高中物理功的教案

高考物理常見的物理模型沖刺專題復(fù)習(xí)。

相關(guān)知識

高考物理沖刺專題復(fù)習(xí)

20xx屆高考黃岡中學(xué)物理沖刺講解、練習(xí)題、預(yù)測題18:第9專題高中物理常見的物理模型(2)能力演練

一、選擇題(10×4分)
1．圖示是原子核的核子平均質(zhì)量與原子序數(shù)Z的關(guān)系圖象，下列說法正確的是()
A．若D和E結(jié)合成F，結(jié)合過程中一定會吸收核能
B．若D和E結(jié)合成F，結(jié)合過程中一定會釋放核能
C．若A分裂成B和C，分裂過程中一定會吸收核能
D．若A分裂成B和C，分裂過程中一定會釋放核能
【解析】D、E結(jié)合成F粒子時總質(zhì)量減小，核反應(yīng)釋放核能；A分裂成B、C粒子時，總質(zhì)量減小，核反應(yīng)釋放核能．
[答案]BD
2．單冷型空調(diào)器一般用來降低室內(nèi)溫度，其制冷系統(tǒng)與電冰箱的制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本相同．某單冷型空調(diào)器的制冷機(jī)從低溫物體吸收熱量Q2，向高溫物體放出熱量Q1，而外界(壓縮機(jī))必須對工作物質(zhì)做功W，制冷系數(shù)ε＝Q2W．設(shè)某一空調(diào)的制冷系數(shù)為4，若制冷機(jī)每天從房間內(nèi)部吸收2.0×107J的熱量，則下列說法正確的是()
A．Q1一定等于Q2
B．空調(diào)的制冷系數(shù)越大越耗能
C．制冷機(jī)每天放出的熱量Q1＝2.5×107J
D．制冷機(jī)每天放出的熱量Q1＝5.0×106J
【解析】Q1＝Q2＋W＞Q2，選項A錯誤；ε越大，從室內(nèi)向外傳遞相同熱量時壓縮機(jī)所需做的功(耗電)越小，越節(jié)省能量，選項B錯誤；又Q1＝Q2＋Q2ε＝2.5×107J，故選項C正確．
[答案]C
3．圖示為一列簡諧橫波的波形圖象，其中實線是t1＝0時刻的波形，虛線是t2＝1.5s時的波形，且(t2－t1)小于一個周期．由此可判斷()
A．波長一定是60cm
B．波一定向x軸正方向傳播
C．波的周期一定是6s
D．波速可能是0.1m/s，也可能是0.3m/s
【解析】由題圖知λ＝60cm
若波向x軸正方向傳播，則可知：
波傳播的時間t1＝T4，傳播的位移s1＝15cm＝λ4
故知T＝6s，v＝0.1m/s
若波向x軸負(fù)方向傳播，可知：
波傳播的時間t2＝34T，傳播的位移s2＝45cm＝3λ4
故知T＝2s，v＝0.3m/s．
[答案]AD
4．如圖所示，在水平桌面上疊放著質(zhì)量均為M的A、B兩塊木板，在木板A的上面放著一個質(zhì)量為m的物塊C，木板和物塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)．A、B、C之間以及B與地面之間的動摩擦因數(shù)都為μ．若用水平恒力F向右拉動木板A，使之從C、B之間抽出來，已知重力加速度為g，則拉力F的大小應(yīng)該滿足的條件是(已知最大靜摩擦力的大小等于滑動摩擦力)()
A．F＞μ(2m＋M)gB．F＞μ(m＋2M)g
C．F＞2μ(m＋M)gD．F＞2μmg
【解析】無論F多大，摩擦力都不能使B向右滑動，而滑動摩擦力能使C產(chǎn)生的最大加速度為μg，故F－μmg－μ(m＋M)gM＞μg時，即F＞2μ(m＋M)g時A可從B、C之間抽出．
[答案]C
5．如圖所示，一束單色光a射向半球形玻璃磚的球心，在玻璃與空氣的界面MN上同時發(fā)生反射和折射，b為反射光，c為折射光，它們與法線間的夾角分別為β和θ．逐漸增大入射角α，下列說法中正確的是()
A．β和θ兩角同時增大，θ始終大于β
B．b光束的能量逐漸減弱，c光束的能量逐漸加強(qiáng)
C．b光在玻璃中的波長小于b光在空氣中的波長
D．b光光子的能量大于c光光子的能量
【解析】三個角度之間的關(guān)系有：θ＝α，sinβsinα＝n＞1，故隨著α的增大，β、θ都增大，但是θ＜β，選項A錯誤，且在全反射前，c光束的能量逐漸減弱，b光束的能量逐漸加強(qiáng)，選項B錯誤；又由n＝sinβsinα＝cv＝λλ′，b光在玻璃中的波長小于在空氣中的波長，但光子的能量不變，選項C正確、D錯誤．
[答案]C
6．如圖所示，水平傳送帶以v＝2m/s的速度勻速前進(jìn)，上方漏斗中以每秒50kg的速度把煤粉豎直抖落到傳送帶上，然后一起隨傳送帶運(yùn)動．如果要使傳送帶保持原來的速度勻速前進(jìn)，則傳送帶的電動機(jī)應(yīng)增加的功率為()
A．100WB．200WC．500WD．無法確定
【解析】漏斗均勻持續(xù)將煤粉抖落在傳送帶上，每秒鐘有50kg的煤粉被加速至2m/s，故每秒鐘傳送帶的電動機(jī)應(yīng)多做的功為：
ΔW＝ΔEk＋Q＝12mv2＋fΔs＝mv2＝200J
故傳送帶的電動機(jī)應(yīng)增加的功率ΔP＝ΔWt＝200W．
[答案]B
7．如圖所示，一根用絕緣材料制成的輕彈簧，勁度系數(shù)為k，一端固定，另一端與質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的小球相連，靜止在光滑絕緣水平面上．當(dāng)施加水平向右的勻強(qiáng)電場E后，小球開始做簡諧運(yùn)動，下列關(guān)于小球運(yùn)動情況的說法中正確的是()
A．小球的速度為零時，彈簧的伸長量為qEk
B．小球的速度為零時，彈簧的伸長量為2qEk
C．運(yùn)動過程中，小球和彈簧系統(tǒng)的機(jī)械能守恒
D．運(yùn)動過程中，小球動能變化量、彈性勢能變化量以及電勢能的變化量之和保持為零
【解析】由題意知，小球位于平衡位置時彈簧的伸長量x0＝qEk，小球速度為零時彈簧處于原長或伸長了2x0＝2qEk，選項A錯誤、B正確．
小球做簡諧運(yùn)動的過程中彈簧彈力和電場力都做功，機(jī)械能不守恒，動能、彈性勢能、電勢能的總和保持不變，選項D正確．
[答案]BD
8．如圖所示，將質(zhì)量為m的滑塊放在傾角為θ的固定斜面上．滑塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)為μ．若滑塊與斜面之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力大小相等，重力加速度為g，則[2009年高考北京理綜卷]()
A．將滑塊由靜止釋放，如果μ＞tanθ，滑塊將下滑
B．給滑塊沿斜面向下的初速度，如果μ＜tanθ，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μ＝tanθ，則拉力大小應(yīng)是2mgsinθ
D．用平行于斜面向下的力拉滑塊向下勻速滑動，如果μ＝tanθ，則拉力大小應(yīng)是mgsinθ
【解析】對于靜止置于斜面上的滑塊，可沿斜面下滑的條件為mgsinθ＞μmgcosθ；同理，當(dāng)mgsinθ＜μmgcosθ時，具有初速度下滑的滑塊將做減速運(yùn)動，選項A、B錯誤；當(dāng)μ＝tanθ時，滑塊與斜面之間的動摩擦力f＝mgsinθ，由平衡條件知，使滑塊勻速上滑的拉力F＝2mgsinθ，選項C正確、D錯誤．
[答案]C
9．國產(chǎn)“水刀”——超高壓數(shù)控萬能水切割機(jī)，以其神奇的切割性能在北京國際展覽中心舉行的第五屆國際機(jī)床展覽會上引起轟動，它能切割40mm厚的鋼板、50mm厚的大理石等材料．
將普通的水加壓，使其從口徑為0.2mm的噴嘴中以800m/s～1000m/s的速度射出，這種水射流就是“水刀”．我們知道，任何材料承受的壓強(qiáng)都有一定限度，下表列出了一些材料所能承受的壓強(qiáng)的限度．

