與豎直線成30°角，要使三條細(xì)線上的張力為零，線圈中通過的電流至少為（）
A．0.1AB．0.2A
Ｃ．0.05AＤ．0.01A
4．（07海南卷）據(jù)報(bào)道，最近已研制出一種可投入使用的電磁軌道炮，其原理如圖所示。炮彈（可視為長方形導(dǎo)體）置于兩固定的平行導(dǎo)軌之間，并與軌道壁密接。開始時炮彈在導(dǎo)軌的一端，通以電流后炮彈會被磁力加速，最后從位于導(dǎo)軌另一端的出口高速射出。設(shè)兩導(dǎo)軌之間的距離m，導(dǎo)軌長Ｌ＝5.0m，炮彈質(zhì)量。導(dǎo)軌上的電流I的方向如圖中箭頭所示?？梢哉J(rèn)為，炮彈在軌道內(nèi)運(yùn)動時，它所在處磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度始終為Ｂ＝2.0Ｔ，方向垂直于紙面向里。若炮彈出口速度為，求通過導(dǎo)軌的電流I。忽略摩擦力與重力的影響。
參考答案
1．B2．ACD3．A
4．

高考物理第一輪考綱知識復(fù)習(xí):相互作用

第二章相互作用
【高考目標(biāo)導(dǎo)航】
考綱點(diǎn)擊備考指導(dǎo)
1.滑動摩擦力、動摩擦因數(shù)、靜摩擦力Ⅰ
2.形變、彈性、胡克定律Ⅰ
3.矢量和標(biāo)量Ⅰ
4.力的合成與分解Ⅱ
5.共點(diǎn)力的平橫Ⅱ
實(shí)驗(yàn)二：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系
實(shí)驗(yàn)三：驗(yàn)證力的平行四邊形定則1.理解重力、彈力、摩擦力三種重要性質(zhì)力的產(chǎn)生條件，會用假設(shè)法判斷彈力或者靜摩擦力的有無.掌握滑動摩擦力和靜摩擦力不同的計(jì)算方法
2.受力分析是解決物理問題的前提，力的合成和分解是解決問題最基本的方法
3.本章的重點(diǎn)是力與平衡，要掌握多種解決平衡問題的方法，如整體法和隔離法，正交分解法，相似三角形法，圖解法
4.本章常與牛頓運(yùn)動定律、動能定理、能量守恒定律等重要考點(diǎn)相結(jié)合，綜合性較強(qiáng)，能力要求高

