2014高考物理易错创新专题预测提分知识点优化解析57:重力弹力摩擦力(含详解)

2014高考物理易错创新专题预测提分知识点优化解析57重力弹力摩擦力(含详解)一、单项选择题(本大题共4小题,每小题6分,共24分,每小题只有一个选项符合题意)1.如图所示,轻质弹簧的劲度系数为k,小球重G,平衡时小球在A处,今用力F压小球至B处,使弹簧缩短x,则此时弹簧的弹力为( )A.kxB.kx+GC.G-kxD.以上都不对2.(易错题)如图所示,物体m静止在倾角为θ的斜面上,现用垂直于斜面的推力F=kt(k为比例常量、t为时间)作用在物体上,从t=0开始,物体所受摩擦力f随时间t的变化的关系是图中的( )3.如图所示,物体P放在粗糙水平面上,左边用一根轻弹簧与竖直墙相连,物体静止时弹簧的长度小于原长.若再用一个从0开始逐渐增大的水平力F向右拉P,直到拉动,那么在P被拉动之前的过程中,弹簧对P的弹力T的大小和地面对P的摩擦力f的大小的变化情况是( )A.弹簧对P的弹力T始终增大,地面对P的摩擦力始终减小B.弹簧对P的弹力T保持不变,地面对P的摩擦力始终增大C.弹簧对P的弹力T保持不变,地面对P的摩擦力先减小后增大D.弹簧对P的弹力T先不变后增大,地面对P的摩擦力先增大后减小4.(预测题)如图所示,倾角为θ的斜面体C置于水平面上,B置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接,连接B的一段细绳与斜面平行,A、B、C都处于静止状态,则( )A.B受到C的摩擦力一定不为零B.C受到水平面的摩擦力一定为零C.不论B、C间摩擦力大小、方向如何,水平面对C的摩擦力方向一定向左D.水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等二、双项选择题(本大题共5小题,每小题8分,共40分,每小题有两个选项符合题意)5.如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上向右滑行,木块受到向右的拉力F的作用,长木板处于静止状态,已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ1,长木板与地面间的动摩擦因数为μ2,则( )A.长木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mgB.长木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m+M)gC.当F>μ2(m+M)g时,长木板便开始运动D.无论怎样改变F的大小,长木板都不可能运动6.(创新题)如图所示,一倾角为45°的斜面固定于竖直墙上,为使一光滑的铁球静止,需加一水平力F,且F通过球心,下列说法正确的是( )A.球一定受墙的弹力且水平向左B.球可能受墙的弹力且水平向左C.球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上D.球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上7.(易错题)A、B、C三个物体如图所示放置在水平面上,所有接触面均不光滑,有一个水平向右的力F作用在物体C上,使A、B、C一起向右做匀速运动,则( )A.B对A的静摩擦力方向水平向左B.B对A的静摩擦力方向水平向右C.C对A的静摩擦力方向水平向左D.C对A的静摩擦力方向水平向右8.在水平力F作用下,重为G的物体沿墙壁匀速下滑,如图所示.若物体与墙之间的动摩擦因数为μ,则物体所受的摩擦力的大小为( )A.μFB.μF+GC.GD.F2+G29. 如图所示,A、B两个物体的重力分别是GA=3 N、G B=4 N,弹簧的重力不计,整个装置沿竖直方向处于静止状态,这时弹簧的弹力F=2 N,则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是( )A.1 N、6 NB.5 N、6 NC.1 N、2 ND.5 N、2 N三、计算题(本大题共2小题,共36分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)10.(18分)木块A、B分别重50 N和60 N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25;夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2 cm,弹簧的劲度系数为400 N/m.系统置于水平地面上静止不动.现用F=1 N的水平拉力作用在木块B上,如图所示,求力F作用后木块A、B所受摩擦力的大小.11. (18分)如图所示,倾角为θ的光滑斜面ABC放在水平面上,劲度系数分别为k1、k2的两个轻弹簧沿斜面悬挂着,两弹簧之间有一质量为m1的重物,最下端挂一质量为m2的重物,此时两重物处于平衡状态,现把斜面ABC绕A点缓慢地顺时针旋转90°后,重新达到平衡.试求m1、m2分别沿斜面移动的距离.答案解析1.【解析】选B.设球在A处时弹簧已压缩了Δx,球平衡时弹力F A=G=kΔx,球在B处时,弹簧又压缩x,球再次达到平衡时弹力F B=k(Δx+x)=G+kx,故B正确.2.【解析】选D.因物体静止,故所受摩擦力为静摩擦力,沿斜面方向:f=mgsinθ,垂直斜面方向:N=mgcosθ;施加力F后,垂直斜面方向:N′=F+mgcosθ,沿斜面方向:f=mgsinθ,故斜面受到压力变大,静摩擦力大小不变,D正确.【变式备选】如图所示,把一重为G的物体,用一水平方向的推力F=kt(k为恒量,t为时间)压在竖直的足够高的平整墙上,从t=0开始物体所受的摩擦力f随t的变化关系是图中的( )【解析】选B.物体在竖直方向上只受重力G和摩擦力f的作用,由于f从零开始均匀增大,开始一段时间f<G,物体加速下滑;当f=G时,物体的速度达到最大值,之后f>G,物体向下做减速运动,直至减速为零.在整个运动过程中,摩擦力为滑动摩擦力,其大小为f=μN=μF=μkt,即f与t成正比,是一条过原点的倾斜直线;当物体速度减为零后,滑动摩擦力变为静摩擦力,其大小为f=G,所以物体静止后的图线平行于t轴,故B正确.3.【解析】选B.在P被拉动之前的过程中,弹簧长度不变,弹簧对P的弹力T的大小保持不变;由于弹簧长度小于原长,P有向右的运动趋势,所受静摩擦力向左,用一个从0开始逐渐增大的水平力F向右拉P的过程中,地面对P的摩擦力始终增大,选项B正确.4.【解题指南】解答本题应把握以下两点:(1)B受到C的摩擦力方向取决于绳的拉力与B所受重力沿斜面向下的分力的大小关系.(2)水平面对C的支持力利用整体法分析.【解析】选C.以B物体为研究对象,沿斜面方向受到重力沿斜面方向向下的分力、绳的拉力和静摩擦力,静摩擦力的大小等于重力沿斜面方向向下的分力与拉力的合力,所以可能为0,可能沿斜面向上或向下,A错误;对B、C整体受力分析可知不论B、C间摩擦力大小、方向如何,水平面对C的摩擦力与拉力在水平方向上的分力平衡,方向水平向左,B错误,C正确;水平面对C的支持力等于B、C的总重力减去拉力在竖直方向上的分力,D错误.5.【解析】选A、D.木块向右滑行,木块受到水平向左的滑动摩擦力,其大小F f=μ1mg,则木板受到木块水平向右的滑动摩擦力为μ1mg,由于木板处于静止状态,故木板受到地面的静摩擦力的大小一定是μ1mg,方向水平向左,A正确,B错误;力F发生变化,只能改变木块的运动状态,但木块所受的滑动摩擦力不会发生变化,因此长木板仍保持静止状态,C错误、D 正确.6.【解析】选B、C. F大小合适时,球可以静止在无墙的斜面上,F增大时墙才对球有弹力,故A错误,B正确;而斜面对球必须有斜向上的弹力才能使球不下落,故C正确,D错误.7.【解析】选A 、D.物体B 相对地面水平向右运动,所受地面的滑动摩擦力方向向左,因B 匀速运动,故A 对B 的静摩擦力方向水平向右,从而B 对A 的静摩擦力方向水平向左,A 正确,B 错误;物体A 水平向右匀速运动,B 对它的静摩擦力方向水平向左,因而C 对A 的静摩擦力方向水平向右,C 错误,D 正确.8.【解析】选A 、C.由f =μN 得f =μF ,A 正确,B 错误;由竖直方向二力平衡得f =G ,C 正确,D 错误.【总结提升】摩擦力大小的计算技巧分析计算摩擦力的大小和方向时,应先分清是滑动摩擦力还是静摩擦力.(1)若是滑动摩擦力,则根据公式f =μN 、力的平衡条件或牛顿第二定律进行分析计算,切记压力N 一般情况下不等于重力.(2)若是静摩擦力,则只能根据力的平衡条件或牛顿第二定律进行分析计算,切记不能用公式f =μN 计算静摩擦力.9.【解析】选A 、D.若弹簧处于拉伸状态,对A 物体有T =G A +F =3 N +2 N =5 N ,对B 物体有N =G B -F =4 N -2 N =2 N ,故天花板受到的拉力和地板受到的压力分别为5 N 和2 N ,B 错误,D 正确;若弹簧处于压缩状态,对A 物体有T =G A -F =3 N -2 N =1 N ,对B 物体有N =G B +F =4 N +2 N =6 N ,故天花板受到的拉力和地板受到的压力分别为1 N 和6 N ,A 正确,C 错误.10.【解析】未加F 时,木块A 、B 受力平衡,所受静摩擦力等于弹簧的弹力,即f A =f B =F 弹=kx =400×0.02 N =8 N (4分)木块B 受地面的最大静摩擦力为:m B f =μN B =0.25×60 N =15 N (4分)施加F 后,对木块B 有:F +F 弹<m B f (3分)故B 所受摩擦力仍为静摩擦力,其大小为:f ′B =F +F 弹=9 N (4分)施加F 后,木块A 所受摩擦力仍为静摩擦力,大小为:f ′A =8 N (3分)答案:8 N 9 N11.【解析】没旋转时,两弹簧均处于伸长状态,两弹簧伸长量分别为x 1、x 2k 2x 2=m 2gsin θ (2分)解得x 2=m 2gsin θk 2(1分)k 2x 2+m 1gsin θ=k 1x 1 (2分) 解得x 1=(m 1+m 2)gsin θk 1(2分)旋转后,两弹簧均处于压缩状态,压缩量分别为x 1′、x 2′ m 2gcos θ=k 2x 2′ (2分) 解得x 2′=m 2gcos θk 2(2分)(m 1+m 2)gcos θ=k 1x 1′ (2分) 解得x 1′=(m 1+m 2)gcos θk 1(1分)所以m 1移动的距离d 1=x 1+x 1′=(m 1+m 2)gk 1(sin θ+cos θ) (2分)m 2移动的距离d 2=d 1+x 2+x 2′=(m 1+m 2)g k 1(sin θ+cos θ)+m 2g k 2(sin θ+cos θ) (2分) 答案:(m 1+m 2)gk 1(sin θ+cos θ)(m 1+m 2)gk 1(sin θ+cos θ)+m 2g k 2(sin θ+cos θ)。