A．橡膠5×107Pa
B．花崗石1.2×108Pa～2.6×108Pa
C．鑄鐵8.8×108Pa
D．工具鋼6.7×108Pa
設(shè)想一“水刀”的水射流橫截面積為S，垂直入射的速度v＝800m/s，水射流與材料接觸后，速度為零，且不附著在材料上，水的密度ρ＝1×103kg/m3，則此水刀不能切割上述材料中的()
【解析】以射到材料上的水量Δm為研究對象，以其運(yùn)動方向為正方向，由動量定理得：
－pSΔt＝－ρSvΔtv
得：p＝ρv2＝6.4×108Pa
由表中數(shù)據(jù)可知：此“水刀”不能切割材料C和D．
[答案]CD
10．如圖甲所示，質(zhì)量為2m的長木板靜止地放在光滑的水平面上，另一質(zhì)量為m的小鉛塊(可視為質(zhì)點)以水平速度v0滑上木板的左端，恰能滑至木板的右端且與木板保持相對靜止，鉛塊在運(yùn)動過程中所受到的摩擦力始終不變．若將木板分成長度與質(zhì)量均相等(即m1＝m2＝m)的兩段1、2后，將它們緊挨著放在同一水平面上，讓小鉛塊以相同的初速度v0由木板1的左端開始運(yùn)動，如圖乙所示，則下列說法正確的是()
A．小鉛塊滑到木板2的右端前就與之保持相對靜止
B．小鉛塊滑到木板2的右端后與之保持相對靜止
C．甲、乙兩圖所示的過程中產(chǎn)生的熱量相等
D．圖甲所示的過程產(chǎn)生的熱量大于圖乙所示的過程產(chǎn)生的熱量
【解析】長木板分兩段前，鉛塊和木板的最終速度為：
vt＝mv03m＝13v0
且有Q＝fL＝12mv02－12×3m(v03)2＝13mv02
長木板分兩段后，可定量計算出木板1、2和鉛塊的最終速度，從而可比較摩擦生熱和相對滑動的距離；也可用圖象法定性分析(如圖丙所示)比較得到小鉛塊到達(dá)右端之前已與木板2保持相對靜止，故圖甲所示的過程產(chǎn)生的熱量大于圖乙所示的過程產(chǎn)生的熱量．
丙
[答案]AD
二、非選擇題(共60分)
11．(5分)圖示為伏安法測電阻的部分電路，電路其他部分不變，當(dāng)開關(guān)S接a點時，電壓表的示數(shù)U1＝11V，電流表的示數(shù)I1＝0.2A；當(dāng)開關(guān)S接b點時，U2＝12V，I2＝0.15A．那么，為了提高測量的準(zhǔn)確性，開關(guān)S應(yīng)接______點(填“a”或“b”)，Rx的測量值為________Ω．
[答案]b(2分)80(3分)
12．(10分)如圖所示，光滑水平軌道與光滑圓弧軌道相切，輕彈簧的一端固定在水平軌道的左端，OP是可繞O點轉(zhuǎn)動的輕桿，且擺到某處就能停在該處；另有一小鋼球．現(xiàn)在利用這些器材測定彈簧被壓縮時的彈性勢能．
(1)還需要的器材是________、________．
(2)以上測量實際上是把對彈性勢能的測量轉(zhuǎn)化為對________能的測量，需要直接測量________和________．
(3)為了研究彈簧的彈性勢能與勁度系數(shù)和形變量間的關(guān)系，除以上器材外，還準(zhǔn)備了幾個輕彈簧，所有彈簧的勁度系數(shù)均不相同．試設(shè)計記錄數(shù)據(jù)的表格．
[答案](1)天平刻度尺(每空1分)
(2)重力勢質(zhì)量上升高度(每空1分)
(3)設(shè)計表格如下(5分)
小球的質(zhì)量m＝________kg，彈簧A
壓縮量x(m)
上升高度h(m)
E＝mgh(J)
壓縮量x＝________cm，小球的質(zhì)量m＝________kg
彈簧ABC
勁度系數(shù)k(N/m)
上升高度h(m)
E＝mgh(J)
13．(10分)如圖所示，一勁度系數(shù)k＝800N/m的輕彈簧的兩端各焊接著兩個質(zhì)量均為m＝12kg的物體A、B，A、B和輕彈簧靜止豎立在水平地面上．現(xiàn)加一豎直向上的力F在上面的物體A上，使物體A開始向上做勻加速運(yùn)動，經(jīng)0.4s物體B剛要離開地面，設(shè)整個過程中彈簧都處于彈性限度內(nèi)，取g＝10m/s2．求：
(1)此過程中所加外力F的最大值和最小值．
(2)此過程中外力F所做的功．
【解析】(1)A原來靜止時有：kx1＝mg(1分)
當(dāng)物體A剛開始做勻加速運(yùn)動時，拉力F最小，設(shè)為F1．
對物體A有：F1＋kx1－mg＝ma(1分)
當(dāng)物體B剛要離開地面時，拉力F最大，設(shè)為F2．
對物體A有：F2－kx2－mg＝ma(1分)
對物體B有：kx2＝mg(1分)
對物體A有：x1＋x2＝12at2(1分)
解得：a＝3.75m/s2
聯(lián)立解得：F1＝45N(1分)，F(xiàn)2＝285N．(1分)
(2)在力F作用的0.4s內(nèi)，初末狀態(tài)的彈性勢能相等(1分)
由功能關(guān)系得：
WF＝mg(x1＋x2)＋12m(at)2＝49.5J．(2分)
[答案](1)285N45N(2)49.5J
14．(12分)如圖甲所示，傾角為θ、足夠長的兩光滑金屬導(dǎo)軌位于同一傾斜的平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l，與電阻R1、R2及電容器相連，電阻R1、R2的阻值均為R，電容器的電容為C，空間存在方向垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．一個質(zhì)量為m、阻值也為R、長度為l的導(dǎo)體棒MN垂直于導(dǎo)軌放置，將其由靜止釋放，下滑距離s時導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度，這一過程中整個回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q，則：
甲
(1)導(dǎo)體棒穩(wěn)定下滑的最大速度為多少？
(2)導(dǎo)體棒從釋放開始到穩(wěn)定下滑的過程中流過R1的電荷量為多少？
【解析】(1)當(dāng)達(dá)到最大速度時，導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動，電容器中沒有電流，設(shè)導(dǎo)體棒穩(wěn)定下滑的最大速度為v，有：
E＝Blv(1分)
I＝ER2＋R(1分)
所以F安＝BIl＝B2l2v2R(2分)
導(dǎo)體棒的受力情況如圖乙所示，根據(jù)受力平衡條件有：
乙
F安＝mgsinθ(1分)
解得：v＝2mgRsinθB2l2．(2分)
(2)棒加速運(yùn)動時電容器上的電壓增大，電容器充電；當(dāng)棒達(dá)到最大速度后，電容器上的電荷量最大并保持不變，所以流過R1的電荷量就是電容器所帶的電荷量，則：
U＝IR2＝E2RR＝E2＝Blv2＝mgRsinθBl(3分)
QR1＝CU＝mgRCsinθBl．(2分)
[答案](1)2mgRsinθB2l2(2)mgRCsinθBl
15．(13分)如圖甲所示，一質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子，在D處沿圖示方向以一定的速度射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，此磁場方向垂直紙面向里．結(jié)果離子正好從距A點為d的小孔C沿垂直于電場方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場，此電場方向與AC平行且向上，最后離子打在G處，而G處到A點的距離為2d(直線DAG與電場方向垂直)．不計離子重力，離子運(yùn)動軌跡在紙面內(nèi)．求：
甲
(1)正離子從D處運(yùn)動到G處所需時間．
(2)正離子到達(dá)G處時的動能．
【解析】(1)正離子的運(yùn)動軌跡如圖乙所示，在磁場中做圓周運(yùn)動的時間為：
乙
t1＝13T＝2πm3Bq(1分)
圓周運(yùn)動半徑r滿足：r＋rcos60°＝d(1分)
解得：r＝23d(1分)
設(shè)離子在磁場中運(yùn)動的速度為v0，則有：r＝mv0Bq(1分)
解得：v0＝2Bqd3m(1分)
離子從C運(yùn)動到G所需的時間t2＝2dv0＝3mBq(2分)
離子從D→C→G的總時間為：
t＝t1＋t2＝(9＋2π)m3Bq．(2分)
(2)設(shè)電場強(qiáng)度為E，對離子在電場中的運(yùn)動過程，有：
qE＝ma，d＝12at22(1分)
由動能定理得：Eqd＝EkG－12mv02(1分)
解得：EkG＝4B2q2d29m．(2分)
[答案](1)(9＋2π)m3Bq(2)4B2q2d29m
16．(15分)如圖甲所示，質(zhì)量m1＝2.0kg的物塊A隨足夠長的水平傳送帶一起勻速運(yùn)動，傳送帶的速度大小v帶＝3.0m/s，方向如圖所示；在A的右側(cè)L＝2.5m處將質(zhì)量m2＝3.0kg的物塊B無初速度放上傳送帶．已知在A、B碰后瞬間B相對傳送帶的速度大小為1.0m/s，之后當(dāng)其中某一物塊相對傳送帶的速度為零時，傳送帶立即以大小為2.0m/s2的加速度制動，最后停止運(yùn)動．傳送帶的運(yùn)動情況不受物塊A、B的影響，且A、B碰撞的時間極短．設(shè)兩物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.10．求：
甲
(1)物塊B剛開始滑動時的加速度．
(2)碰撞后兩物塊的速度．
(3)兩物塊間的最大距離．
【解析】(1)物塊B剛開始滑動時，加速度為：
a＝μm2gm2＝μg＝1m/s2，方向向右．(2分)
(2)設(shè)經(jīng)t1時間，A、B兩物塊相碰，有：
12at21＋L＝v帶t1
解得：t1＝1s，t1′＝5s(由上述分析可知，t1′不合題意，舍去)
碰前B的速度v2＝at1＝1m/s(2分)
由題意可知：碰后B的速度v2′＝2m/s或v2″＝4m/s
由動量守恒定律得：
m1v帶＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′
m1v帶＋m2v2＝m1v1″＋m2v2″
解得：碰后A的速度v1′＝1.5m/s或v1″＝－1.5m/s
檢驗：由于12m1v2帶＋12m2v22＜12m1v1′2＋12m2v2″2
故v1″＝－1.5m/s、v2″＝4m/s這組數(shù)據(jù)舍去
所以碰后A的速度v1′＝1.5m/s，方向向右；B的速度v2′＝2m/s，方向向右．(3分)
(3)因碰后兩物塊均做加速度運(yùn)動，加速度都為a＝1m/s2，所以B的速度先達(dá)到與傳送帶相同速度，設(shè)B達(dá)到與傳送帶速度相同的時間為t2．
乙
有：v帶＝v2′＋at2，t2＝1s
此時A的速度v3＝v1′＋at2＝2.5m/s＜v帶
故從t2之后A繼續(xù)加速運(yùn)動，B和傳送帶開始減速運(yùn)動，直到A和傳送達(dá)到某個共同速度v4后，A所受的摩擦力換向，才開始減速運(yùn)動．設(shè)A繼續(xù)加速度的時間為t3，則：
v4＝v3＋at3＝v帶－a帶t3，t3＝16s
A的速度v4＝v3＋at3＝83m/s(2分)
此時B的速度v5＝v帶－at3＝176m/s，之后A、B均做減速運(yùn)動，因為在整個過程中B的速度始終大于A的速度，所以當(dāng)A、B都靜止時兩物塊間的距離最大．(1分)
B碰后運(yùn)動的總位移s2＝v2帶－v2′22a＋0－v2帶2×(－a)＝7m
或s2＝v2′＋v帶2t2＋v帶2×v帶a＝7m(2分)
A碰后運(yùn)動的總位移s1＝v24－v1′22×a＋0－v242×(－a)≈6m(2分)
兩物塊間的最大距離sm＝s2－s1＝1m．(1分)
[答案](1)1m/s2，方向向左
(2)A的速度為1.5m/s，方向向右；B的速度為2m/s，方向向右
(3)1m

高考物理高考物理實驗(2)經(jīng)典考題沖刺專題復(fù)習(xí)

一位優(yōu)秀的教師不打無準(zhǔn)備之仗，會提前做好準(zhǔn)備，準(zhǔn)備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以讓學(xué)生更好地進(jìn)入課堂環(huán)境中來，幫助高中教師能夠更輕松的上課教學(xué)。你知道如何去寫好一份優(yōu)秀的高中教案呢？為滿足您的需求，小編特地編輯了“高考物理高考物理實驗(2)經(jīng)典考題沖刺專題復(fù)習(xí)”，希望能對您有所幫助，請收藏。

