2019-2020年高三物理新课牛顿运动定律考点例析二人教版.doc

2019-2020年高三物理新课牛顿运动定律考点例析二人教版一. 本周教学内容：牛顿运动定律考点例析（二）问题10：必须会分析求解联系实际的问题。例15 风洞实验室中可产生水平方向的，大小可调节的风力。现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室。小球孔径略大于细杆直径。如图21所示。（1）当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上作匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍。求小球与杆间的动摩擦因数。（2）保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为370并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离S所需时间为多少？（sin370 = 0.6，cos370 = 0.8）分析与解：依题意，设小球质量为m，小球受到的风力为F，方向与风向相同，水平向左。当杆在水平方向固定时，小球在杆上匀速运动，小球处于平衡状态，受四个力作用：重力G、支持力FN、风力F、摩擦力Ff，如图21所示。由平衡条件得：FN=mgF=FfFf=FN解上述三式得：=0.5同理，分析杆与水平方向间夹角为370时小球的受力情况：重力G、支持力FN1、风力F、摩擦力Ff1，如图21所示。根据牛顿第二定律可得：Ff1=FN1解上述三式得由运动学公式，可得小球从静止出发在细杆上滑下距离S所需时间为：警示易错试题典型错误之一：不理解“轻弹簧”的物理含义。例16（2004年湖北高考理综试题）如图22所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：中弹簧的左端固定在墙上，中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动。若认为弹簧的质量都为零，以L1、L2、L3 、L4依次表示四个弹簧的伸长量，则有（ ）A. L2L1 B. L4L3 C. L1L3 D. L2=L4错解：由于中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动，而中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，所以有 L4L3，即B选项正确。分析纠错：学生看到这道试题以后，对高考命题专家是佩服得五体投地！将常见的四种不同的物理情景放在一起，让学生判别弹簧的伸长量的大小，不少学生不加思考的选择B答案。没有良好思维习惯的学生是不能正确解答本题的。这正是的独具匠心！本题实际上就是判断四种情景下弹簧所受弹力的大小。由于弹簧的质量不计，所以不论弹簧做何种运动，弹簧各处的弹力大小都相等。因此这四种情况下弹簧的弹力是相等，即四个弹簧的伸长量是相等。只有D选项正确。典型错误之二：受力分析漏掉重力。例17 蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处。已知运动员与网接触的时间为1.2s。若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小。（g=10m/s2）错解：将运动员看质量为m的质点，从h1高处下落，刚接触网时速度的大小 （向下），弹跳后到达的高度为h2，刚离网时速度的大小 （向上），速度的改变量 （向上），以a表示加速度，表示接触时间，则，接触过程中运动员受到向上的弹力F。由牛顿第二定律，由以上五式解得，代入数值得：。分析纠错：接触过程中运动员受到向上的弹力F和重力mg,由牛顿第二定律，由以上五式解得， 代入数值得：曲线运动、万有引力考点例析（一）本章知识点，从近几年高考看，主要考查的有以下几点：（1）平抛物体的运动。（2）匀速圆周运动及其重要公式，如线速度、角速度、向心力等。（3）万有引力定律及其运用。（4）运动的合成与分解。注意圆周运动问题是牛顿运动定律在曲线运动中的具体应用，要加深对牛顿第二定律的理解，提高应用牛顿运动定律分析、解决实际问题的能力。近几年对人造卫星问题考查频率较高，它是对万有引力的考查。卫星问题与现代科技结合密切，对理论联系实际的能力要求较高，要引起足够重视。本章内容常与电场、磁场、机械能等知识综合成难度较大的试题，学习过程中应加强综合能力的培养。一. 夯实基础知识1. 深刻理解曲线运动的条件和特点（1）曲线运动的条件：运动物体所受合外力的方向跟其速度方向不在一条直线上时，物体做曲线运动。（2）曲线运动的特点： 在曲线运动中，运动质点在某一点的瞬时速度方向，就是通过这一点的曲线的切线方向。 曲线运动是变速运动，这是因为曲线运动的速度方向是不断变化的。 做曲线运动的质点，其所受的合外力一定不为零，一定具有加速度。2. 深刻理解运动的合成与分解物体的实际运动往往是由几个独立的分运动合成的，由已知的分运动求跟它们等效的合运动叫做运动的合成；由已知的合运动求跟它等效的分运动叫做运动的分解。