第1節(jié)重力彈力摩擦力
【考綱知識梳理】
一、力
1.力的定義：力是物體對物體的作用，在國際單位制中，力的單位是牛頓，簡稱牛，符號是N.
2.力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn).
力的大小用測力計(jì)（彈簧測力計(jì)）測量.力不僅有大小，而且有方向，要把一個力完全表達(dá)出來，還要說明它的方向.大小和方向都相同的力，作用在物體上的不同位置，即力的作用點(diǎn)不同，產(chǎn)生的效果一般也不同.
3、力的性質(zhì)：
（1）物質(zhì)性：由于力是物體對物體的作用，所以力概念是不能脫離物體而獨(dú)立存在的，任意一個力必然與兩個物體密切相關(guān)，一個是其施力物體，另一個是其受力物體。把握住力的物質(zhì)性特征，就可以通過對形象的物體的研究而達(dá)到了解抽象的力的概念之目的。
（2）矢量性：作為量化力的概念的物理量，力不僅有大小，而且有方向，在相關(guān)的運(yùn)算中所遵從的是平行四邊形定則，也就是說，力是矢量。把握住力的矢量性特征，就應(yīng)該在定量研究力時特別注意到力的方向所產(chǎn)生的影響，就能夠自覺地運(yùn)用相應(yīng)的處理矢量的“幾何方法”。
（3）瞬時性：力作用于物體必將產(chǎn)生一定的效果，物理學(xué)之所以十分注重對力的概念的研究，從某種意義上說就是由于物理學(xué)十分關(guān)注力的作用效果。而所謂的力的瞬時性特征，指的是力與其作用效果是在同一瞬間產(chǎn)生的。把握住力的瞬時性特性，應(yīng)可以在對力概念的研究中，把力與其作用效果建立起聯(lián)系，在通常情況下，了解表現(xiàn)強(qiáng)烈的“力的作用效果”往往要比直接了解抽象的力更為容易。
（4）獨(dú)立性：力的作用效果是表現(xiàn)在受力物體上的，“形狀變化”或“速度變化”。而對于某一個確定的受力物體而言，它除了受到某個力的作用外，可能還會受到其它力的作用，力的獨(dú)立性特征指的是某個力的作用效果與其它力是否存在毫無關(guān)系，只由該力的三要素來決定。把握住力的獨(dú)立性特征，就可以采用分解的手段，把產(chǎn)生不同效果的不同分力分解開分別進(jìn)行研究。
（5）相互性：力的作用總是相互的，物體A施力于物體B的同時，物體B也必將施力于物體A。而兩個物體間相互作用的這一對力總是滿足大小相等，方向相互，作用線共線，分別作用于兩個物體上，同時產(chǎn)生，同種性質(zhì)等關(guān)系。把握住力的相互性特征，就可以靈活地從施力物出發(fā)去了解受力物的受力情況。
4、力的圖示
（1）力可以用一根帶箭頭的線段來表示。它的長短表示力的大小，它的指向(箭頭所指方向)表示力的方向，箭頭或箭尾表示力的作用點(diǎn)，力的方向所沿的直線叫力的作用線。這種表示力的方法，叫做力的圖示。這是把抽象的力直觀而形象地表示出來的一種方法。
（2）畫力的圖示的步驟
①選定標(biāo)度：畫出某一長度的線段表示一定大小的力，并把該線段所表示的力的大小寫在該線段的上方。所選標(biāo)度要適當(dāng)(力的圖示上刻度不能過少，也不能多而密，要便于作圖計(jì)算)，一般標(biāo)度的大小應(yīng)是所圖示的力的1/n，n為除“1”以外的正整數(shù)。
②畫一個方塊或一個點(diǎn)表示受力物體，并確定力的作用點(diǎn)。
③從力的作用點(diǎn)開始，沿力的作用方向畫一線段(根據(jù)所選標(biāo)度和力的大小確定線段的長度)，并在線段上加上刻度(垂直于力線段的小短線)。
④在表示力的線段的末端畫上箭頭表示力的方向。在箭頭的旁邊標(biāo)出表示這個力的字母或數(shù)值。
（3）注意：①箭尾通常畫在力的作用點(diǎn)上。②若在同一個圖上作出不同的力的圖示，一定要用同一個標(biāo)度。③力的圖示與力的示意圖不同。力的示意圖是為了分析受力而作，側(cè)重于畫準(zhǔn)力的方向，帶箭頭的線段上沒有標(biāo)度，線段的長度只定性表示力的大小。
二、重力
1.定義:由于地球的吸引而使物體受到的力。
2.大?。?br> 3.方向：豎直向下。地面上處在兩極和赤道上的物體所受重力的方向指向地心，地面上其他位置的物體所受重力的方向不指向地心。
4.作用點(diǎn)：因?yàn)槲矬w各個部分都受到重力作用，可認(rèn)為重力作用于一點(diǎn)即為物體的重心。
⑴重心的位置與物體的質(zhì)量分布和幾何形狀有關(guān)。重心是一個等效的概念。
⑵重心不一定在物體上，可以在物體之外。
①質(zhì)量分布均勻的規(guī)則物體的重心在物體的幾何中心．
②不規(guī)則物體的重心可用懸線法求出重心位置．
三、彈力
1.定義：直接接觸的物體間由于發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的力，這是由于要恢復(fù)到原來的形狀，對使它發(fā)生形變的物體產(chǎn)生的力。
2.產(chǎn)生條件：直接接觸、彈性形變
3.彈力方向的確定：
⑴壓力、支持力的方向：總是垂直于接觸面，指向被壓或被支持的物體。
⑵繩的拉力方向：總是沿著繩，指向繩收縮的方向。
⑶桿子上的彈力的方向：可以沿著桿子的方向，也可以不沿著桿子的方向。
4.彈力大小的確定
⑴彈簧在彈性限度內(nèi)，遵從胡克定律即
⑵同一根張緊的輕繩上拉力處處相等。
⑶彈力一般根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)，利用平衡知識或牛頓第二定律求解。
四、摩擦力
1.靜摩擦力
①產(chǎn)生：兩個相互接觸的物體，有相對運(yùn)動趨勢時產(chǎn)生的摩擦力。
②作用效果：總是起著阻礙物體間相對運(yùn)動趨勢的作用。
③產(chǎn)生條件：a：相互接觸且發(fā)射彈性形變b：有相對運(yùn)動趨勢c:接觸面粗糙
④大?。焊鶕?jù)平衡條件求解或牛頓運(yùn)動定律求解。
⑤方向：總是與物體的相對運(yùn)動趨勢方向相反。
2.滑動摩擦力
①產(chǎn)生：兩個相互接觸的物體，有相對運(yùn)動時產(chǎn)生的摩擦力。
②作用效果：總是起著阻礙物體間相對運(yùn)動的作用。
③產(chǎn)生條件：a：相互接觸且發(fā)射彈性形變b：有相對運(yùn)動c:接觸面粗糙
④大?。夯瑒幽Σ亮Φ拇笮∨c正壓力成正比，即，N指正壓力不一定等于物體的重力錯誤！不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。，滑動摩擦力還可以根據(jù)平衡條件求解或牛頓運(yùn)動定律求解
⑤方向：總是與物體的相對運(yùn)動方向相反。
【要點(diǎn)名師透析】
一、彈力的判斷及大小的計(jì)算
1.彈力有無的判斷方法
(1)根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件直接判斷：根據(jù)物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變來判斷是否存在彈力.此方法多用來判斷形變較明顯的情況.
(2)利用假設(shè)法判斷：對形變不明顯的情況，可假設(shè)兩個物體間彈力不存在，看物體能否保持原有的狀態(tài)，若運(yùn)動狀態(tài)不變，則此處不存在彈力，若運(yùn)動狀態(tài)改變，則此處一定有彈力.
(3)根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)分析：根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)，利用牛頓第二定律或共點(diǎn)力平衡條件判斷彈力是否存在.例如，如圖所示，小球A在車廂內(nèi)隨車廂一起向右運(yùn)動，可根據(jù)小球的運(yùn)動狀態(tài)分析車廂后壁對球A的彈力的情況.
①若車廂和小球做勻速直線運(yùn)動，則小球A受力平衡，所以車廂后壁對小球無彈力.
②若車廂和小球向右做加速運(yùn)動，則由牛頓第二定律可知，后車廂壁對小球的彈力水平向右.
2.彈力方向的判斷方法
(1)根據(jù)物體所受彈力方向與施力物體形變的方向相反，與自身(受力物體)形變方向相同判斷.
(2)根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件或牛頓第二定律確定彈力的方向.
彈力彈力的方向
彈簧兩端的彈力與彈簧測力計(jì)中心軸線相重合，指向彈簧恢復(fù)原狀的方向
輕繩的彈力沿繩指向繩收縮的方向
面與面接觸的彈力垂直于接觸面指向受力物體
點(diǎn)與面接觸的彈力過接觸點(diǎn)垂直于接觸面(或接觸面的切面)而指向受力物體
球與面接觸的彈力在接觸點(diǎn)與球心的連線上，指向受力物體
球與球接觸的彈力垂直于過接觸點(diǎn)的公切面，而指向受力物體
桿的彈力可能沿桿，也可能不沿桿，應(yīng)具體情況具體分析
3.計(jì)算彈力大小常見的三種方法
(1)根據(jù)力的平衡條件進(jìn)行求解.
(2)根據(jù)胡克定律進(jìn)行求解.
(3)根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行求解.
注意：(1)輕桿對物體的彈力不一定沿桿方向，可成任意角度，具體要根據(jù)力與運(yùn)動的關(guān)系進(jìn)行分析和判斷.
(2)彈力是被動力，其大小與物體所受的其他力的作用以及物體的運(yùn)動狀態(tài)有關(guān).
【例1】(20xx年黃山模擬)如圖所示，小車內(nèi)有一固定光滑斜面，一個小球通過細(xì)繩與車頂相連，細(xì)繩始終保持豎直．關(guān)于小球的受力情況，下列說法正確的是()
A．若小車靜止，繩對小球的拉力可能為零
B．若小車靜止，斜面對小球的支持力一定為零
C．若小車向右運(yùn)動，小球一定受兩個力的作用
D．若小車向右運(yùn)動，小球一定受三個力的作用
【答案】選B.
【詳解】若小車靜止，則小球受力平衡，由于斜面光滑，不受摩擦力，小球受重力、繩子的拉力，重力和拉力都沿豎直方向；如果受斜面的支持力，則沒法達(dá)到平衡，因此在小車靜止時，斜面對小球的支持力一定為零，繩子的拉力等于小球的重力，故A項(xiàng)錯誤，B項(xiàng)正確；若小車向右勻速運(yùn)動時，小球受重力和繩子拉力兩個力的作用；若小車運(yùn)動時加速度向左，則一定受斜面的支持力，可能受繩子的拉力，也可能不受繩子的拉力，故C、D項(xiàng)都不對．
二、靜摩擦力的有無及其方向的判定方法
1.假設(shè)法
利用假設(shè)法判斷摩擦力的有無及方向的思維程序如下:
2.狀態(tài)法
從物體的運(yùn)動狀態(tài)反推出必須具備的受力條件，并進(jìn)一步分析組成條件中靜摩擦力所起的作用，從而判斷出靜摩擦力的有無及方向.
3.利用牛頓第三定律來判斷
此法的關(guān)鍵是抓住“力是成對出現(xiàn)的”，先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向，再根據(jù)“反向”確定另一物體受到的靜摩擦力方向.
注意：(1)受靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的,受滑動摩擦力作用的物體不一定是運(yùn)動的.
(2)摩擦力阻礙的是物體間的相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢,但摩擦力不一定阻礙物體的運(yùn)動,即摩擦力不一定是阻力.
【例2】如圖所示，在平直公路上，有一輛汽車，車上有一木箱，試判斷下列情況中，木箱所受摩擦力的方向.
(1)汽車由靜止開始加速運(yùn)動時(木箱和車無相對滑動)；
(2)汽車剎車時(二者無相對滑動)；
(3)汽車勻速運(yùn)動時(二者無相對滑動).
【詳解】根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)，由牛頓運(yùn)動定律不難判斷出：
(1)汽車加速時，木箱所受的靜摩擦力方向向右.
(2)汽車剎車時，木箱所受的靜摩擦力方向向左.
(3)汽車勻速運(yùn)動時，木箱不受摩擦力作用.
三、摩擦力大小的計(jì)算
1.滑動摩擦力的計(jì)算
滑動摩擦力由公式Ff＝μFN計(jì)算，最關(guān)鍵的是對相互擠壓力FN的分析，它跟研究物體在垂直于接觸面方向的受力密切相關(guān).
2.靜摩擦力的計(jì)算
(1)其大小、方向都跟產(chǎn)生相對運(yùn)動趨勢的外力密切相關(guān)，但跟接觸面相互擠壓力FN無直接關(guān)系，因而靜摩擦力具有大小、方向的可變性，其大小只能依據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算，若為平衡狀態(tài)，靜摩擦力將由平衡條件建立方程求解；若為非平衡狀態(tài)，可由動力學(xué)規(guī)律建立方程求解.
(2)最大靜摩擦力Ffm是物體將要發(fā)生相對滑動這一臨界狀態(tài)時的摩擦力，它的數(shù)值與FN成正比，在FN不變的情況下，滑動摩擦力略小于Ffm，而靜摩擦力可在0～Ffm間變化.
注意：(1)通常情況下可以認(rèn)為最大靜摩擦力Ffm等于滑動摩擦力Ff.
(2)解題時首先判定物體之間的摩擦是靜摩擦還是滑動摩擦，靜摩擦力不能用滑動摩擦力的公式計(jì)算.
【例3】(20xx年合肥六中期中測試)如圖所示，斜面固定在地面上，傾角為37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，質(zhì)量為1kg的滑塊，以一定的初速度沿斜面向下滑，斜面足夠長，滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.8.該滑塊所受摩擦力Ff隨時間變化的圖象是圖2－1－4中的(取初速度方向?yàn)檎较?，g＝10m/s2)()
【答案】選A.
【詳解】由于mgsin37°μmgcos37°，滑塊減速下滑，因斜面足夠長，故滑塊最終一定靜止在斜面上，開始階段Ff滑＝μmgcos37°＝6.4N，方向沿斜面向上，靜止在斜面上時，F(xiàn)f靜＝mgsin37°＝6N，方向沿斜面向上，由于取初速度方向?yàn)檎较?，故圖象A正確，B、C、D均錯誤．
【感悟高考真題】
1.（20xx江蘇物理T1）如圖所示，石拱橋的正中央有一質(zhì)量為m的對稱楔形石塊，側(cè)面與豎直方向的夾角為α,重力加速度為g，若接觸面間的摩擦力忽略不計(jì)，則石塊側(cè)面所受彈力的大小為
A．B．
C．D．
【答案】選A.
【詳解】設(shè)石塊側(cè)面所受的彈力為F，則彈力與水平方向的夾角為，由力的平衡條件可知，所以有，A對。
解答本題時可按以下思路分析：
2.（20xx山東高考T19）如圖所示，將兩相同的木塊a、b至于粗糙的水平地面上，中間用一輕彈簧連接，兩側(cè)用細(xì)繩固定于墻壁。開始時a、b均靜止。彈簧處于伸長狀態(tài)，兩細(xì)繩均有拉力，a所受摩擦力≠0，b所受摩擦力=0，現(xiàn)將右側(cè)細(xì)繩剪斷，則剪斷瞬間（）
A大小不變B方向改變
C仍然為零D方向向右
【答案】選A、D。
【詳解】彈簧處于伸長狀態(tài)，彈簧對物體施加的是拉力。先對物體b進(jìn)行受力分析。在輕繩未剪斷時，b在水平方向上受到兩個力的作用，向左的彈簧的拉力和向右的繩的拉力，在突然剪斷細(xì)繩時，彈簧的拉力還沒有發(fā)生變化，即彈簧的長度沒有變化，但物體b具有向左運(yùn)動的趨勢，所以要受到一個與彈簧拉力方向相反的摩擦力，故選項(xiàng)C錯誤，D正確。對物體a受力分析，在剪斷細(xì)繩前后，物體a的位置沒有發(fā)生變化，受到的彈簧拉力和細(xì)繩拉力沒有發(fā)生變化，故它所受到的摩擦力沒有發(fā)生變化。故選項(xiàng)A正確，B錯誤。
本題考查對彈簧和輕繩上彈力的分析，輕繩的彈力可以在瞬間突變，而彈簧的彈力發(fā)生變化需要一段時間。
3.（20xx新課標(biāo)卷）15.一根輕質(zhì)彈簧一端固定，用大小為的力壓彈簧的另一端，平衡時長度為；改用大小為的力拉彈簧，平衡時長度為.彈簧的拉伸或壓縮均在彈性限度內(nèi)，該彈簧的勁度系數(shù)為
A、B、C、D、
答案：C
解析：根據(jù)胡克定律有：，，解得：k=。
4.（20xx新課標(biāo)卷）18.如圖所示，一物塊置于水平地面上.當(dāng)用與水平方向成角的力拉物塊時，物塊做勻速直線運(yùn)動；當(dāng)改用與水平方向成角的力推物塊時，物塊仍做勻速直線運(yùn)動.若和的大小相等，則物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)為
A、B、C、D、1-
答案：B
解析：物體受重力mg、支持力N、摩擦力f、已知力F處于平衡，根據(jù)平衡條件，有，，聯(lián)立解得：。
5、（20xx上海理綜）7．如圖，水平桌面上放置一根條形磁鐵，磁鐵中央正上方用絕緣彈簧懸掛一水平直導(dǎo)線，并與磁鐵垂直。當(dāng)直導(dǎo)線中通入圖中所示方向的電流時，可以判斷出（）。
A．彈簧的拉力增大，條形磁鐵對桌面的壓力減小
B．彈簧的拉力減小，條形磁鐵對桌面的壓力減小
C．彈簧的拉力增大，條形磁鐵對桌面的壓力增大
D．彈簧的拉力減小，條形磁鐵對桌面的壓力增大
答案：A
6、（09海南物理3）兩剛性球a和b的質(zhì)量分別為和、直徑分別為個()。將a、b球依次放入一豎直放置、內(nèi)徑為的平底圓筒內(nèi)，如圖所示。設(shè)a、b兩球靜止時對圓筒側(cè)面的壓力大小分別為和，筒底所受的壓力大小為．已知重力加速度大小為g。若所以接觸都是光滑的，則（）
A．B．
C．D．
答案：A
解析：對兩剛性球a和b整體分析，豎直方向平衡可知F＝（＋）g、水平方向平衡有＝。
7、（09廣東物理11）如圖所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。質(zhì)量為m、帶電量為+Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑。在滑塊下滑的過程中，下列判斷正確的是（CD）
A．滑塊受到的摩擦力不變
B．滑塊到地面時的動能與B的大小無關(guān)
C．滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面向下
D．B很大時，滑塊可能靜止于斜面上
解析：取物塊為研究對象，小滑塊沿斜面下滑由于受到洛倫茲力作用，如圖所示，C正確；N=mgcosθ+qvB，由于v不斷增大，則N不斷增大，滑動摩擦力f=μN(yùn)，摩擦力增大，A錯誤；滑塊的摩擦力與B有關(guān)，摩擦力做功與B有關(guān)，依據(jù)動能定理，在滑塊下滑到地面的過程中，滿足，所以滑塊到地面時的動能與B有關(guān)，B錯誤；當(dāng)B很大，則摩擦力有可能很大，所以滑塊可能靜止在斜面上，D正確。
8.（09北京18）如圖所示，將質(zhì)量為m的滑塊放在傾角為的固定斜面上?；瑝K與斜面之間的動摩擦因數(shù)為。若滑塊與斜面之間的最大靜摩擦力合滑動摩擦力大小相等，重力加速度為g，則（C）

