高考第二轮复习——力和运动问题专题

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1、第 1 页 版权所有版权所有 不得复制不得复制年年 级级高三学学 科科物理版版 本本人教新课标版课程标题课程标题高考第二轮复习力和运动问题专题编稿老师编稿老师张子厚一校一校黄楠二校二校林卉审核审核薛海燕一、考纲要求:一、考纲要求:1. 掌握力与运动问题的分析思维方法。2. 掌握力与运动问题的知识脉络。3. 重点把握力与运动问题在高考题中的热点题型及相应的解题策略。二、考题规律:二、考题规律: 近几年的高考题在运动和力部分主要考查了力及其合成与分解、匀变速直线运动、牛顿运动定律、平衡条件、平抛运动和圆周运动;题型既有选择题,又有计算题,考查基本模型、基本规律和方法时多以计算题形式出现。三、考向预

2、测:三、考向预测:未来高考对于本专题的考查将重点体现在与其他内容的综合上,如与动能定理、能量守恒定律和电磁中带电粒子的运动相结合,与生产生活实际、科技热点相联系,特别是以交通科技、体育运动、抗震救灾、太空探索等为背景进行命题是一个重要的趋势。第 2 页 版权所有版权所有 不得复制不得复制聚焦热点聚焦热点 1:力与物体的平衡问题:力与物体的平衡问题例例 如图所示,石拱桥的正中央有一质量为的对称楔形石块,侧面与竖直方向的m夹角为,重力加速度为。若接触面间的摩擦力忽略不计,则石块侧面所受弹力的大小g为( )A. B. C. D. sin2mg cos2mgtan21mgcot21mg命题立意:命题立

3、意:本题重点考查力的平衡问题,命题涉及的类型包括单个物体,连接体及电磁场中的平衡问题。涉及的主要思想方法包括常规平衡问题的处理方法、整体法与隔离法的运用。解答过程解答过程:本题考查了共点力的平衡问题。石块受三个力的作用,如图所示:两侧面对它的弹力和重力,由平衡条件得,故,选项 A 正确。mgFNsin2sin2mgFN第 3 页 版权所有版权所有 不得复制不得复制答案:答案:A点评:点评:解平衡问题的方法有矢量三角形法和正交分解法。当三力平衡,且三力大小可构成直角三角形或等腰三角形时,可用矢量三角形法求解,也可用正交分解法求解;当多力平衡时,一般用正交分解法求解。变式:变式:、三个物体如图所示

4、放置在水平面上,所有接触面均不光滑,有一ABC个水平向右的力作用在物体上,使、一起向右做匀速运动,则FCABCA. 对的摩擦力方向水平向左BAB. 对的摩擦力方向水平向右BAC. 对的摩擦力方向水平向左CAD. 对的摩擦力方向水平向右CA答案:答案:AD命题立意命题立意:本题重点考查整体法与隔离法的运用。思路分析思路分析:、一起向右做匀速运动,相互之间的摩擦力是静摩擦力,先分析ABC物体:受到地面的滑动摩擦力水平向左,由平衡条件知,对的静摩擦力一定水BBAB平向右,根据牛顿第三定律,对的静摩擦力一定水平向左。故 A 正确、B 错误;再分BA析物体:由于也做匀速运动,对的静摩擦力水平向左,由平衡

5、条件知对的AABACA摩擦力水平向右,所以 C 错误、D 正确。点评:点评:(1)整体法:选取几个物体组成的整体为研究对象,进行受力分析的方法。用整体法解题一般较简单,但整体法不能求内力。(2)隔离法:把研究对象从周围物体中隔离出来,进行受力分析的方法。隔离法不仅能求出其他物体对整体的作用力,而且还能求出整体内部物体之间的作用力。整体法和隔离法的使用技巧:(1)实际问题通常需要交叉应用隔离法与整体法才能求解。(2)对两个以上的物体叠加组成的物体进行受力分析时,一般先从受力最简单的物体入手,采用隔离法进行分析。聚焦热点聚焦热点 2:运动和力的关系问题:运动和力的关系问题例例 2 如图所示,将两个