20xx屆高考黃岡中學(xué)物理沖刺講解、練習(xí)題、預(yù)測題14:第7專題高考物理實驗(2)經(jīng)典考題

縱觀近三年的高考實驗題，會發(fā)現(xiàn)以下特點．

1．對力學(xué)實驗的考查基本上以創(chuàng)新題出現(xiàn)，試題源于教材，又高于教材，總體來說其變化在于：同一實驗可用于不同裝置，同一裝置可完成不同實驗．

2．高考對電學(xué)實驗的考查一般書本實驗稍加變化來出題，以“電阻的測量”最為常見，包括測電阻率、測伏安特性等，當(dāng)然也可能會有其他電學(xué)實驗出現(xiàn)，如測電動勢與內(nèi)阻、電路故障等．

1．Ⅰ．在如圖所示的電路中，1、2、3、4、5、6為連接點的標(biāo)號．在開關(guān)閉合后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮．現(xiàn)用多用電表檢查電路故障，需要檢測的有：電源、開關(guān)、小燈泡、3根導(dǎo)線以及電路中的各連接點．

(1)為了檢測小燈泡以及3根導(dǎo)線，在連接點1、2已接好的情況下，應(yīng)當(dāng)選用多用電表的________擋．在連接點1、2同時斷開的情況下，應(yīng)當(dāng)選用多用電表的________擋．

(2)在開關(guān)閉合情況下，若測得5、6兩點間的電壓接近電源的電動勢，則表明____________________________________可能有故障．

(3)將小燈泡拆離電路，寫出用多用電表檢測該小燈泡是否有故障的具體步驟：____________________________________________________________________．

Ⅱ．某同學(xué)為了探究物體在斜面上運(yùn)動時摩擦力與斜面傾角的關(guān)系，設(shè)計實驗裝置如圖甲所示．長直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物塊上．在平板上標(biāo)出A、B兩點，B點處放置一光電門，用光電計時器記錄滑塊通過光電門時擋光的時間．

實驗步驟如下：

①用游標(biāo)卡尺測量滑塊的擋光長度d，用天平測量滑塊的質(zhì)量m；

②用直尺測量A、B之間的距離s，A點到水平桌面的垂直距離h1，B點到水平桌面的垂直距離h2；

③將滑塊從A點靜止釋放，由光電計時器讀出滑塊的擋光時間t；

④重復(fù)步驟③數(shù)次，并求擋光時間的平均值t－；

⑤利用所測數(shù)據(jù)求出摩擦力f和斜面傾角的余弦值cosα；

⑥多次改變斜面的傾角，重復(fù)實驗步驟②③④⑤，作出f－cosα關(guān)系曲線．

(1)用測量的物理量完成下列各式(重力加速度為g)：

①斜面傾角的余弦cosα＝__________；

②滑塊通過光電門時的速度v＝________________；

③滑塊運(yùn)動時的加速度a＝____________________；

④滑塊運(yùn)動時所受到的摩擦阻力f＝____________．

(2)測量滑塊擋光長度的游標(biāo)卡尺讀數(shù)如圖乙所示，讀得d＝__________．

[2009年高考全國理綜卷Ⅰ]

【解析】Ⅰ．在1、2兩點接好的情況下，應(yīng)當(dāng)選用多用電表的電壓擋，在1、2同時斷開的情況下，應(yīng)選用歐姆擋．

(2)表明5、6兩點可能有故障．

(3)①調(diào)到歐姆擋；②將紅黑表筆相接，檢查歐姆擋能否正常工作；③測量小燈泡的電阻，如電阻無窮大，表明小燈泡有故障．

Ⅱ．物塊在斜面上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，受重力、支持力和滑動摩擦力的作用．

根據(jù)三角形關(guān)系可得到cosα＝s2－(h1－h(huán)2)2s

又v＝xt＝dt，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式x＝v22a，有s＝v22a，即有a＝d22st－2

根據(jù)牛頓第二定律得：

mgsinθ－f＝ma

則有：f＝mgh1－h(huán)2s－md22st－2．

(2)在游標(biāo)卡尺中，主尺上是3.6cm，在游標(biāo)尺上恰好是第1條刻度線與主尺對齊，再考慮到卡尺是10分度，所以讀數(shù)為3.6cm＋0.1×1mm＝3.61cm或者3.62cm也對．

[答案]Ⅰ．(1)電壓歐姆

(2)開關(guān)或連接點5、6

(3)①調(diào)到歐姆擋；

②將紅、黑表筆相接，檢查歐姆擋能否正常工作；

③測量小燈泡的電阻．如電阻無窮大，則表明小燈泡有故障．

Ⅱ．(1)①1ss2－(h1－h(huán)2)2

②dt－③d22st－2④mgh1－h(huán)2s－md22st－2

(2)3.62cm

【點評】在本實驗中，r＝dt－解出的為滑塊畫過去由門的平均速度，只是當(dāng)滑塊才較小時r趨近于瞬時速度，故滑塊長度小點測量越準(zhǔn)確．

2．Ⅰ．一水平放置的圓盤繞過其圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動．盤邊緣上固定一豎直的擋光片．盤轉(zhuǎn)動時擋光片從一光電數(shù)字計時器的光電門的狹縫中經(jīng)過，如圖甲所示．圖乙為光電數(shù)字計時器的示意圖．光源A中射出的光可照到B中的接收器上．若A、B間的光路被遮斷，顯示器C上可顯示出光線被遮住的時間．

擋光片的寬度用螺旋測微器測得，結(jié)果如圖丙所示．圓盤直徑用游標(biāo)卡尺測得，結(jié)果如圖丁所示．由圖可知：

(1)擋光片的寬度為_________mm；

(2)圓盤的直徑為___________cm；

(3)若光電數(shù)字計時器所顯示的時間為50.0ms，則圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為________弧度/秒．(保留3位有效數(shù)字)

Ⅱ．圖示為用伏安法測量電阻的原理圖．圖中，為電壓表，內(nèi)阻為4000Ω；為電流表，內(nèi)阻為50Ω；E為電源，R為電阻箱，Rx為待測電阻，S為開關(guān)．

(1)當(dāng)開關(guān)閉合后電壓表讀數(shù)U＝1.6V，電流表讀數(shù)I＝2.0mA．若將Rx＝UI作為測量值，所得結(jié)果的百分誤差是__________．

(2)若將電流表改為內(nèi)接，開關(guān)閉合后，重新測得電壓表讀數(shù)和電流表讀數(shù)，仍將電壓表讀數(shù)與電流表讀數(shù)之比作為測量值，這時結(jié)果的百分誤差是________．

(百分誤差＝實際值－測量值實際值×100%)

[2008年高考四川理綜卷]

【解析】Ⅰ．由螺旋測微器與游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則可得兩者的讀數(shù)．

d＝10mm＋24.2×0.01mm＝10.242mm

D＝242mm＋4×0.05mm＝242.20mm＝24.220cm．

圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為ω＝θt，而θ＝dπD×2π，綜合兩式并代入數(shù)據(jù)可得：ω＝1.69rad/s．

(1)測量值為R＝UI＝800Ω，因電流表外接，所以：

R＝RxRVRx＋RV

故真實值為Rx＝1000Ω，對應(yīng)的百分誤差為：

A＝1000－8001000＝20%．

(2)電流表內(nèi)接時，百分誤差A(yù)′＝1050－10001000＝5%．

[答案]Ⅰ．(1)10.243(2)24.220(3)1.69

Ⅱ．(1)20%(2)5%

【點評】①無論是否顯示單位，螺旋測微器和游標(biāo)尺主尺最小刻度一定都為mm；

②內(nèi)接法的測量值R測＝Rx＋RA，外接法的測量值R測＝Rx∥RV

能力演練

1．(16分)Ⅰ．在“利用自由落體運(yùn)動驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中，若打點計時器所接交變電流的頻率為50Hz，得到的甲、乙兩條實驗紙帶(如圖所示)中應(yīng)選________紙帶更好．若已測得點2到點4間的距離為s1，點0到點3間的距離為s2，打點周期為T，要驗證重物從開始下落到打點計時器打下點3這段時間內(nèi)機(jī)械能守恒，則s1、s2和T應(yīng)滿足的關(guān)系為：T＝________________．

Ⅱ．要測量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻，所備器材如下：

甲

A．待測電壓表(量程為3V，內(nèi)阻未知)；

B．電流表(量程為3A，內(nèi)阻為0.01Ω)；

C．定值電阻R(阻值為2kΩ，額定電流為50mA)；

D．蓄電池E(電動勢略小于3V，內(nèi)阻不計)；

E．多用電表；

F．開關(guān)S1、S2，導(dǎo)線若干．

有一同學(xué)利用上面所給器材，進(jìn)行如下實驗操作．

(1)首先用多用電表進(jìn)行粗測，選用“×100Ω”倍率，操作方法正確．若這時刻度盤上的指針位置如圖甲所示，則測量的結(jié)果是________Ω．

(2)為了更精確地測出此電壓表的內(nèi)阻，該同學(xué)設(shè)計了如圖乙、丙所示的實驗電路，你認(rèn)為其中較合理的電路圖是________，理由是________________________．

乙丙

(3)用你選擇的電路進(jìn)行實驗時，用所測物理量的符號表示電壓表的內(nèi)阻，即RV＝________．

[答案]Ⅰ．甲s12gs24gs2或s122gs2(每空3分)

Ⅱ．(1)3000(3分)

(2)丙圖乙中電流表測量時的示數(shù)太小，誤差太大；圖丙中R的阻值與電壓表內(nèi)阻接近，誤差小(每空2分)

(3)U2U1－U2R(3分)

2．(17分)Ⅰ．某同學(xué)在做測定木塊與木板間動摩擦因數(shù)的實驗過程中，測滑動摩擦力時，他設(shè)計了兩種實驗方案．

方案一：木板固定在水平面上，用彈簧測力計水平拉動木塊，如圖甲所示．

方案二：用彈簧測力計水平地鉤住木塊，用力使木板在水平面上運(yùn)動，如圖乙所示．

甲乙

除了實驗必需的彈簧測力計、木塊、木板、細(xì)線外，該同學(xué)還準(zhǔn)備了若干重均為2.00N的砝碼．

(1)上述兩種方案中，你認(rèn)為更合理的方案是________(填“甲”或“乙”)，理由是：(回答兩個理由)