A．將滑塊由靜止釋放，如果＞tan，滑塊將下滑
B．給滑塊沿斜面向下的初速度，如果＜tan，滑塊將減速下滑
C．用平行于斜面向上的力拉滑塊向上勻速滑動，如果=tan，拉力大小應(yīng)是2mgsin
D．用平行于斜面向下的力拉滑塊向下勻速滑動，如果=tan，拉力大小應(yīng)是mgsin
解析：對處于斜面上的物塊受力分析，要使物塊沿斜面下滑則mgsinθμmgcosθ，故μtanθ，故AB錯誤；若要使物塊在平行于斜面向上的拉力F的作用下沿斜面勻速上滑，由平衡條件有：F-mgsinθ-μmgcosθ=0故F=mgsinθ+μmgcosθ，若μ=tanθ，則mgsinθ=μmgcosθ，即F=2mgsinθ故C項(xiàng)正確；若要使物塊在平行于斜面向下的拉力F作用下沿斜面向下勻速滑動，由平衡條件有：F+mgsinθ-μmgcosθ=0則F=μmgcosθ-mgsinθ若μ=tanθ，則mgsinθ=μmgcosθ，即F=0，故D項(xiàng)錯誤。
9.（09上海44）自行車的設(shè)計(jì)蘊(yùn)含了許多物理知識，利用所學(xué)知識完成下表
自行車的設(shè)計(jì)目的（從物理知識角度）
車架用鋁合金、鈦合金代替鋼架減輕車重
車胎變寬
自行車后輪外胎上的花紋
答案：減小壓強(qiáng)（提高穩(wěn)定性）；增大摩擦（防止打滑；排水）
10.（09天津1）物塊靜止在固定的斜面上，分別按圖示的方向?qū)ξ飰K施加大小相等的力F，A中F垂直于斜面向上。B中F垂直于斜面向下，C中F豎直向上，D中F豎直向下，施力后物塊仍然靜止，則物塊所受的靜摩擦力增大的是（D）