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2014高考物理易错创新专题预测提分知识点优化解析56:运动图像 追及相遇问题(含详解)

2014高考物理易错创新专题预测提分知识点优化解析56:运动图像 追及相遇问题(含详解)

2014高考物理易错创新专题预测提分知识点优化解析56运动图像追及相遇问题(含详解)一、单项选择题(本大题共4小题,每小题6分,共24分,每小题只有一个选项符合题意)1.在现实生活中,物体运动的v-t图线不可能存在的是( )2.某物体运动的v-t图象如图所示,则下列说法正确的是( )A.物体在第1 s末运动方向发生改变B.物体在第2 s内和第3 s内的加速度是相同的[.]C.物体在第6 s末返回出发点D.物体在第5 s末离出发点最远,且最大位移为0.5 m3.(预测题)如图所示为物体做直线运动的v-t图象. 若将该物体的运动过程用s-t图象表示出来(其中s为物体相对出发点的位移),则图中的四幅图描述正确的是( )4.(易错题)如图所示,A、B两物体相距s=7 m,物体A以v A=4 m/s的速度向右匀速运动,而物体B此时的速度v B=10 m/s,只在摩擦力作用下向右做匀减速运动,加速度大小为a=2 m/s2,那么物体A追上物体B所用的时间为( )A.7 sB.8 sC.9 sD.10 s二、双项选择题(本大题共5小题,每小题8分,共40分,每小题有两个选项符合题意)5.(创新题)如图所示,是A、B两质点运动的速度图象,则下列说法正确的是( )A.前4 s内A质点以10 m/s的速度匀速运动B.前4 s内B质点一直以5 m/s 的速度与A同方向运动C.B质点最初3 s内的位移是10 mD.B质点最初3 s内的路程是10 m6.(2012·东莞模拟)a、b两物体从同一位置沿同一直线运动,它们的速度—时间图象如图所示,下列说法正确的是( )A.a、b加速时,物体a的加速度大于物体b的加速度B.20 s时,a、b两物体相距最远C.60 s时,物体a在物体b的前方D.40 s时,a、b两物体速度相等,相距900 m7.(易错题)如图所示,汽车以10 m/s 的速度匀速驶向路口,当行驶至车头距路口停车线20 m处时,绿灯还有3 s将熄灭,而在绿灯熄灭时该汽车的车头刚好停在停车线处,则在这3 s 内,汽车运动的v-t图象可能是( )8.完全相同的甲、乙两个物体放在同一水平地面上,分别在水平拉力F1、F2作用下,由静止开始做匀加速直线运动,分别经过时间t0和4t0,速度分别达到2v0和v0时撤去F1、F2,甲、乙两物体开始做匀减速直线运动,直到静止.其速度随时间变化情况如图所示,则下列各项说法中正确的是( )A.若在F1、F2作用时间内甲、乙两物体的位移分别为s1、s2,则s1>s2B.若整个运动过程中甲、乙两物体的位移分别为s1′、s2′,则s1′>s2′C.甲、乙两物体匀减速过程的位移之比为4∶1D.若在匀加速过程中甲、乙两物体的加速度分别为a1和a2,则a1<a29.两辆游戏赛车a、b在两条平行的直车道上行驶,t=0时两车都在同一计时处,此时比赛开始,它们在四次比赛中的v-t图象如图所示,其中哪些图对应的比赛中,有一辆赛车追上了另一辆( )三、计算题(本大题共2小题,共36分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)10.(预测题)(18分)汽车由静止开始在平直的公路上行驶,0~60 s内汽车的加速度随时间变化的图线如图所示.(1)画出汽车在0~60 s 内的v-t 图线;(2)求在这60 s 内汽车行驶的路程.11.(18分)A 火车以v 1=20 m/s 速度匀速行驶,司机发现前方同轨道上相距100 m 处有另一列火车B 正以v 2=10 m/s 速度匀速行驶,A 车立即做加速度大小为a 的匀减速直线运动.要使两车不相撞,a 应满足什么条件?答案解析1.【解析】选C.物体在同一时刻,不可能既加速运动,又减速运动,但在同一段时间内,既可以有加速过程,也可以有减速过程,既可以沿正方向运动,也可以沿反方向运动,故在现实生活中,物体运动的v-t 图线不可能存在的是C 选项.2.【解析】选B.物体在前2 s 内速度方向均为正方向,A 错误;物体在第2 s 内和第3 s 内的v-t 图线的斜率相同,故加速度相同,B 正确;物体在前4 s 内的总位移为零,在第2 s 末和第6 s 末离出发点最远,最大位移为s m =12×1× 2 m =1 m ,故C 、D 均错误.3.【解析】选C.0~t 1时间内物体匀速正向运动,故选项A 错;t 1~t 2时间内,物体静止,且此时离出发点有一定距离,选项B 、D 错;t 2~t 3时间内,物体反向运动,且速度大小不变,即s-t 图象中,0~t 1和t 2~t 3两段时间内,图线斜率大小相等,故C 对.4.【解题指南】解答本题时应把握以下两点:(1)计算物体B 停止运动时,A 、B 两物体各自发生的位移,判断物体A 是否已经追上物体B.(2)由位移公式求出追及时间.【解析】选B.物体B 做匀减速运动,到速度为0时,所需时间t 1=v B a =102s =5 s ,运动的位移s B =v 2B 2a =1022×2m =25 m ,在这段时间内物体A 的位移s A =v A t 1=4× 5 m =20 m ;显然还没有追上,此后物体B 静止,设追上所用时间为t ,则有4t =s +25 m ,解得t =8 s ,故B 正确.5.【解析】选A 、D.匀速直线运动的速度图线平行于时间轴,图线在t 轴上方为正方向,在t 轴下方为负方向.当速度为零时,图线在t 轴上,图线与时间轴围成的面积表示位移.由图象可知前4 s 内A 质点以10 m/s 的速度匀速运动,B 质点先以5 m/s 的速度与A 同方向运动1 s ,而后停了1 s ,最后以5 m/s 相反方向的速度匀速运动,A 正确,B 错误;B 质点最初3 s 内的位移s =(5×1-5×1) m =0,而路程为(5×1+5×1) m =10 m ,故C 错误,D 正确..6.【解析】选C 、D.v-t 图象的斜率大小表示加速度的大小,物体a 加速时图线的斜率小于物体b 加速时图线的斜率,故物体a 的加速度小于物体b 的加速度,A 错误;a 、b 两物体速度相等时相距最远,故40 s 时,a 、b 两物体相距最远,B 错误;图线与时间轴围成的面积表示物体的位移,60 s 时,图线a 与时间轴围成的面积大于图线b 与时间轴围成的面积,故物体a 在物体b 的前方,C 正确;40 s 时,a 、b 两物体速度相等,相距Δs =s a -s b =12×(10+40)×20 m +12×20×40 m =900 m ,D 正确. 7.【解析】选B 、C.根据v-t 图象与横轴围成的面积数值表示位移大小知,面积数值为20 m 或可能为20 m 的图象为B 、C 两图,故选B 、C.8.【解析】选B 、C.在F 1、F 2作用时间内甲、乙两物体的位移之比为s 1s 2=2v 0t 0/2v 04t 0/2=12,所以s 1<s 2,A 错误;整个运动过程的位移之比为s ′1s ′2=2v 03t 0/2v 05t 0/2=65,所以 s ′1>s ′2,B 正确;甲、乙两物体匀减速过程的位移之比为2v 02t 0/2v 0t 0/2=41,C 正确;匀加速过程中甲、乙两物体的加速度之比为2v 0/t 0v 0/4t 0=81,所以a 1>a 2,D 错误. 9.【解析】选A 、C.v-t 图线与t 轴所围图形的面积的数值表示位移的大小,A 、C 两图中在 t =20 s 时a 、b 两车的位移大小分别相等,故在20 s 时b 车追上a 车;B 图中b 车一直领先,间距越来越大;D 图中a 车在前7.5 s 一直落后,在7.5~12.5 s 间尽管a 车速度大于b 车,但由于前7.5 s 落后太多未能追上,12.5 s 后v a <v b ,故a 车不能追上b 车.【变式备选】(双选)甲、乙两物体的位移—时间图象如图所示,下列说法正确的是( )A.甲、乙两物体均做匀速直线运动B.甲、乙两物体由不同地点同时出发,t 0时刻两物体相遇C.0~t 0时间内,两物体的位移一样大D.0~t 0时间内,甲的速度大于乙的速度;t 0时刻后,乙的速度大于甲的速度【解析】选A 、B.s-t 图象的斜率表示速度,故甲、乙两物体均做匀速直线运动,且v 甲<v 乙,故A 正确,D 错误;初始时刻,两物体在不同位置,同时出发, t 0时刻两物体在同一位置,故B 正确;0~t 0时间内,两物体的末位置相同,初位置不同,故位移不同,且s 甲<s 乙,故C 错误.[.]10.【解析】(1)设t =10、40、60 s 时刻的速度分别为v 1、v 2、v 3.由题图知0~10 s 内汽车以加速度2 m/s 2匀加速行驶,由运动学公式得:v 1=2×10 m/s =20 m/s ①(4分)由题图知10~40 s 内汽车匀速行驶,则:v 2=20 m/s ②(2分) .由题图知40~60 s 内汽车以加速度1 m/s 2匀减速行驶,由运动学公式得:v 3=v 2-at =(20-1×20) m/s =0 ③(4分)根据①②③式,可画出汽车在0~60 s 内的v-t 图线,如图所示. (4分)(2)由第(1)问v-t 图可知,在这60 s 内汽车行驶的路程为:30+602×20 m =900 m (4分) 答案:(1)见解析 (2)900 m11. 【解析】两车恰不相撞的条件是两车速度相同时相遇,则v 2=v 1-a ′t (4分)对A :s 1=v 1t -12a ′t 2 (4分) 对B :s 2=v 2t (3分)又有:s 1=s 2+s 0 (2分)a ′=(v 1-v 2)22s 0=(20-10)22×100m/s 2=0.5 m/s 2 (3分) 则a >0.5 m/s 2 (2分)答案:a >0.5 m/s 2【总结提升】解决追及、相遇问题的常用方法(1)物理分析法:抓好“两物体能否同时到达空间某位置”这一关键,画出运动简图,列位移、时间关系式.(2)相对运动法:巧妙地选取参考系,然后找两物体的运动关系.(3)数学分析法:设相遇时间为t ,根据条件列方程,得到关于t 的一元二次方程,用判别式进行讨论,若Δ>0,即有两个解,说明可以相遇两次;若Δ=0,说明刚好追上或相碰;若Δ<0,说明追不上或不能相碰.(4)图象法:将两者的速度—时间图象在同一个坐标系中画出,然后利用图象求解.。

