力和運動專題分析.ppt

力和運動 力和運動知識結構 直線運動模型 平拋運動及斜拋模型 圓周運動模型 天體運動模型 雙星模型 基本規(guī)律 兩個星體圍繞同一點做勻速圓周運動 兩個星體彼此的引力提供向心力 兩個星體周期相等 對M 雙星模型 對m M m 衛(wèi)星模型 直線運動 勻速 勻變速 力分類 力的合成與分解 非勻變速 解決物理問題的程序操作 情境 模型 文字 討論結果 運算操作 關聯(lián)決策 規(guī)律 條件 解答物理習題的思維操作規(guī)范 物理審題提示語 1 是否考慮重力 2 物體是在哪個面內運動 3 物理量是矢量還是標量 4 哪些量是已知量 哪些是未知量 5 臨界詞與形容詞是否把握恰當了 6 是否注意了括號里的文字 7 是否抓住了圖像上的關鍵點 8 選擇題是多選還是單選 選錯誤的還是正確的 9 區(qū)分物體的性質和所處的位置 如物體是導體還是絕緣體 是輕繩 輕桿還是輕彈簧 物體是在圓環(huán)的內側 外側還是在圓管內或是套在圓環(huán)上 10 容易看錯的地方還有 位移還是位置 時間還是時刻 哪個物體運動 物體是否與彈簧連接 直徑還是半徑 粗糙還是光滑 有無電阻等等 問題 質點做直線運動的v t圖象如圖所示 規(guī)定向右為正方向 則該質點在前8s內平均速度的大小和方向分別為A 0 25m s向右B 0 25m s向左C 1m s向右D 1m s向左 問題與練習 問題 甲乙兩輛汽車都從靜止出發(fā)做加速直線運動 加速度方向一直不變 在第一段時間間隔內 兩輛汽車的加速度大小不變 汽車乙的加速度大小是甲的兩倍 在接下來的相同時間間隔內 汽車甲的加速度大小增加為原來的兩倍 汽車乙的加速度大小減小為原來的一半 求甲乙兩車各自在這兩段時間間隔內走過的總路程之比 問題與練習 問題 體育課上有一個折返跑的比賽項目 比賽規(guī)則是 從距離標桿10m起跑 向著標桿跑去 繞過標杠之后立即返回出發(fā)點 用時少者獲勝 設某同學起跑的加速度為4m s2 運動過程中的最大速度為4m s 繞標杠時需減速到零 減速的加速度大小為8m s2 返回時達到最大速度后不再減速 保持最大速度沖到出發(fā)點 求該同學往返的總時間t 繞桿時間忽略不計 問題與練習 問題 如圖所示 水平面上A B兩點相距x0 0 1m 甲球從B點向右做勻速運動的同時 乙球從A點由靜止向右做勻加速運動 到達B點后以B點的速度勻速運動 乙球從開始運動 到追上甲球所用的時間t ls 運動的位移x 0 9m 求 1 甲球的速度 2 乙球加速過程所用的時間和加速度 問題與練習 問題 水平地面上有一木箱 木箱與地面之間的動摩擦因數(shù)為 0 1 現(xiàn)對木箱施加一拉力F 使木箱做勻速直線運動 設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 問題與練習 問題 用長為L的細線吊著質量為m的帶正電荷Q的小球 懸于O點 并在O點正下方L處固定一個帶正電荷q的小球 平衡時 細線偏轉一個角度 此時細線上的張力為F1 若使電荷量q加倍 重新穩(wěn)定后 細線偏轉更大的角度 細線的張力變?yōu)镕2 則 A F1 mgB F2 mgC F1 mgD F1 F2 mg 問題與練習 問題 如圖帶一定電量q的小球 質量為m 用細線將小球懸掛于O點 并放在某一勻強電場中 若細線與豎直方向成 角 問題與練習 1 當電場強度方向為水平時 此時它的大小為多少 2 若要電場強度最小 則此時場強大小方向如何 3 在 2 題中 若此時剪斷細繩 