解析：四個圖中都是靜摩擦。A圖中fA=Gsinθ；B圖中fB=Gsinθ；C圖中fC=(G-F)sinθ；D圖中fC=(G+F)sinθ。

11.（09廣東物理7）某緩沖裝置可抽象成圖所示的簡單模型。圖中為原長相等，勁度系數(shù)不同的輕質(zhì)彈簧。下列表述正確的是（BD）
A．緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)無關(guān)
B．墊片向右移動時，兩彈簧產(chǎn)生的彈力大小相等
C．墊片向右移動時，兩彈簧的長度保持相等
D．墊片向右移動時，兩彈簧的彈性勢能發(fā)生改變
解析：不同彈簧的緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)，A錯誤；在墊片向右運(yùn)動的過程中，由于兩個彈簧相連，則它們之間的作用力等大，B正確；由于兩彈簧的勁度系數(shù)不同，由胡克定律可知，兩彈簧的型變量不同，則兩彈簧的長度不相等，C錯誤；在墊片向右運(yùn)動的過程中，由于彈簧的彈力做功，則彈性勢能將發(fā)生變化，D正確。
12.（09寧夏21）水平地面上有一木箱，木箱與地面之間的動摩擦因數(shù)為?，F(xiàn)對木箱施加一拉力F，使木箱做勻速直線運(yùn)動。設(shè)F的方向與水平面夾角為，如圖，在從0逐漸增大到90°的過程中，木箱的速度保持不變，則（AC）
A.F先減小后增大B.F一直增大
C.F的功率減小D.F的功率不變
13.（09四川20）如圖所示，粗糙程度均勻的絕緣斜面下方O點(diǎn)處有一正點(diǎn)電荷，帶負(fù)電的小物體以初速度V1從M點(diǎn)沿斜面上滑，到達(dá)N點(diǎn)時速度為零，然后下滑回到M點(diǎn)，此時速度為V2（V2＜V1）。若小物體電荷量保持不變，OM＝ON，則（AD）
A．小物體上升的最大高度為
B．從N到M的過程中，小物體的電勢能逐漸減小
C．從M到N的過程中，電場力對小物體先做負(fù)功后做正功
D．從N到M的過程中，小物體受到的摩擦力和電場力均是先增大后減小
解析：設(shè)斜面傾角為θ、上升過程沿斜面運(yùn)動的最大距離為L。
因?yàn)镺M＝ON，則MN兩點(diǎn)電勢相等，小物體從M到N、從N到M電場力做功均為0。上滑和下滑經(jīng)過同一個位置時，垂直斜面方向上電場力的分力相等，則經(jīng)過相等的一小段位移在上滑和下滑過程中電場力分力對應(yīng)的摩擦力所作的功均為相等的負(fù)功，所以上滑和下滑過程克服電場力產(chǎn)生的摩擦力所作的功相等、并設(shè)為W1。在上滑和下滑過程，對小物體，應(yīng)用動能定理分別有：－mgsinθL－μmgcosθL－W1＝－和mgsinθL－μmgcosθL－W1＝，上兩式相減可得sinθL＝，A對；由OM＝ON，可知電場力對小物體先作正功后作負(fù)功，電勢能先減小后增大，BC錯；從N到M的過程中，小物體受到的電場力垂直斜面的分力先增大后減小，而重力分力不變，則摩擦力先增大后減小，在此過程中小物體到O的距離先減小后增大，根據(jù)庫侖定律可知小物體受到的電場力先增大后減小，D對。
【考點(diǎn)模擬演練】
1.(20xx青島模擬)關(guān)于重力的大小，以下說法正確的是()
A.懸掛在豎直繩子上的物體，繩子對它的拉力一定等于其重力
B.靜止在水平面上的物體對水平面的壓力一定等于其重力
C.自由落體運(yùn)動的物體依然受到重力作用
D.向上運(yùn)動的物體所受重力可能小于向下運(yùn)動的物體所受重力
【答案】選C.
【詳解】懸掛在豎直繩子上的物體處于平衡狀態(tài)時，繩子對它的拉力等于其重力，A錯；靜止在水平面上的物體，只受重力和支持力時，對水平面的壓力一定等于其重力，B錯；物體所受的重力與它的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，C正確，D錯誤.
2.舉世矚目的第29屆奧運(yùn)會于2008年8月8日在北京“鳥巢”體育館開幕，奧運(yùn)會吉祥物“福娃”活潑可愛，下圖是福娃在幾個項(xiàng)目中的運(yùn)動形象，下列幾種說法正確的是()
A.用力踢足球，足球會飛出去，說明力能使物體運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變
B.投籃球時，籃球脫手后地球?qū)@球有力的作用，籃球?qū)Φ厍驔]有力的作用，所以籃球落到地上
C.擊出的羽毛球能在空中繼續(xù)飛行，是由于羽毛球具有向前的沖力
D.用槳向后劃水時皮劃艇會向前進(jìn)，這是由于力的作用是相互的
【答案】AD
【詳解】力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，A正確.地球?qū)@球有力的作用，籃球?qū)Φ厍蛞灿辛Φ淖饔?，B錯.羽毛球在空中繼續(xù)飛行，是由于慣性，而不是受到了向前的沖力，C錯.皮劃艇向前進(jìn)，是作用力與反作用力的結(jié)果，也說明了力的作用是相互的.D正確.
3.如圖所示，兩輛車在以相同的速度做勻速運(yùn)動；根據(jù)圖中所給信息和所學(xué)知識你可以得出的結(jié)論是()
A.物體各部分都受重力作用，但可以認(rèn)為物體各部分所受重力集中于一點(diǎn)
B.重力的方向總是垂直向下的
C.物體重心的位置與物體形狀和質(zhì)量分布有關(guān)
D.力是使物體運(yùn)動的原因
【答案】AC
【詳解】物體各部分都受重力作用，但可以認(rèn)為物體各部分所受重力集中于一點(diǎn)，這個點(diǎn)就是物體的重心，故A正確；重力的方向總是和水平面垂直，是豎直向下而不是垂直向下，故B錯誤；從圖中可以看出，汽車（包括貨物）的形狀和質(zhì)量分布發(fā)生了變化，重心的位置就發(fā)生了變化，故C正確；力不是使物體運(yùn)動的原因，而是使物體發(fā)生形變或產(chǎn)生加速度的原因，故D錯誤.
4.(20xx興化模擬)實(shí)驗(yàn)室常用的彈簧測力計(jì)如圖甲所示，彈簧的一端與連接有掛鉤的拉桿相連，另一端固定在外殼上的O點(diǎn)，外殼上固定一個圓環(huán)，整個外殼重為G，彈簧和拉桿的質(zhì)量忽略不計(jì).現(xiàn)將該彈簧測力計(jì)以如圖乙和丙的兩種方式固定在地面上，并分別用同樣的力F0(F0G)豎直向上拉彈簧測力計(jì)，則穩(wěn)定后彈簧測力計(jì)的讀數(shù)分別為()
A.乙圖讀數(shù)為F0-G，丙圖讀數(shù)為F0+G
B.乙圖讀數(shù)為F0+G，丙圖讀數(shù)為F0-G
C.乙圖讀數(shù)為F0，丙圖讀數(shù)為F0-G
D.乙圖讀數(shù)為F0-G，丙圖讀數(shù)為F0
【答案】選D.
【詳解】彈簧測力計(jì)的讀數(shù)與彈簧的形變成正比，按圖乙方式外殼受力F0=F+G，則彈簧測力計(jì)的讀數(shù)F=F0-G，按圖丙方式彈簧測力計(jì)的讀數(shù)直接由F0引起，彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為F0，D正確.
5.(20xx南通模擬)如圖所示，水平桌面上平放一疊共計(jì)54張的撲克牌，每一張的質(zhì)量均為m.用一手指以豎直向下的力壓第1張牌，并以一定速度向右移動手指，確保手指與第1張牌之間有相對滑動.設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相同，手指與第1張牌之間的動摩擦因數(shù)為μ1，牌間的動摩擦因數(shù)均為μ2，第54張牌與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ3，且有μ1＞μ2＞μ3.則下列說法正確的是()
A.第2張牌到第53張牌之間可能發(fā)生相對滑動
B.第2張牌到第53張牌之間不可能發(fā)生相對滑動
C.第1張牌受到手指的摩擦力向左
D.第54張牌受到水平桌面的摩擦力向左
【答案】選B、D.
【詳解】由題意知，第1張牌受到手指的摩擦力方向向右，C錯誤；如果第2張牌到第53張牌之間發(fā)生了相對滑動，則其中的某一張牌受到的來自于其上方的牌的摩擦力F上必大于其所受來自下方牌的摩擦力F下，牌之間的摩擦因數(shù)均為μ2，令每張牌的重力為mg，令F上=μ2FN，則F下=μ2(mg+FN)，總有F下＞F上，即從第2張牌到第53張牌之間不可能有相對滑動發(fā)生.將第2張牌到第53張牌視為一個整體，該整體受第1張牌的摩擦力向右，由牛頓第三定律知第53張牌對第54張牌的摩擦力向右，則桌面對第54張牌的摩擦力必向左.
6.如圖所示，固定在水平地面上的斜面體頂端安裝一定滑輪，兩物塊P、Q用輕繩連接并跨過定滑輪，P懸于空中，Q放在斜面上，均處于靜止?fàn)顟B(tài).不計(jì)滑輪的質(zhì)量和繩子與滑輪間的摩擦，當(dāng)用豎直向下的恒力推Q時，P、Q仍靜止不動，則
A.Q受到的摩擦力一定變小
B.Q受到的摩擦力一定變大
C.輕繩上的拉力一定變小
D.輕繩上的拉力一定不變
【答案】D
【詳解】以物體P為研究對象，可以知道繩子的拉力等于物體P的重力，故繩子的拉力不變，選項(xiàng)C錯誤，選項(xiàng)D正確.由于沒有對Q施加豎直向下的恒力時，物體Q的摩擦力方向不能確定，故施加豎直向下的恒力后，摩擦力的變化情況不能確定，所以選項(xiàng)A、B錯誤.故正確答案為D.
7.A、B、C三個物體通過細(xì)線和光滑的滑輪相連，處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示，C是一箱沙子，沙子和箱的重力都等于G，動滑輪的質(zhì)量不計(jì)，打開箱子下端開口，使沙子均勻流出，經(jīng)過時間t0流完，則下圖中哪個圖線表示在這過程中桌面對物體B的摩擦力f隨時間的變化關(guān)系
()
【答案】B
【詳解】選擇A、B整體作為研究對象，整體共受到5個力的作用，即：重力G=GA+GB、支持力FN、靜摩擦力Ff、兩根繩子的拉力F1和F2.其中F1=F2=.根據(jù)力的平衡得：Ff=F1+F2=GC.所以當(dāng)沙子均勻流出時，B選項(xiàng)正確.
8.(20xx成都市高三摸底測試)緩沖裝置可抽象成如右圖所示的簡單模型，圖中A、B為原長相等、勁度系數(shù)分別為k1、k2(k1≠k2)的兩個不同的輕質(zhì)彈簧．下列表述正確的是()
A．裝置的緩沖效果與兩彈簧的勁度系數(shù)無關(guān)
B．墊片向右移動穩(wěn)定后，兩彈簧產(chǎn)生的彈力之比F1∶F2＝k1∶k2
C．勢片向右移動穩(wěn)定后，兩彈簧的長度之比l1∶l2＝k2∶k1
D．墊片向右移動穩(wěn)定后，兩彈簧的壓縮量之比x1∶x2＝k2∶k1
【答案】D
【詳解】根據(jù)力的作用是相互的可知：輕質(zhì)彈簧A、B中的彈力是相等的，即k1x1＝k2x2，所以兩彈簧的壓縮量之比x1∶x2＝k2∶k1，故D正確．
9．如圖，物體M在豎直向上的拉力F的作用下能靜止在斜面上，關(guān)于M受力的個數(shù)，下列說法中正確的是
()
A．M一定是受兩個力作用
B．M一定是受四個力作用
C．M可能受三個力作用
D．M不是受兩個力作用就是受四個力作用
【答案】D
【詳解】若拉力F大小等于物體的重力，則物體與斜面沒有相互作用力，所以物體就只受到兩個力作用；若拉力F小于物體的重力時，則斜面對物體產(chǎn)生支持力和靜摩擦力，故物體應(yīng)受到四個力作用，D正確．
10．如圖所示，將一質(zhì)量為3m的長木板靜止地放在水平地面上，另一質(zhì)量為m的木塊以水平初速度v0滑上長木板，若木塊與木板、木板與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ，則在木塊與長木板相對靜止之前，長木板受地面的摩擦力大小為
()