2014高考物理易错创新专题预测提分知识点优化解析44:提分检测(二)

2014高考物理易错创新专题预测提分知识点优化解析44:提分检测(二)

2014高考物理易错创新专题预测提分知识点优化解析44提分检测(二)第Ⅰ卷(选择题共50分)一、单项选择题(本大题共5小题,每小题4分,共20分,每小题只有一个选项符合题意)1.质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=5t+t2(各物理量均采用国际单位制单位),则该质点( )A.第1 s内的位移是5 mB.前2 s内的平均速度是6 m/sC.任意相邻的1 s内位移差都是1 mD.任意1 s内的速度增量都是2 m/s2.(提分单独考查)如图所示,一物块置于水平地面上. 当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时,物块做匀速直线运动;当改用与水平方向成30°角的力F2推物块时,物块仍做匀速直线运动.若F1和F2的大小相等,则物块与地面之间的动摩擦因数为( )A.3-1B.2- 3C.32-12D.1-323.如图,在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板,其上叠放一质量为m2的木块.假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等.现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt(k是常数),木板和木块加速度的大小分别为a1和a2,下列反映a1和a2变化的图线中正确的是( )4.(提分单独考查)如图所示,用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M,长杆的一端放在地上通过铰链联结形成转轴,其端点恰好处于左侧滑轮正下方O点处,在杆的中点C处拴一细绳,绕过两个滑轮后挂上重物M.C点与O点距离为l.现在杆的另一端用力.使其逆时针匀速转动,由竖直位置以角速度ω缓缓转至水平位置(转过了90°角),此过程中下述说法中正确的是( )A.重物M做匀速直线运动B.重物M做匀变速直线运动C.重物M的最大速度是ωlD.重物M的速度先减小后增大5.我国于2011年9月29日成功发射“天宫一号”目标飞行器,同年11月1日,又发射“神舟八号”飞船,进行第一次无人交会对接试验.如图为二者运转轨迹图,A代表“天宫一号”,B代表“神舟八号”,虚线为各自的轨道.由此,可以判定( )A.“天宫一号”的运行速率大于“神舟八号”的运行速率B.“天宫一号”的周期小于“神舟八号”的周期C.“天宫一号”的向心加速度大于“神舟八号”的向心加速度D.“神舟八号”适度加速有可能与“天宫一号”实现对接二、双项选择题(本大题共5小题,每小题6分,共30分,每小题有两个选项符合题意)6.如图所示,在外力作用下某质点运动的v-t图象为正弦曲线.从图中可以判断( )A.在0~t1时间内,外力做正功B.在0~t1时间内,外力的功率逐渐增大C.在t2时刻,外力的功率最大D.在t1~t3时间内,外力做的总功为零7.(2012·天水模拟)如图所示,在光滑的水平面上有一物体M,M上有一光滑的半圆弧轨道,最低点为C,两端A、B一样高.现让小滑块m从A点静止下滑,则( )A.m不能到达M上的B点B.m从A到C的过程中M向左运动,m从C到B的过程中M向右运动C.m从A到B的过程中M一直向左运动,m到达B的瞬间,M速度为零D.M与m组成的系统机械能守恒,水平方向动量守恒8.一质量m=1 kg的物体在水平恒力F作用下沿水平面运动,1 s 末撤去恒力F,其v-t图象如图所示.则恒力F和物体所受阻力f的大小是( )A.F=8 NB.F=9 NC.f=2 ND.f=3 N9.如图所示,小车M静置于光滑水平面上,上表面粗糙且足够长,木块m以初速度v滑上小车的上表面,则( )A.m的最终速度为mv/(M+m)B.因小车上表面粗糙,故系统动量不守恒C.当m速度最小时,小车M的速度最大D.若小车上表面越粗糙,则系统因摩擦而产生的内能也越大10.如图所示,在升降机内固定一光滑的斜面体,一轻弹簧的一端连在位于斜面体上方的固定木板B上,另一端与质量为m的物块A相连,弹簧与斜面平行.整个系统由静止开始加速上升高度h的过程中( )A.物块A的重力势能增加量一定等于mghB.物块A的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的和C.物块A的机械能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的和D.物块A和弹簧组成系统的机械能增加量等于斜面对物块的支持力和B对弹簧拉力做功的和第Ⅱ卷(非选择题共50分)三、实验题(本大题共2小题,共12分)11.(6分)小明同学设计了一个实验来探究自行车的初速度与其克服阻力做功的关系.实验的主要步骤如下:①找一段平直的路面,并在路面上画一道起点线;②骑上自行车用较快速度驶过起点线,并从车把手处自由释放一团很容易辨别的橡皮泥;③车驶过起点线后就不再蹬自行车脚蹬,让车依靠惯性沿直线继续前进;④待车停下,记录自行车停下时的位置;⑤用卷尺量出起点线到橡皮泥落地点间的距离s、起点线到终点的距离L及车把手处离地高度h.假设自行车在行驶中所受的阻力为f并保持恒定.重力加速度为g,求:(1)自行车经过起点线时的速度v0=;(2)自行车经过起点线后克服阻力做功W=;(3)多次改变自行车经过起点线时的初速度,重复上述实验步骤若干次,则每次只需测量上述物理量中的和,就能通过数据分析达到实验目的.12.(6分)气垫导轨上有A、B两个滑块,开始时两个滑块静止,它们之间有一根被压缩的轻质弹簧,滑块间用绳子连接,如图甲所示,绳子烧断后,两个滑块向相反方向运动,图乙为它们运动过程的频闪照片,频闪的频率为10 Hz,由图可知:(1)A、B离开弹簧后,应该做运动,已知滑块A、B的质量分别为200 g、300 g,根据照片记录的信息,从图中可以看出闪光照片有明显与事实不相符合的地方是_______. (2)若不计此失误,分开后,A的动量大小为kg·m/s,B的动量大小为kg·m/s,本实验中得出“在实验误差允许范围内,两滑块组成的系统动量守恒”这一结论的依据是____________________________________________________________________________________________________________.四、计算题(本大题共4小题,共38分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)13. (8分)如图固定的U形滑板,滑板左端为半径R=0.6 m的1/4圆弧面,滑板右端为半径R=0.6 m的1/2圆弧面.A和D分别是圆弧的端点,BC段是长s=1 m表面粗糙的水平轨道,其余段表面光滑.小滑块P1和P2的质量均为m=1 kg.P2与BC面的动摩擦因数为μ=0.6.P2静止在粗糙面的B点,P1以v0=6 m/s的初速度从A点沿圆弧面自由滑下,与P2发生弹性碰撞后,P1恰好静止,P2经BC冲上CD圆弧从D点飞出.P1与P2视为质点,取g=10 m/s2.问:(1)小滑块P1和P2碰撞前瞬间P1的速度大小?(2)小滑块P1和P2碰撞后瞬间P2的速度大小?(3)经过D点时圆弧轨道对P2的弹力大小?14.(提分交汇考查)(8分)一质量m=0.5 kg的滑块以一定的初速度冲上一倾角θ=37°的足够长的斜面,某同学利用传感器测出了滑块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度,并用计算机作出了滑块上滑过程的v-t图象,如图所示.(最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10 m/s2)(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数;(2)判断滑块最后能否返回斜面底端.若能返回,求出返回斜面底端时的速度大小;若不能返回,求出滑块停在什么位置.15.(12分)小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动.当球某次运动到最低点时,绳突然断掉,球飞行水平距离d后落地.如图所示.已知握绳的手离地面高度为d ,手与球之间的绳长为34d ,重力加速度为g.忽略手的运动半径和空气阻力.(1)求绳断时球的速度大小v 1和球落地时的速度大小v 2;(2)问绳能承受的最大拉力多大? (3)改变绳长,使球重复上述运动,若绳仍在球运动到最低点时断掉,要使球抛出的水平距离最大,绳长应为多少?