高考物理复习之运动和力.docx
《高考物理复习之运动和力.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理复习之运动和力.docx（19页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
高考物理复习之运动和力
2007年高考物理复习之运动和力
复习要点
1．牛顿第一定律、物体的惯性
2．牛顿第二定律
3．牛顿第三定律
4．牛顿运动定律的应用：
已知运动求受力；已知受力求运动
5．超重与失重
二、难点剖析
1．对牛顿第一定律的理解
（1）内容：
一切物体都将保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使其改变运动状态为止。
（2）理解：
牛顿第一定律分别从物体的本质特征和相应的外部作用两个侧面对运动作出了深刻的剖析。
就物体的本质特征而言，一切物体都具有“不愿改变其运动状态”的特性；就物体所受到的外力与其运动的关系而言，外力是迫使物体改变运动状态的原因。
也就是说，牛顿第一定律一方面揭示出一切物体共同具备的本质特性——惯性，另一方面又指出了外力的作用效果之一——改变物体的运动状态。
2．对牛顿第二定律的理解
（1）内容：
物体的加速度a与其合外力F成正比，与其质量m成反比.可表示为
F=ma.
（2）理解：
F量化了迫使物体运动状态发生变化的外部作用，m量化了物体“不愿改变运动状态”的基本特性（惯性），而a则描述了物体的运动状态（υ）变化的快慢。
明确了上述三个量的物理意义，就不难理解如下的关系了：
a∝F，a∝
.
另外，牛顿第二定律给出的是F、m、a三者之间的瞬时关系，也是由力的作用效果的瞬时性特征所决定的。
3．牛顿第二定律的基本应用步骤
（1）确定研究对象；
（2）分析受力情况与运动情况；
（3）建立适当的坐标系，将力与运动加速度作正交分解；
（4）沿各坐标轴方向列出动力学方程，进而求解.
4．牛顿第二定律的修正形式
通常情况下，当把该定律应用于单一物体，或者是各个部分加速度完全相同的某系统时，定律的含义并不难理解：
m为物体或系统的质量，
为物体或系统所受到的所有外力的矢量和，而a则为物体或系统的国速度。
但若将定律直接应用于各个部分加速度并不完全相同的某系统时，一方面定律的表现形式要相应修正为
=
；另一方面必须对定律的修正形式有一个正确的，同时也应该是更为深刻的理解：
mi为系统各部分的质量，
为系统各部分所受到的来自系统外部物体所施加的力的矢量和，而aI则分别为系统各部分的不尽相同的加速度.
另外需要说明的是：
尽管对于牛顿定律应用于加速度各不相同的系统时的修正形式，中学物理教学并未提出要求，但实际上我们确实会碰到大量的用“隔离法”（应用牛顿定律的原形）求解时非常复杂，而用“整体法”（应用牛顿定律的修正形式）则很简单的物理习题。
5．超重与失重
（1）真重与视重。
如图1所示，在某一系统中（如升降机中）用
弹簧秤测某一物体的重力,悬于弹簧秤挂钩下的物体静
止时受到两个力的作用：
地球给物体的竖直向上的重
力mg和弹簧秤挂钩给物体的竖直向上的弹力F，这
里，mg是物体实际受到的重力，称力物体的真重；
F是弹簧秤给物体的弹力，其大小将表现在弹簧秤的图1
示数上，称为物体的视重。
（2）起重与失重
通常情况下测物体的重力时，视重等于真重，我们就以弹簧秤的示数作为物体重力大小的测量值。
当系统（升降机）做变速运动时，有时会使得视重大于真重，此时称为超重现象；有时会使得视重大小真重，此时称为失重现象；甚至有时会做视重等于零，此时称为完全为重现象。
（3）超重与失重的条件
由牛顿第二定律不难判断：
当图8—1中的升降机做变速运动，有竖直向上的加速度a时，可由
F－mg=ma
得
F=m（g+a）＞mg
在此条件下，系统处于超重状态；当图8—1中的升降机做变速运动，有竖直向上的加速度a时，可由
mg－F=ma
得
F=m（g－a）＜mg
在此条件下，系统处于失重状态；当图8—1中的升降机做变速运动，有竖直向下的加速度a且
a=g
时，视重将为
F=0
在此条件下，系统处于完全失重状态。
三、典型例题
例1．物体在倾角为θ的斜面上滑动，则在下列两种
情况下，物体加速度为多大？
（1）斜面是光滑的；
（2）斜面是粗糙的，且与物体间动摩擦因数为μ
分析：
两种情况的主要差别就在于“是否受到动摩擦力的作用”
解：
（1）对于光滑斜面，无论物体沿斜面向下滑或是沿斜面向上滑，其受力情况均可由图2所示，建立适当的坐标系后便可列出运动方程
mgsinθ=ma1，
得a1=gsinθ.