A．μmgB．2μmg
C．3μmgD．4μmg
【答案】A
【詳解】木塊對木板的摩擦力向右，大小為μmg，木板靜止，木板水平方向合力為0，故地面對木板的摩擦力向左，大小為μmg.
11.一根大彈簧內(nèi)套一根小彈簧，大彈簧比小彈簧長0.2m，它們的下端平齊并固定，另一端自由，如圖所示.當(dāng)壓縮此組合彈簧時，測得彈力與彈簧壓縮量的關(guān)系如圖所示.試求這兩根彈簧的勁度系數(shù)k1和k2.
【答案】見詳解
【詳解】此物理過程，彈簧壓縮測得的力大小就等于彈簧
的彈力，并遵守胡克定律.(2分)
據(jù)題意，當(dāng)壓縮量只有0.2m的過程，只大彈簧發(fā)生形變，從圖中讀出x=0.2m，F(xiàn)=2N，由胡克定律知F1=k1x1，得(N/m)(5分)
彈簧組合形變量為0.3m時，大彈簧的形變量為
x1=0.3m，小彈簧的形變量x2=0.1m，(3分)
F1+F2=5N,就有k1x1+k2x2=5
(N/m)(5分)
12.如圖有一半徑為r=0.2m的圓柱體繞豎直軸OO′以ω=9rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動.今用力F將質(zhì)量為1kg的物體A壓在圓柱側(cè)面，使其以v0=2.4m/s的速度勻速下降.若物體A與圓柱面的摩擦因數(shù)μ=0.25，求力F的大小.(已知物體A在水平方向受光滑擋板的作用，不能隨軸一起轉(zhuǎn)動.)
【答案】見詳解
【詳解】在水平方向圓柱體有垂直紙面向里的速度，A相對圓柱體有垂直紙面向外的速度為v′，v′=ωr=1.8m/s；在豎直方向有向下的速度v0=2.4m/s.(3分)
A相對于圓柱體的合速度為m/s(3分)
合速度與豎直方向的夾角為θ，則(3分)
A做勻速運(yùn)動，豎直方向平衡，有Ffcosθ=mg，得
(3分)
另Ff=μFN，F(xiàn)N=F，故(3分)

高考物理第一輪考綱知識復(fù)習(xí)

第一章運(yùn)動的描述、勻變速直線運(yùn)動的研究

【高考目標(biāo)導(dǎo)航】
考綱點(diǎn)擊備考指導(dǎo)
1.參考系、質(zhì)點(diǎn)Ⅰ1.區(qū)分位移和路程、速度和加速度的概念及其關(guān)系，體會極限的思想方法
2.位移、速度和加速度Ⅱ2.熟練掌握勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律及其應(yīng)用
3.勻變速直線運(yùn)動及其公式、圖像Ⅱ
實(shí)驗(yàn)一：研究勻變速直線運(yùn)動3.理解圖象和圖象并能熟練應(yīng)用圖象解決問題

第1節(jié)描述運(yùn)動的基本概念
【考綱知識梳理】
一、參考系
1.定義：假定不動，用來做參考的物體。
2.選?。海?）參考系的選擇是任意的，一般選擇地面或相對地面靜止的物體。
（2）參考系的選擇不同，結(jié)果往往不同，即物體的運(yùn)動和靜止都是相對的
二、質(zhì)點(diǎn)
1.定義：用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)是一種理想化的物理模型。
2.條件：一個物體能否看成質(zhì)點(diǎn)，取決于它的形狀和大小在所研究問題中是否可以忽略不計(jì)，而跟自身體積的大小、質(zhì)量的多少和運(yùn)動速度的大小無關(guān)?？梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動物體有以下三種情況：
（1）運(yùn)動物體的大小跟它所研究的對象間的距離相比可忽略不計(jì)時,可將該物體當(dāng)作質(zhì)點(diǎn).
（2）做平動的物體,由于物體上各個點(diǎn)運(yùn)動的情況相同,可以選物體上任一點(diǎn)的運(yùn)動來代表物體的運(yùn)動,故平動的物體在研究其運(yùn)動性質(zhì)時,可將它視為質(zhì)點(diǎn).
（3）有轉(zhuǎn)動,但相對平動而言可以忽略時,也可以把物體視為質(zhì)點(diǎn).如汽車在運(yùn)行時,雖然車輪有轉(zhuǎn)動,但我們關(guān)心的是車輛整體運(yùn)動的快慢,故汽車可以看成質(zhì)點(diǎn).
三、時刻和時間間隔
1.區(qū)別：如果建立一個表示時間的一維直線系，則在這個坐標(biāo)系中，時刻用點(diǎn)表示，時間間隔是兩個時刻之差，用線段表示。
2.聯(lián)系：時間間隔，它等于兩個時刻之差。
四、位移和路程
1.位移:表示物體位置的變化,可用由初位置指向末位置的有向線段表示.有向線段的長度表示位移的大小,有向線段的方向表示位移的方向.
2.路程:是物體運(yùn)動軌跡的實(shí)際長度.路程是標(biāo)量,與路徑有關(guān).如圖所示,AB表示位移,折線ACB和弧線ADB的長度表示路程.
3.位移和路程的區(qū)別與聯(lián)系
位移路程
區(qū)別
描述質(zhì)點(diǎn)位置變化,是從初位置指向末位置的有向線段描述質(zhì)點(diǎn)實(shí)際運(yùn)動軌跡的長度
矢量,有大小,也有方向標(biāo)量,有大小,無方向
由質(zhì)點(diǎn)的初,末位置決定,與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動軌跡無關(guān)既與質(zhì)點(diǎn)的初,末位置有關(guān),也與運(yùn)動路徑有關(guān)
聯(lián)系①都是描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的空間特征
②都是過程量
③一般說來,位移的大小不大于相應(yīng)的路程,只有質(zhì)點(diǎn)做單向直線運(yùn)動時,位移的大小才等于路程
五、速度和速率
1.平均速度
①定義:運(yùn)動物體的位移和所用時間的比值,叫做這段位移(或時間內(nèi))的平均速度.
②表達(dá)式:v=Δx/Δt(或者寫成v=x/t).
③方向:與位移方向相同.
2.瞬時速度
①定義:運(yùn)動物體經(jīng)過某一位置(或在某時刻)的速度.
②大?。簐=(其中Δt→0)，在x—t圖象中等于該時刻對應(yīng)斜率的大小.
③方向：在x—t圖象中，如果斜率為正值，則表明某點(diǎn)瞬時速度的方向與規(guī)定的正方向相同.
注意:平常我們所說的速度既可能是平均速度,也可能是瞬時速度,要根據(jù)上,下文來判斷.
3.瞬時速率和平均速率
①瞬時速率:瞬時速度大小.
②平均速率:物體運(yùn)動的路程與所用時間的比值.
公式:平均速率=
4.速度和速率的比較
項(xiàng)目速度速率
定義運(yùn)動物體在某一時刻(或某一位置)的速度叫瞬時速度,簡稱速度瞬時速度的大小,叫做瞬時速率,簡稱速率
意義描述質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動快慢和運(yùn)動方向描述質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動快慢,不描述運(yùn)動方向
性質(zhì)矢量標(biāo)量
關(guān)系兩者大小總是相等
5.平均速度和平均速率的比較
項(xiàng)目平均速度平均速率

定義位移與時間的比值路程與時間的比值
意義粗略描述運(yùn)動的快慢和方向僅表示運(yùn)動快慢
性質(zhì)矢量標(biāo)量
關(guān)系平均速度大小一般小于平均速率,僅物體單向直線運(yùn)動時,兩者大小才相等
6.平均速度與瞬時速度的比較
項(xiàng)目平均速度瞬時速度
區(qū)別粗略描述,對應(yīng)一段時間精確描述,對應(yīng)某一時刻
共同點(diǎn)描述物體運(yùn)動的快慢和方向,都是矢量,單位都是m/s
聯(lián)系勻速直線運(yùn)動中，平均速度等于瞬時速度，瞬時速度是極短時間內(nèi)的平均速度