最大水平距离为多少?16.(提分交汇考查)(10分)如图所示,O 点为固定转轴,把一个长度为l 的细绳上端固定在O 点,细绳下端系一个质量为m 的小摆球,当小摆球处于静止状态时恰好与平台的右端点B 点接触,但无压力.一个质量为M 的小钢球沿着光滑的平台自左向右运动到B 点时与静止的小摆球m 发生正碰,碰撞后小摆球在绳的约束下做圆周运动,且恰好能够经过最高点A ,而小钢球M 做平抛运动落在水平地面上的C 点.测得B 、C 两点间的水平距离DC =s ,平台的高度为h ,不计空气阻力,本地的重力加速度为g ,请计算:(1)碰撞后小钢球M 做平抛运动的初速度大小;(2)小摆球m 经过最高点A 时的动能;(3)碰撞前小钢球M 在平台上向右运动的速度大小.答案解析1.【解析】选D.对比匀变速运动的位移公式x =v 0t +12at 2 可以知道:v 0=5 m/s ,a =2 m/s 2.第1 s 内的位移为6 m ,故A 错误.前2 s 内的平均速度v =5×2+222m/s =7 m/s ,故B 错误.相邻1 s 内位移差Δx =aT 2=2 m ,故C 错误.任意1 s 内的速度增量Δv =a ·Δt =2 m/s ,故D 正确.2.【解析】选B.对物块进行受力分析,正交分解得,F 1cos60°=μ(mg -F 1·sin60°);F 2cos30°=μ(mg +F 2·sin30°),再由F 1=F 2,解得μ=2- 3.故B 正确.3.【解析】选A.在m 2与m 1相对滑动前,F =kt =(m 1+m 2)a ,a 与t 成正比关系,a 1-t 关系图线的斜率为12k m m ,当m 1与m 2相对滑动后,m 1受的是21f F =μm 2g =m 1a 1,a 1=μm 2g m 1为一恒量,对m 2有F -μm 2g =m 2a 2,得a 2=kt m 2-μg ,斜率为k m 2,可知A 正确,B 、C 、D 错误. 4.【解析】选C.由题知,C 点的速度大小为v C =ωl ,设v C 与绳之间的夹角为θ,把v C 沿绳和垂直绳方向分解可得,v 绳=v C cos θ,在转动过程中θ先减小到零再反向增大,故v 绳先增大后减小,重物M 做变加速运动,其最大速度为ωl ,C 正确.5.【解析】选D.由题图知“天宫一号”的轨道半径大于“神舟八号”的轨道半径,由v =GM r 知A 错;由ω=2πT =GM r 3知B 错;由a =GM r2知C 错;“神舟八号”适度加速时将做离心运动,轨道半径增大,有可能与“天宫一号”实现对接,D 对.6.【解析】选A 、D.由v -t 图象可知,在0~t 1时间内,由于质点的速度增大,根据动能定理可知,外力对质点做正功,A 正确;在0~t 1时间内,因为质点的加速度减小,故所受的外力减小,由题图可知t 1时刻外力为零,故功率为零,因此外力的功率不是逐渐增大的,B 错误;在t 2时刻,由于质点的速度为零,故此时外力的功率最小,且为零,C 错误;在t 1~t 3时间内,因为质点的动能不变,故外力做的总功为零,D 正确.7.【解析】选C 、D.因系统水平方向不受外力,所以系统水平方向动量守恒,由于两个物体相互作用过程中,只有动能和重力势能发生转化,所以系统机械能守恒,m 能到达M 的B 点,故A 错,C 、D 正确;在m 从A 到C 的过程和从C 到B 的过程中,在水平方向m 均向右运动,所以M 一直向左运动,故B 错.8.【解析】选B 、D.由v-t 图象知,0~1 s 内a 1=6 m/s 2;1~3 s 内a 2=3 m/s 2.则有F -f =ma 1,f =ma 2,联立解得F =9 N ,f =3 N ,故B 、D 正确.9.【解析】选A 、C.木块和小车之间的摩擦力是系统内力,不影响系统动量守恒,故B 错误.根据动量守恒定律,mv =(M +m)v ′,可见A 、C 正确,再根据Q =12mv 2-12(M +m)v ′2可知,系统产生的内能与小车上表面粗糙程度无关,D 错误.10.【解析】选C 、D.由于斜面光滑,物块A 静止时弹簧弹力与斜面支持力的合力与重力平衡,当整个装置加速上升时,由牛顿第二定律可知物块A 受到的合力应向上,故弹簧伸长量增加,物块A 相对斜面下滑一段距离,上升高度小于h ,故选项A 错误;根据动能定理可知,物块A 动能的增加量应等于重力、支持力及弹簧弹力对其做功的代数和,故选项B 错误;物块A 机械能的增加量等于除重力以外的其他力对其做功的代数和,选项C 正确;物块A 和弹簧组成的系统机械能增加量等于除重力和弹簧弹力以外的其他力做功的代数和,故选项D 正确.11.【解析】(1)橡皮泥自由释放后做平抛运动,其初速度根据运动学公式可求得v 0=s t ,h =12gt 2,解得v 0=s g 2h;(2)自行车经过起点线后在阻力作用下做减速运动,克服阻力做功fL ;(3)综上所述,改变自行车初速度后只需测量橡皮泥落地点到起点线的距离s 、起点线到终点的距离L 即可,车把手处离地高度h 和自行车在行驶中所受的阻力f 是保持恒定的. 答案:(1)s g 2h(2)fL (3)s L 12.【解析】(1)A 、B 离开弹簧后因水平方向不再受外力作用,所以均做匀速直线运动,在离开弹簧前A 、B 均做加速运动,A 、B 两滑块的第一个间隔应该比后面匀速时相邻间隔的长度小.(2)周期T =1f =0.1 s ,v =s t,由题图知A 、B 匀速时速度分别为v A =0.09 m/s ,v B =0.06 m/s ,分开后A 、B 的动量大小为p A =p B =0.018 kg ·m/s ,方向相反,满足动量守恒,系统的总动量为0.答案:(1)匀速直线 A 、B 两滑块的第一个间隔(2)0.018 0.018 A 、B 两滑块作用前后总动量相等,均为013.【解析】(1)由动能定理得:mgR =12mv 2A -12mv 20 (2分) 代入数据解得碰撞前瞬间P 1的速度大小v A =4 3 m/s (1分)(2)由动量守恒得mv A =mv B解得v B =v A =4 3 m/s (2分)(3)P 2由B 到D 由动能定理得-μmgs -mg2R =12mv 2D -12mv 2B (1分) 在D 点对P 2由牛顿第二定律得:mg +F =mv 2D /R (1分)解得圆弧轨道对P 2的弹力F =10 N (1分)答案:(1)4 3 m/s (2)4 3 m/s (3)10 N14.【解析】(1)由图象可知,滑块的加速度a =v t =101.0m/s 2=10 m/s 2 (1分) 滑块冲上斜面过程中根据牛顿第二定律,有mgsin θ+μmgcos θ=ma (2分)代入数据解得μ=0.5 (1分)(2)滑块速度减小到零时,重力的下滑分力大于最大静摩擦力,能再下滑.由匀变速直线运动的规律,滑块向上运动的位移s =v 22a=5 m (1分) 滑块下滑过程中根据牛顿第二定律,有mgsin θ-μmgcos θ=ma 2,a 2=2 m/s 2 (2分) 由匀变速直线运动的规律,滑块返回底端的速度v ′=2a 2s =20 m/s =2 5 m/s (1分)答案:(1)0.5 (2)能回到斜面底端 2 5 m/s15.【解析】(1)设绳子断后球的飞行时间为t ,根据平抛运动规律,竖直方向d 4=12gt 2, 水平方向d =v 1t ,得v 1=2gd (2分)根据机械能守恒12mv 22=12mv 21+mg(1-34)d , 解得v 2=52gd. (2分) (2)设绳子能够承受的最大拉力为T ,球做圆周运动的半径为R =34d (1分)根据圆周运动向心力公式T -mg =m v 21R, 得T =113mg. (2分) (3)设绳子长为l ,绳子断时球的速度为v 3,T -mg =m 23v l,得v 3 (2分) 绳子断后球做平抛运动,竖直位移d -l ,水平位移为s ,时间为t 1,有d -l =12gt 21,s =v 3t 1,得s =分) 当l =d 2时, s 有极大值s max =233 d. (1分) 答案:(1)2gd 52gd (2)113mg (3)d 2 233d 16.【解析】(1)设M 做平抛运动的初速度是v ,s =vt ,h =12gt 2 (2分) 解得:v =s g 2h. (1分) (2)小摆球m 恰好经最高点A 时只受重力作用,mg =m v 2A l(2分) 小摆球经最高点A 时的动能为E A ;E A =12mv 2A =12mg l . (1分) (3)碰后小摆球m 做圆周运动时机械能守恒,12mv 2B =12mv 2A +2mg l (1分)v B 分) 设碰前M 的运动速度是v 0,M 与m 碰撞时系统的动量守恒Mv 0=Mv +mv B (1分) 解得:v 0=s g 2h +分)g 2h (2)12mg l (3)sg2h+答案:(1)s。