6、相同的木块、置于粗糙的水平地面上,中间用一轻弹簧ab连接,两侧用细绳系于墙壁。开始时、均静止,弹簧处于伸长状态,两细绳均有拉力,ab 所受摩擦力,所受摩擦力。现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间( )a0faFb0fbFA. 大小不变 B. 方向改变faFfaF第 4 页 版权所有版权所有 不得复制不得复制C. 仍然为零 D. 方向向右fbFfbF命题立意:命题立意:本题重点考查牛顿第二定律应用的瞬时性问题。解答过程解答过程:本题考查共点力的平衡、牛顿第二定律。由题意可知初态、受力均平ab 衡,受力分析如图所示,由于细绳的形变为微小形变,当将右侧细绳剪断瞬间立即消失,BT而弹簧的形变属于微小形变,瞬间

7、形变没有来得及改变,故弹簧的弹力不变,则xkF 的受力情况与初态完全相同,故大小方向都不变,A 正确,B 错误;因置于粗糙的afaFb水平地面上,要向左运动,故方向向右且不为零,C 错误,D 正确。bfbF答案:答案:AD点评:点评:本题涉及微小形变和明显形变,考生容易出错,分析时应该明确弹簧的形变属于明显形变,形变变化需要一个过程,即不变,所以弹簧弹力不变,而细绳xxkF的形变则属于微小形变,可以瞬间变化,理解了这一层,问题就迎刃而解了。分析瞬时对应关系时应注意两个基本模型特点的区别:(1)轻绳模型:轻绳不能伸长;轻绳的拉力可突变;轻绳各处受力相等,且拉力方向沿着绳子;(2)轻弹簧模型:轻弹

8、簧各处受力相等,其方向与弹簧形变方向相;弹力的大小为,其中是弹kxF k簧的劲度系数,为弹簧的形变量;弹力突变的特点:若释放端未连接物体,则轻弹簧x的弹力可突变为零;若释放端仍连接物体,则轻弹簧的弹力不发生突变,释放的瞬间仍为原值。变式:变式:一质点开始时做匀速直线运动,从某时刻起受到一恒力作用。此后,该质点的动能可能( )A. 一直增大B. 先逐渐减小到零,再逐渐增大C. 先逐渐增大到某一值,再逐渐减小D. 先逐渐减小至某一非零的最小值,再逐渐增大答案:答案:ABD聚焦热点聚焦热点 3:应用牛顿定律求解动力学问题:应用牛顿定律求解动力学问题例例 3 如图所示,绷紧的传送带与水平面的夹角,皮带

9、在电动机的带动下, 30 始终保持的速率运行。现把一质量为的工件(可视为质点)轻轻放smv/20kgm10在皮带的底端,经过时间 1.9s,工件被传送到的高处,取。求:mh5 . 12m/s10g第 5 页 版权所有版权所有 不得复制不得复制(1)工件与皮带间的动摩擦因数;(2)工件相对传送带运动的位移。命题立意命题立意:本题重点考查运用牛顿第二定律解题的方法和思路。解答过程:解答过程:由题中将“工件轻放在皮带上”可知,工件放在皮带上时的初速度为零;由“经过时间 1.9s” , “送到 1.5m 的高处”可知工件放上后要做匀加速直线运动,需要判定工件最终能否取得与传送带相同的速度。(1)由题意

10、得,皮带长为:。工件速度达到之前,从静止开始m330sinhL0v做匀加速运动,设匀加速运动的时间为,位移为,有:。1t1s10 112tvt vs设工件最终获得了与传送带相同的速度,则达到之后工件将做匀速运动,有:0v)(101ttvsL解得:,故假设工件最终获得与传送带相同的速度正确。sst9 . 18 . 01加速运动阶段的加速度为:210/5 . 2smtva在加速运动阶段,根据牛顿第二定律,有: mamgmgsincos解得:866. 0(2)在时间内,传送带运动的位移为:1t mtvs6 . 110mtvt vs8 . 0210 11所以工件相对于传送带的位移为:msss8 . 0

