高中物理专题复习资料

四、专题复习（一）第一专题 力与运动（1）知识梳理一、考点回顾竖直上抛运动自由落体运动F0F与v0在同一直线上F与v0成一夹角匀变速直线运动匀变速曲线运动平抛运动恒力FF=0匀速直线运动运动力牛顿运动定律变速直线运动简谐运动匀速圆周运动F的大小与相对于平衡位置的位移成正比，方向与位移相反F的大小不变，方向总与速度垂直F的方向始终与v0在同一直线上变力F1物体怎么运动，取决于它的初始状态和受力情况。牛顿运动定律揭示了力和运动的关系，关系如下表所示：2力是物体运动状态变化的原因，反过来物体运动状态的改变反映出物体的受力情况。从物体的受力情况去推断物体运动情况，或从物体运动情况去推断物体的受力情况，是动力学的两大基本问题。3处理动力学问题的一般思路和步骤是：领会问题的情景，在问题给出的信息中，提取有用信息，构建出正确的物理模型；合理选择研究对象；分析研究对象的受力情况和运动情况；正确建立坐标系；运用牛顿运动定律和运动学的规律列式求解。4在分析具体问题时，要根据具体情况灵活运用隔离法和整体法，要善于捕捉隐含条件，要重视临界状态分析。二、经典例题剖析1长L的轻绳一端固定在O点，另一端拴一质量为m的小球，现使小球在竖直平面内作圆周运动，小球通过最低点和最高点时所受的绳拉力分别为T1和T2(速度分别为v0和v)。求证：(1)T1T26mg(2)v0证明：(1)由牛顿第二定律，在最低点和最高点分别有：T1mgmv02/LT2mgmv2/L由机械能守恒得：mv02/2mv2/2mg2L 以上方程联立解得：T1T26mg (2)由于绳拉力T20，由T2mgmv2/L可得v代入mv02/2mv2/2mg2L得：v0点评：质点在竖直面内的圆周运动的问题是牛顿定律与机械能守恒应用的综合题。加之小球通过最高点有极值限制。这就构成了主要考查点。2质量为M的楔形木块静置在水平面上，其倾角为的斜面上,一质量为m的物体正以加速度a下滑。求水平面对楔形木块的弹力N和摩擦力f。解析：首先以物体为研究对象，建立牛顿定律方程：N1mgcosmgsinf1ma，得：f1m(gsina)由牛顿第三定律，物体楔形木块有N1N1，f1f1然后以楔形木块为研究对象，建立平衡方程：NmgN1cosf1sinMgmgcos2mgsin2masin (Mm)gmasinfN1sinf1cosmgcossinm(gsina)cosmacos点评：质点在直线运动问题中应用牛顿定律，高考热点是物体沿斜面的运动和运动形式发生变化两类问题。受力分析、研究对象的选取和转移(应用牛顿第三定律)，是这类问题的能力要求所在。3举重运动是力量和技巧充分结合的体育项目。就“抓举”而言，其技术动作可分为预备、提杠铃、发力、下蹲支撑、起立、放下杠铃等六个步骤。图1所示照片表示了其中的几个状态。现测得轮子在照片中的直径为1.0cm。已知运动员所举杠铃的直径是45cm，质量为150kg，运动员从发力到支撑历时0.8s，试估测该过程中杠铃被举起的高度，估算这个过程中杠铃向上运动的最大速度；若将运动员发力时的作用力简化成恒力，则该恒力有多大？解析：题目描述的举重的实际情景，要把它理想化为典型的物理情景。抓举中，举起杠铃是分两个阶段完成的，从发力到支撑是第一阶段，举起一部分高度。该过程中，先对杠铃施加一个力（发力），使杠铃作加速运动，当杠铃有一定速度后，人下蹲、翻腕，实现支撑，在人下蹲、翻腕时，可以认为运动员对杠铃没有提升的作用力，这段时间杠铃是凭借这已经获得的速度在减速上升，最好的动作配合是，杠铃减速上升，人下蹲，当杠铃的速度减为零时，人的相关部位恰好到达杠铃的下方完成支撑的动作。因此从发力到支撑的0.8s内，杠铃先作加速运动（当作匀加速），然后作减速运动到速度为零（视为匀减速），这就是杠铃运动的物理模型。根据轮子的实际直径0.45m和它在照片中的直径1.0cm，可以推算出照片缩小的比例，在照片上用尺量出从发力到支撑，杠铃上升的距离h=1.3cm，按此比例可算得实际上升的高度为h=0.59m。设杠铃在该过程中的最大速度为，有，得 减速运动的时间应为加速运动的位移： 又 解得：根据牛顿第二定律，有 解得：点评：该题中，将举重的实际情景抽象成物理模型，是解题的关键，这种抽象也是解所有实际问题的关键。这里，首先应细致分析实际过程，有了大致认识后，再做出某些简化，这样就能转化成典型的物理问题。比如该题中，认为发力时运动员提升的力是恒力，认为运动员下蹲、翻腕时，对杠铃无任何作用，认为杠铃速度减为零时，恰好完全支撑，而且认为杠铃的整个运动是直线运动。4如图2所示为一空间探测器的示意图，P1、P2、P3、P4是四个喷气发动机，P1、P3的连线与空间一固定坐标系的x轴平行，P2、P4的连线与y轴平行，每台发动机开动时，都能向探测器提供推力，但不会使探测器转动。开始时，探测器以恒定的速率v0向x方向平动，要使探测器改为向正x偏负y60方向以原速率v0平动，则可以采取的措施是（ ）A先开动P1适当时间，再开动P4适当时间B先开动P3适当时间，再开动P2适当时间C开动P4适当时间D先开动P3适当时间，再开动P4适当时间 解析：该题实际上是要校正探测器的飞行状态，这在航天活动中，是很常见的工作，因此这也是很有意义的一道题。最后要达到的状态是向正x偏负y60方向平动，速率仍为v0。