2014高考物理易错创新专题预测提分知识点优化解析8:机械能守恒定律及其应用(含详解)

2014高考物理易错创新专题预测提分知识点优化解析8:机械能守恒定律及其应用(含详解)

2014高考物理易错创新专题预测提分知识点优化解析8:机械能守恒定律及其应用(含详解)一、单项选择题(本大题共4小题,每小题6分,共24分,每小题只有一个选项符合题意) 1.如图所示,一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O 点,另一端系一小球.给小球一足够大的初速度,使小球在斜面上做圆周运动.在此过程中( ) A.小球的机械能守恒 B.重力对小球不做功 C.绳的张力对小球不做功D.在任何一段时间内,小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减小 2.如图所示,一匀质杆长为2r ,从图示位置由静止开始沿光滑面ABD 滑动,AB 是半径为r 的14圆弧,BD 为水平面.则当杆滑到BD位置时的速度大小为( ) A.gr2B.grC.2grD.2gr3.一个小孩在蹦床上做游戏,他从高处落到蹦床上后又被弹起到原高度,小孩从高处开始下落到弹起的整个过程中,他的运动速度v 随时间t 变化的图线如图所示,图中只有Oa 段和cd 段为直线.则根据该图线可知( )A.小孩在蹦床上的过程仅在t 1到t 3的时间内B.小孩在蹦床上的过程仅在t 1到t 5的时间内C.蹦床的弹性势能增大的过程在t 1到t 2的时间内D.蹦床的弹性势能增大的过程在t 1到t 5的时间内4.如图所示,将小球a 从地面以初速度v 0竖直上抛的同时,将另一相同质量的小球b 从距地面h 处由静止释放,两球恰在h2处相遇(不计空气阻力).则( )A.两球同时落地B.相遇时两球速度大小相等C.从开始运动到相遇,球a 动能的减少量等于球b 动能的增加量D.相遇后的任意时刻,重力对球a做功功率和对球b做功功率相等二、双项选择题(本大题共5小题,每小题8分,共40分,每小题有两个选项符合题意)5.一不计质量的直角形支架的两直角臂长度分别为2l和l,支架可绕水平固定轴O在竖直平面内无摩擦转动,支架臂的两端分别连接质量为m和2m的小球A和B,开始时OA臂处于水平位置,如图所示,由静止释放后,则可能的是( )A.OB臂能到达水平位置B.OB臂不能到达水平位置C.A、B两球的最大速度之比为v A∶v B=2∶1D.A、B两球的最大速度之比为v A∶v B=1∶26.(预测题)北京奥运会男子体操单杠决赛中,中国四川小将邹凯以高难度的动作和出色的发挥以16.20分夺得金牌,邹凯做“单臂大回环”时,用一只手抓住单杠,伸展身体,以单杠为轴做圆周运动.此过程中,运动员的重心到单杠的距离为R,忽略空气阻力,则下列说法正确的是( )A.运动员过最高点时,手臂所受弹力可以为零B.运动员过最高点时的最小速度是gRC.运动员过最低点时的最小速度是2gRD.运动员到达最低点时手臂受到的拉力至少为5mg7.(创新题)来自福建省体操队的运动员黄珊汕是第一位在奥运会上获得蹦床奖牌的中国选手.蹦床是一项好看又惊险的运动,如图所示为运动员在蹦床运动中完成某个动作的示意图,图中虚线PQ是弹性蹦床的原始位置,A为运动员抵达的最高点,B为运动员刚抵达蹦床时的位置,C为运动员抵达的最低点.不考虑空气阻力和运动员与蹦床作用时的机械能损失,A、B、C 三个位置运动员的速度分别是v A、v B、v C,机械能分别是E A、E B、E C,则它们的大小关系是( )A.v A<v B,v B>v CB.v A>v B,v B<v CC.E A =E B ,E B >E CD.E A >E B ,E B =E C8.如图所示,劲度系数为k 的轻质弹簧,一端系在竖直放置的半径为R 的圆环顶点P ,另一端系一质量为m 的小球,小球穿在圆环上做无摩擦的运动.设开始时小球置于A 点,弹簧处于自然状态,当小球运动到最低点时速率为v ,对圆环恰好没有压力.下列分析正确的是( ) A.从A 到B 的过程中,小球的机械能守恒 B.从A 到B 的过程中,小球的机械能减少 C.小球过B 点时,弹簧的弹力为mg +m v2RD.小球过B 点时,弹簧的弹力为mg +m v22R9.(易错题)如图所示,一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a 和b ,跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆C 和D 上,质量为m a 的a 球置于地面上,质量为m b 的b 球从水平位置静止释放.当b 球摆过的角度为90°时,a 球对地面压力刚好为零,下列结论正确的是( )A.m a ∶m b =3∶1B.m a ∶m b =2∶1C.若只将细杆D 水平向左移动少许,则当b 球摆过的角度为小于90°的某值时,a 球对地面的压力刚好为零D.若只将细杆D 水平向左移动少许,则当b 球摆过的角度仍为90°时,a 球对地面的压力刚好为零三、计算题(本大题共2小题,共36分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)10. (18分)如图所示,长为R 的轻绳,上端固定在O 点,下端连一质量为m 的小球,小球接近地面,处于静止状态.现给小球一沿水平方向的初速度v 0,小球开始在竖直平面内做圆周运动.设小球到达最高点时绳突然被剪断.已知小球最后落在离小球最初位置2R的地面上.求:(1)小球在最高点的速度v;(2)小球的初速度v0;(3)小球在最低点时对绳的拉力.11.(易错题)(18分)如图所示,粗糙弧形轨道和两个光滑半圆轨道组成翘尾巴的S形轨道.光滑半圆轨道半径为R,两个光滑半圆轨道连接处CD之间留有很小空隙,刚好能够使小球通过,CD之间距离可忽略.粗糙弧形轨道最高点A与水平面上B点之间的高度为h.从A点静止释放一个可视为质点的小球,小球沿翘尾巴的S形轨道运动后从E点水平飞出,落到水平地面上,落点到与E点在同一竖直线上B点的距离为s.已知小球质量m,不计空气阻力,求:(1)小球从E点水平飞出时的速度大小;(2)小球运动到半圆轨道的B点时对轨道的压力;(3)小球沿翘尾巴S形轨道运动时克服摩擦力做的功.答案解析1.【解析】选C.斜面粗糙,小球受到重力、支持力、摩擦力、绳子拉力,由于除重力做功外,摩擦力做负功,机械能减少,A、B错;绳子张力总是与运动方向垂直,故不做功,C对;小球动能的变化等于合外力做功,即重力与摩擦力做的功,D错.2.【解析】选B.虽然杆在下滑过程中有转动发生,但初始状态静止,末状态匀速平动,整个过程无机械能损失,故由机械能守恒定律得:12mv 2=ΔE p =mg r 2解得:v =gr.故B 正确.3.【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)小孩在落到蹦床前和弹离蹦床后均做匀变速直线运动. (2)小孩接触蹦床后,速度为零之前,蹦床的弹性势能一直增大.【解析】选B.t 1时刻开始小孩的加速度开始变化,说明小孩此时开始与蹦床接触,t 5时刻以后小孩的加速度与0~t 1时间相同,说明t 5时刻开始小孩离开蹦床,故A 错误,B 正确;t 3时刻小孩的速度为零,此时小孩运动到最低点,蹦床的弹性势能最大,故弹性势能增大的过程在t 1到t 3时间内,C 、D 均错误.4.【解析】选C.设两球释放后经过时间t 相遇,因它们的位移大小相等,故有v 0t -12gt 2=12gt 2,得v 0=gt ,这表明相遇时a 球的速度为零,根据竖直上抛运动的对称性可知a 球从抛出至落地时间为2t ,而b 球的落地时间小于2t ,选项A 、B 错误;从开始到相遇,a 球的机械能守恒,a 球的动能减少量等于mgh/2;b 球的机械能守恒,b 球的动能增加量等于mgh/2,选项C 正确;相遇后的任意时刻,a 、b 球的速度均不相等,重力大小相同,所以重力的功率不相等,选项D 错误.5.【解析】选A 、C.当OB 臂到达水平位置时,质量为m 的小球重力势能减少2mg l ,质量为2m 的小球重力势能增加2mg l ,根据机械能守恒,可知这是可能的,所以A 正确,B 错误;两个小球转动的角速度ω相同,根据v =ωR 可知,A 、B 两球的最大速度之比为v A ∶v B =2∶1,故C 正确,D 错误.6.【解析】选A 、D.运动员做“单臂大回环”的运动可视为“杆模型”,故过最高点时,手臂所受弹力可以为零,A 对;手臂所受弹力与重力相等时,此时速度最小为零,B 错;对运动员从最高点到最低点的过程进行分析,由机械能守恒定律得:mg ·2R =12mv 2,又由最低点的牛顿第二定律得:T -mg =m v2R,联立两式得v =2gR ,T =5mg ,C 错,D 对.7.【解析】选A 、C.对运动员从A 到B 的运动过程,只有重力做功,机械能守恒,即E A =E B ,且重力做正功,动能增加,即v B >v A ;运动员从B 到C 运动过程中,蹦床弹力对其做负功,故其机械能减小,即E B >E C ,因C 点为最低点即v C =0,故v B >v C ,综上所述,本题选A 、C. 8.【解析】选B 、C.从A 到B 的过程中,因弹簧对小球做负功,小球的机械能将减少,A 错误,B 正确;在B 点对小球应用牛顿第二定律可得:F B -mg =m v 2R ,解得F B =mg +m v2R,C 正确,D 错误.【变式备选】重10 N 的滑块在倾角为30°的斜面上,从a 点由静止下滑,到b 点接触到一个轻弹簧,滑块压缩弹簧到c 点开始弹回,返回b 点离开弹簧,最后又回到a 点,已知ab =1 m ,bc =0.2 m ,那么在整个过程中,下列选项不正确的是( ) A.滑块动能的最大值是6 J B.弹簧弹性势能的最大值是6 JC.从c 到b 弹簧的弹力对滑块做的功是6 JD.整个过程系统机械能守恒【解析】选A.滑块和弹簧组成的系统,在滑块的整个运动过程中,只发生动能、重力势能和弹性势能之间的相互转化,系统的机械能守恒,D 正确;滑块从a 到c ,重力势能减小了mg ac sin30°=6 J ,全部转化为弹簧的弹性势能,A 错误,B 正确;从c 到b 弹簧恢复原长,通过弹簧的弹力对滑块做功,将6 J 的弹性势能全部转化为滑块的机械能,C 正确.9.【解析】选A 、D.设Db 段绳长为L ,则b 球摆至最低点时,12m b v 2b =m b gL ,T -m b g =m b v 2bL ,可得:T =3m b g ,因此时a 球对地面压力刚好为零,可得:T =m a g ,故有:m a ∶m b =3∶1,A 正确,B 错误;若细杆D 水平向左移动少许,使L 变大,但并不影响绳的拉力T 的大小,仍然有T =3m b g =m a g ,故当b 球摆过的角度为90°时,a 球对地面的压力刚好为零,C 错误,D 正确. 10.【解析】(1)小球做平抛运动:在水平方向有:2R =vt (2分) 在竖直方向有:2R =12gt 2(2分)解得: v =gR (2分) (2)根据机械能守恒定律有:12mv 20=mg ·2R +12mv 2 (3分) 解得:v 0=5gR (2分) (3)对小球在最低点时:F -mg =m v 2R (3分)解得:F =6mg (2分) 由牛顿第三定律得:球对绳子的拉力为6mg ,方向向下 (2分)答案:(1)gR (2)5gR (3)6mg ,方向向下 【总结提升】机械能守恒定律应用三要点(1)正确选取研究对象,必须明确机械能守恒定律针对的是一个系统,而不是单个物体. (2)灵活选取零势能位置,重力势能常选最低点或物体的初始位置为零势能位置,弹性势能选弹簧原长为零势能位置.(3)运用机械能守恒定律解题的关键在于确定“一个过程”和“两个状态”.所谓“一个过程”是指研究对象所经历的力学过程,了解研究对象在此过程中的受力情况以及各力的做功情况;“两个状态”是指研究对象在此过程中的开始和结束时所处的状态,找出研究对象分别在初状态和末状态的动能和势能.11.【解析】(1)小球从E 点水平飞出做平抛运动,设小球从E 点水平飞出时的速度大小为v E ,由平抛运动规律,s =v E t,4R =12gt 2联立解得v E =s42gR(4分) (2)小球从B 点运动到E 点的过程,机械能守恒12mv 2B =mg4R +12mv 2E (3分) 解得v 2B=8gR +s 2g 8R在B 点F -mg =m v 2BR (3分)得F =9mg +mgs28R2 (2分)由牛顿第三定律可知小球运动到B 点时对轨道的压力为F ′=9mg +mgs28R 2,方向竖直向下.(2分)(3)设小球沿翘尾巴的S 形轨道运动时克服摩擦力做的功为W ,则mg(h -4R)-W =12mv 2E得W =mg(h -4R)-mgs216R (4分)答案:(1)s42g R (2)9mg +mgs28R2,方向竖直向下 (3)mg(h -4R)-mgs216R。