小球將何種運動 問題 如圖所示 金屬棒MN兩端由等長的輕質細線水平懸掛 處于豎直向上的勻強磁場中 棒中通以由M向N的電流 平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為 如果僅改變下列某一個條件 角的相應變化情況是 A 棒中的電流變大 角變大B 兩懸線等長變短 角變小C 金屬棒質量變大 角變大D 磁感應強度變大 角變小 問題與練習 思考 設金屬棒MN的長度為L 棒中通以由M向N的電流I 要使金屬棒MN平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為 則所加磁場最小磁感應強度的大小與方向如何 問題 如圖所示 用等長絕緣線分別懸掛兩個質量 電量都相同的帶電小球A和B 兩線上端固定于O點 B球固定在O點正下方 當A球靜止時 兩懸線夾角為 能保持夾角 不變的方法是A 同時使兩懸線長度減半B 同時使A球的質量和電量都減半C 同時使兩球的質量和電量都減半D 同時使兩懸線長度和兩球的電量都減半 問題與練習 問題 如圖所示 一水平導軌處于與水平方向成45 角向左上方的勻強磁場中 一根通有恒定電流的金屬棒 由于受到安培力作用而在粗糙的導軌上向右做勻速運動 現(xiàn)將磁場方向沿順時針緩慢轉動至豎直向上 在此過程中 金屬棒始終保持勻速運動 已知棒與導軌間動摩擦因數(shù) 1 則磁感應強度B的大小變化情況是 A 不變B 一直增大C 一直減小D 先變小后變大 問題與練習 問題 一斜塊M靜止于粗糙的水平面上 在其斜面上放一滑塊m 若給m一向下的初速度v0 則m正好保持勻速下滑 如圖所示 現(xiàn)在m下滑的過程中再加一個作用力 則以下說法正確的是 A 在m上加一豎直向下的力Fa 則m將保持勻速運動 M對地仍無摩擦力的作用B 在m上加一沿斜面向下的力Fb 則m將做加速運動 M對地有水平向左的靜摩擦力C 在m上加一水平向右的力Fc 則m將做減速運動 在m停止前M對地仍無摩擦力的作用D 無論在m上加上什么方向的力 在m停止前M對地都無靜摩擦力的作用 問題與練習 ACD 問題 如圖所示 將質量為m的滑塊放在傾角為 的固定斜面上 滑塊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與滑動摩擦力大小相等 重力加速度為g 則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 拉力大小應是mgsin 問題與練習 問題 如圖所示 放在固定斜面上的物塊以加速度a沿斜面勻加速F下滑 若在物塊上再施加一個豎直向下的恒力F 則A 物塊可能勻速下滑B 物塊將以加速度a勻加速下滑C 物塊將以大于a的加速度勻加速下滑D 物塊將以小于a的加速度勻加速下滑 問題與練習 問題 如圖 一個質量為m的的立方體放在一粗糙固定斜面上 斜面的傾角為 設滑塊所受最大靜摩擦力與其受到的正壓力成正比 比例系數(shù)為 現(xiàn)在該物體上施加一水平力F 問在斜面的傾角 滿足什么條件時 不管F多大 物體都不能沿斜面向上滑動 問題與練習 問題 如圖所示 將兩相同的木塊a b置于粗糙的水平地面上 中間用一輕彈簧連接 兩側用細繩固定于墻壁 開始時a b均靜止 彈簧處于伸長狀態(tài) 兩細繩均有拉力 a所受摩擦力Ffa 0 b所受摩擦力Ffb 0 現(xiàn)將右側細繩剪斷 則剪斷瞬間A Ffa大小不變B Ffa方向改變C Ffb仍然為零D Ffb方向向右 問題與練習 問題 如圖所示 質量為m的小球用水平彈簧系住 并用傾角為30 