六、加速度
1.定義：速度的變化量與發(fā)生這一改變所用時間的比值
2.公式：
3.物理意義：是描述速度變化的快慢和方向的物理量
4.方向：加速度是矢量，其方向與速度變化量的方向相同
5.單位：米/秒2（m/s2）
【要點(diǎn)名師透析】
一、對質(zhì)點(diǎn)的進(jìn)一步理解
1.科學(xué)抽象
質(zhì)點(diǎn)是對實(shí)際物體的科學(xué)抽象,是研究物體運(yùn)動時,抓住主要因素,忽略次要因素,對實(shí)際物體進(jìn)行的簡化,是一種理想化的模型,真正的質(zhì)點(diǎn)是不存在的.
2.可看做質(zhì)點(diǎn)的條件
一個物體能否看做質(zhì)點(diǎn),并非依物體自身大小來判斷,而是要看物體的大小、形狀在所討論的問題中是主要因素還是次要因素，若是次要因素,即使物體很大,也能看做質(zhì)點(diǎn)，相反,若物體的大小、形狀是主要因素,即使物體很小,也不能看做質(zhì)點(diǎn).
3.質(zhì)點(diǎn)與幾何“點(diǎn)”
質(zhì)點(diǎn)是對實(shí)際物體進(jìn)行科學(xué)抽象的模型,有質(zhì)量,只是忽略了物體的大小和形狀；幾何中的“點(diǎn)”僅僅表示空間中的某一位置.
【例1】(20xx大連模擬)在下面研究的各個問題中可以被看做質(zhì)點(diǎn)的是()
A.奧運(yùn)會乒乓球男單冠軍王勵勤打出的弧旋球
B.奧運(yùn)會冠軍王軍霞在萬米長跑中
C.跳水冠軍郭晶晶在跳水比賽中
D.研究一列火車通過某一路標(biāo)的時間
【答案】選B.
【詳解】A、C中研究的是乒乓球的旋轉(zhuǎn)和郭晶晶的跳水動作，不能視為質(zhì)點(diǎn)，A、C錯；B中研究的是王軍霞在萬米長跑中的快慢，可忽略其身高與擺臂動作，可看做質(zhì)點(diǎn)，B對；研究火車通過某一路標(biāo)的時間時不能不考慮它的長度，在這種情況下火車就不能視為質(zhì)點(diǎn)，D錯，故選B.
二、參考系的應(yīng)用
1.描述一個物體是否運(yùn)動，決定于它相對于所選的參考系的位置是否發(fā)生變化，由于所選的參考系并不是真正靜止的，所以物體運(yùn)動的描述只能是相對的。
2.描述同一運(yùn)動時，若以不同的物體作為參考系，描述的結(jié)果可能不同
3.參考系的選取原則上是任意的，但是有時選運(yùn)動物體作為參考系，可能會給問題的分析、求解帶來簡便，一般情況下如無說明，通常都是以地球作為參考系來研究物體的運(yùn)動．
【例2】(20xx包頭模擬)關(guān)于位移和路程，下列說法正確的是()
A.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的位移大小可能大于路程
B.位移和路程都是矢量
C.質(zhì)點(diǎn)通過一段路程，位移不可能是零
D.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動一段時間，路程不能為零但位移可能為零
【答案】選D.
【詳解】位移是矢量，路程是標(biāo)量，B錯；位移的大小不大于路程，A錯；如質(zhì)點(diǎn)繞圓弧運(yùn)動一圈回到出發(fā)點(diǎn)，路程不為零但位移為零，C錯D對，故選D.
三、速度、速度變化量和加速度的關(guān)系
比較項(xiàng)目速度加速度速度改變量
物理意義描述物體運(yùn)動快慢和方向的物理量,是一狀態(tài)量描述物體速度變化快慢和方向的物理量,是一狀態(tài)量描述物體速度改變程度的物理量,是一過程量
定義式v=x/ta=或a=Δv/tΔv=vt-v0
單位m/sm/s2m/s
決定因素v的大小由x與t決定a不是由v,t,Δt來決定的，a由Δv/t的比值決定Δv由vt與v0決定，而且,也由a與t決定
方向與位移x同向，即物體運(yùn)動的方向與Δv方向一致，而與v0,vt方向無關(guān)由Δv=vt-v0或Δ決定的方向

