《2014届高考物理二轮复习专题讲义：力学解答题常考的5种题型》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2014届高考物理二轮复习专题讲义：力学解答题常考的5种题型（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2014届高考物理二轮复习专题讲义：力学解答题常考的5种题型力学解答题常考的5种题型纵观近几年各省的高考试题，力学综合题多涉及以下五种题型，如果掌握了这五种题型的特点和解题技巧，解决力学综合题就会事半功倍、化难为易。匀变速直线运动与追及相遇问题1.对于匀变速直线运动，主要考查其公式、规律和图像，灵活运用这些知识是解决该类问题的关键。 2.追及和相遇问题是运动学应用中的一类典型问题，除了匀变速直线运动规律的应用外，还涉及位移和时间等物理量之间的关系式的建立，这类问题对学生的分析综合能力和推理判断能力有相当高的要求，通过这类问题的练习，有利于提高分析解决问题的能力。,在近几年的高考中，加速度、瞬时
2、速度、匀变速直线运动的规律与追及相遇问题出现的频率较高，特别是在交通运输、体育运动、现代科技等与现实生活和生产实际相联系的背景下，实际运动问题的建模、测量加速度和速度、判断是否相遇(相碰)、计算运动时间等问题考生应高度重视。 例1某班同学在研究性学习中开展了一次有趣的体育游戏活动“巧搬运”。有一直跑道AC，A处放有一箱子，B处放有一皮球(图中未画出)，C处的右侧是一水池，已知AB长度为L145 m，BC长度为L220 m。如图1所示，某同学从起点A由静止出发，跑到B处将停放在此处的皮球抱住(抱球时对该同学运动的速度没有影响)，在BC区域返回且不落入水池中，把皮球搬回放入A处的箱子里，计时结束，
3、时间最短为优胜者。第一次，同学甲听到发令枪响后，反应0.30 s后起跑，然后以1.50 m/s2的加速度做匀加速直线运动，同学甲达到9.00 m/s的速度后，匀速跑到B处抱球，并立即以1.50 m/s2的加速度做匀减速直线运动。第二次，同学乙听到发令枪响后，仍然反应0.30 s后起跑，然后仍然以1.50 m/s2的加速度做匀加速直线运动，同学乙达到9.00 m/s的速度后，立即仍以1.50 m/s2的加速度做匀减速直线运动，减速至0后反向再做加速度为1.50 m/s2的匀加速直线运动，达到最大速度9.00 m/s后匀速冲向A点。求：图1(1)同学甲是否会落入水池；(2)同学乙抱住皮球时的速度是
4、多少，同学乙完成游戏任务的时间是多少。解析(1)同学甲从B处开始做匀减速运动，速度减为0的位移设为s，则v22as则s m27 msL2，同学甲会落入水池。(2)设同学乙在AB段做匀加速直线运动达到9.00 m/s的位移为s1，则v22as1所以s127 m加速的时间t1 s6 s同学乙立即仍以1.50 m/s2的加速度做匀减速直线运动，减速到B的位移s2L1s118 m则同学乙抱住皮球时的速度vB5.2 m/s同学乙减速到0的时间t2 s6 s反向加速的位移大小和时间与AB段中的加速完全相同，即s327 m，t36 s最后做匀速运动的时间t43 s该同学完成游戏任务的时间是tt0t1t2t3
5、t421.3 s答案(1)会落入水池(2)5.2 m/s21.3 s例2如图2所示，水平面上放有质量均为m1 kg的物块A和B，A、B与地面的动摩擦因数分别为10.4和20.1，相距l0.75 m。现给物块A一初速度使之向B运动，与此同时给物块B一个F3 N的水平向右的力，B由静止开始运动，经过一段时间A恰好追上B且二者速度相等。g取10 m/s2，求：图2(1)物块A的初速度大小；(2)从开始到物块A追上物块B的过程中，力F对物块B所做的功。解析(1)设A经时间t追上B，A、B的加速度大小分别为a1、a2，由牛顿第二定律有：1mgma1a14 m/s2，F2mgma2a22 m/s2，恰好追