的光滑木板AB托住 小球恰好處于靜止狀態(tài) 則 A 當木板AB突然向下撤離后的瞬間 小球的加速度為0B 當木板AB突然向下撤離后的瞬間 小球的加速度為大小為g 方向豎直向下C 當木板AB突然向下撤離后的瞬間 小球的加速度為大小為 方向垂直木板向下D 在木板AB撤離后的一小段時間內 小球的機械能減小 問題與練習 問題 如圖甲所示 在升降機的頂部安裝了一個能夠顯示拉力的傳感器 傳感器下方掛上一輕質彈簧 彈簧下端掛一質量為m的小球 若升降機在運行過程中突然停止 并以此時為零時刻 在后面一段時間內傳感器顯示彈簧彈力F隨時間t變化的圖象如圖所示 g為重力加速度 則 A 升降機停止前在向上運動B 0 t1時間小球處于失重狀態(tài) t1 t2時間小球處于超重狀態(tài)C t1 t3時間小球向下運動 動能先減小后增大D t3 t4時間彈簧彈性勢能變化量小于小球動能變化量 問題與練習 甲乙 問題 如圖所示 傾角為 的等腰三角形斜面固定在水平面上 一足夠長的輕質綢帶跨過斜面的頂端鋪放在斜面的兩側 綢帶與斜面間無摩擦 現(xiàn)將質量分別為M m M m 的小物塊同時輕放在斜面兩側的綢帶上 兩物塊與綢帶間的動摩擦因數(shù)相等 且最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等 在 角取不同值的情況下 下列說法正確的有A 兩物塊所受摩擦力的大小總是相等B 兩物塊不可能同時相對綢帶靜止C M不可能相對綢帶發(fā)生滑動D m不可能相對斜面向上滑動 問題與練習 問題 雜技中的 頂竿 由兩個演員共同表演 站在地面上的演員肩部頂住一根長竹竿 另一演員爬至竹竿項端完成各種動作后下滑 若竿上演員自竿項由靜止開始下滑 滑到竿底時速度正好為零 已知竹竿底部與下面頂竿人肩部之間有一傳感器 傳感器顯示竿上演員自竿項滑下過程中頂竿人肩部的受力情況如圖所示 竿上演員質量為m1 40kg 長竹竿質量m2 10kg g 10m s2 1 求竿上的人下滑過程中的最大速度v1 2 請估測竹竿的長度h 問題與練習 問題 蹦極 就是跳躍者把一端固定的長彈性繩綁在踝關節(jié)等處 從幾十米高處跳下的一種極限運動 某人做蹦極運動 所受繩子拉力F的大小隨時間t變化的情況如圖所示 將蹦極過程近似為在豎直方向的運動 重力加速度為g 據(jù)圖可知 此人在蹦極過程中最大加速度約為A gB 2gC 3gD 4g 問題與練習 問題 質量為2kg的物體放在動摩擦因數(shù) 0 1的水平面上 在水平拉力的作用下由靜止開始運動 水平拉力做的功W和物體發(fā)生的位移s之間的關系如圖所示 重力加速度g取10m s2 則此物體A 在OA段加速度是2 5m s2B 在OA段加速度是1 5m s2C 在位移l 9m時的速度是5m sD 在位移l 9m時的速度是3m s 問題與練習 問題 質量為m的物體放在A地的水平面上 用豎直向上的力F拉物體 物體的加速度a與拉力F的關系如圖7中直線 所示 用質量為的另一物體在B地做類似實驗 測得a F關系如圖中直線 所示 設兩地的重力加速度分別為g和g 則 A m m g gB m m g gC m m g gD m m g g 問題與練習 問題 圖 甲 所示 用水平力F拉動物體在水平面上做加速直線運動 當改變拉力的大小時 物體運動的加速度a也隨之變化 a和F的關系如圖 乙 所示 取g 10m s2 1 根據(jù)圖線所給的信息 求物體的質量及物體與水平面間的動摩擦因數(shù) 2 若改用質量是原來2倍的同種材料的物體 