11、1答案:答案:(1)0.866 (2)0.8m点评:点评:应用牛顿第二定律解题的步骤1. 通过审题,灵活地选取研究对象。2. 分析研究对象的受力情况和运动情况。通常可以把研究对象提取出来(即隔离法) ,从它跟周围物体的联系去寻找作用于研究对象的所有外力,并画出受力示意图;再进一步明确物体做何种运动,在运动过程中能知晓哪些量以及判断加速度的方向等。3. 根据牛顿第二定律列出方程。4. 统一单位后,将数值代入方程求解。5. 检查答案是否完整、合理。变式:变式:如图所示,在倾角的固定斜面上放置一质量kg、长度m 的薄平 371M3L板。平板的上表面光滑,其下端与斜面底端的距离为 7m,在平板的上端处

12、放ABBCA一质量kg 的滑块,开始时使平板和滑块都静止,之后将它们无初速度释放。设平6 . 0m 板与斜面、滑块与斜面间的动摩擦因数均为,求滑块与平板下端到达斜面底端5 . 0B的时间差。 (已知,Ct6 . 037sin8 . 037cos2m/s10g第 6 页 版权所有版权所有 不得复制不得复制思路分析:思路分析:对平板,由于,故滑块在平板上滑动时,37cos)(37singmMMg平板静止不动对滑块:在平板上滑行时加速度2 1m/s637sin ga到达点时速度Bm/s621Lav用时s。1/1avt滑块由至时的加速度BC2 2m/s237cos37singga设滑块由至所用时间为B

13、C2t由,解得s2 22221tavtLBC12t对平板,滑块滑离后才开始运动,加速度2m/s237cos37singga设平板滑至端所用时间为C t由,解得221atLBCst7滑块与平板下端到达斜面底端的时间差为BCssstttt65. 027)(21同学们在复习本专题过程中要注意以下三个重要的线索:线索一 从几种典型运动模型入手,分析各种运动的受力情况1. 匀速直线运动运动规律()受力特征() 。0,avts0合F2. 匀变速直线运动(特例:自由落体、竖直上抛运动)运动规律()受力特征(恒量,2/)(,2,202 02 020tvvsasvvatvvattvsttt合F且与在一条直线上)

14、 。合Fv3. 匀变速曲线运动(特例:平抛运动)运动规律(水平方向:;竖直tvxvvx00,方向:)受力特征(恒量,但与不在一条直线上) 。2/,2gtygtvy合F合Fv4. 圆周运动(特例:匀速圆周运动、天体运动)运动规律(对于匀速圆周运动有)受力特征(合力方向总是指向圆心,对于匀速圆周rrvarTrv22/,/2运动来说,合力大小不变) 。线索二 从受力情况和初速度的关系入手,探究物体的运动情况。第 7 页 版权所有版权所有 不得复制不得复制线索三 以加速度为桥梁将知识串联起来加以横向和纵向联系。物体受力情 况及其分析 物体运动状 态及其变化 加 速 度 牛顿第二定律 运动学公式 圆周运

15、动与天体问题1. 分析圆周运动与天体问题的常规思维方法。2. 圆周运动与天体问题的重要题型分析及相应的解题策略。(答题时间:(答题时间:60 分钟)分钟)1. 下列物理量中属于矢量的是( )A. 动能 B. 势能 C. 动量 D. 功率2. 如图所示为一质点运动的位移时间图象,曲线为一段圆弧,则下列说法中正确的是( )A. 质点不一定做直线运动第 8 页 版权所有版权所有 不得复制不得复制B. 质点可能做匀速圆周运动C. 质点运动的速率先减小后增大 D. 质点在时刻离开出发点最远1t3. 有两个共点力、,其中、。它们合力的大小不可能是( 1F2FNF501NF302)A. 80N B. 50N C. 30N D. 10N4. (烟台测试)如图所示,两根相距为的竖直固定杆上各套有质量为的小球,小球Lm可以在杆上无摩擦地自由滑动,两小球用长为的轻绳相连,今在轻绳中点施加一个竖L2直向上的拉力,恰能使两小球沿竖直杆向上匀速运动。则每个小球所受的拉力大小为F(重力加速度为 g)A. B. C. D. 2/mgmg3/3FF5. 如图所示,位于倾角为的斜面上的物块由跨过定滑轮的轻绳与物块相连。从滑BA轮到与的两段绳

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