2014高考物理易错创新专题预测提分知识点优化解析22:电磁感应规律的综合应用2(含详解)

2014高考物理易错创新专题预测提分知识点优化解析22:电磁感应规律的综合应用2(含详解)

2014高考物理易错创新专题预测提分知识点优化解析22电磁感应规律的综合应用2(含详解)一、单项选择题(本大题共4小题,每小题6分,共24分,每小题只有一个选项符合题意)1.水平放置的金属框架cdef处于如图所示的匀强磁场中,金属棒ab处于粗糙的框架上且接触良好,从某时刻开始,磁感应强度均匀增大,金属棒ab始终保持静止,则( )A.ab中电流增大,ab棒所受摩擦力增大B.ab中电流不变,ab棒所受摩擦力不变C.ab中电流不变,ab棒所受摩擦力增大D.ab中电流增大,ab棒所受摩擦力不变2.如图所示,水平光滑的平行金属导轨,左端接有电阻R,匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内,质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置.今使棒以一定的初速度v0向右运动,当其通过位置a、b时,速率分别为v a、v b,到位置c时棒刚好静止,设导轨与棒的电阻均不计,a到b与b到c的间距相等,则金属棒在由a到b和由b到c的两个过程中( )A.回路中产生的内能相等B.棒运动的加速度相等C.安培力做功相等D.通过棒横截面积的电荷量相等3.(易错题)如图所示,在一均匀磁场中有一U形导线框abcd,线框处于水平面内,磁场与线框平面垂直,R为一电阻,ef为垂直于ab的一根导体杆,它可在ab、cd上无摩擦地滑动.杆ef及线框中导线的电阻都可不计.开始时,给ef一个向右的初速度,则( )A.ef将减速向右运动,但不是匀减速B.ef将匀减速向右运动,最后停止C.ef将匀速向右运动D.ef将往返运动4.如图所示,正方形导线框abcd的边长为L=10 cm,线框平面位于竖直平面内,上下两边处于水平状态.当它从某高处落下时通过一匀强磁场,磁场方向垂直于线框平面,线框的ab 边刚进入磁场时,由于安培力的作用使得线框恰能匀速运动.已知磁场的宽度h =4L ,线框刚进入磁场时的速度v 0=2.5 m/s.那么若以向下为力的正方向,则线框通过磁场区域过程中所受安培力的图象是以下四图中的( )二、双项选择题(本大题共5小题,每小题8分,共40分,每小题有两个选项符合题意)5.(易错题)如图所示,光滑的“”形金属导体框竖直放置,质量为m 的金属棒MN 与框架接触良好.磁感应强度分别为B 1、B 2的有界匀强磁场方向相反,但均垂直于框架平面,分别处于abcd 和cdef 区域.现从图示位置由静止释放金属棒MN ,当金属棒刚进入磁场B 1区域时,恰好做匀速运动.以下说法正确的是( )A.若B 2=B 1,金属棒进入B 2区域后将加速下滑B.若B 2=B 1,金属棒进入B 2区域后仍将保持匀速下滑C.若B 2<B 1,金属棒进入B 2区域后可能先加速后匀速下滑D.若B 2>B 1,金属棒进入B 2区域后可能先匀减速后匀速下滑6.(预测题)如图所示,平行金属导轨与水平面间的倾角为θ,导轨电阻不计,与阻值为R 的定值电阻相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面,磁感应强度为B.有一质量为m 长为l 的导体棒从ab 位置获得平行斜面的大小为v 的初速度向上运动,最远到达a′b′的位置,滑行的距离为s ,导体棒的电阻也为R ,与导轨之间的动摩擦因数为μ.则( )A.上滑过程中导体棒受到的最大安培力为22B v RlB.上滑过程中电流做功发出的热量为12mv 2-mgs(sin θ+μcos θ) C.上滑过程中导体棒克服安培力做的功为12mv 2 D.上滑过程中导体棒损失的机械能为12mv 2-mgssin θ 7.如图所示,竖直平面内的虚线上方是一匀强磁场B ,从虚线下方竖直上抛一正方形线圈,线圈越过虚线进入磁场,最后又落回原处,运动过程中线圈平面保持在竖直平面内,不计空气阻力,则( )A.上升过程克服磁场力做的功大于下降过程克服磁场力做的功B.上升过程克服磁场力做的功等于下降过程克服磁场力做的功C.上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率D.上升过程克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率8.(创新题)一导线弯成如图所示的闭合线圈,以速度v 向左匀速进入磁感应强度为B 的匀强磁场,磁场方向垂直平面向外.线圈总电阻为R ,从线圈进入磁场开始到完全进入磁场为止,下列结论正确的是( )A.感应电流一直沿顺时针方向B.线圈受到的安培力先增大,后减小C.感应电动势的最大值E =BrvD.穿过线圈某个横截面的电荷量为B(r 2+πr 2)R9.如图甲所示,竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B 0=0.5 T ,并且以ΔB Δt=0.1 T/s 的变化率均匀增加.图象如图乙所示,水平放置的导轨不计电阻,不计摩擦阻力,宽度L =0.5 m ,在导轨上放着一金属棒MN,电阻R0=0.1 Ω,并且水平细线通过定滑轮悬吊着质量M=0.2 kg的重物.导轨上的定值电阻R=0.4 Ω,与P、Q端点相连组成回路.又知PN长d=0.8 m.在重物被拉起的过程中,下列说法中正确的是( )A.电流的方向由P到QB.电流的大小为0.1 AC.从磁感应强度为B0开始计时,经过495 s的时间,金属棒MN恰能将重物拉起D.电阻R上产生的热量约为16 J三、计算题(本大题共2小题,共36分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)10. (16分)如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l=0.5 m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角.完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒质量均为m=0.02 kg,电阻均为R=0.1 Ω,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.2 T,棒ab在平行于导轨向上的力F作用下,沿导轨向上匀速运动,而棒cd恰好能够保持静止.取g=10 m/s2,问:(1)通过棒cd的电流I是多少,方向如何?(2)棒ab 受到的力F 多大?(3)棒cd 每产生Q =0.1 J 的热量,力F 做的功W 是多少?11. (20分)如图所示,MN 与PQ 是两条水平放置彼此平行的金属导轨,质量m =0.2 kg ,电阻r =0.5 Ω的金属杆ab 垂直跨接在导轨上,匀强磁场的磁感线垂直于导轨平面,导轨左端接阻值R =2 Ω的电阻,理想电压表并接在R 两端,导轨电阻不计.t =0时刻ab 受水平拉力F 的作用后由静止开始向右做匀加速运动,ab 与导轨间的动摩擦因数μ=0.2.第4 s 末,ab 杆的速度为v =1 m/s ,电压表示数U =0.4 V.取重力加速度g =10 m/s 2.(1)在第4 s 末,ab 杆产生的感应电动势和受到的安培力各为多大?(2)若第4 s 末以后,ab 杆做匀速运动,则在匀速运动阶段的拉力为多大?整个过程拉力的最大值为多大?(3)若第4 s 末以后,拉力的功率保持不变,ab 杆能达到的最大速度为多大?答案解析1.【解析】选C.由法拉第电磁感应定律E =ΔΦΔt =ΔB Δt·S 知,磁感应强度均匀增大,则ab 中感应电动势和电流不变,由F f =F 安=BIL 知摩擦力增大,选项C 正确.2.【解析】选D.棒由a 到b 再到c 的过程中,速度逐渐减小.根据E =B l v ,E 减小,故I 减小.再根据F =BI l ,安培力减小,根据F =ma ,加速度减小,B 错误.由于a 与b 、b 与c 间距相等,故从a 到b 安培力做的功大于从b 到c 安培力做的功,故A 、C 错误.再根据平均感应电动势E=ΔΦΔt =B ΔS Δt ,I =E R,q = I Δt 得q =B ΔS R,故D 正确. 3.【解析】选A.给ef 一个向右的初速度,则ef 产生感应电动势,回路形成电流.同时,ef受安培力而减速,随着ef 减速,回路电流减小,安培力减小.因此,ef 将减速向右运动,但不是匀减速.故选A.4.【解析】选B.ab 边刚进入磁场时安培力等于重力且方向向上,故A 、D 错误;线框全部进入磁场后,线框中无感应电流,且向下做加速运动,当线框从下边离开磁场时将做减速运动,安培力逐渐减小且方向向上,故C 错误,B 正确.5. 【解析】选B 、C.当金属棒刚进入磁场B 1区域时,做匀速运动,故mg =F =221B v Rl ,金属棒进入B 2区域后,若B 2=B 1,有mg =222B v R l ,仍匀速下滑;若B 2<B 1,有mg >222B v Rl ,棒可能加速下滑或先加速下滑后匀速下滑;若B 2>B 1,有mg <222B v Rl ,棒可能减速下滑或先减速下滑后匀速下滑,但金属棒MN 不能做匀减速下滑,故B 、C 正确.6.【解析】选B 、D.电路中总电阻为2R ,故最大安培力的数值为22B v 2Rl ,故A 错误;由能量守恒定律可知:导体棒动能减少的数值应该等于导体棒重力势能的增加量以及克服安培力做功产生的电热和克服摩擦阻力做功产生的内能,其公式表示为:12mv 2=mgssin θ+μmgscos θ+Q 电热,则有:Q 电热=12mv 2-(mgssin θ+μmgscos θ),即为安培力做的功,B 正确、C 错误;导体棒损失的机械能即为安培力和摩擦力做功的和,W 损失=12mv 2-mgssin θ,D 正确. 7.【解析】选A 、C.线圈上升过程中,加速度增大且在减速,下降过程中,运动情况比较复杂,有加速、减速或匀速等,把上升过程看做反向的加速,可以比较当运动到同一位置时,线圈速度都比下降过程中相应的速度要大,可以得到结论:上升过程中克服安培力做功多;上升过程时间短,故正确选项为A 、C.8.【解析】选A 、B.在闭合线圈进入磁场的过程中,通过闭合线圈的磁通量逐渐增大,根据楞次定律可知感应电流的方向一直为顺时针方向,A 正确;导体切割磁感线的有效长度先变大后变小,感应电流先变大后变小,安培力也先变大后变小,B 正确;导体切割磁感线的有效长度最大值为2r ,感应电动势最大为E =2Brv ,C 错误;穿过线圈某个横截面的电荷量为Q =ΔΦR=B(r 2+π2r 2)R,D 错误.9.【解题指南】解答本题应注意以下三点:(1)根据楞次定律判断感应电流的方向,应用法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小.(2)在计算导体棒MN 所受安培力时,应注意磁感应强度B 的变化.(3)由Q =I 2Rt 计算产生的热量.【解析】选A 、C.根据楞次定律可知电流方向从M →N →P →Q →M ,故A 对;电流大小I =ΔB ·S Δt(R 0+R)=0.1×0.8×0.50.1+0.4A =0.08 A ,故B 错;要恰好把质量M = 0.2 kg 的重物拉起,则F 安=T =Mg =2 N ,B ′=Mg IL =20.08×0.5 T =50 T.B ′=B 0+ΔB Δt·t =0.5+0.1t ,解得t =495 s ,故C 对;电阻R 上产生的热量Q =I 2Rt ,故Q =(0.08)2×0.4×495 J =1.27 J ,故D 错.【变式备选】(双选)(2012·泰州模拟)如图所示,电阻为R ,导线电阻均可忽略,ef 是一电阻可不计的水平放置的导体棒,质量为m ,棒的两端分别与ab 、cd 保持良好接触,又能沿足够长的框架无摩擦下滑,整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中,当导体棒ef 从静止下滑一段时间后闭合开关S ,则S 闭合后( )A.导体棒ef 的加速度可能大于gB.导体棒ef 的加速度一定小于gC.导体棒ef 最终速度随S 闭合时刻的不同而不同D.导体棒ef 的机械能与回路内产生的电能之和一定守恒【解析】选A 、D.开关闭合前,导体棒只受重力而加速下滑,闭合开关时有一定的初速度v 0,若此时F 安>mg ,则F 安-mg =ma.若F 安<mg ,则mg -F 安=ma ,因为F 安的大小不确定,所以导体棒ef 的加速度可能大于g 、小于g 、等于g ,故A 正确,B 错误.无论闭合开关时初速度多大,导体棒最终的安培力应和重力平衡,故C 错误.根据能量守恒定律知,D 正确.10. 【解析】(1)棒cd 受到的安培力为F cd =I l B ①(2分)棒cd 在共点力作用下平衡,则F cd =mgsin30° ②(2分)由①②式代入数值得:I =1 A ③(1分)根据楞次定律可知,棒cd 中电流方向由d 至c. ④(1分)(2)棒ab 与棒cd 受到的安培力大小相等,F ab =F cd (1分) 对棒ab ,由共点力平衡条件得:F =mgsin30°+I l B ⑤(2分)代入数据解得:F =0.2 N ⑥(1分)(3)设在时间t 内棒cd 产生Q =0.1 J 热量,由焦耳定律知Q =I 2Rt ⑦(1分)设棒ab 匀速运动的速度大小为v ,其产生的感应电动势E =B l v ⑧(1分)由闭合电路欧姆定律可知I =E 2R⑨(1分) 根据运动学公式可知,在时间t 内,棒ab 沿导轨的位移x =vt ⑩(1分)则力F 做的功W =Fx联立以上各式,代入数值解得:W =0.4 J(2分)答案:(1)1 A 方向由d 至c(2)0.2 N (3)0.4 J 【总结提升】电磁感应中力、电、能综合问题的理解思路(1)认真审题,弄清题目给出的情景和运动过程的关键状态.(2)明确等效电源,画出等效电路,进行电路的分析并列式.(3)确定研究对象并进行受力分析,画出受力示意图.(4)写出安培力的表达式,抓住关键状态列出牛顿运动定律的表达式.(5)确定研究过程,明确安培力做功与电路中电能的转化关系,列出动能定理的表达式.(6)联立方程进行求解.11. 【解析】(1)4 s 末的感应电流:I =U R =0.42A =0.2 A (2分) 电动势:E =I(R +r)=0.5 V (2分)由E =BLv 得BL =E v =0.51T ·m =0.5 T ·m (2分) 4 s 末ab 受的安培力:F 安=BIL =0.1 N (2分)(2)匀速阶段,ab 受力平衡拉力F =μmg +F 安=0.5 N (2分) 加速到第4 s 末时拉力最大,F max =F 安+μmg +m ·Δv Δt=0.55 N (2分) (3)若第4 s 末开始,拉力的功率不变,此时P =F max ·v =0.55×1 W =0.55 W (2分) 设ab 的最大速度为v m ,此时的拉力为F ′,则P =F ′·v m =(μmg +22m B L vR r +)v m(2分) 代入数据:(0.2×0.2×10+2m0.5v 20.5+)v m =0.55 W (2分) 解得v m =1.08 m/s (2分) 答案:(1)0.5 V 0.1 N (2)0.5 N 0.55 N(3)1.08 m/s。

