高考物理课件：力与运动例题精讲.ppt

感悟 渗透 应用 三 在生产 生活中的运用 高考制度的改革 不仅是考试形式的变化 更是高考内容的全面革新 其根本的核心是不仅要让学生掌握知识本身 更要让学生知道这些知识能解决哪些实际问题 因而新的高考试题十分强调对知识的实际应用的考查 感悟 渗透 应用 例4 两个人要将质量M 1000kg的小车沿一小型铁轨推上长L 5m 高h 1m的斜坡顶端 如图1 6所示 已知车在任何情况下所受的摩擦阻力恒为车重的0 12倍 两人能发挥的最大推力各为800N 在不允许使用别的工具的情况下 两人能否将车刚好推到坡顶 如果能 应如何办 g取10m s2 图1 6 感悟 渗透 应用 解析 由于推车沿斜坡向上运动时 车所受阻力大于两个人的推力之和 即f1 Mgh L Mg 3 2 103N F 1600N所以不能从静止开始直接沿斜面将小车推到坡顶 但因小车在水平面所受阻力小于两人的推力之和 即f2 Mg 1200N 1600N 感悟 渗透 应用 故可先在水平面上加速推一段距离后再上斜坡 小车在水平面的加速度为a1 F f1 M 0 4m s2在斜坡上做匀减速运动 加速度为a2 F f2 M 1 6m s2设小车在水平面上运行的位移为s到达斜面底端的速度为v 由运动学公式2a1s v2 2a2L解得s 20m 即两人先在水平面上推20m后 再推上斜坡 则刚好能把小车推到坡顶 感悟 渗透 应用 解题回顾 本题的设问 只有经过深入思考 通过对物理情境的变换才能得以解决 由此可知 对联系实际问题应根据生活经验进行具体分析 不能机械地套用某种类型 这样才能切实有效地提高解题能力 另外 本题属半开放型试题 即没有提供具体的方法 需要同学自己想出办法 如果题中没有沿铁轨这一条件限制 还可以提出其他一些办法 如在斜面上沿斜线推等 感悟 渗透 应用 四 曲线运动 当物体受到的合力的方向与速度的方向不在一条直线上时 物体就要做曲线运动 中学物理能解决的曲线运动的习题主要有两种情形 一种是平抛运动 一种是圆周运动 平抛运动的问题重点是掌握力及运动的合成与分解 圆周运动的问题重点是向心力的来源和运动的规律 感悟 渗透 应用 例5 在光滑水平面上有一质量m 1 0 10 3kg 电量q 1 0 10 10C的带正电小球 静止在O点 以O点为原点 在该水平面内建立直角坐标系Oxy 如图1 7所示 图1 7 感悟 渗透 应用 现突然加一沿x轴正方向 场强大小为E 2 0 106V m的匀强电场 使小球开始运动 经过1 0s 所加电场突然变为沿y轴正方向 场强大小仍为E 2 0 106V m的匀强电场 再经过1 0s所加电场又突然变为另一个匀强电场 使小球在此电场作用下经1 0s速度变为0 求速度为0时小球的位置 感悟 渗透 应用 解析 由牛顿定律可知小球的加速度a qE m 0 20m s2 当场强沿x轴正方向时 经1 0s小球的速度大小为vx at 0 20 1 0 0 20m s 方向沿x轴方向 小球沿x轴方向移动的距离为 x1 at2 2 0 10m 在第2s内 电场方向y轴正方向 x方向不再受力 所以第2s内小球在x方向做匀速运动 在y方向做初速度为0的匀加速直线运动 类似平抛运动 感悟 渗透 应用 沿y方向的距离 y at2 2 0 10m 沿x方向的距离 x2 vxt 0 2 1 0 0 20m 第2s未在y方向分速度为 vy at 0 20 1 0 0 20m s由上可知 此时小球运动方向与x轴成45 角 要使小球速度变为0 则在第3s内所加电场方向必须与此方向相反 即指向第三象限 与x轴成225 角 感悟 渗透 应用 在第3s内 设在电场作用下小球加速度的x分量和y方向分量分别为ax ay 则ax vx t 0 2m s2 ay vy t 0 20m s2 在第3s未 小球到达的位置坐标为x3 x1 x2 vxt axt2 2 0 40m y3 y vyt ayt2 2 0 20m 感悟 渗透 应用 解题回顾 学好物理要有一定的空间想像力 要分析 想象物体的运动状态和运动轨迹 作图可以化抽象为具体 提高解题成功率 本题小球的运动情景如图 感悟 渗透 应用 例6 如图1 8所示 有一质量为m的小球P与穿过光滑水平板上小孔O的轻绳相连 用手拉着绳子另一端 使小球在水平板上绕O点做半径为a 角速度为的匀速圆周运动 图1 8 感悟 渗透 应用 求 1 此时绳上的拉力有多大 2 若将绳子从此状态迅速放松 后又拉直 使小球绕O做半径为b的匀速圆周运动 从放松到拉直这段过程经历了多长时间 3 小球做半径为b的匀速圆周运动时 绳子上的拉力又是多大 感悟 渗透 应用 解析 1 绳子上的拉力提供小球做匀速圆周运动的向心力 故有 F m 2a 2 松手后绳子上的拉力消失 小球将从松手时的位置沿圆周的切线方向 在光滑的水平面上做匀速直线运动 当绳在水平板上长为b时 绳又被拉紧 在这段匀速直线运动的过程中小球运动的距离为s 如图图1 9所示故t s v 图1 9 感悟 渗透 应用 3 将刚拉紧绳时的速度分解为沿绳子的分量和垂直于绳子的分量 在绳被拉紧的短暂过程中 球损失了沿绳的分速度 保留着垂直于绳的分速度做匀速圆周运动 被保留的速度的大小为 v1 va b a2 b 所以绳子后来的拉力为 F mv21 b m 2a4 b3 感悟 渗透 应用 解题回顾 此题难在第3问 注意物体运动过程中的突变点 理解公式F mv2 R中的v是垂直于半径 沿切线方向的速度 感悟 渗透 应用 五 图像的运用 例7 如图1 10所示 一对平行光滑轨道设置在水平面上 两轨道间距L 0 20m 电阻R 1 0 图1 10 感悟 渗透 应用 有一导体杆静止地放在轨道上 与两轨道垂直 杆及轨道的电阻皆可忽略不计 整个装置处于磁感应强度B 0 5T的匀强磁场中 磁场方向垂直轨道向下 现用一外力F沿轨道方向拉杆 使之做匀加速运动 测得力F与时间t的关系如图所示 求杆的质量m和加速度a 感悟 渗透 应用 解析 物体做匀加速运动的条件是合外力不变 导体杆运动过程中受拉力和安培力两个力作用 因安培力随着速度增加电流变大而变大 所以拉力随着时间而变化 设杆的质量为m 加速度为a 则由运动学公式v at 感应电动势E BLv 感应电流I E R 安培力f BIL 由牛顿第二定律F f ma 整理得F ma B2L2at R 在图线上取两点代入后可得a 10m s2m 0 1kg