6、上时它们速度相同，则：v0a1ta2t追上时由路程关系有：v0ta1t2a2t2l由以上四式解得A的初速度大小为：v03 m/s，t0.5 s(2)B运动的位移：sa2t20.25 mF对物块B所做的功：WFs0.75 J答案(1)3 m/s(2)0.75 J1分析多过程运动问题应注意以下两点(1)要养成根据题意画出物体运动示意图的习惯。特别对较复杂的运动，画出草图可使运动过程变得直观，物理图景清晰，便于分析研究，可以达到事半功倍的效果。(2)要注意分析研究对象的运动过程，搞清整个运动过程按运动性质可分为哪几个运动阶段，各个阶段遵循什么规律，各个阶段间存在什么联系。列方程要注意公式中各个物理量
7、的正负号。2追及相遇问题的解题技巧抓住一个条件两物体的速度满足的临界条件为速度相等，这是两物体相距最远、最近，恰好追上、追不上的临界条件。明确两个关系相遇位置与两物体的初始位置之间存在一定的位移关系。若同地出发，相遇时位移相等为空间条件。相遇物体的运动时间也存在一定的关系。若两物体同时出发，运动时间相等；若甲比乙早出发t，则运动时间关系为t甲t乙t。要使两物体相遇就必须同时满足位移关系和运动时间关系。多物体与多过程的运动问题多物体、多过程的运动问题，主要考查牛顿运动定律在多个物体参与运动或者某一物体参与多个运动过程中的应用。“牛顿运动定律”是高中物理的核心内容之一，是动力学的“基石”。多物体运
8、动问题的难点在于受力分析，涉及隔离法与整体法的应用；多过程的运动问题往往按照时间先后顺序依次对物体进行受力分析和运动分析，注意抓住前后两过程的联系点(前一过程的末态是后一过程的初态)，可以运用图像法处理力与运动的关系问题。在近几年的高考中，牛顿运动定律往往和运动学规律结合起来考查。从能力角度来看，重点考查思维能力、分析和解决实际问题的能力。也经常渗透电场和磁场的知识，考查的综合性强，能力要求较高。 例1如图3甲所示，水平光滑的桌面上静止放置一条长为l1.6 m的纸带，纸带上正中间位置放置一个质量为m1.0 kg的小铁块，纸带的左边恰好在桌面的左边缘，小铁块与纸带间的动摩擦因数为0.1。现让纸带
9、从t0时刻开始一直保持v1 m/s的速度向左匀速运动。已知桌面高度为H0.8 m，g10 m/s2，小铁块在运动过程中不翻滚，不计空气阻力。求：图3(1)小铁块从开始运动到桌面边缘过程所经历的时间，并在乙图中画出此过程中小铁块的vt图像；(2)小铁块抛出后落地点到抛出点的水平距离；(3)小铁块从开始运动到桌边相对纸带的位移。解析(1)小铁块开始做匀加速运动，由牛顿第二定律mgma，解得：a1 m/s2速度达到1 m/s所用的时间t11 s小铁块做匀加速运动的位移为s1at12解得：s10.5 ml0.8 m由以上可知：小铁块先做匀加速运动，后以v1 m/s的速度做匀速运动，匀速运动所用时间t2
10、0.3 s小铁块从开始运动到桌面边缘过程所经历的时间tt1t21.3 s小铁块vt图像如图所示。(2)小铁块抛出后水平方向：svt0竖直方向：Hgt02联立得：s0.4 m。(3)纸带在1 s内一直做匀速运动，运动的位移为s2vt1解得：s21 m小铁块与纸带间的相对位移为：ss2s10.5 m。答案(1)1.3 s图见解析(2)0.4 m(3)0.5 m“程序法”分析动力学问题按顺序对题目给出的物体运动过程进行分析的方法简称“程序法”。“程序法”要求我们从读题、审题开始，注意题中能划分多少个不同的物理过程或多少个不同的运动状态，然后对各个过程或状态进行分析。例2如图4，质量分别为mA3 kg