运动的合成与分解基本关系： 分运动的独立性； 运动的等效性（合运动和分运动是等效替代关系，不能并存）； 运动的等时性； 运动的矢量性（加速度、速度、位移都是矢量，其合成和分解遵循平行四边形定则。）3. 深刻理解平抛物体的运动的规律（1）物体做平抛运动的条件：只受重力作用，初速度不为零且沿水平方向。物体受恒力作用，且初速度与恒力垂直，物体做类平抛运动。（2）平抛运动的处理方法通常，可以把平抛运动看作为两个分运动的合运动：一个是水平方向（垂直于恒力方向）的匀速直线运动，一个是竖直方向（沿着恒力方向）的匀加速直线运动。（3）平抛运动的规律以抛出点为坐标原点，水平初速度V0方向为沿x轴正方向，竖直向下的方向为y轴正方向，建立如图1所示的坐标系，在该坐标系下，对任一时刻t。 位移分位移，合位移，为合位移与x轴夹角. 速度：分速度，Vy=gt，合速度,为合速度V与x轴夹角（4）平抛运动的性质做平抛运动的物体仅受重力的作用，故平抛运动是匀变速曲线运动。4. 深刻理解圆周运动的规律（1）匀速圆周运动：质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的弧长相等，这种运动就叫做匀速周圆运动。（2）描述匀速圆周运动的物理量 线速度，物体在一段时间内通过的弧长S与这段时间的比值，叫做物体的线速度，即V=S/t。线速度是矢量，其方向就在圆周该点的切线方向。线速度方向是时刻在变化的，所以匀速圆周运动是变速运动。 角速度，连接运动物体和圆心的半径在一段时间内转过的角度与这段时间的比值叫做匀速圆周运动的角速度。即=/t。对某一确定的匀速圆周运动来说，角速度是恒定不变的，角速度的单位是rad/s。 周期T和频率（3）描述匀速圆周运动的各物理量间的关系：（4）向心力：是按作用效果命名的力，其动力学效果在于产生向心加速度，即只改变线速度方向，不会改变线速度的大小。对于匀速圆周运动物体其向心力应由其所受合外力提供。5. 深刻理解万有引力定律（1）万有引力定律： 自然界的一切物体都相互吸引，两个物体间的引力的大小，跟它们的质量乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。 公式：，G=6.671011Nm2/kg2。 适用条件：适用于相距很远，可以看做质点的两物体间的相互作用，质量分布均匀的球体也可用此公式计算，其中r指球心间的距离。（2）万有引力定律的应用： 讨论重力加速度g随离地面高度h的变化情况： 物体的重力近似为地球对物体的引力，即mg=G。所以重力加速度g= G，可见，g随h的增大而减小。 求天体的质量：通过观天体卫星运动的周期T和轨道半径r或天体表面的重力加速度g和天体的半径R，就可以求出天体的质量M。 求解卫星的有关问题：根据万有引力等于卫星做圆周运动的向心力可求卫星的速度、周期、动能、动量等状态量。由G=m得V=，由G= mr(2/T)2得T=2。由G= mr2得=，由Ek=mv2=G。（3）三种宇宙速度： 第一宇宙速度V1=7.9Km/s，人造卫星的最小发射速度； 第二宇宙速度V2=11.2km/s，使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度； 第三宇宙速度V3=16.7km/s，使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度。【模拟试题】1. 一个质量可忽略不计的降落伞，下面吊一个很轻的弹簧测力计，测力计下面挂一个质量为10kg的物体。降落伞在下降过程中受到的空气阻力为30N，则此过程中测力计的示数为（取g=10m/s2）（ ）A. 130NB. 30NC. 70ND. 100N2. 在汽车中悬线上挂一小球。实验表明，当做匀变速直线运动时，悬线将与竖直方向成某一固定角度。如图1所示，若在汽车底板上还有一个跟其相对静止的物体m1,则关于汽车的运动情况和物体m1的受力情况正确的是（ ）A. 汽车一定向右做加速运动B. 汽车一定向左做加速运动C. m1除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向右的摩擦力作用D. m1除受到重力、底板的支持力作用外，还可能受到向左的摩擦力作用3. 如图2所示，一质量为M的楔形木块放在水平桌面上，它的顶角为90，两底角为和；a、b为两个位于斜面上质量均为m的小木块。已知所有接触面都是光滑的。现发现a、b沿斜面下滑，而楔形木块静止不动，这时楔形木块对水平桌面的压力等于（ ）A. Mg+mg B. Mg+2mg C. Mg+mg（sin+sin） D. Mg+mg（cos+cos）4. 如图3所示，一个铁球从竖立在地面上的轻弹簧正上方某处自由下落，接触弹簧后将弹簧压缩。在压缩的全过程中，弹簧均为弹性形变，那么当弹簧的压缩量最大时（ ）A. 球所受合力最大，但不一定大于重力值B. 球的加速度最大，且一定大于重力加速度值C. 球的加速度最大，有可能小于重力加速度值D. 球所受弹力最大，且一定大于重力值5. 有一只箩筐盛有几个西瓜，放在粗糙水平地面上，箩筐与水平地面间的动摩擦因数为若给箩筐一个水平初速度V0，让整筐西瓜在水平地面上滑行，则在滑行过程中，箩筐内某个质量为m的西瓜（未与箩筐接触）受到周围的西瓜对它的作用力的大小为（ ）A. 0 B. C. D. 6. 