（2）对于粗糙斜面，物体滑动时还将受动摩擦力作用，只是物体向下滑时动摩擦力方向沿斜面斜向上；物体向上滑时动摩擦力方向沿斜面斜向下，受力图分别如图3中（a）、（b）所示，建立适当的坐标系后便可分别列出方程组
和
由此便可分别解得
a2=g（sinθ－μcosθ），图3
a3=g（sinθ+μcosθ）.
例2．如图8—4所示，质量分别为15kg和5kg的长方形物体A和B静止叠放在水平桌面上.A与桌面以及A、B间动摩擦因数分别为μ1=0.1和μ2=0.6，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
问：
（1）水平作用力F作用在B上至少多大时，A、B之间能发生相对滑动？
（2）当F=30N或40N时，A、B加速度分别各为多少？
图4图5
分析：
AB相对滑动的条件是：
A、B之间的摩擦力达到最大静摩擦力，且加速度达到A可能的最大加速度a0，所以应先求出a0.
解：
（1）以A为对象，它在水平方向受力如图8—5（a）所示，所以有
mAa0=μ2mBg－μ1（mA+mB）g，
a0=
g=
×10m/s2=
m/s2
再以B为对象，它在水平方向受力如图8—5（b）所示，加速度也为a0，所以有
F－F2=mBa0，
F=f2+mBa0=0.6×5×10N+5×
N=33.3N.
即当F达到33.3N时，A、B间已达到最大静摩擦力.若F再增加，B加速度增大而A的加速度已无法增大，即发生相对滑动，因此，F至少应大于33.3N.
（2）当F=30N，据上面分析可知不会发生相对滑动，故可用整体法求出共同加速度
aA=aB=
=
m/s2=0.5m/s2.
还可以进一步求得A、B间的静摩擦力为27.5N（同学们不妨一试）.
当F=40N时，A、B相对滑动，所以必须用隔离法分别求aA、aB，其实aA不必另求，
aA=a0=
m/s2.
以B为对象可求得
aB=
=
m/s2=2m/s2.
从上可看出，解决这类问题关键是找到情况发生变化的“临界条件”.各种问题临界条件不同，必须对具体问题进行具体分析。
例3．如图6（a）所示，质量为M的滑块与倾角为θ的斜面间的动摩擦因数为μ.滑动上安装一支架，在支架的O点处，用细线悬挂一质量为m的小球.当滑块匀加速下滑时，小球与滑块相对静止，则细线的方向将如何？
（a）（b）（c）
图6
分析：
要求细线的方向，就是要求细线拉力的方向，所以这还是一个求力的问题.可以用牛顿第二定律先以整体以求加速度a（因a相同），再用隔离法求拉力（方向）.
解：
以整体为研究对象，受力情况发图8—6（b）所示，根据牛顿第二定律有
（M+m）gsinθ－f=（M+m）a，N－（M+m）gcosθ=0.
而f=μN，故可解得a=g（sinθ－μcosθ）.
再以球为研究对象，受务情况如图8—6（c）表示，取x、y轴分别为水平、竖直方向（注意这里与前面不同，主要是为了求a方便）.由于加速度a与x轴间的夹角为θ，根据牛顿第二定律有
Tsinα=macosθ，mg－Tcosα=masinθ.
由此得
tanα=
=
.
为了对此解有个直观的认识，不妨以几个特殊μ值代入
（1）μ=0，α=θ，绳子正好与斜面垂直；
（2）μ=tanθ，α=00，此时物体匀速下滑，加速度为0，绳子自然下垂；
（3）μ＜tanθ，则α＜θ，物体加速下滑.