①____________________________________________；

②____________________________________________．

(2)該同學(xué)在木塊上加砝碼，改變木塊對木板的壓力，記錄了5組實驗數(shù)據(jù)，如下表所示．

實驗次序12345

砝碼個數(shù)01234

砝碼對木塊

的壓力/N02.004.006.008.00

測力計示

數(shù)/N1.502.002.502.953.50

木塊受到的

摩擦力/N1.502.002.502.953.50

請根據(jù)上述數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上作出木塊受到的摩擦力f和砝碼對木塊的壓力F的關(guān)系圖象(以F為橫坐標(biāo))．由圖象可知，木塊重為________N；木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為________．

Ⅱ．現(xiàn)有一塊靈敏電流表，量程為200μA，內(nèi)阻約為1000Ω，要精確測出其內(nèi)阻R1，提供的器材有：

電流表(量程為1mA，內(nèi)阻R2＝50Ω)；

電壓表(量程為3V，內(nèi)阻RV約為3kΩ)；

滑動變阻器R(阻值范圍為0～20Ω)；

定值電阻R0(阻值R0＝100Ω)；

電源E(電動勢約為4.5V，內(nèi)阻很小)；

單刀單擲開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干．

(1)請將上述器材全部用上，設(shè)計出合理的、便于多次測量的實驗電路圖，并保證各電表的示數(shù)超過其量程的13．將電路圖畫在下面的虛框中．

(2)在所測量的數(shù)據(jù)中選一組，用測量量和已知量來計算表的內(nèi)阻，表達(dá)式為R1＝________，表達(dá)式中各符號表示的意義是________________________．

[答案]Ⅰ．(1)乙①乙方案測力計靜止，讀數(shù)誤差小②乙方案木板可的不做勻速運(yùn)動，便于控制(每空1分)

(2)如圖甲所示(1分)6.00(2分)0.25(2分)

Ⅱ．(1)如圖乙所示(5分)(供電部分用分壓電路給1分；測量部分知道把表改裝且正確給2分；知道將表當(dāng)保護(hù)電阻使用給2分)

(2)I2(R0＋R2)I1(3分)I2表示表的示數(shù)，I1表示表的示數(shù)，R2表示表內(nèi)阻，R0表示定值電阻(1分)

3．(16分)Ⅰ．一量程為100μA的電流表的刻度盤如圖所示．今在此電流表兩端并聯(lián)一電阻，其阻值等于該電流表內(nèi)阻的149，使之成為一新的電流表，則圖示的刻度盤上每一小格表示______________mA．

Ⅱ．已知彈簧振子做簡諧運(yùn)動的周期T＝2πmk，其中m是振子的質(zhì)量，k是彈簧的勁度系數(shù)(回復(fù)力系數(shù))．某同學(xué)設(shè)計了一個在太空站中利用彈簧振子測量物體質(zhì)量的裝置，如圖所示，兩輕彈簧分別與擋板P、Q相連，A是質(zhì)量為M的帶夾子的金屬塊，且與兩彈簧固定相連，B是待測物體(可以被A上的夾子固定)．

(1)為了達(dá)到實驗?zāi)康?，還需要提供的實驗器材是：__________________．

(2)簡要寫出測量方法及所需測量的物理量(用字母表示)

①________________________________________；

②________________________________________．

(3)用所測物理量和已知物理量表示待測物體的質(zhì)量的計算式為：mB＝______________________________．

【解析】Ⅰ．改裝后的量程為：

I′＝I＋I(xiàn)RAR0＝100×(1＋49)μA＝5mA

故每小格ΔI＝I′10＝0.5mA．

[答案]Ⅰ．0.5(6分)

Ⅱ．(1)秒表(2分)

(2)①不放B時用秒表測出振子振動30次的時間t1(或者測出振子的周期T1)(2分)

②將B固定在A上，用秒表測出振子振動30次的時間t2(或者測出振子的周期T2)(2分)

(3)t22－t21t21M或T22－T21T21M(4分)

4．(16分)Ⅰ．小汽車正在走進(jìn)我們的家庭，你對汽車了解嗎？油耗標(biāo)準(zhǔn)是評價一輛汽車性能優(yōu)劣的重要因素，而影響汽車油耗的一個重要原因是其在行進(jìn)中所受到的空氣阻力．人們發(fā)現(xiàn)，汽車在高速行駛過程中受到的空氣阻力f(也稱風(fēng)阻)主要與兩個因素有關(guān)：①汽車正面的投影面積S；②汽車行駛的速度v．

某研究人員在汽車風(fēng)洞實驗室中通過模擬實驗得到下表所列數(shù)據(jù)：

(1)由上述數(shù)據(jù)可得，汽車所受的風(fēng)阻f與汽車正面的投影面積S及汽車行駛的速度v之間的關(guān)系式為：f＝________．(要求用k表示比例系數(shù))

(2)由上述數(shù)據(jù)可求得k＝________________．

(3)據(jù)推理或猜測，k的大小與________、________等因素有關(guān)．

Ⅱ．現(xiàn)有下列可供選用的器材及導(dǎo)線若干，要求盡可能精確地測量出待測電流表的滿偏電流．

A．待測電流表(滿偏電流約為700μA～800μA，內(nèi)阻約為100Ω，已知表盤刻度均勻、總格數(shù)為N)；

B．電流表(量程為0.6A，內(nèi)阻為0.1Ω)；

C．電壓表(量程為3V，內(nèi)阻為3kΩ)；

D．滑動變阻器R(最大阻值為200Ω)；

E．電源E(電動勢為3V，內(nèi)阻約為1.5Ω)；

F．開關(guān)S一個．

(1)根據(jù)你的測量需要，“B．電流表”與“C．電壓表”中應(yīng)選擇____________．(只需填寫序號即可)

(2)在虛線框內(nèi)畫出你設(shè)計的實驗電路圖．

(3)測量過程中測出了多組數(shù)據(jù)，其中一組數(shù)據(jù)中待測電流表的指針偏轉(zhuǎn)了n格，可算出滿偏電流IAmax＝__________________，式中除N、n外，其他字母符號代表的物理量分別是__________________________．

[答案]Ⅰ．(1)kSv2(2分)(2)0.26kg/m3(2分)

(3)空氣密度車的外形車的表面情況(4分)

Ⅱ．(1)C(2分)(2)電路圖如圖所示(2分)

(3)NnURVU為電壓表的示數(shù)，RV為電壓表的內(nèi)阻(每空2分)

5．(17分)Ⅰ．在“用雙縫干涉測光的波長”的實驗中

(1)已知雙縫到光屏之間的距離為600mm，雙縫之間的距離為0.20mm，單縫到雙縫之間的距離是100mm．某同學(xué)在用測量頭測量時，先將從測量頭目鏡中看到的分劃板中心刻線對準(zhǔn)某條亮紋(記作第1條)的中心，這時手輪上的示數(shù)如圖甲所示．然后他轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線對準(zhǔn)第7條亮紋的中心，這時手輪上的示數(shù)如圖乙所示．這兩次的示數(shù)依次為________mm和________mm，由此可以計算出這次實驗中所測得的單色光的波長為________nm．

(2)下列操作能夠增大光屏上相鄰兩條亮紋之間的距離的是________．

A．增大單縫和雙縫之間的距離

B．增大雙縫和光屏之間的距離

C．將紅色濾光片改為綠色濾光片

D．增大雙縫之間的距離

Ⅱ．現(xiàn)有一塊59C2型的小量程電流表(表頭)，滿偏電流為50μA，內(nèi)阻約為800～850Ω，要把它改裝成1mA、10mA的兩量程電流表，可供選擇的器材有：

A．滑動變阻器R1(最大阻值為20Ω)；

B．滑動變阻器R2(最大阻值為100kΩ)；

C．電阻箱R′(最大阻值為9999Ω)；

D．定值電阻R0(阻值為1kΩ)；

E．電池E1(電動勢為1.5V)；

F．電池E2(電動勢為3.0V)；

G．電池E3(電動勢為4.5V)；

H．標(biāo)準(zhǔn)電流表(滿偏電流為1.5mA)；

I．單刀單擲開關(guān)S1和S2；

J．單刀雙擲開關(guān)S3；

K．電阻絲及導(dǎo)線若干．

(所有電池的內(nèi)阻均不計)

(1)采用如圖甲所示的電路測量表頭的內(nèi)阻，為提高測量精確度，選用的滑動變阻器為________；選用的電池為______．(填序號)

甲

(2)要將改裝成兩量程電流表，現(xiàn)有兩種備選電路，如圖乙、丙所示．圖________為合理電路，另一電路不合理的原因是_______________________________________________．

(3)將改裝后的電流表與標(biāo)準(zhǔn)電流表逐格進(jìn)行核對(僅核對1mA量程)，在下面的虛線框中畫出所用電路圖，圖中待核對的電流表的符號用來表示．

【解析】Ⅰ．(1)測量頭的讀數(shù)原理與螺旋測微器的相同，所以圖甲中的示數(shù)為0.640mm，圖乙中的示數(shù)為10.295mm．設(shè)第1條亮條紋與第7條亮條紋間的距離為a，則a＝10.295mm－0.640mm＝9.655mm，由此得相鄰兩條亮條紋間的距離Δx＝an－1，又因為Δx＝Lλd，代入數(shù)據(jù)可解得光的波長λ＝dΔxL＝5.36×10－7m＝536nm．

(2)根據(jù)相鄰兩條亮條紋間的距離公式Δx＝Lλd可知，增大雙縫和光屏之間的距離L、增大光的波長λ和減小雙縫之間的距離d都可使相鄰兩條亮條紋間的距離增大．所以選項B正確．

[答案]Ⅰ．(1)0.64010.295536(5分)(2)B(3分)

Ⅱ．(1)BG(每空2分)

(2)乙圖丙所示的電路在通電狀態(tài)下更換量程，會造成兩分流電阻都未并聯(lián)在表頭兩端，以致流過表頭的電流超過其滿偏電流而燒壞表頭(3分)

(3)電路圖如圖丁所示(2分)

丁

6．(18分)Ⅰ．聽說水果也能做電池．某興趣小組的同學(xué)用一個檸檬作為電源，連接電路如圖甲所示．電路中R是電阻箱，其阻值可調(diào)且可讀出其接入電路中電阻的大小．他們多次改變電阻箱的阻值，記錄下相應(yīng)的電流表的示數(shù)，算出電流的倒數(shù)，并將數(shù)據(jù)填在下面的表格中．

甲

外電阻R(Ω)電流I(mA)電流的倒數(shù)1I(mA－1)

90000.050219.92

80000.052818.93

60000.059416.84

50000.063315.80

40000.068014.71

20000.080012.50

(1)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在圖乙所示的坐標(biāo)紙中畫出該實驗的R－1I圖象．