如图3所示，这个运动可分解为速率为v0cos60的沿正x方向的平动和速率为v0sin60的沿负y方向的平动，与原状态相比，我们应使正x方向的速率减小，负y方向的速率增大。因此应开动P1以施加一负x方向的反冲力来减小正x方向的速率；然后开动P4以施加一负y方向的反冲力来产生负y方向的速率。所以选项A正确。点评：建立坐标系，在两个坐标轴的方向上分别应用牛顿运动定律，是研究动力学问题的常用方法。该题一入手，就在沿坐标轴的两个方向上对两个状态进行比较，就使问题很快变得清晰。因此要熟练掌握这种分析方法。52000年1月26日我国发射了一颗同步卫星，其定点位置与东经98的经线在同一平面内，若把甘肃省嘉峪关处的经度和纬度近似取为东经98和北纬，已知地球半径R，地球自转周期为T，地球表面重力加速度为g（视为常量）和光速c。试求该同步卫星发出的微波信号传到嘉峪关处的接收站所需的时间（要求用题给的已知量的符号表示）。解析：同步卫星必定在地球的赤道平面上，卫星、地球和其上的嘉峪关的相对位置如图4所示，由图可知，如果能求出同步卫星的轨道半径r，那么再利用地球半径R和纬度就可以求出卫星与嘉峪关的距离L，即可求得信号的传播时间。对于同步卫星，根据牛顿第二定律，有： 其中：又 即：由以上几式解得：由余弦定理得微波信号传到嘉峪关处的接收站所需的时间为 t4292550v点评：选择恰当的角度，将题目描述的情况用示意图表示出来，可以是情景变得更加清晰，有利于分析和思考，要养成这种良好的解题习惯。在解答天体运动的问题时，根据得到这一关系是经常使用的。6矿井里的升降机，由静止开始匀加速上升，经5s速度达到4m/s后，又以这个速度匀速上升20s，然后匀减速上升，经过4s停在井口，求矿井的深度？解析：作vt图，如图所示，所围梯形面积就是物体运动的位移。d2d1d7一只老鼠从洞口爬出后沿一直线运动，其速度大小与其离开洞口的距离成反比。当其到达距洞口为d1的点A点时速度为v1，若B点离洞口的距离为d2（d2d1），求老鼠由A运动至B所需的时间。解析：建立坐标，画出图像。分析得：之间所围的面积等于老鼠由A运动至B所需的时间。8一个同学身高h1=1.8m，质量m=65kg，站立举手摸高（指手能摸到的最大高度）h2=2.2m，g=10m/s2。(1)该同学用力登地，经过时间t1=0.45s竖直离地跳起，摸高为h3=2.6m。假定他离地的力F1为恒力，求F1的大小。(2)另一次该同学从所站h4=1.0m的高处自由落下，脚接触地面后经过时间t2=0.25s身体速度降为零，紧接着他用力F2登地跳起，摸高h5=2.7m。假定前后两个阶段中同学与地面的作用力分别都是恒力，求该同学登地的作用力F2。解：(1)第一阶段：初速为0，时间为t1=0.45s竖直离地跳起，加速度为，速度为。v第二阶段：初速度为，末速度为0，加速度为g，高度为0.4m/s。对第一阶段运动过程进行受力分析，并由牛顿第二定律得： 则(2)由分析得第一阶段的末速度为： 第二阶段的运动位移为： 第四阶段的初速度为： 第三阶段的加速度为： 对第三阶段运动过程进行受力分析，并由牛顿第二定律得： 则：点评：此题的关键是将复杂的过程分解为几个简单的过程进行分析。9跳伞运动员从2000m高处跳下，开始下降过程中未打开降落伞，假设初速度为零，所受空气阻力随下落速度的增大而增大，最大降落速度为50m/s。运动员降落到离地面200m高处时，才打开降落伞，在1.0s时间内速度减小到5.0m/s，然后匀速下落到地面。试估算运动员在空中运动的时间。解析：将整个运动分解为四个运动过程：变加速所用时间为：10s匀速所用时间为：31s匀减速所用时间为：1s匀速所用时间为：34.5s所以整个时间为：10+31+1+34.5=76.5s点评：此题的关键是将两段变加速运动，近似看成匀变速运动，估算出加速度。以上两个例题，解题的关键是分析整个现象中的物理过程，分析力和运动，将它们分段考虑（物理的分解的思维方法）。如例题9中的第一段：阻力随速度的增大而增大，合力随速度的增大而减小，加速度减小，初速度为零，是加速度在减小的加速运动；第二段：合力为零，是匀速运动；第三段：突然打开降落伞增大了受力面积，阻力就增大，合力方向向上，是加速度在减小的减速运动；第四段：合力为零，是匀速运动。此题的关键是将两段变加速近似看成匀加速，便可迎刃而解。三、方法总结高三复习的重点是打基础，是澄清物理概念完善物理概念，同时是提高学生认识物理的能力，提高学生解决物理问题的能力。在复习中使学生建立解决物理问题的物理思维方式，如：微元法的思维方法、用图像解决物理问题的方法和伽利略的“忽略”的方法等。使学生在解决物理问题时，能从力和运动的分析入手，分清每一个物理过程，同时让学生规范的写在解题过程中。（2）巩固练习（一） 选择题1一物体作匀变速直线运动，某时刻速度的大小为4m/s，1s后速度的大小变为10m/s。在这1s内该物体的（ ）A位移的大小可能小于4mC加速度的大小可能小于4m/s2B位移的大小可能大于10mD加速度的大小可能大于10m/s22如图所示，位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下，处于静止状态。则斜面作用于物块的静摩擦力（ ）A方向可能沿斜面向上 B方向可能沿斜面向下C大小可能等于零 D大小可能等于F3一木块从高处自由下落，在空中某处与一颗水平向北射来的子弹相遇，子弹穿过木块继续飞行。