例4．如图7所示，质量M=10kg的斜面体，其斜
面倾角θ=370，小物体质量m=1kg，当小物体由静止释放
时，滑下S=1.4m后获得速度σ=1.4m/s，这过程斜面体处
于静止状态，求水平面对斜面体的支持力和静摩擦力（取
g=10m/s2）
分析：
若采用隔离法求解，小物体与斜面体受力情图7
况如图8（a）与（b）所示，由此根据运动学规律，
牛顿定律及平衡方程依次得
2as=υ2
mgs=θ－f1=ma
N1－mgcosθ=0
F2+f1cosθ－Ns=θ=0
N2－f1s=θ－N1cosθ－Mg=0
由此可求得水平面对斜面体的支持力N2和静摩擦
力f2的大小分别为
N2=109.58N
f2=0.56N图8
但若采用整体法，通知牛顿运动定律的修正形式，可给出如下简单的解合。
解：
由运动学公式得
2as=υ2
再由牛顿运动定律的修正形式得
f2=macosθ
mg+Mg－N2=masinθ
于是解得
N2=109.58N
f2=0.56N
例5．如图9所示，升降机地板上有一木桶，桶内水面上漂浮着一个木块，当升降机静止时，木块有一半浸在水中，若升降机以a=
g的加速度匀加速上升时，木块浸入水中的部分占总体积的__________。
分析：
通常会有同学作出如下分析。
当升降机静止时，木块所受浮力F1与重力平衡，于是
F1－mg=0
F1=ρ
Vg
当升降机加速上升时，木块所受浮力F2比重大，此时有
F2－mg=ma=
mg
F2=ρV/g
在此基础上可解得
V/：
V=3：
4
但上述结论是错误的，正确解答如下。
解：
当升降机静止时有
F1－mg=0
F1=ρ
Vg
当升降机加速上升时，系统处于超重状态，一方面所受浮力F2确实大于木块的重力mg，有
F2－mg=ma=
mg
另一方面所排开的体积为V/的水的视重大于其真重ρV/g，而等于
F2=G排=ρV/（g+a）=
ρV/g
由此解得
V/：
V=1：
2
即：
浸入水中的部分仍占木块体积的一半。
单元检测
一、选择题（每题4分，共48分）
1．如图10所示，放置在水平面上的直角劈M上有一个质量为m的物体，若m在其上匀速下滑，M仍保持静止，那么正确的说法是（）
A．M对地面的压力等于（M+m）gB．M对地面的压力大于（M+m）g
C．地面对M没有摩擦力D．地面对M有向左的摩擦力
2．如图11所示，物体从Q点自由滑下，通过粗糙的静止的水平传送带后，落在地面上的P点。
若传送带按逆时针方向转动，则物体从Q点自由滑下，通过传送带后，将（）
A．仍然落在P点B．落在P点左方
C．落在P点左右D．可能留在传送带上
图10图11图12
3．如图12所示，水平地面上有两个完全相同的木块A、B，在水平推力F作用下运动.用FAB代表A、B间的相互作用力（）
A．若地面是完全光滑的，则FAB=FB．若地面是完全光滑的，FAB=
F
C．若地面的摩擦因数为μ，则FAB=FD．若地面的摩擦因数为μ，则FAB=
F
4．一物体放置在倾角为θ的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为a，如图8—13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θ一定时，a越大，斜面对物体的正压力越小
B．当θ一定时，a越大，斜面对物体的摩擦力越大
C．当a一定时，θ越大，斜面对物体的正压力越小
D．当a一定时，θ越大，斜面对物体的摩擦力越小
5．匀速上升降机顶部悬有一轻质弹簧，弹簧下端下端挂有一小球，若升降机突然停住，在地面上的观察者来看，小球在继续上升的过程中（）
A．速度逐渐减小B．速度先增大后减小
C．加速度逐渐增大D．加速度逐渐减小
图13图14图15
6．如图14所示，质量相同的木块A、B有轻弹簧连接且静止于光滑水平面上，开始弹簧处于原长位置，现用水平恒力推木块A，则弹簧在第一次被压缩到最短的过程中（）
A．当A、B速度相等时，加速度aA=aB
B．当A、B速度相等时，加速度aA＞aB
C．当A、B加速度相等时，速度υA＜υB
D．当A、B加速度相等时，速度υA＞υB
7．一小球用轻绳悬挂在某固定点，现将轻绳水平拉直，然后由静止开始释放小球，考虑小球由静止开始运动到最低位置的过程（）
A．小球在水平方向的速度逐渐增大
B．小球在竖直方向的速度逐渐增大
C．到达最低位置时小球线速度最大
D．到达最低位置时绳中的拉力等于小球重力
8．一个人站在医用体重计的测盘上，在下蹲的全过程中，指针示数变化应是（）
A．先减小，后还原B．先增加，后还原
C．始终不变D．先减小，后增加，再还原
9．如图15所示，猴子的质量为m，开始时停在用绳悬吊的质量为M的木杠下端，当绳子断开时，猴子沿木杠以加速度a（相对地面）向上爬行，则此时木杠相对地面的加速度为（）
A．gB．
gC．g+
（g+a）D．g+
g