高考物理 热点题型和提分秘籍 专题2.1 重力 弹力 摩擦力(含解析)-人教版高三全册物理试题

高考物理 热点题型和提分秘籍 专题2.1 重力 弹力 摩擦力(含解析)-人教版高三全册物理试题

专题2.1 重力弹力摩擦力【高频考点解读】1.掌握重力的大小、方向与重心的概念.2.掌握弹力的有无、方向的判断与大小的计算的根本方法.3.掌握胡克定律.4.会判断摩擦力的大小和方向.5.会计算摩擦力的大小.阿【热点题型】题型一弹力的有无与方向判断例1.如图2­1­2所示,一个球形物体静止于光滑水平面上,并与竖直光滑墙壁接触,A、B两点是球跟墙和地面的接触点,如此如下说法中正确的答案是( )图2­1­2A.物体受重力、B点的支持力、A点的弹力作用B.物体受重力、B点的支持力作用C.物体受重力、B点的支持力、地面的弹力作用D.物体受重力、B点的支持力、物体对地面的压力作用【提分秘籍】1.弹力有无的判断“四法〞(1)条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。

此方法多用来判断形变较明显的情况。

(2)假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,假设运动状态不变,如此此处不存在弹力;假设运动状态改变,如此此处一定有弹力。

(3)状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在。

(4)替换法:可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换,看能否发生形态的变化,假设发生形变,如此此处一定有弹力。

2.弹力方向确实定图2­1­1【举一反三】图2­1­3的四个图中,AB、BC均为轻质杆,各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接,两杆都在B处由铰链连接,且系统均处于静止状态。

现用等长的轻绳来代替轻杆,能保持平衡的是( )图2­1­3A.图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丙B.图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁C.图中的BC杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁D.图中的BC杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丁解析:选B 如果杆端受拉力作用,可以用与之等长的轻绳代替,如果杆端受压力作用,如此不可用等长的轻绳代替,如图中甲、丙、丁中的AB杆均受拉力作用,而甲、乙、丁中的BC杆均受沿杆的压力作用,故A、C、D均错误,B正确。

2014届高三物理一轮复习典型题详解: 重力 弹力 摩擦力.pdf

2014届高三物理一轮复习典型题详解: 重力 弹力 摩擦力.pdf

重力 弹力 摩擦力 1.重力 (1)产生:由于地球的吸引而使物体受到的力。

(2)大小:与物体的质量成正比,即G=mg。

可用弹簧测力计测量重力。

(3)方向:总是竖直向下。

(4)重心:其位置与其质量分布和形状有关。

2.弹力 (1)定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力。

(2)产生的条件: 物体间直接接触; 接触处发生弹性形变。

(3)方向:总是与物体形变的方向相反。

(4)大小——胡克定律: 内容:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。

表达式:F=kx。

k是弹簧的劲度系数,由弹簧自身的性质决定,单位是牛顿每米,用符号N/m表示。

x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度。

判断弹力有无的四种方法条件法根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。

此方法多用来判断形变较明显的情况。

假设法对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力,若运动状态改变,则此处一定有弹力。

状态法根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在。

替换法可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换,看能否维持原来的力学状态。

2.判断弹力方向的方法 (1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断。

(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向。

3.计算弹力大小的三种方法 (1)根据胡克定律进行求解。

(2)根据力的平衡条件进行求解。

(3)根据牛顿第二定律进行求解。

1.如图2-1-1所示,小车内有一固定光滑斜面,一个小球通过细绳与车顶相连,细绳始终保持竖直。

关于小球的受力情况,下列说法正确的是( ) 图2-1-1 A.若小车静止,绳对小球的拉力可能为零 B.若小车静止,斜面对小球的支持力一定为零 C.若小车向右运动,小球一定受两个力的作用 D.若小车向右运动,小球一定受三个力的作用 解析:选B 若小车静止,小球受力平衡,则小球只受两个力作用,即重力和细绳拉力,A错,B对;若小车向右匀速运动,则小球受力平衡,斜面对小球的支持力为零;小球不可能向右加速运动;若小球向右减速运动,则加速度水平向左,斜面对小球有支持力,小球共受三个力作用,选项C、D错。