乙

(2)利用圖象可求出該檸檬電池的電動勢為________V，內(nèi)阻為________Ω．

(3)完成實驗后，該興趣小組的同學(xué)初步得出了水果作為電池不實用的物理原因為：__________________________．

Ⅱ．某同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置驗證機(jī)械能守恒定律．弧形軌道末端水平，離地面的高度為H．將鋼球從軌道的不同高度h處由靜止釋放，鋼球的落點距軌道末端的水平距離為s．

甲

(1)若軌道完全光滑，s2與h的理論關(guān)系應(yīng)滿足：s2＝________________．(用H、h表示)

(2)該同學(xué)經(jīng)實驗測量得到一組數(shù)據(jù)，如下表所示．

h(×10－1m)2.003.004.005.006.00

s2(×10－1m－2)2.623.895.206.537.78

請在圖乙所示的坐標(biāo)紙上作出s2－h(huán)圖象．

乙

(3)對比實驗結(jié)果與理論計算得到的s2－h(huán)圖象(圖中已畫出)，自同一高度處由靜止釋放的鋼球水平拋出的速率____________理論值．(填“小于”或“大于”)

(4)從s2－h(huán)圖象中分析得出鋼球水平拋出的速率差十分顯著，你認(rèn)為造成上述偏差的原因可能是：______________________________________________．

【解析】Ⅱ．(1)根據(jù)機(jī)械能守恒，可得鋼球離開軌道時的速度為2hg，由平拋運(yùn)動知識可求得鋼球運(yùn)動的時間為2Hg，所以s＝vt＝4Hh．

(2)依次描點，連線，注意不要畫成折線．

(3)從圖中看，同一h對應(yīng)的s2值的理論值明顯大于實際值，而在同一高度H下的平拋運(yùn)動的水平射程由水平速率決定，可見實際水平速率小于理論速率．

(4)由于客觀上，軌道與小球間存在摩擦，機(jī)械能減小，因此會導(dǎo)致實際值比理論值小；小球的轉(zhuǎn)動也需要能量維持，而機(jī)械能守恒中沒有考慮重力勢能轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)動能的這一部分，也會導(dǎo)致實際速率明顯小于理論速率(可能很少同學(xué)會考慮到這一點)．

[答案]Ⅰ．(1)如圖丙所示(2分)

丙

(2)0.94(0.90～0.98均對)10000(9000～11000均對)

(3)水果電池的內(nèi)阻過大(每空2分)

Ⅱ．(1)4Hh(2分)(2)如圖丁所示(4分)

丁

(3)小于(2分)

(4)小球與軌道間的摩擦，小球的轉(zhuǎn)動(回答任一條即可)(2分)

高考物理動量和能量沖刺專題復(fù)習(xí)

俗話說，居安思危，思則有備，有備無患。教師要準(zhǔn)備好教案，這是每個教師都不可缺少的。教案可以讓學(xué)生更容易聽懂所講的內(nèi)容，幫助教師提前熟悉所教學(xué)的內(nèi)容。您知道教案應(yīng)該要怎么下筆嗎？小編為此仔細(xì)地整理了以下內(nèi)容《高考物理動量和能量沖刺專題復(fù)習(xí)》，僅供參考，希望能為您提供參考！

高考物理力與運(yùn)動沖刺專題復(fù)習(xí)

古人云，工欲善其事，必先利其器。高中教師要準(zhǔn)備好教案，這是教師工作中的一部分。教案可以更好的幫助學(xué)生們打好基礎(chǔ)，幫助高中教師有計劃有步驟有質(zhì)量的完成教學(xué)任務(wù)。你知道怎么寫具體的高中教案內(nèi)容嗎？為此，小編從網(wǎng)絡(luò)上為大家精心整理了《高考物理力與運(yùn)動沖刺專題復(fù)習(xí)》，歡迎大家與身邊的朋友分享吧！

20xx屆高考黃岡中學(xué)物理沖刺講解、練習(xí)題、預(yù)測題01：第1專題力與運(yùn)動（1）
知識網(wǎng)絡(luò)
考點預(yù)測
本專題復(fù)習(xí)三個模塊的內(nèi)容：運(yùn)動的描述、受力分析與平衡、牛頓運(yùn)動定律的運(yùn)用．運(yùn)動的描述與受力分析是兩個相互獨(dú)立的內(nèi)容，它們通過牛頓運(yùn)動定律才能連成一個有機(jī)的整體．雖然運(yùn)動的描述、受力平衡在近幾年(特別是2008年以前)都有獨(dú)立的命題出現(xiàn)在高考中(如2008年的全國理綜卷Ⅰ第23題、四川理綜卷第23題)，但由于理綜考試題量的局限以及課改趨勢，獨(dú)立考查前兩模塊的命題在20xx年高考中出現(xiàn)的概率很小，大部分高考卷中應(yīng)該都會出現(xiàn)同時考查三個模塊知識的試題，而且占不少分值．
在綜合復(fù)習(xí)這三個模塊內(nèi)容的時候，應(yīng)該把握以下幾點：
1．運(yùn)動的描述是物理學(xué)的重要基礎(chǔ)，其理論體系為用數(shù)學(xué)函數(shù)或圖象的方法來描述、推斷質(zhì)點的運(yùn)動規(guī)律，公式和推論眾多．其中，平拋運(yùn)動、追及問題、實際運(yùn)動的描述應(yīng)為復(fù)習(xí)的重點和難點．
2．無論是平衡問題，還是動力學(xué)問題，一般都需要進(jìn)行受力分析，而正交分解法、隔離法與整體法相結(jié)合是最常用、最重要的思想方法，每年高考都會對其進(jìn)行考查．
3．牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用是高中物理的重要內(nèi)容之一，與此有關(guān)的高考試題每年都有，題型有選擇題、計算題等，趨向于運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律解決生產(chǎn)、生活和科技中的實際問題．此外，它還經(jīng)常與電場、磁場結(jié)合，構(gòu)成難度較大的綜合性試題．