下面的说法中正确的是（ ）A木块落地时间与未遇到子弹相比较，将稍变长B木块落地位置与未遇到子弹相比较，将稍偏向北C子弹落地时间与未遇到木块相比较，将保持不变D子弹落地位置与未遇到木块相比较，将稍稍偏向北4物体在如图所示的一个大小和方向按正弦规律变化的水平力F作用下，由静止开始沿光滑水平面向右运动，则下列说法正确的是（ ）A物体在0-时间内向右加速运动，在-时间内向左减速运动B物体在0-时间内向右加速运动，在-时间内向右减速运动C时刻物体速度最大，时刻物体速度为0D时刻物体速度和加速度都最大，时刻物体加速度最大5某人在地面以20ms的速度竖直向上抛出一物，此物经过抛出点上方15m处所经历的时间可能是（g取10m）（ ）A1sB2sC3sD4s6一根张紧的水平弹性绳上的a，b两点，相距14.0m，b点在a点的右方。如图所示，当一列简谐横波沿此长绳向右传播时，若a点的位移达到正向最大时，b点的位移恰为零，且向下运动，经过1.0s后，a点的位移为零且向下运动，而b点的位移恰达到负最大，则这列简谐横渡的波速可能等于（ ）A2m/s B4.67m/s C6m/sD10m/s7木块A的动量大小为p，动能大小为E，木块B的动量大小为p/2，动能大小为3E，有（ ）A若将它们放在水平面上，受到的阻力相同时，则B运动时间较长B若将它们放在水平面上，所通过的路程相同时，则B受到的阻力较大C若将它们放在水平面上，与水平面的动磨擦因数相同时，A运动的时间较短D若使它们沿着同一光滑斜面上升，则A上升的距离较短8由于地球自转，地球上的物体都随地球一起转动。所以（ ）A在我国各地的物体都具有相同的角速度B位于赤道地区的物体的线速度比位于两极地区的小C位于赤道地区的物体的线速度比位于两极地区的大D地球上所有物体的向心加速度方向都指向地心9如图所示，两根竖直的轻质弹簧a和b(质量不计)，静止系住一球，若撤去弹簧a，撤去瞬间球的加速度大小为2m/s2，若撤去弹簧b，则撤去瞬间球的加速度可能为（ ）A8 m/s2，方向竖直向上 B8 m/s2，方向竖直向下C12 m/s2，方向竖直向上 D12 m/s2，方向竖直向下10人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，设地球半径为R，地面处的重力加速度为g，则人造地球卫星（ ）11一个做匀速率运动的物体，有人给出了以下一些结论，哪些结论是正确的（ ）A物体受到的合外力一定为零B物体受到的合外力不一定为零，但合外力做的功一定为零C物体的动量增量一定为零D物体的动量增量不一定为零，而动能增量一定为零（二） 解答题12一艘宇宙飞船飞近某一个不知名的小行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道，宇航员着手进行预定的考察工作。宇航员能不能仅仅用一只普通的手表通过测定时间来测定该行星的平均密度。13如图所示，物块由倾角为的斜面上端由静止滑下，最后停在水平面上，设物块与斜面及平面间的动摩擦因数都为，试求物块在斜面上滑行的距离s1与在平面上滑行的距离s2的比值。14质量为m的滑块与倾角为的斜面间的动摩擦因数为，tg。斜面底端有一个和斜面垂直放置的弹性挡板，滑块滑到底端与它碰撞时没有机械能损失，如图所示。若滑块从斜面上高为h处以速度v开始下滑，设斜面足够长，求：(1)滑块最终停在什么地方？(2)滑块在斜面上滑行的总路程是多少？15列车在水平铁路上行驶，在50s内速度由36km/h增加到54km/h，列车的质量是1.0103t，机车对列车的牵引力是1.5105N，求列车在运动过程中所受到的阻力。16一物块从倾角为，长为s的斜面顶端由静止开始下滑，物块与斜面的动摩擦因数为，求物块滑到斜面底端所需的时间。27质量为m的小球B（可视为质点），放在半径为R的光滑球面上，如图所示，有悬点到球面的最短距离为AC=s，A点在球心的正上方。求：（1）小球对球面的压力；（2）细线上的张力。参考答案一、选择题1AD 2ABCD 3AB 4BC 5AC 6ABD 7BCD 8AC 9BD 10AB 11BD 二、解答题12试题提示：宇航员用手表测出飞船绕行星运行的周期T，飞船在行星的近地轨道上做匀速圆周运动，有，得到，G为万有引力常量，这样测出周期T，即可求得行星的密度。13解：由动能定理，即得14答案：(1)停在挡板前(2)15答案：5.0104N16解：ma=mgsin-mgcos，a=gsin-gcos 而s=at2 t=17解：对球受力分析如图：N与G的合力与T大小相等，方向相反，则由三角形相似，有， N=，T=（1） 专题检测试卷高三物理第二轮复习 力与运动 专题测试题 一、选择题（410；每题至少有一个正确答案，错选或不选得0分，漏选得2分）1如图示，C是水平地面，A、B是两个长方形物体，F是作用在B上沿水平方向的力。物体A和B以相同的速度做匀速直线运动。由此可判断A、B间的动摩擦因数1和B、C间的动摩擦因数2可能是（） A. 1=0 2=0 B. 1=0 20 C. 10 2=0 D. 10 202三个完全相同的物块1、2、3放在水平桌面上，它们与桌面间的动摩擦因数都相同。现用大小相同的外力F沿图示方向分别作用在1和2上，用的外力沿水平方向作用在3上，使三者都做加速运动。