大小位移與時間的比值速度改變量與所用時間的比值Δv=vt-v0
注意：(1)加速度有瞬時加速度和平均加速度，對于勻變速運(yùn)動而言，瞬時加速度等于平均加速度；而對于非勻變速運(yùn)動,瞬時加速度不等于平均加速度.
(2)加速度與物體的速度及速度變化量無必然聯(lián)系，物體的速度大，速度變化量大，加速度不一定大，而物體的速度為零時，加速度可能不為零.
【例3】(20xx溫州模擬)在變速直線運(yùn)動中，下面關(guān)于速度和加速度關(guān)系的說法，正確的是()
A.加速度與速度無必然聯(lián)系
B.速度減小時，加速度也一定減小
C.速度為零，加速度也一定為零
D.速度增大時，加速度也一定增大
【答案】選A.
【詳解】速度和加速度無必然聯(lián)系，A對；速度減小時，加速度也可以增大或不變，B錯；速度為零，加速度不一定為零，C錯；速度增大，加速度也可以不變或減小，D錯.
【感悟高考真題】
1.(07北京理綜18)圖示為高速攝影機(jī)拍攝到的子彈穿透蘋果瞬間的照片.該照片經(jīng)放大后分析出,在曝光時間內(nèi),子彈影像前后錯開的距離約為子彈長度的1%～2%.已知子彈飛行速度約為500m/s,由此可估算出這幅照片的曝光時間最接近（）
A.10-3sB.10-6sC.10-9sD.10-12s??
答案B
解析：子彈的長度約為5cm,則曝光時間內(nèi)子彈移動的距離為s=5×1%cm=0.05cm=5×10-4m,曝光時間
t=
2.(07廣東理科基礎(chǔ)1)下列物理量為標(biāo)量的是()
A.平均速度B.加速度C.位移D.功
答案D
解析：平均速度、加速度、位移是矢量,功是標(biāo)量,選項(xiàng)D正確.
【考點(diǎn)模擬演練】
1.(20xx?？谀M)跳水比賽是我國的傳統(tǒng)優(yōu)勢項(xiàng)目.在20xx年廣州亞運(yùn)會的男子10米跳臺決賽中，我國運(yùn)動員曹緣勇奪冠軍，在觀看運(yùn)動員的比賽時，若只研究運(yùn)動員的下落過程，下列說法正確的是()
A.前一半時間內(nèi)位移大，后一半時間內(nèi)位移小
B.前一半位移用的時間長，后一半位移用的時間短
C.為了研究運(yùn)動員的技術(shù)動作，可將正在比賽的運(yùn)動員視為質(zhì)點(diǎn)
D.運(yùn)動員在下落過程中，感覺水面在加速上升
【答案】選B、D.
【詳解】運(yùn)動員的下落過程阻力很小，可看做是自由落體運(yùn)動，故前一半時間內(nèi)的位移小于后一半時間內(nèi)的位移，A錯；前一半位移所用時間大于后一半位移所用時間，B對；研究運(yùn)動員的技術(shù)動作時，其大小不能忽略，C錯；運(yùn)動員相對水面加速下降，則水面相對運(yùn)動員加速上升，D對.
2.在平直公路上行駛的汽車內(nèi)，一乘客以自己的車為參考系向車外觀察，他看到的下列現(xiàn)象中肯定錯誤的是（）
A.與汽車同向行駛的自行車，車輪轉(zhuǎn)動正常，但自行車向后行駛
B.公路兩旁的樹因?yàn)橛懈诘乩铮允遣粍拥?br> C.有一輛汽車總在自己的車前不動
D.路旁的房屋是運(yùn)動的
【答案】B
【詳解】當(dāng)汽車在自行車前方以大于自行車的速度行駛時，乘客觀察到自行車的車輪轉(zhuǎn)動正常，自行車向后退，故選項(xiàng)A是可能的.以行駛的車為參考系,公路兩旁的樹,房屋都是向后退的,故選項(xiàng)B錯誤,選項(xiàng)D正確.當(dāng)另一輛汽車與乘客乘坐的車以相同的速度行駛時,乘客觀察到前面的車靜止不動,故選項(xiàng)C是可能的.
4.關(guān)于時間和時刻，下列說法正確的是()
A.物體在5s時指的是物體在5s末時，指的是時刻
B.物體在5s內(nèi)指的是物體在4s末到5s這1s的時間
C.物體在第5s內(nèi)指的是物體在4s末到5s初這1s的時間
D.第4s末和第5s初，指的是時刻
【答案】ACD
【詳解】5s時指的是5s末這一時刻；5s內(nèi)指的是前5s這一段時間；第5s內(nèi)指4s末到5s初這1s的時間；前1s末和后1s初是同一時刻，故第4s末和第5s初是同一時刻.
5.一物體做勻變速直線運(yùn)動，某時刻速度的大小為4m/s，1s后速度的大小變?yōu)?0m/s，在這1s內(nèi)該物體的（）
A.位移的大小可能小于4m
B.位移的大小可能大于10m
C.加速度的大小可能小于4m/s2
D.加速度的大小可能大于10m/s2
【答案】AD
【詳解】本題的關(guān)鍵是位移、速度和加速度的矢量性，規(guī)定初速度v0的方向?yàn)檎较?，則仔細(xì)分析“做勻變速直線運(yùn)動的物體，1s后速度大小變?yōu)?0m/s”這句話，可知1s后物體速度可能為10m/s，也可能是-10m/s，因而同向時反向時式中負(fù)號表示方向跟規(guī)定正方向相反.因此正確答案為A、D.
6.(20xx廣州模擬)在公路的每個路段都有交通管理部門設(shè)置的限速標(biāo)志如右圖所示，這是告誡駕駛員在這一路段駕駛車輛時()
A．必須以這一規(guī)定速度行駛]
B．平均速度大小不得超過這一規(guī)定數(shù)值
C．瞬時速度大小不得超過這一規(guī)定數(shù)值
D．汽車上的速度計(jì)指示值，有時還是可以超過這一規(guī)定值的
【答案】C
【詳解】限速標(biāo)志上的數(shù)值為這一路段汽車行駛的瞬時速度的最大值，汽車上的速度計(jì)指示值為汽車行駛的瞬時速度值，不能超過這一規(guī)定值，故只有C正確．
7.從水平勻速飛行的直升機(jī)上向外自由釋放一個物體，不計(jì)空氣阻力，在物體下落過程中，下列說法不正確的是()
A．從飛機(jī)上看，物體靜止
B．從飛機(jī)上看，物體始終在飛機(jī)的后方
C．從地面上看，物體做平拋運(yùn)動
D．從地面上看，物體做自由落體運(yùn)動
【答案】C
【詳解】本題主要考查的內(nèi)容是物體的相對運(yùn)動和參考系等相關(guān)知識點(diǎn)．由于飛機(jī)在水平方向做勻速運(yùn)動，當(dāng)物體自由釋放的瞬間物體具有與飛機(jī)相同的水平速度，則從飛機(jī)上看，物體始終處于飛機(jī)的正下方，選項(xiàng)B錯；物體在重力的作用下在豎直方向做自由落體運(yùn)動，所以選項(xiàng)A錯誤；在地面上看物體的運(yùn)動，由于具有水平方向的速度，只受重力的作用，因此物體做平拋運(yùn)動，則C對D錯．
8.一個人從北京去重慶，可以乘火車，也可以乘飛機(jī)，還可以先乘火車到武漢，然后乘輪船沿長江到重慶，如圖所示，這幾種情況下：
①他的運(yùn)動軌跡不一樣
②他走過的路程相同
③他的位置變動是不同的
④他的位移是相同的
以上說法正確的是()
A．①②B．③④
C．①④D．②③
【答案】C
9.如右圖所示，物體沿曲線軌跡的箭頭方向運(yùn)動，AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲線軌跡運(yùn)動所用的時間分別是：1s,2s,3s,4s．下列說法不正確的是()
]
A．物體在AB段的平均速度為1m/s
B．物體在ABC段的平均速度為52m/s
C．AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物體處于A點(diǎn)時的瞬時速度
D．物體在B點(diǎn)的速度等于AC段的平均速度
【答案】D
【詳解】v＝xt，AB段位移為1m，v＝1m/s，A說法對；同理ABC段位移為5m，平均速度為52m/s，B說法對；Δt越小，該時間內(nèi)的平均速度越接近該位移內(nèi)的某點(diǎn)瞬時速度，所以C說法對；做勻加速直線運(yùn)動的物體，中間時刻的速度才等于該段位移的平均速度，D說法錯．正確選項(xiàng)為D.
10.(20xx九江模擬)在街頭的理發(fā)店門口，?？梢钥吹接羞@樣的標(biāo)志：一個轉(zhuǎn)動的圓筒，外表有彩色螺旋斜條紋，我們感覺條紋在沿豎直方向運(yùn)動，但實(shí)際上條紋在豎直方向并沒有升降，這是由于圓筒的轉(zhuǎn)動而使我們的眼睛產(chǎn)生的錯覺.如圖所示，假設(shè)圓筒上的條紋是圍繞圓筒的一條寬帶，相鄰兩圈條紋在沿圓筒軸線方向的距離(即螺距)為L=10cm，圓筒沿逆時針方向(從俯視方向看)，以2r/s的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，我們感覺到的升降方向和速度大小分別為()
A.向上10cm/sB.向上20cm/s
C.向下10cm/sD.向下20cm/s
【答案】選D.
【詳解】由圓筒沿逆時針方向知條紋低端由左向右移動，由于視覺暫留現(xiàn)象，我們感覺到右端條紋在沿豎直方向向下運(yùn)動，圓筒轉(zhuǎn)動一圈，用時0.5s，感覺到條紋沿豎直方向向下運(yùn)動L，因此向下運(yùn)動速度為20cm/s，故選D.
11.一輛客車在某高速公路上行駛，在經(jīng)過某直線路段時，司機(jī)駕車做勻速直線運(yùn)動.司機(jī)發(fā)現(xiàn)其正要通過正前方高山懸崖下的隧道，于是鳴笛，經(jīng)t1=5s后聽到回聲，聽到回聲后又行駛了t2=10s，司機(jī)第二次鳴笛，又經(jīng)t3=2s后聽到回聲，請根據(jù)以上數(shù)據(jù)判斷客車是否超速行駛.(已知此高速路段最高限速為120km/h，聲音在空氣中的傳播速度為340m/s)
【答案】見解析
【詳解】設(shè)客車的速度為v1,聲音的速度為v2，第一次鳴笛時客車離隧道口的距離為L1，第二次鳴笛時客車離隧道口的距離為L2，則有
v2t1=2L1-v1t1(4分)
v2t3=2L2-v1t3(4分)
又L2=L1-v1(t2+t1)(3分)
以上三式聯(lián)立可得：
≈136km/h＞120km/h(3分)
故客車超速行駛(2分)
12.有些國家的交通管理部門為了交通安全，特別制定了死亡加速度為500g(g＝10m/s2)，以醒世人，意思是如果行車加速度超過此值，將有生命危險，那么大的加速度，一般情況下車輛是達(dá)不到的，但如果發(fā)生交通事故時，將會達(dá)到這一數(shù)值．試問：
(1)一輛以72km/h的速度行駛的貨車與一輛以54km/h行駛的摩托車相向而行發(fā)生碰撞，碰撞時間為2.1×10－3s，摩托車駕駛員是否有生命危險？
(2)為了防止碰撞，兩車的駕駛員同時緊急剎車，貨車、摩托車急剎車后到完全靜止所需時間分別為4s、3s，貨車的加速度與摩托車的加速度大小之比為多少？
(3)為避免碰撞，開始剎車時，兩車距離至少為多少？
【答案】(1)有生命危險(2)1∶1(3)62.5m
【詳解】(1)摩托車與貨車相撞瞬間，貨車的速度幾乎不變，摩托車的速度反向，大小與貨車速度相同，因此，摩托車速度的變化Δv＝72km/h－(－54km/h)＝126km/h＝35m/s
所以摩托車的加速度大小a＝ΔvΔt＝352.1×10－3m/s2＝16667m/s2＝1666.7g500g，因此摩托車駕駛員有生命危險．
(2)設(shè)貨車、摩托車的加速度大小分別為a1、a2，根據(jù)加速度定義得：a1＝Δv1Δt1，a2＝Δv2Δt2
所以a1∶a2＝Δv1Δt1∶Δv2Δt2
＝204∶153＝1∶1.
(3)x＝x1＋x2＝v12t1＋v22t2＝62.5m.