請在圖乙的坐標系上畫出這種情況下的a F圖線 要求寫出作圖的根據(jù) 問題與練習 問題 一塊足夠長的白板 位于水平桌面上 處于靜止狀態(tài) 一石墨塊 可視為質點 靜止在白板上 石墨塊與白板間有摩擦 滑動摩擦系數(shù)為 突然 使白板以恒定的速度v0做勻速直線運動 石墨塊將在板上劃下黑色痕跡 經過某一時間t 令白板突然停下 以后不再運動 在最后石墨塊也不再運動時 白板上黑色痕跡的長度可能是 已知重力加速度為g 不計石墨與板摩擦劃痕過程中損失的質量 問題與練習 問題 如圖所示 繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運行 初速度大小為v2的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶 若從小物塊滑上傳送帶開始計時 小物塊在傳送帶上運動的v t圖像 以地面為參考系 如圖乙所示 已知v2 v1 則A t2時刻 小物塊離A處的距離達到最大B t2時刻 小物塊相對傳送帶滑動的距離達到最大C 0 t2時間內 小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左D 0 t3時間內 小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用 問題與練習 問題 航模興趣小組設計出一架遙控飛行器 其質量m 2 動力系統(tǒng)提供的恒定升力F 28N 試飛時 飛行器從地面由靜止開始豎直上升 設飛行器飛行時所受的阻力大小不變 g取10m s2 1 第一次試飛 飛行器飛行t1 8s時到達高度H 64m 求飛行器所阻力f的大小 2 第二次試飛 飛行器飛行t2 6s時遙控器出現(xiàn)故障 飛行器立即失去升力 求飛行器能達到的最大高度h 3 為了使飛行器不致墜落到地面 求飛行器從開始下落到恢復升力的最長時間t3 問題與練習 問題 一卡車拖掛一相同質量的車廂 在水平直道上以的速度v0 12m s勻速行駛 其所受阻力可視為與車重成正比 與速度無關 某時刻 車廂脫落 并以大小為a 2m s2的加速度減速滑行 在車廂脫落t 3s后 司機才發(fā)覺并緊急剎車 剎車時阻力為正常行駛時的3倍 假設剎車前牽引力不變 求卡車和車廂都停下后兩者之間的距離 問題與練習 問題 如圖所示 在傾角為 的光滑斜面上有兩個用輕質彈簧相連接的物塊A B 它們的質量分別為mA mB 彈簧的勁度系數(shù)為k C為一固定擋板 系統(tǒng)處于靜止狀態(tài) 現(xiàn)開始用一恒力F沿斜面方向拉物塊A使之向上運動 求物塊B剛要離開C時物塊A的加速度a和從開始到此時物塊A的位移d 重力加速度為g 問題與練習 問題 如圖所示 托盤A托著質量為m的重物B B掛在勁度系數(shù)為k的彈簧下端 彈簧上端吊于O點 開始時彈簧豎直且為原長 今讓托盤A豎直向下做初速為零的勻加速直線運動 其加速度為a 求經多少時間t A與B開始分離 問題與練習 問題 如圖所示 光滑水平面上放著長為L 1 6m 質量為M 3 0kg的木板 一個質量為m 1 0kg的小木塊放在木板的最右端 m與M之間的木擦因數(shù) 0 1 今對木板施加一水平向右的拉力F 1 施力F后 要想把木板從木塊m的下方抽出來 求力F的大小應滿足的條件 2 如果所施力F 10N 為了把木板從m的下方抽出來 此力的作用時間不得少于多少 g取10m s2 問題與練習 問題 如圖所示 平板A長為L 5m 質量M 5kg 放在水平桌面上 板右端與桌邊相齊 