一、運(yùn)動的描述
要點歸納
(一)勻變速直線運(yùn)動的幾個重要推論和解題方法
1．某段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間的中間時刻的瞬時速度，即v－t＝vt2．
2．在連續(xù)相等的時間間隔T內(nèi)的位移之差Δs為恒量，且Δs＝aT2．
3．在初速度為零的勻變速直線運(yùn)動中，相等的時間T內(nèi)連續(xù)通過的位移之比為：
s1∶s2∶s3∶…∶sn＝1∶3∶5∶…∶(2n－1)
通過連續(xù)相等的位移所用的時間之比為：
t1∶t2∶t3∶…∶tn＝1∶(2－1)∶(3－2)∶…∶(n－n－1)．
4．豎直上拋運(yùn)動
(1)對稱性：上升階段和下落階段具有時間和速度等方面的對稱性．
(2)可逆性：上升過程做勻減速運(yùn)動，可逆向看做初速度為零的勻加速運(yùn)動來研究．
(3)整體性：整個運(yùn)動過程實質(zhì)上是勻變速直線運(yùn)動．
5．解決勻變速直線運(yùn)動問題的常用方法
(1)公式法
靈活運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動的基本公式及一些有用的推導(dǎo)公式直接解決．
(2)比例法
在初速度為零的勻加速直線運(yùn)動中，其速度、位移和時間都存在一定的比例關(guān)系，靈活利用這些關(guān)系可使解題過程簡化．
(3)逆向過程處理法
逆向過程處理法是把運(yùn)動過程的“末態(tài)”作為“初態(tài)”，將物體的運(yùn)動過程倒過來進(jìn)行研究的方法．
(4)速度圖象法
速度圖象法是力學(xué)中一種常見的重要方法，它能夠?qū)栴}中的許多關(guān)系，特別是一些隱藏關(guān)系，在圖象上明顯地反映出來，從而得到正確、簡捷的解題方法．
(二)運(yùn)動的合成與分解
1．小船渡河
設(shè)水流的速度為v1，船的航行速度為v2，河的寬度為d．
(1)過河時間t僅由v2沿垂直于河岸方向的分量v⊥決定，即t＝dv⊥，與v1無關(guān)，所以當(dāng)v2垂直于河岸時，渡河所用的時間最短，最短時間tmin＝dv2．
(2)渡河的路程由小船實際運(yùn)動軌跡的方向決定．當(dāng)v1＜v2時，最短路程smin＝d；當(dāng)v1＞v2時，最短路程smin＝v1v2d，如圖1－1所示．
圖1－1
2．輕繩、輕桿兩末端速度的關(guān)系
(1)分解法
把繩子(包括連桿)兩端的速度都沿繩子的方向和垂直于繩子的方向分解，沿繩子方向的分運(yùn)動相等(垂直方向的分運(yùn)動不相關(guān))，即v1cosθ1＝v2cos_θ2．
(2)功率法
通過輕繩(輕桿)連接物體時，往往力拉輕繩(輕桿)做功的功率等于輕繩(輕桿)對物體做功的功率．
3．平拋運(yùn)動
如圖1－2所示，物體從O處以水平初速度v0拋出，經(jīng)時間t到達(dá)P點．
圖1－2
(1)加速度水平方向：ax＝0豎直方向：ay＝g
(2)速度水平方向：vx＝v0豎直方向：vy＝gt
合速度的大小v＝v2x＋v2y＝v20＋g2t2
設(shè)合速度的方向與水平方向的夾角為θ，有：
tanθ＝vyvx＝gtv0，即θ＝arctangtv0．
(3)位移水平方向：sx＝v0t豎直方向：sy＝12gt2
設(shè)合位移的大小s＝s2x＋s2y＝(v0t)2＋(12gt2)2
合位移的方向與水平方向的夾角為α，有：
tanα＝sysx＝12gt2v0t＝gt2v0，即α＝arctangt2v0
要注意合速度的方向與水平方向的夾角不是合位移的方向與水平方向的夾角的2倍，即θ≠2α，而是tanθ＝2tanα．
(4)時間：由sy＝12gt2得，t＝2syg，平拋物體在空中運(yùn)動的時間t只由物體拋出時離地的高度sy決定，而與拋出時的初速度v0無關(guān)．
(5)速度變化：平拋運(yùn)動是勻變速曲線運(yùn)動，故在相等的時間內(nèi)，速度的變化量(g＝ΔvΔt)相等，且必沿豎直方向，如圖1－3所示．
圖1－3
任意兩時刻的速度與速度的變化量Δv構(gòu)成直角三角形，Δv沿豎直方向．
注意：平拋運(yùn)動的速率隨時間并不均勻變化，而速度隨時間是均勻變化的．
(6)帶電粒子(只受電場力的作用)垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動與平拋運(yùn)動相似，出電場后做勻速直線運(yùn)動，如圖1－4所示．
圖1－4
故有：y＝(L′＋L2)tanα＝(L′＋L2)qULdmv20．
熱點、重點、難點
(一)直線運(yùn)動
高考中對直線運(yùn)動規(guī)律的考查一般以圖象的應(yīng)用或追及問題出現(xiàn)．這類題目側(cè)重于考查學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識處理物理問題的能力．對于追及問題，存在的困難在于選用哪些公式來列方程，作圖求解，而熟記和運(yùn)用好直線運(yùn)動的重要推論往往是解決問題的捷徑．
●例1如圖1－5甲所示，A、B兩輛汽車在筆直的公路上同向行駛．當(dāng)B車在A車前s＝84m處時，B車的速度vB＝4m/s，且正以a＝2m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動；經(jīng)過一段時間后，B車的加速度突然變?yōu)榱悖瓵車一直以vA＝20m/s的速度做勻速運(yùn)動，從最初相距84m時開始計時，經(jīng)過t0＝12s后兩車相遇．問B車加速行駛的時間是多少？
圖1－5甲
【解析】設(shè)B車加速行駛的時間為t，相遇時A車的位移為：sA＝vAt0
B車加速階段的位移為：
sB1＝vBt＋12at2
勻速階段的速度v＝vB＋at，勻速階段的位移為：
sB2＝v(t0－t)
相遇時，依題意有：
sA＝sB1＋sB2＋s
聯(lián)立以上各式得：t2－2t0t－2[(vB－vA)t0＋s]a＝0
將題中數(shù)據(jù)vA＝20m/s，vB＝4m/s，a＝2m/s2，t0＝12s，代入上式有：t2－24t＋108＝0
解得：t1＝6s，t2＝18s(不合題意，舍去)
因此，B車加速行駛的時間為6s．
[答案]6s
【點評】①出現(xiàn)不符合實際的解(t2＝18s)的原因是方程“sB2＝v(t0－t)”并不完全描述B車的位移，還需加一定義域t≤12s．
②解析后可以作出vA－t、vB－t圖象加以驗證．
圖1－5乙
根據(jù)v－t圖象與t圍成的面積等于位移可得，t＝12s時，Δs＝[12×(16＋4)×6＋4×6]m＝84m．
(二)平拋運(yùn)動
平拋運(yùn)動在高考試題中出現(xiàn)的幾率相當(dāng)高，或出現(xiàn)于力學(xué)綜合題中，如2008年北京、山東理綜卷第24題；或出現(xiàn)于帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)一類問題中，如2008年寧夏理綜卷第24題、天津理綜卷第23題；或出現(xiàn)于此知識點的單獨(dú)命題中，如2009年高考福建理綜卷第20題、廣東物理卷第17(1)題、2008年全國理綜卷Ⅰ第14題．對于這一知識點的復(fù)習(xí)，除了要熟記兩垂直方向上的分速度、分位移公式外，還要特別理解和運(yùn)用好速度偏轉(zhuǎn)角公式、位移偏轉(zhuǎn)角公式以及兩偏轉(zhuǎn)角的關(guān)系式(即tanθ＝2tanα)．
●例2圖1－6甲所示，m為在水平傳送帶上被傳送的小物體(可視為質(zhì)點)，A為終端皮帶輪．已知皮帶輪的半徑為r，傳送帶與皮帶輪間不會打滑．當(dāng)m可被水平拋出時，A輪每秒的轉(zhuǎn)數(shù)最少為()
圖1－6甲
A．12πg(shù)rB．gr
C．grD．12πg(shù)r
【解析】解法一m到達(dá)皮帶輪的頂端時，若mv2r≥mg，表示m受到的重力小于(或等于)m沿皮帶輪表面做圓周運(yùn)動的向心力，m將離開皮帶輪的外表面而做平拋運(yùn)動
又因為轉(zhuǎn)數(shù)n＝ω2π＝v2πr
所以當(dāng)v≥gr，即轉(zhuǎn)數(shù)n≥12πg(shù)r時，m可被水平拋出，故選項A正確．
解法二建立如圖1－6乙所示的直角坐標(biāo)系．當(dāng)m到達(dá)皮帶輪的頂端有一速度時，若沒有皮帶輪在下面，m將做平拋運(yùn)動，根據(jù)速度的大小可以作出平拋運(yùn)動的軌跡．若軌跡在皮帶輪的下方，說明m將被皮帶輪擋住，先沿皮帶輪下滑；若軌跡在皮帶輪的上方，說明m立即離開皮帶輪做平拋運(yùn)動．
圖1－6乙
又因為皮帶輪圓弧在坐標(biāo)系中的函數(shù)為：當(dāng)y2＋x2＝r2
初速度為v的平拋運(yùn)動在坐標(biāo)系中的函數(shù)為：
y＝r－12g(xv)2
平拋運(yùn)動的軌跡在皮帶輪上方的條件為：當(dāng)x0時，平拋運(yùn)動的軌跡上各點與O點間的距離大于r，即y2＋x2r
即[r－12g(xv)2]2＋x2r
解得：v≥gr
又因皮帶輪的轉(zhuǎn)速n與v的關(guān)系為：n＝v2πr
可得：當(dāng)n≥12πg(shù)r時，m可被水平拋出．
[答案]A
【點評】“解法一”應(yīng)用動力學(xué)的方法分析求解；“解法二”應(yīng)用運(yùn)動學(xué)的方法(數(shù)學(xué)方法)求解，由于加速度的定義式為a＝ΔvΔt，而決定式為a＝Fm，故這兩種方法殊途同歸．
★同類拓展1高臺滑雪以其驚險刺激而聞名，運(yùn)動員在空中的飛躍姿勢具有很強(qiáng)的觀賞性．某滑雪軌道的完整結(jié)構(gòu)可以簡化成如圖1－7所示的示意圖．其中AB段是助滑雪道，傾角α＝30°，BC段是水平起跳臺，CD段是著陸雪道，AB段與BC段圓滑相連，DE段是一小段圓弧(其長度可忽略)，在D、E兩點分別與CD、EF相切，EF是減速雪道，傾角θ＝37°．軌道各部分與滑雪板間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.25，圖中軌道最高點A處的起滑臺距起跳臺BC的豎直高度h＝10m．A點與C點的水平距離L1＝20m，C點與D點的距離為32.625m．運(yùn)動員連同滑雪板的總質(zhì)量m＝60kg．滑雪運(yùn)動員從A點由靜止開始起滑，通過起跳臺從C點水平飛出，在落到著陸雪道上時，運(yùn)動員靠改變姿勢進(jìn)行緩沖使自己只保留沿著陸雪道的分速度而不彈起．除緩沖外運(yùn)動員均可視為質(zhì)點，設(shè)運(yùn)動員在全過程中不使用雪杖助滑，忽略空氣阻力的影響，取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8．求：
圖1－7
(1)運(yùn)動員在C點水平飛出時的速度大?。?br> (2)運(yùn)動員在著陸雪道CD上的著陸位置與C點的距離．
(3)運(yùn)動員滑過D點時的速度大小．
【解析】(1)滑雪運(yùn)動員從A到C的過程中，由動能定理得：mgh－μmgcosαhsinα－μmg(L1－h(huán)cotα)＝12mv2C
解得：vC＝10m/s．
(2)滑雪運(yùn)動員從C點水平飛出到落到著陸雪道的過程中做平拋運(yùn)動，有：
x＝vCt
y＝12gt2
yx＝tanθ
著陸位置與C點的距離s＝xcosθ
解得：s＝18.75m，t＝1.5s．
(3)著陸位置到D點的距離s′＝13.875m，滑雪運(yùn)動員在著陸雪道上做勻加速直線運(yùn)動．把平拋運(yùn)動沿雪道和垂直雪道分解，可得著落后的初速度v0＝vCcosθ＋gtsinθ
加速度為：mgsinθ－μmgcosθ＝ma
運(yùn)動到D點的速度為：v2D＝v20＋2as′
解得：vD＝20m/s．
[答案](1)10m/s(2)18.75m(3)20m/s
互動辨析在斜面上的平拋問題較為常見，“位移與水平面的夾角等于傾角”為著落條件．同學(xué)們還要能總結(jié)出距斜面最遠(yuǎn)的時刻以及這一距離．

二、受力分析
要點歸納
(一)常見的五種性質(zhì)的力

產(chǎn)生原因
或條件方向大小
重

力由于地球的吸引而產(chǎn)生總是豎直向下(鉛直向下或垂直水平面向下)，注意不一定指向地心，不一定垂直地面向下G重＝mg＝GMmR2
地球表面附近一切物體都受重力作用，與物體是否處于超重或失重狀態(tài)無關(guān)
彈

力①接觸
②彈性形變①支持力的方向總是垂直于接觸面而指向被支持的物體
②壓力的方向總是垂直于接觸面而指向被壓的物體
③繩的拉力總是沿著繩而指向繩收縮的方向F＝－kx
彈力的大小往往利用平衡條件和牛頓第二定律求解
摩

擦

力滑
動
摩
擦
力①接觸，接觸面粗糙
②存在正壓力
③與接觸面有相對運(yùn)動與接觸面的相對運(yùn)動方向相反f＝μFN
只與μ、FN有關(guān)，與接觸面積、相對速度、加速度均無關(guān)
靜
摩
擦
力①接觸，接觸面粗糙
②存在正壓力
③與接觸面存在相對運(yùn)動的趨勢與接觸面相對運(yùn)動的趨勢相反①與產(chǎn)生相對運(yùn)動趨勢的動力的大小相等
②存在最大靜摩擦力，最大靜摩擦力的大小由粗糙程度、正壓力決定
續(xù)表
產(chǎn)生原因
或條件方向大小
電
場
力點電荷間的庫侖力：真空中兩個點電荷之間的相互作用作用力的方向沿兩點電荷的連線，同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引F＝kq1q2r2