11、、mB1 kg的A、B两物体置于粗糙的水平面上，A、B与水平面间的动摩擦因数均为0.25(A、B与水平面间的最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力)。一不可伸长的轻绳将A、B连接，轻绳恰好处于伸直状态，且与水平方向的夹角53(sin 530.8，cos 530.6，g取10 m/s2)，现以水平向右的力F作用于物体A。图4(1)若B恰好离开水平面，则B的加速度是多少？此时所施加的水平力F0是多少？(2)若水平力F132 N，则轻绳的拉力T、水平面对物体B的支持力N是多少？(3)若A、B从静止开始，所施加的水平力F由零缓慢地增加，画出水平面对物体B的摩擦力fB随F的变化图像。解析(1)B恰好离开水平
12、面，B与水平面的弹力为0，对B由牛顿第二定律得mBa1则B的加速度a17.5 m/s2对A、B整体，由牛顿第二定律F0(mAmB)g(mAmB)a1则F040 N。(2)水平力F132 NF0，水平面对物体B的支持力N不为0，对A、B整体，由牛顿第二定律F1(mAmB)g(mAmB)a2则a25.5 m/s2对B，由牛顿第二定律Tcos 53NmBa2而Tsin 53NmBg联立解得T10 N，N2 N。(3)FmAg7.5 N，轻绳未绷紧，A、B静止，水平面对物体B的摩擦力fB075 NF(mAmB)g10 N，轻绳绷紧，A、B静止，水平面对物体B的摩擦力fB0.75F5.62510 NF4
13、0 N，轻绳绷紧，A、B加速运动，水平面对物体B的摩擦力fB2.5F/16F40 N，轻绳绷紧，B脱离地面，水平面对物体B的摩擦力fB0图像如图所示。答案(1)7.5 m/s240 N(2)10 N2 N(3)见解析图动力学中临界极值问题一般处理方法1一个分析思路2两种研究方法(1)以定律、定理为依据，首先求出所研究问题的一般规律和一般解的形式，然后再分析、讨论临界特殊规律和特殊解；(2)直接分析、讨论临界状态，找出临界条件求出临界值。在研究临界问题时，应着重于相应物理量的取值范围和有关物理现象发生或消失条件的讨论。抛体运动与圆周运动问题抛体运动与圆周运动是高中物理中最典型的两种曲线运动，也是
14、高考的必考考点。这类问题主要考查抛体运动的运动学问题(重点应用分解思想处理问题)、圆周运动的运动学问题(研究线速度、角速度、周期的关系及其追及问题)和动力学问题(重点考查向心力的分析计算，涉及匀速圆周运动和竖直平面内的变速圆周运动的研究)。在近几年的高考中，该部分的考题联系实际生产和生活的较多，重点考查建立模型、分析和解决问题的能力，也经常结合能量、电场和磁场的知识，考查的综合性较强，能力要求较高。 例如图5所示，将一质量为m0.1 kg的小球自水平平台右端O点以初速度v0水平抛出，小球飞离平台后由A点沿切线落入竖直光滑圆轨道ABC，并沿轨道恰好通过最高点C，圆轨道ABC的形状为半径R2.5 m的圆截去了左上角127的圆弧，CB为其竖直直径(sin 530.8，cos 530.6，重力加速度g取10 m/s2)。求：图5(1)小球经过C点的速度大小；(2)小球运动到轨道最低点B时轨道对小球的支持力大小；(3)平台右端O点到A点的竖直高度H。解析(1)小球恰好通过最高点C，由重力提供向心力，即mgmvC5 m/s。(2)从B点到C点，由机械能守恒定律得mvC2mg2RmvB2在B点对小球进行受力分析，由牛顿第二定律有NmgmN6.0 N。(3)从A点到B点由机械能守恒定律有mvA2mgR(1cos 53)mvB2所以vA m/s在A点对速度进