一物体放置在倾角为的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为，如图4所示。在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法中正确的是（ ）A. 当一定时，越大，斜面对物体的正压力越小B. 当一定时，越大，斜面对物体的摩擦力越大C. 当一定时，越大，斜面对物体的正压力越小D. 当一定时，越大，斜面对物体的摩擦力越小7. 放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度V与时间t的关系如图5、6所示。取重力加速度g=10m/s2。由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数分别为（ ）A. m=0.5kg，=0.4B. m=1.5kg，=2/15C. m=0.5kg，=0.2D. m=1.0kg，=0.28. 一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动。探测器通过喷气而获得推动力。以下关于喷气方向的描述中正确的是（ ）A. 探测器加速运动时，沿直线向后喷气B. 探测器加速运动时，竖直向下喷气C. 探测器匀速运动时，竖直向下喷气D. 探测器匀速运动时，不需要喷气9. 物体B放在物体A上，A、B的上下表面均与斜面平行（如图7所示），当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面C向上做匀减速运动时，下列说法正确的是（ ）A. A受到B的摩擦力沿斜面方向向上B. A受到B的摩擦力沿斜面方向向下C. A、B之间的摩擦力为零D. A、B之间是否存在摩擦力取决于A、B表面的性质10. 如图8所示，弹簧秤外壳质量为m0，弹簧及挂钩的质量忽略不计，挂钩吊着一重物质量为m，现用一方向竖直向上的外力F拉着弹簧秤，使其向上做匀加速运动，则弹簧秤的读数为（ ）A. mg B. C. D. 11. 如图9所示，质量为m的小球A用细绳悬挂于车顶板的O点，当小车在外力作用下沿倾角为30的斜面向上做匀加速直线运动时，球A的悬线恰好与竖直方向成30夹角。求：（1）小车沿斜面向上运动的加速度多大？（2）悬线对球A的拉力是多大？12. 如图10所示，质量为M的木板放在倾角为的光滑斜面上，质量为m的人在木板上跑，假如脚与板接触处不打滑。（1）要保持木板相对斜面静止，人应以多大的加速度朝什么方向跑动？（2）要保持人相对于斜面的位置不变，人在原地跑而使木板以多大的加速度朝什么方向运动？13. 如图11所示，在质量为mB=30kg的车厢B内紧靠右壁，放一质量mA=20kg的小物体A（可视为质点），对车厢B施加一水平向右的恒力F，且F=120N，使之从静止开始运动。测得车厢B在最初t=2.0s内移动s=5.0m，且这段时间内小物块未与车厢壁发生过碰撞。车厢与地面间的摩擦忽略不计。（1）计算B在2.0s的加速度。（2）求t=2.0s末A的速度大小。（3）求t=2.0s内A在B上滑动的距离。14. 一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一边与桌的AB边重合，如图12。已知盘与桌布间的动摩擦因数为盘与桌面间的动摩擦因数为。现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面，加速度的方向是水平的且垂直于AB边。若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度a满足的条件是什么？（以g表示重力加速度）参考答案/1. B 2. C 3. A 4. BD 5. C 6. BC 7. A 8. C 9. C 10. D11. 解：对于小球A，它受到重力mg和绳的拉力F1作用，根据牛顿第二定律可知，这两个力的合力应沿斜面向上，如图所示。由几何关系和牛顿第二定律可得：F=mg=ma，所以a=g。易求得F1=12. 解：（1）对板，沿坐标x轴的受力和运动情况如图所示，视为质点，由牛顿第二定律可得：f1Mgsin=0对人，由牛顿第三定律知f1/与f1等大反向，所以沿x正方向受mgsin和f1/的作用。由牛顿第二定律可得：f1+mgsin=ma由以上二方程联立求解得，方向沿斜面向下。（2）对人，沿x轴方向受力和运动情况如图所示。视人为质点，根据牛顿第二定律得：mgsinf2=0对板，由牛顿第三定律知f2/和f2等值反向。所以板沿x正方向受Mgsin和f2/的作用。据牛顿第二定律得：f2+Mgsin=Ma由上述二式解得，方向沿斜面向下。13. 解：（1）设t=2.0s内车厢的加速度为aB，由s=得aB=2.5m/s2。（2）对B，由牛顿第二定律：Ff=mBaB，得f=45N。对A据牛顿第二定律得A的加速度大小为aA=f/mA=2.25m/s2，所以t=2.0s末A的速度大小为：VA=aAt=4.5m/s。 （3）在t=2.0s内A运动的位移为SA=A在B上滑动的距离14.