令a1、a2、a3分别代表物块1、2、3的加速度，则（ ）Aa1=a2=a3 Ba1=a2,a2a3Ca1a2,a2a2,a2a33如图所示，甲、乙为河岸两边的位置且甲在乙的下游.一艘小船从乙位置保持船头始终垂直河岸行驶,恰好能沿虚线到达甲的位置,则以下说法正确的是 ( ) A. 此时船渡河的时间最短 B. 此时船渡河的位移最短 C. 此时船渡河的时间和位移都最短 D. 此船若要沿虚线渡河则船头应始终指向甲4图中是光滑斜面轨道，、是光滑的折面轨道，但在、处都有光滑的圆弧过渡，的总长度等于，现让一个小球先后三次在不同的轨道上自最高处无初速释放，到小球接触水平面为止，则（ ）A沿线用时最短B沿线用时最长C沿线用时比沿线用时短D沿线用时与沿线用时一样长OABm5、如图所示，一轻质弹簧固定在水平地面上，O点为弹簧原长时上端的位置，一个质量为m的物体从O点正上方的A点由静止释放落到弹簧上，物体压缩弹簧到最低点B点后向上运动，则以下说法正确的是 ( ） A物体从O点到B点的运动为先加速后减速 B物体从O点到B点的运动为一直减速C物体从B点到O点的运动时，O点的速度最大D物体从B点到O点的运动为先加速后减速0.40.81.21.62.02.42.81.401.51.61.71.81.92.02.1t/sF/N6图中OA是一遵从弹力跟形变量成正比规律的弹性绳,其一端固定于天花板上的O点,另一端与静止在动摩擦因数恒定的水平地面上的滑块A相连,当绳处在竖直位置时,滑块A对地面有压力的作用,B为紧挨绳的一光滑水平小钉,它到天花板的距离BO等于弹性绳的自然长度,现用一水平力F作用于A,使之向右做直线运动,在运动过程中,作用于A的摩擦力将( )A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.保持不变 D.条件不足,无法判断7将一个电动传感器接到计算机上，就可以测量快速变化的力，用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图所示。某同学由此图线提供的信息做出了下列判断：（ ） AAt=0.2s时摆球正经过最低点Bt=1.1s时摆球正经过最低点C摆球摆动过程中机械能减小D摆球摆动的周期是T=1.4s 8如图所示,质量为m ,电量为q 的带正电物体,在磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,沿动摩擦因数为的水平面向左运动,则( )A物体的速度由v减小到零的时间等于mv/(mg+Bqv)B物体的速度由v减小到零的时间小于mv/(mg+Bqv)C若另加一个电场强度大小为(mg+Bqv)/q,方向水平向右的匀强电场,物体将作匀速运动D若另加一个电场强度大小为(mg+Bqv)/q,方向竖直向上的匀强电场,物体将作匀速运动9一个物体以初速度v0从A点开始在光滑水平面上运动，一个水平力作用在物体上，物体的运动轨迹如图1中的实线所示，图中B为轨迹上的一点，虚线是过A、B两点并与轨迹相切的直线，虚线和实线将水平面划分5个区域，则关于施力物体的位置，下面说法正确的是（ ）A如果这个力是引力，则施力物体一定在区域B如果这个力是引力，则施力物体一定在区域C如果这个力是斥力，则施力物体可能在区域D如果这个力是斥力，则施力物体一定在区域10如图6所示，质量相同的木块A，B用轻质弹簧连接静止在光滑的水平面上，弹簧处于自然状态。现用水平恒力F推A，则从开始到弹簧第一次被压缩到最短的过程中（ ）A两木块速度相同时，加速度aA=aBB两木块速度相同时，加速度aAaBC两木块加速度相同时，速度vAvB二填空题：（10分）11（6分）如图所示，图A为一个质量为m的物体系于长度分别为l1、l2的两根细线上，l1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为，l2水平拉直，物体处于平衡状态。图B中将长为l1的弹簧（其它同图A）现将l2线剪断，则剪断瞬时物体的加速度分别为aA ； aB 12（4分）早在19世纪，匈牙利物理学家厄缶就明确指出：“沿水平地面向东运动的物体，其重量（即：列车的视重或列车对水平轨道的压力）一定要减轻。”后来，人们常把这类物理现象称为“厄缶效应”。如图所示：我们设想，在地球赤道附近的地平线上，有一列质量是M的列车，正在以速率v，沿水平轨道匀速向东行驶。已知：（1）地球的半径R；（2）地球的自转周期T。今天我们象厄缶一样，如果仅考虑地球自转的影响（火车随地球做线速度为R/T的圆周运动）时，火车对轨道的压力为N；在此基础上，又考虑到这列火车匀速相对地面又附加了一个线速度v做更快的圆周运动，并设此时火车对轨道的压力为N/，那么单纯地由于该火车向东行驶而引起火车对轨道压力减轻的数量（NN/）为三实验（20分）13（1）（5分）关于“互成角度的两个力的合成”实验，不述说法正确的是A、实验中,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一个弹簧秤的拉力大小和方向,把橡皮条另一端拉到O点B、实验中,若测F1时弹簧秤上的弹簧与其外壳发生摩擦,引起F1和F2的合力F的偏差,把F与真实值相比较,F的大小偏小C、若用两个弹簧秤拉时,合力的图示F的方向不与橡皮条在同一直线上,则说明实验有错误D、若实验时,只有一个弹簧秤,则应按下述方法操作:把两条细线中的一条与弹簧秤连接，然后同时拉这两条细线，使橡皮条一端伸长到O点，记下两条线的方向和弹簧秤的读数F1；放回橡皮条后，将弹簧秤连接到另一细线上，再同时拉这两条细线，使橡皮条一端伸长到O点，并使两条细线位于记录下来的方向上，读出弹簧秤的读数为F2（2）（5分）用打点计时器研究物体的自由落体运动，得到如图一段纸带，测得AB=7.65cm， BC=9.17cm. 