在A上距右端s 3m處放一物體B 可以看成質點 其質量m 2kg 已知A B間的動摩擦因數(shù) 1 0 1 A與桌面間和B與桌面間的動摩擦因數(shù)都是 2 0 2 原來系統(tǒng)靜止 現(xiàn)在平板A的右端施一大小一定的水平力F 作用一段時間后 將A從B下抽出 且使B最后恰停于桌的右側邊緣 取g 10m s2 求 1 力F的大小為多少 2 力F的最短作用時間為多少 問題與練習 問題 如圖所示 質量為M 2kg的足夠長的長木板 靜止放置在粗糙水平地面上 有一質量為m 3kg可視為質點的物塊 以某一水平初速度從左端沖上木板 4s后物塊和木板達到4m s的速度并減速 12s末兩者同時靜止 求物塊的初速度并在圖中畫出物塊和木板的v t圖象 問題與練習 答案10m s見解析圖 2分 問題 如圖所示 一薄的長木板B置于光滑水平地面上 長度為L 0 25m 質量為M 4kg 另有一質量為m 2kg的小滑塊A置于木板的左端 二者均相對地面靜止 已知A與B之間的動摩擦因數(shù)為 0 1 且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力 若B受到如圖所示的水平外力F作用 求 1 0 2s時間內 B在水平地面上的滑動的距離 2 2s 4s時間內 B在水平地面上滑動的距離 問題與練習 問題 如圖甲所示 質量M 1kg的薄木板靜止在水平面上 質量m lkg的鐵塊靜止在木板的右端 可視為質點 設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力 已知木板與水平面間的動摩擦因數(shù) 1 0 05 鐵塊與木板之間的動摩擦因數(shù) 2 0 2 取g 10m s2 現(xiàn)給鐵塊施加一個水平向左的力F 1 若力F恒為4N 經過時間1s 鐵塊運動到木板的左端 求木板的長度L 2 若力F從零開始逐漸增加 且鐵塊始終在木板上沒有掉下來 試通過分析與計算 在圖乙中作出鐵塊受到的摩擦力f隨力F大小變化的圖象 問題與練習 問題 如圖所示 相距l(xiāng)的兩小球A B位于同一高度h l h均為定值 將A向B水平拋出的同時 B自由下落 A B與地面碰撞前后 水平分速度不變 豎直分速度大小不變 方向相反 不計空氣阻力及小球與地面碰撞的時間 則 A A B在第一次落地前能否相碰 取決于A的初速度 B A B在第一次落地前若不碰 此后就不會相碰 C A B不可能運動到最高處相碰 D A B一定能相碰 問題與練習 問題 如圖所示 一物體自傾角為 的固定斜面頂端沿水平方向拋出后落在斜面上 物體與斜面接觸時速度與水平方向的夾角 滿足A tan sin B tan cos C tan tan D tan 2tan 問題與練習 問題 如圖所示 某物體自空間O點以水平初速度v0拋出 落在地面上的A點 其軌跡為一拋物線 現(xiàn)仿此拋物線制作一個光滑滑道并固定在與OA完全重合的位置上 然后將此物體從O點由靜止釋放 受微小擾動而沿此滑道滑下 在下滑過程中物體未脫離滑道 P為滑道上一點 OP連線與豎直成45 角 則此物體 A 由O運動到P點的時間為B 物體經過P點時 速度的水平分量為C 物體經過P點時 速度的豎直分量為v0D 物體經過P點時的速度大小為 問題與練習 問題 如圖所示 參加某電視臺娛樂節(jié)目的選手從較高的平臺上以水平速度躍出后 落在水平傳送帶上 已知平臺與傳送帶的高度差H 1 8m 水池寬度s0 1 2m 傳送帶AB間的距離l0 16 6m 由于傳送帶足夠粗糙 