電場對處于其中的電荷的作用正電荷的受力方向與該處場強(qiáng)的方向一致，負(fù)電荷的受力方向與該處場強(qiáng)的方向相反F＝qE
磁

場

力安培力：磁場對通電導(dǎo)線的作用力F⊥B，F(xiàn)⊥I，即安培力F垂直于電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B所確定的平面．安培力的方向可用左手定則來判斷F＝BIL
安培力的實質(zhì)是運(yùn)動電荷受洛倫茲力作用的宏觀表現(xiàn)
洛倫茲力：運(yùn)動電荷在磁場中所受到的力用左手定則判斷洛倫茲力的方向．特別要注意四指應(yīng)指向正電荷的運(yùn)動方向；若為負(fù)電荷，則四指指向運(yùn)動的反方向帶電粒子平行于磁場方向運(yùn)動時，不受洛倫茲力的作用；帶電粒子垂直于磁場方向運(yùn)動時，所受洛倫茲力最大，即f洛＝qvB
(二)力的運(yùn)算、物體的平衡
1．力的合成與分解遵循力的平行四邊形定則(或力的三角形定則)．
2．平衡狀態(tài)是指物體處于勻速直線運(yùn)動或靜止?fàn)顟B(tài)，物體處于平衡狀態(tài)的動力學(xué)條件是：F合＝0或Fx＝0、Fy＝0、Fz＝0．
注意：靜止?fàn)顟B(tài)是指速度和加速度都為零的狀態(tài)，如做豎直上拋運(yùn)動的物體到達(dá)最高點時速度為零，但加速度等于重力加速度，不為零，因此不是平衡狀態(tài)．
3．平衡條件的推論
(1)物體處于平衡狀態(tài)時，它所受的任何一個力與它所受的其余力的合力等大、反向．
(2)物體在同一平面上的三個不平行的力的作用下處于平衡狀態(tài)時，這三個力必為共點力．
物體在三個共點力的作用下而處于平衡狀態(tài)時，表示這三個力的有向線段組成一封閉的矢量三角形，如圖1－8所示．
圖1－8
4．共點力作用下物體的平衡分析
熱點、重點、難點
(一)正交分解法、平行四邊形法則的應(yīng)用
1．正交分解法是分析平衡狀態(tài)物體受力時最常用、最主要的方法．即當(dāng)F合＝0時有：
Fx合＝0，F(xiàn)y合＝0，F(xiàn)z合＝0．
2．平行四邊形法有時可巧妙用于定性分析物體受力的變化或確定相關(guān)幾個力之比．
●例3舉重運(yùn)動員在抓舉比賽中為了減小杠鈴上升的高度和發(fā)力，抓杠鈴的兩手間要有較大的距離．某運(yùn)動員成功抓舉杠鈴時，測得兩手臂間的夾角為120°，運(yùn)動員的質(zhì)量為75kg，舉起的杠鈴的質(zhì)量為125kg，如圖1－9甲所示．求該運(yùn)動員每只手臂對杠鈴的作用力的大?。?取g＝10m/s2)
圖1－9甲
【分析】由手臂的肌肉、骨骼構(gòu)造以及平時的用力習(xí)慣可知，伸直的手臂主要沿手臂方向發(fā)力．取手腕、手掌為研究對象，握杠的手掌對杠有豎直向上的彈力和沿杠向外的靜摩擦力，其合力沿手臂方向，如圖1－9乙所示．
圖1－9乙
【解析】手臂對杠鈴的作用力的方向沿手臂的方向，設(shè)該作用力的大小為F，則杠鈴的受力情況如圖1－9丙所示
圖1－9丙
由平衡條件得：
2Fcos60°＝mg
解得：F＝1250N．
[答案]1250N
●例4兩個可視為質(zhì)點的小球a和b，用質(zhì)量可忽略的剛性細(xì)桿相連放置在一個光滑的半球面內(nèi)，如圖1－10甲所示．已知小球a和b的質(zhì)量之比為3，細(xì)桿長度是球面半徑的2倍．兩球處于平衡狀態(tài)時，細(xì)桿與水平面的夾角θ是[2008年高考四川延考區(qū)理綜卷]()
圖1－10甲
A．45°B．30°C．22.5°D．15°
【解析】解法一設(shè)細(xì)桿對兩球的彈力大小為T，小球a、b的受力情況如圖1－10乙所示
圖1－10乙
其中球面對兩球的彈力方向指向圓心，即有：
cosα＝22RR＝22
解得：α＝45°
故FNa的方向為向上偏右，即β1＝π2－45°－θ＝45°－θ
FNb的方向為向上偏左，即β2＝π2－(45°－θ)＝45°＋θ
兩球都受到重力、細(xì)桿的彈力和球面的彈力的作用，過O作豎直線交ab于c點，設(shè)球面的半徑為R，由幾何關(guān)系可得：
magOc＝FNaR
mbgOc＝FNbR
解得：FNa＝3FNb
取a、b及細(xì)桿組成的整體為研究對象，由平衡條件得：
FNasinβ1＝FNbsinβ2
即3FNbsin(45°－θ)＝FNbsin(45°＋θ)
解得：θ＝15°．
解法二由幾何關(guān)系及細(xì)桿的長度知，平衡時有：
sin∠Oab＝22RR＝22
故∠Oab＝∠Oba＝45°
再設(shè)兩小球及細(xì)桿組成的整體重心位于c點，由懸掛法的原理知c點位于O點的正下方，且acbc＝mamb＝3
即Rsin(45°－θ)∶Rsin(45°＋θ)＝1∶3
解得：θ＝15°．
[答案]D
【點評】①利用平行四邊形(三角形)定則分析物體的受力情況在各類教輔中較常見．掌握好這種方法的關(guān)鍵在于深刻地理解好“在力的圖示中，有向線段替代了力的矢量”．
②在理論上，本題也可用隔離法分析小球a、b的受力情況，根據(jù)正交分解法分別列平衡方程進(jìn)行求解，但是求解三角函數(shù)方程組時難度很大．
③解法二較簡便，但確定重心的公式acbc＝mamb＝3超綱．
(二)帶電粒子在復(fù)合場中的平衡問題
在高考試題中，也常出現(xiàn)帶電粒子在復(fù)合場中受力平衡的物理情境，出現(xiàn)概率較大的是在正交的電場和磁場中的平衡問題及在電場和重力場中的平衡問題．
在如圖1－11所示的速度選擇器中，選擇的速度v＝EB；在如圖1－12所示的電磁流量計中，流速v＝uBd，流量Q＝πdu4B．
圖1－11圖1－12
●例5在地面附近的空間中有水平方向的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，已知磁場的方向垂直紙面向里，一個帶電油滴沿著一條與豎直方向成α角的直線MN運(yùn)動，如圖1－13所示．由此可判斷下列說法正確的是()
圖1－13
A．如果油滴帶正電，則油滴從M點運(yùn)動到N點
B．如果油滴帶正電，則油滴從N點運(yùn)動到M點
C．如果電場方向水平向右，則油滴從N點運(yùn)動到M點
D．如果電場方向水平向左，則油滴從N點運(yùn)動到M點
【解析】油滴在運(yùn)動過程中受到重力、電場力及洛倫茲力的作用，因洛倫茲力的方向始終與速度方向垂直，大小隨速度的改變而改變，而電場力與重力的合力是恒力，所以物體做勻速直線運(yùn)動；又因電場力一定在水平方向上，故洛倫茲力的方向是斜向上方的，因而當(dāng)油滴帶正電時，應(yīng)該由M點向N點運(yùn)動，故選項A正確、B錯誤．若電場方向水平向右，則油滴需帶負(fù)電，此時斜向右上方與MN垂直的洛倫茲力對應(yīng)粒子從N點運(yùn)動到M點，即選項C正確．同理，電場方向水平向左時，油滴需帶正電，油滴是從M點運(yùn)動到N點的，故選項D錯誤．
[答案]AC
【點評】對于帶電粒子在復(fù)合場中做直線運(yùn)動的問題要注意受力分析．因為洛倫茲力的方向與速度的方向垂直，而且與磁場的方向、帶電粒子的電性都有關(guān)，分析時更要注意．本題中重力和電場力均為恒力，要保證油滴做直線運(yùn)動，兩力的合力必須與洛倫茲力平衡，粒子的運(yùn)動就只能是勻速直線運(yùn)動．
★同類拓展2如圖1－14甲所示，懸掛在O點的一根不可伸長的絕緣細(xì)線下端掛有一個帶電荷量不變的小球A．在兩次實驗中，均緩慢移動另一帶同種電荷的小球B．當(dāng)B到達(dá)懸點O的正下方并與A在同一水平線上，A處于受力平衡時，懸線偏離豎直方向的角度為θ．若兩次實驗中B的電荷量分別為q1和q2，θ分別為30°和45°，則q2q1為[2007年高考重慶理綜卷]()
圖1－14甲
A．2B．3C．23D．33
【解析】對A球進(jìn)行受力分析，如圖1－14乙所示，
圖1－14乙
由于繩子的拉力和點電荷間的斥力的合力與A球的重力平衡，故有：F電＝mgtanθ，又F電＝kqQAr2．設(shè)繩子的長度為L，則A、B兩球之間的距離r＝Lsinθ，聯(lián)立可得：q＝mL2gtanθsin2θkQA，由此可見，q與tanθsin2θ成正比，即q2q1＝tan45°sin245°tan30°sin230°＝23，故選項C正確．
[答案]C
互動辨析本題為帶電體在重力場和電場中的平衡問題，解題的關(guān)鍵在于：先根據(jù)小球的受力情況畫出平衡狀態(tài)下的受力分析示意圖；然后根據(jù)平衡條件和幾何關(guān)系列式，得出電荷量的通解表達(dá)式，進(jìn)而分析求解．本題體現(xiàn)了新課標(biāo)在知識考查中重視方法滲透的思想．