已知交流电频率是50Hz，则打B点时物体的瞬时速度为 m/s.如果实验测出的重力加速度值比公认值偏小，可能的原因是 .砝码质量m/102g01.002.003.004.005.006.007.00标尺刻度x/102m15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.0054.50123456708m/102gx/102m15202530354045505514（10分）某同学用如图所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验。他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上砝码，并逐个增加砝码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：（重力加速度g=9.8m/s2）(1)根据所测数据，在答题卡的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线。(2)根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在 N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律.这种规格弹簧的劲度系数为 N/m.四计算题15（15分） A、B两小球同时从距地面高h=15m处的同一点抛出，初速度大小均为v0=10m/s。A球竖直向下抛出，B球水平抛出，空气阻力不计，重力加速度取g=10m/s2。求：(1)A经多长时间落地？(2)A球落地时，A、B两球间的距离是多少？17(15分)在海滨游乐场里有一种滑沙的游乐活动。如图所示，人坐在滑板上从斜坡的高处由静止开始滑下，滑到斜坡底端B点后沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来。若某人和滑板的总质量m=60.0kg，滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数相同，大小为=0.50，斜坡的倾角=37。斜坡与水平滑道间是平滑连接的，整个运动过程中空气阻力忽略不计，重力加速度g取10m/s2。试求：(1)人从斜坡滑下的加速度为多大?(2)若出于场地的限制，水平滑道的最大距离为L=20.0m，则人在斜坡上滑下的距离AB应不超过多少?(sin37=0.6，cos37=0.8)参考答案12345678910BDCAAADCACDACBD11.gsin gtan12. 13.（1）ACD （2）2.10，下落过程中有存在阻力等14（1）图略 （2）04.9 24.515（1）A球球落地的时间由运动学公式求得 t=1s （2）A球落地时，B球的空间位置是 m mAB两球间的距离 m16由F=kSv2得，对小鸟 m1g=kabv12 对飞机 m2g=k20a15bv22 代入数据得： v2=72m/s17a=2m/s2 s50m（二） 第二专题 动量与能量（1）知识梳理一、考点回顾1动量、冲量和动量定理 2动量守恒定律 3动量和能量的应用4动量与动力学知识的应用 5航天技术的发展和宇宙航行 6动量守恒定律实验7动量与能量知识框架：动能定理动量p=mv力的积累和效应力对时间的积累效应力对位移的积累效应功：W=FScos瞬时功率：P=Fvcos平均功率：动能势能重力势能：Ep=mgh弹性势能机械能机械能守恒定律Ek1+EP1=Ek2+EP2或Ek =EP系统所受合力为零或不受外力牛顿第二定律F=ma冲量I=Ft动量定理Ft=mv2-mv1动量守恒定律m1v1+m2v2=m1v1+m2v2二、动量和能量知识点1动量(1)动量：运动物体的质量和速度的乘积叫做动量，即p=mv.是矢量，方向与v的方向相同.两个动量相同必须是大小相等，方向一致。(2)冲量：力和力的作用时间的乘积叫做该力的冲量，即I=Ft.冲量也是矢量，它的方向由力的方向决定。2能量能量是状态量，不同的状态有不同的数值的能量，能量的变化是通过做功或热传递两种方式来实现的，力学中功是能量转化的量度，热学中功和热量是内能变化的量度。(1)W合=Ek：包括重力、弹簧弹力、电场力等各种力在内的所有外力对物体做的总功，等于物体动能的变化。(动能定理)(2)WF=E：除重力以外有其它外力对物体做功等于物体机械能的变化。(功能原理)注：物体的内能(所有分子热运动动能和分子势能的总和)、电势能不属于机械能WF=0时，机械能守恒，通过重力做功实现动能和重力势能的相互转化。