10．惯性是反映物体在力的作用下发生运动状态改变的难易程度，现在两个质量相同的物体，一个置于光滑水增面上，另一个置于粗糙水平面上，用相同的水平力推物体，两者的运动状态改变难易程度是（）
A．因为两者质量一样，所以运动状态改变难易程度一样
B．因为两者受到相同的水平推力，运动状态改变难易一样
C．光滑水平面上的物体运动状态容易改变
D．粗糙水平面上的物体运动状态容易改变
11．如图16所示，在绝缘的光滑水平面上固定着等质量的a、b、c三个带电小球，三球共线，若释放a球，a球的初始加速度为－m/s2（选向右为正方向）；若释放c球，其初始加速度为3m/s2，则释放b球，其初始加速度是（）
A．2m/s2B．1m/s2C．－2m/s2D．－1m/s2
图16图17
12．如图17所示，在密封的盒子内装有一个质量为m的金属球，球刚能在盒内自由活动，若将盒子在空气中竖直向上抛出，抛出后上升、下降的过程中（空气阻力不能忽略）（）
A．上升对盒底有压力，下降对盒顶有压力
B．上升对盒顶有压力，下降对盒底有压力
C．上升、下降时均对盒底有压力
D．上升、下降时对盒均无压力
二、填空题（每题5分，共20分）
13．如图18所示，木块A和B用一根轻弹簧相连，竖直放置在木块C上，三者静置于地面，它们的质量之比是1：
2：
3，设所有接触面都光滑，当沿水平方向迅速抽出木块C的瞬时，A和B的加速度分别是aA___________，aB___________。
14．一物体静止在光滑的水平面上，现将F=2N的水平恒力作用于物体上，经一段时间后，改施一个与F相反的恒力f，已知物体又经过一段与F的作用时间相同的时间的运动后，回到了复位置，则f的大小为_________N。
图18图19图20
15．将一个长方形木块ABCD按如图19（a）所示的情况沿ef方向切割成两块，然后拼在一起放在光滑水平面上，并沿OO/轴线方向对木块施以水平推力，如图19（b）所示，已知两部分这间的最大静摩擦力不超过相互间的正压力的
，为使两木块在运动中不致错开，那么当初切割时ef和CD边的夹角α不得小于_________。
16．如20所示，m1=10kg，m2=20kg，m1和m2之间的动摩擦因数μ1=0.1，m2和水平面之间的动摩擦因数μ2=0.5，要使m1和m2之间不发生相对运动，水平力F最大不得超过____________.（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2）
三、计算题（每题8分，共32分）
17．如图21所示，一块长木块B置于光滑水平地面上，其质量为2kg，另有一质量为0.8kg的小滑块A置于木板的一端，已知A与B之间的摩擦因数为0.1，可以认为A、B之间的最大静摩擦力数值等于它们的滑动摩擦力，木块A在放置B的一端时，B受到一个恒定的水平力F=
5.6N作用，由静止开始滑动，如木板足够长，那么，当F作用在木板上1s后，求
（1）A相对于地面的位移；
（2）木板B相对于地面的位移；
（3）滑块A相对于木板B的位移（g=10m/s2）
图21
18．将金属块m用压缩的轻弹簧卡在一个距形的箱中，
如图22所示，在箱的上顶板和下底板装有压力传
感器，箱可以沿竖直轨道运动，当箱以a=2.0m/s2的
加速度竖直向上做匀减速运动时，上顶板的压力传
感器显示的压力为6.0N，下底板的压力传感器显示
的压力为10.0N.（取g=m/s2）
（1）若上顶板压力传感器的示数是下底板压力传感图22
器的示数的一半，试判断箱的运动情况。
（2）要使上顶板压力传感器的示数为零，箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的？
19．如图23所示，传送带与地面倾角θ=370，从
A→B长度为16m，传送带以10m/s的速率逆时针转动，
在传送带上端A无初速度地释放一个质量为0.5kg的
物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5，求物体从
A运动到B所需时间是多少？
图23
20．风洞实验室中产生水平方向的、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24所示.
（1）当杆在水平方向上固定时，调节风力的
大小，使小球在杆上做匀速运动，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。
图24
（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）
[参考答案]
http:
//
一、选择题
1．AC2．A3．BD4．BC5．AC6．A7．AC
8．D9．C10．A11．C12．B
二、填空题
13．0，1.5g14．615．arctg
16．180N
三、计算题
17．
（1）SA=0.5m
（2）SB=1.2m（3）SAB=0.7m
18．（略）19．T=2s（20）
（1）μ=0.5，
（2）t=
升级会员 