假設選手落到傳送帶上后瞬間相對傳送帶靜止 經過反應時間 t 1 0s后 立刻以恒定向右的加速度跑至傳送帶最右端 若傳送帶靜止 選手以v0 3m s的水平速度從平臺躍出 求這位選手落在傳送帶上距離A點的距離 以及從開始躍出到跑至傳送帶右端B點所經歷的時間 若傳送帶以v 1m s的恒定速度向左運動 選手要能達傳送帶右端 則他從高臺上躍出的水平速度V1至少為多大 計算結果均保留2位有效數(shù)字 問題與練習 問題 如圖 一半徑為R的光滑絕緣半球面開口向下 固定在水平面上 整個空間存在勻強磁場 磁感應強度方向豎直向下 一電荷量為q q 0 質量為m的小球P在球面上做水平的勻速圓周運動 圓心為O 球心O到該圓周上任一點的連線與豎直方向的夾角為 0 2 為了使小球能夠在該圓周上運動 求磁感應強度大小的最小值及小球P相應的速率 重力加速度為g 問題與練習 問題 如圖所示 用內壁光滑的薄壁細圓管彎成的由半圓形APB 圓半徑比細管的內徑大得多 和直線BC組成的軌道固定在水平桌面上 已知APB部分的半徑R 1 0m BC段長L 1 5m 彈射裝置將一個質量為1kg的小球 可視為質點 以v0 5m s的水平初速度從A點彈入軌道 小球從C點離開軌道隨即水平拋出 桌子的高度h 1 2m 不計空氣阻力 g取10m s2 求 1 小球在半圓軌道上運動時的角速度 和向心加速度a的大小及圓管對小球的作用力大小 2 小球從A點運動到C點的時間t 3 小球將要落到地面上D點時的速度大小 問題與練習 P 問題 一內壁光滑的環(huán)形細圓管 位于豎直平面內 環(huán)的半徑為R 比細管的半徑大得多 圓管中有兩個直徑與細管內徑相同的小球 可視為質點 A球的質量為m1 B球的質量為m2 它們沿環(huán)形圓管順時針運動 經過最低點時的速度都為v0 設A球運動到最低點時 B球恰好運動到最高點 若要此時兩球作用于圓管的合力為零 試推導m1 m2 R與v0應滿足關系式 問題與練習 問題 據(jù)報道 嫦娥二號探月衛(wèi)星環(huán)月飛行的高度距離月球表面100km 所探測到的有關月球的數(shù)據(jù)將比環(huán)月飛行高度為200km的嫦娥一號更加詳實 若兩顆衛(wèi)星環(huán)月運行均可視為勻速圓周運動 運行軌道如圖所示 則A 嫦娥二號環(huán)月運行時向心加速度比嫦娥一號小B 嫦娥二號環(huán)月運行的速度比嫦娥一號大C 嫦娥二號環(huán)月運行的周期比嫦娥一號長D 嫦娥二號環(huán)月運行時機械能比嫦娥一號大 問題與練習 問題 承載著我國載人飛船和空間飛行器交會對接技術的 天宮一號 已于2011年9月29日成功發(fā)射 隨后將發(fā)射 神舟八號 飛船并與其實現(xiàn)交會對接 假設 天宮一號 和 神舟八號 勻速圓周運動的軌道如圖所示 A代表 天宮一號 B代表 神舟八號 虛線為各自的軌道 天宮一號 和 神舟八號 離地高度分別為h1 h2 運行周期分別為T1 T2 引力常量為G 則以下說法正確的是A 利用以上數(shù)據(jù)可計算出地球密度和地球表面的重力加速度B 神舟八號 受到的地球引力和運行速度均大于 天宮一號 受到的地球引力和運行速度C 神舟八號 加速有可能與 天宮一號 實現(xiàn)對接D 若宇航員在 天宮一號 太空艙無初速釋放小球 小球將做自由落體運動 問題與練習 問題 2011年11月3日凌晨1時29分 經歷近43小時飛行和五次變軌的 神舟八號 飛船飛抵距地面343公里的近似為圓的軌道 與在此軌道上等待已久的 天宮一號 成功對接 11月16日18時30分 神舟八號