WG=-EP重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重力势能增加。重力势能变化只与重力做功有关，与其他做功情况无关。W电=-EP：电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加。在只有重力、电场力做功的系统内，系统的动能、重力势能、电势能间发生相互转化，但总和保持不变。注：在电磁感应现象中，克服安培力做功等于回路中产生的电能，电能再通过电路转化为其他形式的能。W+Q=E：物体内能的变化等于物体与外界之间功和热传递的和(热力学第一定律)。mv02/2=h-W：光电子的最大初动能等于入射光子的能量和该金属的逸出功之差。E=mc2：在核反应中，发生质量亏损，即有能量释放出来。(可以以粒子的动能、光子等形式向外释放)3动量与能量的关系(1)动量与动能动量和能量都与物体的某一运动状态相对应，都与物体的质量和速度有关.但它们存在明显的不同：动量的大小与速度成正比p=mv；动能的大小与速度的平方成正比Ek=mv2/2两者的关系：p2=2mEk动量是矢量而动能是标量.物体的动量发生变化时，动能不一定变化；但物体的动能一旦发生变化，则动量必发生变化.(2)动量定理与动能定理动量定理：物体动量的变化量等于物体所受合外力的冲量.P=I，冲量I=Ft是力对时间的积累效应动能定理：物体动能的变化量等于外力对物体所做的功.Ek=W，功W=Fs是力对空间的积累效应.(3)动量守恒定律与机械能守恒定律动量守恒定律与机械能守恒定律所研究的对象都是相互作用的物体系统，(在研究某个物体与地球组成的系统的机械能守恒时，通常不考虑地球的影响)，且研究的都是某一物理过程.动量守恒定律的内容是：一个系统不受外力或者所受外力之和为0，这个系统的总动量保持不变；机械能守恒定律的内容是：在只有重力和弹簧弹力做功的情形下，系统机械能的总量保持不变。运用动量守恒定律值得注意的两点是：严格符合动量守恒条件的系统是难以找到的.如：在空中爆炸或碰撞的物体受重力作用，在地面上碰撞的物体受摩擦力作用，但由于系统间相互作用的内力远大于外界对系统的作用，所以在作用前后的瞬间系统的动量可认为基本上是守恒的。即使系统所受的外力不为0，但沿某个方向的合外力为0，则系统沿该方向的动量是守恒的。动量守恒定律的适应范围广，不但适应常见物体的碰撞、爆炸等现象，也适应天体碰撞、原子的裂变，动量守恒与机械能守恒相结合的综合的试题在高考中多次出现，是高考的热点内容。三、经典例题剖析1（上海高考题）一物体沿光滑斜面下滑，在此过程中【 】A斜面对物体的弹力做功为零B斜面对物体的弹力的冲量为零C物体的动能增量等于物体重力所做的功D物体的动量增量等于物体重力的冲量解析：物体沿光滑斜面下滑运动方向沿斜面向下，而斜面对物体的弹力，即支持力方向垂直斜面，故弹力不做功，选A正确。根据动量定理可知，物体的动量变化量等于合外力对物体的冲量，物体在下滑过程中，受到弹力和重力两个力的作用，这两个力的冲量均不为零，这两力的冲量的矢量和等于物体的动量的增量，选B和D是错误的。根据动能定理可知，由于弹力对物体不做功，只有重力做功，物体的动能增加量等于重力所做的功，故选C正确。答案：A、C点评：本题考查动量定理和动能定理两个规律，在这两个定理中包含了功和冲量两个概念，所以同时对这两个概念也必须理解，并加以区分，冲量是力在时间上的积累，而功是力在位移上的积累，力在时间上的积累引起物体动量的变化，力在位移上的积累引起物体动能的变化。2（2004年天津高考题）质量m=1.5kg的物块（可视为质点）在水平恒力的作用下，从水平面上由静止开始运动，运动一段距离撤去该力，物块继续滑行t=0.2s停在B点，已知A、B两点间距s=5.0m，物块与水平面间的动摩擦因数=0.20，求恒力F多大？（g=10m/s2）解析：设撤去力F前物块的位移为s1，撤去力时物块F1=mg对撤去力F后物块滑动过程应用动量定理可得：-F1t=0-mv由运动学公式：s-s1=vt/2对物块运动的全过程应用动能定理：Fs1-F1s=0由以上公式得：F=2mgs/(2s-gt2)，代入数据得F=15N答案：F=15N点评：本题考查动量定理和动能定理在动力学中的应用，在利用动量定理和动能定理解题时，选择初末状态时关键，同时也要熟悉物体的运动过程及受力状况。3（2005年天津高考题）如图所示，质量为mA=4.0kg的木板A放在水平面C上，木板与水平面间的动摩擦因数为=0.24，木板最右端放着质量为mB=1.0kg的小物块（视为质点），它们均处于静止状态，木板突然受到水平向右的12Ns的瞬时冲量I作用开始运动，当小物块离开木板时，木板的动能为8.0J,小物块的动能为0.5J（g=10m/s2）求：ABC(1)瞬时冲量作用结束时木板的速度为多少？(2)木板的长度时多少？解析：(1)以A由静止到获得初速度为研究过程，由动量定理可知I= mv0 带入数据得到：v0=3m/s (2)对A获得速度到B从A的左端掉下来为研究过程，其运动过程如图所示，设A运动的时间为t，运动的位移为Sa，B运动的位移为Sb，B对A，C对A，A对B的摩擦力分别为fBA，fCA，fAB，由动量定理可得：对A：-（fBA+fCA）t=mAvA-mAv0 对B： fABt=mBvB 由动能定理可知对A：-（fBA+fCA）Sa=mAv A 2/2-mAv02/2 对B： fABSb=mBvB2/2 由牛顿第三定律可知，A对B的摩擦力和B对A的摩擦力大小相等fAB= fBA fCA=（mA+mB）g L=Sa-Sb 由联立可解得：L=0.5m答案：（1）v0=3m/s；（2） L=0.5m 点评：本题考查动量定理和动能定理相结合的知识点，对此题注重过程的分析，画出运动过程图，再做此题就一目了然。