高考物理第一輪磁場對運(yùn)動電荷的作用復(fù)習(xí)學(xué)案

第三課時磁場對運(yùn)動電荷的作用

【教學(xué)要求】
1．會用左手定則判斷洛侖茲力方向，計(jì)算洛侖茲力的大小。
2．了解電子束在磁場中的偏轉(zhuǎn)，會分析帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的圓周運(yùn)動，進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。
【知識再現(xiàn)】
一、洛倫茲力
1．洛倫茲力是磁場對電荷的作用力．
2．大?。篎＝(θ為B與v之間的夾角)，當(dāng)θ＝0°時，F(xiàn)＝；當(dāng)θ＝90°時，F(xiàn)＝。
3．方向：由判定(注意正負(fù)電荷的不同)．F一定垂直與所決定的平面，但B與v不一定垂直．
4．特點(diǎn)：①不論帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做何種運(yùn)動，因?yàn)?，故F一定不做功．F只改變速度的而不改變速度的。②F與運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)．速度變化會引起F的變化，對電荷進(jìn)行受力分析和運(yùn)動狀態(tài)分析時應(yīng)注意．
二、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(不計(jì)其他作用)
1．若v∥B時，帶電粒子所受的洛倫茲力F＝0，因此帶電粒子以速度v做運(yùn)動．
2．若v⊥B時，帶電粒子在垂直于磁感線的平面內(nèi)以入射速度v做運(yùn)動．
結(jié)論：①向心力由洛倫茲力提供，即
②軌道半徑公式：R＝③周期：T=④頻率：f＝。
知識點(diǎn)一洛倫茲力的方向判斷方法
判斷洛倫茲力的方向用“左手定則”，在方法上比判斷安培力稍復(fù)雜一些．這是因?yàn)閷?dǎo)線中電流的方向(規(guī)定為正電荷運(yùn)動的方向)是惟一明確的．而運(yùn)動的電荷有正、負(fù)電之分，對于運(yùn)動的正電荷方向就相當(dāng)于電流的方向；對于運(yùn)動的負(fù)電荷方向相當(dāng)于與電流相反的方向．
【應(yīng)用1】有一質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電的小球停在絕緣平面上，并處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直指向紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示，為了使小球飄離平面，勻強(qiáng)磁場在紙面內(nèi)移動的最小速度應(yīng)為多少?方向如何?
導(dǎo)示:小球飄離條件是：mg=Bqv，v=mg/Bq。
由左手定則知：小球應(yīng)向右運(yùn)動，也就是磁場要向左運(yùn)動。
應(yīng)審清題目中要求的是勻強(qiáng)磁場的運(yùn)動，而不是帶電小球的運(yùn)動。
知識點(diǎn)二帶電粒子的圓周運(yùn)動
帶電粒子以一定的初速度與磁場方向垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時，由于洛倫茲力總是與粒子的運(yùn)動方向垂直，對粒子不做功，它只改變粒子運(yùn)動的方向，而不改變粒于的速率，所以粒子受到的洛倫茲力的大小恒定，且F的方向始終與速度垂直，故這個力F充當(dāng)向心力，因此，只在洛倫茲力作用下，粒予的運(yùn)動一定是勻速圓周運(yùn)動．
由有關(guān)公式可得出下列關(guān)系式：
T、f的兩個特點(diǎn)：1．T、f的大小與軌道半徑R和運(yùn)行速率v無關(guān)，只與磁感應(yīng)強(qiáng)度B和粒子的荷質(zhì)比有關(guān)．2．荷質(zhì)比相同的帶電粒于，在同樣的勻強(qiáng)磁場中，T、f相同．
【應(yīng)用2】質(zhì)子()和α粒子()從靜止開始經(jīng)相同的電壓加速后垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場做圓周運(yùn)動，則這兩粒子的動能之比凰：Ek1：Ek2＝，軌道半徑之比r1：r2＝，周期之比T1：T2=．
導(dǎo)示:動能Ek=qU，所以Ek1：Ek2＝1：2。半徑，所以r1：r2＝1：。周期T=2πm/Bq，所以T1：T2=1：2。
作比的方法，在解題中經(jīng)常用到，使用時應(yīng)先求出要求的物理量的表達(dá)式，然后再求出要求的結(jié)果。
類型一帶電粒子在磁場中圓心的確定
1.已知入射方向和出射方向時，可通過入射點(diǎn)和出射點(diǎn)分別作垂直于入射方向和出射方向的直線，兩條直線的交點(diǎn)就是圓弧軌道的圓心．
2.已知入射方向和出射點(diǎn)的位置時，可以通過入射點(diǎn)作入射方向的垂線，連接入射點(diǎn)和出射點(diǎn),作其中垂線，這兩條垂線的交點(diǎn)就是圓弧軌道的圓心。
【例1】如圖所示，一束電子(電量為e)以速度v垂直射人磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、寬度為d的勻強(qiáng)磁場中，穿過磁場時，速度方向與電子原來的入射方向的夾角是30°，則電子的質(zhì)量是，穿過磁場的時間是。
導(dǎo)示:電子在磁場中只受洛倫茲力作用，(重力忽略)其運(yùn)動軌跡是圓的一部分。又因?yàn)槁鍌惼澚εc速度始終垂直，故圓心在電子穿入a點(diǎn)和穿出b點(diǎn)所受洛倫茲力指向的交點(diǎn)O處，由幾何知識可知：ab弧圓心角θ=30°Ob為半徑r，
類型二帶電粒子在磁場中半徑的計(jì)算
利用平面幾何關(guān)系，求出該圓的可能半徑（或圓心角）．并注意以下兩個重要的幾何特點(diǎn)：粒子速度的偏向角（ф）等于回旋角（圓心角α），并等于AB弦與切線的夾角（弦切角θ）的2倍（如圖），即ф=α＝2θ＝ωt.
【例2】(06天津卷)在以坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心、半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，如圖所示。一個不計(jì)重力的帶電粒子從磁場邊界與x軸的交點(diǎn)A處以速度v沿一x方向射入磁場，它恰好從磁場邊界與y軸的交點(diǎn)C處沿+y方向飛出。
(1)請判斷該粒子帶何種電荷，并求出其比荷
(2)若磁場的方向和所在空間范圍不變，而磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變?yōu)锽′，該粒子仍從A處以相同的速度射入磁場，但飛出磁場時的速度方向相對于入射方向改變了60°角，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B′多大?此次粒子在磁場中運(yùn)動所用時間是多少?
導(dǎo)示:(1)由粒子的飛行軌跡，利用左手定則可知，該粒予帶負(fù)電荷。粒子由A點(diǎn)射入，由C點(diǎn)飛出，其速度方向改變了90°，則粒子軌跡
(2)粒子從D點(diǎn)飛出磁場速度方向改變了60°角，故AD弧所對圓心角為60°，粒子做圓周運(yùn)動的半徑
類型三帶電粒子在磁場中運(yùn)動時間
1.直接根據(jù)公式t=s/v或t=α/ω求運(yùn)動時間t；
2.粒子在磁場中運(yùn)動時間的確定:利用回旋角（即圓心角α）與弦切角的關(guān)系，或者利用四邊形內(nèi)角和等于360°,計(jì)算出圓心角α的大小，由公式t=αT/360°,可求出粒子在磁場中的運(yùn)動時間。
【例3】（07丹陽）如圖所示，在一勻強(qiáng)磁場中有三個帶電粒子，其中1和2為質(zhì)子、3為α粒子的徑跡．它們在同一平面內(nèi)沿逆時針方向作勻速圓周運(yùn)動，三者軌道半徑r1＞r2＞r3，并相切于P點(diǎn)．設(shè)T、v、a、t分別表示它們作圓周運(yùn)動的周期、線速度、向心加速度以及各自從經(jīng)過P點(diǎn)算起到第一次通過圖中虛線MN所經(jīng)歷的時間，則（）
A．B．
C．D．
導(dǎo)示:，故A正確。，故B錯。，故C正確。1與2軌跡比較，1的圓心角小，，3的圓心角最大，而α粒子的周期又是最大，所以D正確。答案為ACD。
類型四注意圓周運(yùn)動中有關(guān)對稱規(guī)律
如從同一邊界射入的粒子，從同一邊界射出時，速度與邊界的夾角相等；在圓形磁場區(qū)域內(nèi)．沿徑向射入的粒子，必沿徑向射出等等。
【例2】（06連云港模擬）平行金屬板M、N間距離為d。其上有一內(nèi)壁光滑的半徑為R的絕緣圓筒與N板相切，切點(diǎn)處有一小孔S。圓筒內(nèi)有垂直圓筒截面方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。電子與孔S及圓心O在同一直線上。M板內(nèi)側(cè)中點(diǎn)處有一質(zhì)量為m，電荷量為e的靜止電子，經(jīng)過M、N間電壓為U的電場加速后射入圓筒，在圓筒壁上碰撞n次后，恰好沿原路返回到出發(fā)點(diǎn)。（不考慮重力，設(shè)碰撞過程中無動能損失）求：⑴電子到達(dá)小孔S時的速度大??；⑵電子第一次到達(dá)S所需要的時間；⑶電子第一次返回出發(fā)點(diǎn)所需的時間。
導(dǎo)示:⑴設(shè)加速后獲得的速度為v，根據(jù)得v=
⑵設(shè)電子從M到N所需時間為t1
則，得
⑶電子在磁場做圓周運(yùn)動的周期為
電子在圓筒內(nèi)經(jīng)過n次碰撞回到S，每段圓弧對應(yīng)的圓心角θ1=π-
n次碰撞對應(yīng)的總圓心角θ=(n+1)θ1=(n+1)π-2π=(n-1)π
在磁場內(nèi)運(yùn)動的時間為t2，
（n=1，2，3，…）
1．(08淮陰中學(xué)月考)如圖所示，下端封閉、上端開口、內(nèi)壁光滑的細(xì)玻璃管豎直放置，管底有一帶電的小球。整個裝置以水平向右的速度勻速運(yùn)動，垂直于磁場方向進(jìn)入方向水平的勻強(qiáng)磁場，由于外力的作用，玻璃管在磁場中的速度保持不變，最終小球從上端開口飛出，小球的電荷量始終保持不變，則從玻璃管進(jìn)入磁場到小球運(yùn)動到上端開口的過程中（）
A．洛侖茲力對小球做正功
B．洛侖茲力對小球不做功
C．小球運(yùn)動軌跡是拋物線
D．小球運(yùn)動軌跡是直線
2．(05全國卷)如圖，在一水平放置的平板MN的上方有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，磁場方向垂直于紙面向里。許多質(zhì)量為m帶電量為+q的粒子，以相同的速率v沿位于紙面內(nèi)的各個方向，由小孔O射入磁場區(qū)域。不計(jì)重力，不計(jì)粒子間的相互影響。下圖中陰影部分表示帶電粒子可能經(jīng)過的區(qū)域，其中R=mv/Bq哪個圖是正確的?()
測定同位素組成的裝置里（質(zhì)譜儀），原子質(zhì)量Al=39和A2＝41鉀的單價離子先在電場里加速，接著進(jìn)入垂直離子運(yùn)動方向的均勻磁場中（如圖）．在實(shí)驗(yàn)過程中由于儀器不完善，加速電壓在乎均值U0附近變化±△U．求需要以多大相對精確度維持加速電壓值，才能使鉀同位素束不發(fā)生覆蓋?

參考答案：
1．BC2．A
3．