三、牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用
要點歸納
(一)深刻理解牛頓第一、第三定律
1．牛頓第一定律(慣性定律)
一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止．
(1)理解要點
①運(yùn)動是物體的一種屬性，物體的運(yùn)動不需要力來維持．
②它定性地揭示了運(yùn)動與力的關(guān)系：力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，是使物體產(chǎn)生加速度的原因．
③牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎(chǔ)，不能認(rèn)為它是牛頓第二定律合外力為零時的特例．牛頓第一定律定性地給出了力與運(yùn)動的關(guān)系，第二定律定量地給出力與運(yùn)動的關(guān)系．
(2)慣性：物體保持原來的勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫做慣性．
①慣性是物體的固有屬性，與物體的受力情況及運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)．
②質(zhì)量是物體慣性大小的量度．
2．牛頓第三定律
(1)兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在一條直線上，可用公式表示為F＝－F′．
(2)作用力與反作用力一定是同種性質(zhì)的力，作用效果不能抵消．
(3)牛頓第三定律的應(yīng)用非常廣泛，凡是涉及兩個或兩個以上物體的物理情境、過程的解答，往往都需要應(yīng)用這一定律．
(二)牛頓第二定律
1．定律內(nèi)容
物體的加速度a跟物體所受的合外力F合成正比，跟物體的質(zhì)量m成反比．
2．公式：F合＝ma
理解要點
①因果性：F合是產(chǎn)生加速度a的原因，它們同時產(chǎn)生，同時變化，同時存在，同時消失．
②方向性：a與F合都是矢量，方向嚴(yán)格相同．
③瞬時性和對應(yīng)性：a為某時刻某物體的加速度，F(xiàn)合是該時刻作用在該物體上的合外力．
3．應(yīng)用牛頓第二定律解題的一般步驟：
(1)確定研究對象；
(2)分析研究對象的受力情況，畫出受力分析圖并找出加速度的方向；
(3)建立直角坐標(biāo)系，使盡可能多的力或加速度落在坐標(biāo)軸上，并將其余的力或加速度分解到兩坐標(biāo)軸上；
(4)分別沿x軸方向和y軸方向應(yīng)用牛頓第二定律列出方程；
(5)統(tǒng)一單位，計算數(shù)值．
熱點、重點、難點
一、正交分解法在動力學(xué)問題中的應(yīng)用
當(dāng)物體受到多個方向的外力作用產(chǎn)生加速度時，常要用到正交分解法．
1．在適當(dāng)?shù)姆较蚪⒅苯亲鴺?biāo)系，使需要分解的矢量盡可能少．
2．Fx合＝max合，F(xiàn)y合＝may合，F(xiàn)z合＝maz合．
3．正交分解法對本章各類問題，甚至對整個高中物理來說都是一重要的思想方法．
●例6如圖1－15甲所示，在風(fēng)洞實驗室里，一根足夠長的細(xì)桿與水平面成θ＝37°固定，質(zhì)量m＝1kg的小球穿在細(xì)桿上靜止于細(xì)桿底端O點．現(xiàn)有水平向右的風(fēng)力F作用于小球上，經(jīng)時間t1＝2s后停止，小球沿細(xì)桿運(yùn)動的部分v－t圖象如圖1－15乙所示．試求：(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)
圖1－15
(1)小球在0～2s內(nèi)的加速度a1和2～4s內(nèi)的加速度a2．
(2)風(fēng)對小球的作用力F的大小．
【解析】(1)由圖象可知，在0～2s內(nèi)小球的加速度為：
a1＝v2－v1t1＝20m/s2，方向沿桿向上
在2～4s內(nèi)小球的加速度為：
a2＝v3－v2t2＝－10m/s2，負(fù)號表示方向沿桿向下．
(2)有風(fēng)力時的上升過程，小球的受力情況如圖1－15丙所示
圖1－15丙
在y方向，由平衡條件得：
FN1＝Fsinθ＋mgcosθ
在x方向，由牛頓第二定律得：
Fcosθ－mgsinθ－μFN1＝ma1
停風(fēng)后上升階段，小球的受力情況如圖1－15丁所示
圖1－15丁
在y方向，由平衡條件得：
FN2＝mgcosθ
在x方向，由牛頓第二定律得：
－mgsinθ－μFN2＝ma2
聯(lián)立以上各式可得：F＝60N．
【點評】①斜面(或類斜面)問題是高中最常出現(xiàn)的物理模型．
②正交分解法是求解高中物理題最重要的思想方法之一．
二、連接體問題(整體法與隔離法)
高考卷中常出現(xiàn)涉及兩個研究對象的動力學(xué)問題，其中又包含兩種情況：一是兩對象的速度相同需分析它們之間的相互作用，二是兩對象的加速度不同需分析各自的運(yùn)動或受力．隔離(或與整體法相結(jié)合)的思想方法是處理這類問題的重要手段．
1．整體法是指當(dāng)連接體內(nèi)(即系統(tǒng)內(nèi))各物體具有相同的加速度時，可以把連接體內(nèi)所有物體組成的系統(tǒng)作為整體考慮，分析其受力情況，運(yùn)用牛頓第二定律對整體列方程求解的方法．
2．隔離法是指當(dāng)研究對象涉及由多個物體組成的系統(tǒng)時，若要求連接體內(nèi)物體間的相互作用力，則應(yīng)把某個物體或某幾個物體從系統(tǒng)中隔離出來，分析其受力情況及運(yùn)動情況，再利用牛頓第二定律對隔離出來的物體列式求解的方法．
3．當(dāng)連接體中各物體運(yùn)動的加速度相同或要求合外力時，優(yōu)先考慮整體法；當(dāng)連接體中各物體運(yùn)動的加速度不相同或要求物體間的作用力時，優(yōu)先考慮隔離法．有時一個問題要兩種方法結(jié)合起來使用才能解決．
●例7如圖1－16所示，在光滑的水平地面上有兩個質(zhì)量相等的物體，中間用勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連，在外力F1、F2的作用下運(yùn)動．已知F1＞F2，當(dāng)運(yùn)動達(dá)到穩(wěn)定時，彈簧的伸長量為()
圖1－16
A．F1－F2kB．F1－F22k
C．F1＋F22kD．F1＋F2k
【解析】取A、B及彈簧整體為研究對象，由牛頓第二定律得：F1－F2＝2ma
取B為研究對象：kx－F2＝ma
(或取A為研究對象：F1－kx＝ma)
可解得：x＝F1＋F22k．
[答案]C
【點評】①解析中的三個方程任取兩個求解都可以．
②當(dāng)?shù)孛娲植跁r，只要兩物體與地面的動摩擦因數(shù)相同，則A、B之間的拉力與地面光滑時相同．
★同類拓展3如圖1－17所示，質(zhì)量為m的小物塊A放在質(zhì)量為M的木板B的左端，B在水平拉力的作用下沿水平地面勻速向右滑動，且A、B相對靜止．某時刻撤去水平拉力，經(jīng)過一段時間，B在地面上滑行了一段距離x，A在B上相對于B向右滑行了一段距離L(設(shè)木板B足夠長)后A和B都停了下來．已知A、B間的動摩擦因數(shù)為μ1，B與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2，且μ2＞μ1，則x的表達(dá)式應(yīng)為()
圖1－17
A．x＝MmLB．x＝(M＋m)Lm
C．x＝μ1ML(μ2－μ1)(m＋M)D．x＝μ1ML(μ2＋μ1)(m＋M)
【解析】設(shè)A、B相對靜止一起向右勻速運(yùn)動時的速度為v，撤去外力后至停止的過程中，A受到的滑動摩擦力為：
f1＝μ1mg
其加速度大小a1＝f1m＝μ1g
B做減速運(yùn)動的加速度大小a2＝μ2(m＋M)g－μ1mgM
由于μ2＞μ1，所以a2＞μ2g＞μ1g＝a1
即木板B先停止后，A在木板上繼續(xù)做勻減速運(yùn)動，且其加速度大小不變
對A應(yīng)用動能定理得：－f1(L＋x)＝0－12mv2
對B應(yīng)用動能定理得：
μ1mgx－μ2(m＋M)gx＝0－12Mv2
解得：x＝μ1ML(μ2－μ1)(m＋M)．
[答案]C
【點評】①雖然使A產(chǎn)生加速度的力由B施加，但產(chǎn)生的加速度a1＝μ1g是取大地為參照系的．加速度是相對速度而言的，所以加速度一定和速度取相同的參照系，與施力物體的速度無關(guān)．
②動能定理可由牛頓第二定律推導(dǎo)，特別對于勻變速直線運(yùn)動，兩表達(dá)式很容易相互轉(zhuǎn)換．
三、臨界問題
●例8如圖1－18甲所示，滑塊A置于光滑的水平面上，一細(xì)線的一端固定于傾角為45°、質(zhì)量為M的光滑楔形滑塊A的頂端P處，細(xì)線另一端拴一質(zhì)量為m的小球B．現(xiàn)對滑塊施加一水平方向的恒力F，要使小球B能相對斜面靜止，恒力F應(yīng)滿足什么條件？
圖1－18甲
【解析】
先考慮恒力背離斜面方向(水平向左)的情況：設(shè)恒力大小為F1時，B還在斜面上且對斜面的壓力為零，此時A、B有共同加速度a1，B的受力情況如圖1－18乙所示，有：
圖1－18乙
Tsinθ＝mg，Tcosθ＝ma1
解得：a1＝gcotθ
即F1＝(M＋m)a1＝(M＋m)gcotθ
由此可知，當(dāng)水平向左的力大于(M＋m)gcotθ時，小球B將離開斜面，對于水平恒力向斜面一側(cè)方向(水平向右)的情況：設(shè)恒力大小為F2時，B相對斜面靜止時對懸繩的拉力恰好為零，此時A、B的共同加速度為a2，B的受力情況如圖1－18丙所示，有：
圖1－18丙
FNcosθ＝mg，F(xiàn)Nsinθ＝ma2
解得：a2＝gtanθ
即F2＝(M＋m)a2＝(M＋m)gtanθ
由此可知，當(dāng)水平向右的力大于(M＋m)gtanθ，B將沿斜面上滑，綜上可知，當(dāng)作用在A上的恒力F向左小于(M＋m)gcotθ，或向右小于(M＋m)gtanθ時，B能靜止在斜面上．
[答案]向左小于(M＋m)gcotθ或向右小于(M＋m)gtanθ
【點評】斜面上的物體、被細(xì)繩懸掛的物體這兩類物理模型是高中物理中重要的物理模型，也是高考常出現(xiàn)的重要物理情境．
四、超重與失重問題
1．超重與失重只是物體在豎直方向上具有加速度時所受支持力不等于重力的情形．
2．要注意飛行器繞地球做圓周運(yùn)動時在豎直方向上具有向心加速度，處于失重狀態(tài)．
●例9為了測量某住宅大樓每層的平均高度(層高)及電梯的運(yùn)行情況，甲、乙兩位同學(xué)在一樓電梯內(nèi)用電子體重計及秒表進(jìn)行了以下實驗：質(zhì)量m＝50kg的甲同學(xué)站在體重計上，乙同學(xué)記錄電梯從地面一樓到頂層的過程中，體重計的示數(shù)隨時間變化的情況，并作出了如圖1－19甲所示的圖象．已知t＝0時，電梯靜止不動，從電梯內(nèi)樓層按鈕上獲知該大樓共19層．求：
(1)電梯啟動和制動時的加速度大小．
(2)該大樓的層高．
圖1－19甲
【解析】(1)對于啟動狀態(tài)有：F1－mg＝ma1
得：a1＝2m/s2
對于制動狀態(tài)有：mg－F3＝ma2
得：a2＝2m/s2．
(2)電梯勻速運(yùn)動的速度v＝a1t1＝2×1m/s＝2m/s
從圖中讀得電梯勻速上升的時間t2＝26s
電梯運(yùn)行的總時間t＝28s
電梯運(yùn)行的v－t圖象如圖1－19乙所示，
圖1－19乙
所以總位移s＝12v(t2＋t)＝12×2×(26＋28)m＝54m
層高h(yuǎn)＝s18＝5418＝3m．
[答案](1)2m/s22m/s2(2)3m