4如图所示，金属杆a从离地h高处由静止开始沿光滑平行的弧形轨道下滑，轨道的水平部分有竖直向上的匀强磁场B，水平轨道上原来放有一金属杆b，已知a杆的质量为ma,且与杆b的质量之比为mamb=34，水平轨道足够长，不计摩擦，求：(1)a和b的最终速度分别是多大?(2)整个过程中回路释放的电能是多少? (3)若已知a、b杆的电阻之比RaRb=34，其余部分的电阻不计，整个过程中杆a、b上产生的热量分别是多少?解析：(1)a下滑过程中机械能守恒magh=mav02/2a进入磁场后，回路中产生感应电流，a、b都受安培力作用，a做减速运动，b做加速运动，经过一段时间，a、b速度达到相同，之后回路的磁通量不发生变化，感应电流为0，安培力为0，二者匀速运动.匀速运动的速度即为a.b的最终速度，设为v.由于所组成的系统所受合外力为0，故系统的动量守恒 mav0=(ma+mb)v由以上两式解得最终速度va=vb=v= (2)由能量守恒得知，回路中产生的电能应等于a、b系统机械能的损失，所以E=magh-(ma+mb)v2/2=4magh/7(3)由能的守恒与转化定律，回路中产生的热量应等于回路中释放的电能等于系统损失的机械能，即Qa+Qb=E.在回路中产生电能的过程中，电流不恒定，但由于Ra与Rb串联，通过的电流总是相等的，所以应有所以答案：（1）va=vb=v= （2）E=4magh/7 （3） 点评：此题考查的时机械能守恒、动量守恒定律和能量的转化，在导体棒a进入磁场之前，导体棒a的机械能守恒，进入后导体棒a切割磁感线产生电动势，电路中产生电流，使导体棒b受到安培力作用而运动，直到最后两棒有相同的速度，以a、b这一整体为系统，则系统在水平方向受到的安培力相互抵销，系统的动量守恒。在这一运动过程中，导体棒a、b发热消耗能量，系统损失的能量转化为内能，再根据系统的能量守恒，即可求出两棒上的热量。5（2006年重庆理综）如图半径为R的光滑圆形轨道固定在竖直面内。小球A、B质量分别为m、m（为待定系数）。A球从左边与圆心等高处由静止开始沿轨道下滑，与静止于轨道最低点的B球相撞，碰撞后A、B球能达到的最大高度均为，碰撞中无机械能损失。重力加速度为g。试求：(1)待定系数；(2)第一次碰撞刚结束时小球A、B各自的速度和B球对轨道的压力；(3)小球A、B在轨道最低处第二次碰撞刚结束时各自的速度，并讨论小球A、B在轨道最低处第n次碰撞刚结束时各自的速度。解析：(1)由于碰撞后球沿圆弧的运动情况与质量无关，因此，A、B两球应同时达到最大高度处，对A、B两球组成的系统，由机械能守恒定律得，解得3(2)设A、B第一次碰撞后的速度分别为v1、v2，取方向水平向右为正，对A、B两球组成的系统，有 解得，方向水平向左；，方向水平向右。设第一次碰撞刚结束时轨道对B球的支持力为N，方向竖直向上为正，则，B球对轨道的压力，方向竖直向下。(3)设A、B球第二次碰撞刚结束时的速度分别为V1、V2，取方向水平向右为正，则 解得V1，V20（另一组解V1v1，V2v2不合题意，舍去）由此可得：当n为奇数时，小球A、B在第n次碰撞刚结束时的速度分别与其第一次碰撞刚结束时相同；当n为偶数时，小球A、B在第n次碰撞刚结束时的速度分别与其第二次碰撞刚结束时相同。答案：（1）3；（2），方向水平向左；，方向水平向右；4.5mg，方向竖直向下；（3）见解析。点评：小球A与B碰撞之前机械能守恒，在碰撞过程中动量守恒，碰撞完毕，两球又机械能守恒，所以此题关键在于对碰撞过程的分析，不同的碰撞次数，结果不一样，通过分析，找出规律，得出结论。6（2004全国理综25题）柴油打桩机的重锤由气缸、活塞等若干部件组成，气缸与活塞间有柴油与空气的混合物。在重锤与桩碰撞的过程中，通过压缩使混合物燃烧，产生高温高压气体，从而使桩向下运动，锤向上运动。现把柴油打桩机和打桩过程简化如下：柴油打桩机重锤的质量为m，锤在桩帽以上高度为h处（如图1）从静止开始沿竖直轨道自由落下，打在质量为M（包括桩帽）的钢筋混凝土桩子上。同时，柴油燃烧，产生猛烈推力，锤和桩分离，这一过程的时间极短。随后，桩在泥土中向下移动一距离l。已知锤反跳后到达最高点时，锤与已停下的桩幅之间的距离也为h（如图2）。已知m1.0103kg，M2.0103kg，h2.0m，l0.20m，重力加速度g10m/s2，混合物的质量不计。设桩向下移动的过程中泥土对桩的作用力F是恒力，求此力的大小。解析：锤自由下落，碰桩前速度v1向下， 碰后，已知锤上升高度为（hl），故刚碰后向上的速度为 设碰后桩的速度为V，方向向下，由动量守恒， 桩下降的过程中，根据功能关系， 由、式得 代入数值，得N 答案：N点评：此题属于打击中的动量守恒，在离开桩后，锤的机械能守恒。分析题意，浓缩成物理模型，再利用动能定理和动量守恒定律相结合求解结果。7（2006年天津理综）如图所示，坡道顶端距水平面高度为h，质量为m1的小物块A从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使A制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上，一端与质量为m2的档板B相连，弹簧处于原长时，B恰位于滑道的末端O点A与B碰撞时间极短，碰后结合在一起共同压缩弹簧，已知在OM段A、B与水平面间的动摩擦因数均为，其余各处的摩擦不计，重力加速度为g，求：(1)物块A在与挡板B碰撞前瞬间速度v的大小；(2)弹簧最大压缩量为d时的弹性势能Ep（设弹簧处于原长时弹性势能为零）。解析：(1)由机械能守恒定律，有 解得v(2)A、B在碰撞过程中内力远大于外力，由动量守恒，有碰后A、B一起压缩弹簧，）到弹簧最大压缩量为d时，A、B克服摩擦力所做的功由能量守恒定律，有解得：答案：（1）；（2）点评：物块A下滑过程机械能守恒，与B碰撞过程中，A和B系统动量守恒，碰撞后A、B一起运动压缩弹簧，在以后过程中，系统做减速运动，机械能向内能和弹性势能转化。第一阶段利用机械能守恒定律，第二阶段利用动量守恒定律，第三阶段利用动能定理即可。分析清楚过程，此题就简单多了。8（2006年江苏高考题）如图所示，质量均为m的A、B两个弹性小球，用长为2l的不可伸长的轻绳连接现把A、B两球置于距地面高H处（H足够大），间距为L。当A球自由下落的同时，B球以速度v0指向A球水平抛出求：(1)两球从开始运动到相碰，A球下落的高度；(2)A、B两球碰撞（碰撞时无机械能损失）后，各自速度的水平分量；(3)轻绳拉直过程中，B球受到绳子拉力的冲量大小。解析：(1)设到两球相碰时A球下落的高度为h，由平抛运动规律得联立得（2）A、B两球碰撞过程中，由水平方向动量守恒，得由机械能守恒定律，得式中联立解得（3）轻绳拉直后，两球具有相同的水平速度，设为vBx,，由水平方向动量守恒，得由动量定理得答案：（1）；（2）；（3）点评：此题是自由落体、平抛运动、碰撞中的动量守恒、动量定理等知识点的考查，开始利用自由落体和平抛运动的等时性计算出A下落的高度，再利用在某一方向上的动量守恒和机械能守恒联合可求出A、B在碰后水平方向的速度。9（2003年江苏高考题）如图（a）所示，为一根竖直悬挂的不可伸长的轻绳，下端拴一小物块A，上端固定在C点且与一能测量绳的拉力的测力传感器相连。已知有一质量为m0的子弹B沿水平方向以速度v0射入A内（未穿透），接着两者一起绕C点在竖直面内做圆周运动。在各种阻力都可忽略的条件下测力传感器测得绳的拉力F随时间t变化关系如图（b）所示，已知子弹射入的时间极短，且图（b）中t=0为A、B开始以相同的速度运动的时刻。根据力学规律和题中（包括图）提供的信息，对反映悬挂系统本身性质的物理量（例如A的质量）及A、B一起运动过程中的守恒量，你能求得哪些定量的结果？解析：由图b可直接看出，A、B一起做周期性运动，运动的周期T2t0令表示A的质量，表示绳长.表示B陷入A内时即时A、B的速度（即圆周运动最低点的速度），表示运动到最高点时的速度，F1表示运动到最低点时绳的拉力，F2表示运动到最高点时绳的拉力，根据动量守恒定律，得 在最低点和最高点处应用牛顿定律可得根据机械能守恒定律可得由图b可知 由以上各式可解得，反映系统性质的物理量是 A、B一起运动过程中的守恒量是机械能E，若以最低点为势能的零点，则 由式解得答案：；点评：此题关键在于识图，从Ft图像中获得更多的信息，绳子拉力是周期性的变化，变化周期为2t0，绳子拉力的最大值为Fm，最小值为0，在最低点出现最大值，最高点出现最小值0，即在最高点绳子不受拉力。根据动量守恒定律，机械能守恒定律，牛顿运动定律的知识可以求出小球的质量，绳子的长度及系统的机械能。ABC10如图所示，水平光滑地面停放着一辆小车，左侧靠在竖直墙壁上，小车的四分之一圆弧轨道AB是光滑的，在最低点B与水平轨道BC相切，BC的长度是圆弧半径的10倍，整个轨道处于同一竖直平面内。可视为质点的物块从A点的正上方某处无初速度下落，恰好落入小车圆弧轨道滑动，然后沿水平轨道滑行至轨道末端C恰好没有滑出。已知物块到达圆弧轨道最低点B时对轨道的压力是物块的重力的9倍，小车的质量是物块的3倍，不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失，求：(1)物块开始下落的位置距离水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的多少倍？(2)物块与水平轨道BC间的动摩擦因数为多少？解析：(1)设物块的质量为m,其开始下落的位置距离BC的竖直高度为h，到达B点时的速度为v，小车圆弧轨道半径为R，有机械能守恒定律，有： 根据牛顿第二定律，有 解得h=4R 即物块开始下落的位置距水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的4倍(2)设物块与BC间的滑动摩擦力的大小为F，物块滑行到C点时与小车的共同速度为v，物块在小车上由B运动到C的过程中小车对地面的位移大小为s，依题意，小车的质量为3m，BC长度为10R，由滑动摩擦定律，有F=mg 由动量守恒定律，有 对物块、小车分别应用动能定理 解得：=0.3答案h=4R =0.3点评：本题是传统的