易错点03-重力-弹力-摩擦力-受力分析及解析

易错点03 重力 弹力 摩擦力 受力分析易错总结1.产生弹力的条件之一是两物体相互接触,但相互接触的物体间不一定存在弹力。

(产生弹力的条件是两物体接触并有形变)2.某个物体受到的弹力作用,不是由这个物体的形变产生的,而是由施加这个弹力的物体的形变产生的。

3,压力或支持力的方向总是垂直于接触面,与物体的重心位置无关。

4,胡克定律公式x k F ∆=中的x ∆是弹簧伸长或缩短的长度,不是弹簧的总长度,也不是弹簧原长。

5.在弹簧测力计两端同时施加等大反向的力,测力计示数的大小等于它一端受力的大小,而不是两端受力之和,更不是两端受力之差。

6·杆的弹力方向不一定沿杆。

(可转动的杆的弹力方向沿杆,固定的杆的弹力方向不一定沿杆。

)7、摩擦力的作用效果既可充当阻力,也可充当 动力。

8.滑动摩擦力只与4和N 有关,与接触面的大小和物体的运动状态无关。

只有发生相对运动的物体才可能受滑动摩擦力。

9.各种摩擦力的方向与物体的运动方向无关,与相对运动方向或相对运动趋势方向相反。

10,最大静摩擦力与接触面和正压力有关,静摩擦力与压力无关。

11,摩擦力:设摩擦角为ϕ, μϕ==NF F maxtan 12.斜抛运动最高点物体速度的竖直分量等于零,而物体速度不等于零,而等于其水平分速度。

(水平方向上满足运动量守恒)⎪⎩⎪⎨⎧<>=物体静止时物体向下时物体静止时 tan tan tan μθμθμθ 13.斜抛运动轨迹具有对称性。

14,在研究弹簧形变时,用当前长度与原长做差才是形变量。

15. (1)活动杆 静止时杆的力沿杆绳AC 在分析受力时视为AO 、OC 两根绳(2)固定杆静止时杆的力无法确定 绳AC 在分析受力时视为一根绳16,合力不一定大于分力、分力不一定小于合力。

17三个力的合力最大值是三个力的数值之和,最小值不一定是三个力的数值之差,要先判断是否为零。

18,两个力合成一个力的结果是唯一的,一个力分解为两个力的情况不唯一,可以有多种分解方式,一般以力的实际作用效果分解。

重力弹力摩擦力知识点

重力弹力摩擦力知识点在我们的日常生活中,力的现象无处不在。

而重力、弹力和摩擦力作为三种常见的力,对我们理解物体的运动和相互作用起着至关重要的作用。

接下来,让我们一起深入了解一下这三种力的相关知识。

一、重力重力,也被称为万有引力,是指地球对物体的吸引力。

我们常说的物体的重量,实际上就是重力的大小。

重力的大小与物体的质量成正比,与物体所处位置到地心的距离的平方成反比。

其计算公式为:G = mg,其中 G 表示重力,m 表示物体的质量,g 是重力加速度,在地球表面,g 约等于 98 米每秒平方。

这意味着,质量越大的物体,受到的重力就越大。

比如,一个成年人的质量比一个小孩大,所以成年人受到的重力也更大。

重力的方向总是竖直向下的。

无论物体处于何种状态,是静止还是运动,重力的方向都不会改变。

正是因为重力的方向竖直向下,我们在建筑施工中,铅垂线被广泛用于确定垂直方向。

重力的作用点被称为重心。

对于质量分布均匀、形状规则的物体,其重心就在几何中心上。

例如,均匀球体的重心就在球心。

但对于质量分布不均匀或者形状不规则的物体,其重心的位置就需要通过悬挂法等实验方法来确定。

二、弹力当物体发生弹性形变时,会产生一种力图恢复原状的力,这就是弹力。

生活中常见的弹力有很多,比如弹簧的弹力、橡皮筋的弹力、桌面支持物体的力等。

弹力的大小与物体的弹性形变程度有关,形变越大,弹力越大。

但需要注意的是,弹力是有一定限度的,超过这个限度,物体就无法恢复原状,这个限度被称为弹性限度。

例如,弹簧在弹性限度内,拉伸或压缩的长度越大,弹力就越大。

而当超过弹性限度时,弹簧可能就无法恢复原状了。

弹力的方向总是与物体发生形变的方向相反。

比如,放在桌面上的物体受到桌面的支持力,这个支持力就是弹力,其方向垂直于桌面向上,因为桌面受到物体的压力而向下发生了微小的形变,所以产生的支持力向上。

三、摩擦力摩擦力是阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力。

摩擦力分为静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。

高考物理一轮复习讲义 第1讲 重力 弹力 摩擦力

2014高考物理(人教)一轮复习讲义第1讲重力弹力摩擦力第1讲重力弹力摩擦力一、对力的认识1.定义:物体与物体之间的相互作用.2.三要素:力的大小、方向和作用点.3.力的作用效果(1)改变物体的运动状态.(2)使物体发生形变.4.力的性质(1)物质性(2)相互性(3)矢量性(4)独立性二、重力三、弹力1.定义:发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用.2.产生条件(1)物体相互接触.(2)物体发生弹性形变.3.方向:弹力的方向总是与产生弹力的物体形变的方向相反.4.大小(1)胡克定律:弹簧类弹力在弹性限度内遵守F=kx.(2)非弹簧类弹力的大小应由平衡条件或牛顿第二定律求解.四、摩擦力名称项目静摩擦力滑动摩擦力定义两个相对静止的物体间的摩擦力两个相对运动的物体间的摩擦力产生条件(1)接触面粗糙(2)接触处有压力(3)两物体间有相对运动趋势(1)接触面粗糙(2)接触处有压力(3)两物体间有相对运动大小、方向大小:0<F f≤F f m方向:与受力物体相对运动趋势的方向相反大小:F f=μF N方向:与受力物体相对运动的方向相反作用效果总是阻碍物体间的相对运动趋势总是阻碍物体间的相对运动(1)接触面处有摩擦力时一定有弹力,且弹力与摩擦力的方向总垂直,反之不一定成立.(2)“F f=μF N”中F N“并不一定等于物体的重力”(3)“阻碍”是指阻碍研究对象与其接触的物体间的相对运动,但并不一定阻碍物体的运动.1.下列关于重力的说法中正确的是( )A.由G=mg可知,物体的质量与重力成正比B.同一物体在地球上各处重力相同C.重力就是地球对物体的吸引力,其方向必定指向地心D.重力的大小不是总等于竖直测力计对物体的拉力解析:质量是物体所含物质的多少,是物体本身固有的属性,与重力大小无关,选项A 错误;同一物体在地球上的不同位置,重力大小略有差别,方向也不相同,选项B错误;重力是由于地球对物体的吸引而产生的,其大小一般小于地球对物体的吸引力,方向是竖直向下而非指向地心,选项C错误;用测力计竖直悬挂物体,只有当物体处于静止(或匀速直线运动)状态时,测力计的读数才等于物体的重力的大小,选项D正确.答案: D2.一辆汽车停在水平地面上,下列说法中正确的是( )A.地面受到了向下的弹力,是因为地面发生了弹性形变;汽车没有发生形变,所以汽车不受弹力B.地面受到了向下的弹力,是因为地面发生了弹性形变;汽车受到了向上的弹力,是因为汽车发生了弹性形变C.汽车受到向上的弹力,是因为地面发生了弹性形变;地面受到向下的弹力,是因为汽车发生了弹性形变D.以上说法都不对解析:答案: C3.(2013·湖北孝感市模拟)下列说法正确的是( )A.摩擦力的大小一定与该处压力的大小成正比B.压力发生变化时,该处摩擦力可能不变C.摩擦力的方向与该处压力的方向可能不垂直D.摩擦力的方向不是与物体运动方向相同,就是与物体运动方向相反解析:静摩擦力的大小与该处的正压力没有直接关系,选项A错误、B正确;摩擦力的方向与接触面相切,弹力方向与接触面垂直,故摩擦力方向一定与弹力方向垂直,选项C错误;水平匀速旋转的转盘上的物体受到的摩擦力与运动方向垂直,所以选项D错误.答案: B4.如图甲所示,小孩用80 N的水平力推木箱不动,木箱此时受到水平地面的摩擦力大小为F1;如图乙所示,小孩把木箱推动了,此时木箱与水平地面间摩擦力大小为F2,若木箱对水平地面的压力大小为200 N,木箱与水平地面间的动摩擦因数为0.45,则F1、F2的大小分别为( )A.90 N、80 N B.80 N、45 NC.80 N、90 N D.90 N、90 N解析:甲图是静摩擦力,由平衡条件得:F1=80 N,乙图是滑动摩擦力,由F f=μF N得F f=0.45×200 N=90 N,故选项C正确.答案: C5.如图所示的装置中,小球的质量均相同,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽略不计,平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3,其大小关系是( )A.F1=F2=F3 B.F1=F2<F3C.F1=F3>F2 D.F3>F1>F2解析:第一个图中,以弹簧下面的小球为研究对象,第二个图中,以悬挂的小球为研究对象,第三个图中,以小球为研究对象.第一个图中,小球受竖直向下的重力mg和弹簧向上的弹力,二力平衡,F1=mg;后面两个图中,小球受竖直向下的重力和细线的拉力,二力平衡,弹簧的弹力大小均等于细线拉力的大小,则F2=F3=mg,故三图中平衡时弹簧的弹力相等.答案: A对弹力的理解及分析1.弹力有无的判断方法(1)直接判断根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力.此方法多用来判断形变较明显的情况.(2)利用假设法判断对形变不明显的情况,可假设两个物体间不存在弹力,即把与我们所研究的物体相接触的其他物体去掉,看物体还能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力,若运动状态改变,则此处一定存在弹力.(3)根据“物体的运动状态”判断物体的受力必须与物体的运动状态符合,依据物体的运动状态,由物体受力平衡(或牛顿第二定律)列方程来判断物体间的弹力是否存在.2.弹力方向的判断方法类型方向的判定举例接触方式面与面与接触面垂直点与面与接触面垂直且过“点”点与点与公共切面垂直轻绳沿绳收缩的方向轻杆拉伸时沿杆收缩的方向,压缩时沿杆伸长的方向对于弹力不沿杆时,应具体分析画出图中静止的各球或杆受到的弹力.解析:平面与平面接触,弹力方向垂直于平面;平面与曲面接触,弹力方向垂直于平面,也垂直于曲面过接触点的切面;曲面与曲面接触,弹力方向垂直于公切面;点与平面接触,弹力方向垂直于平面;点与曲面接触,弹力方向垂直于曲面过接触点的切面.根据不同接触面上弹力的特点,作图如图所示.(1)弹力方向的判断①先明确两物体间作用的类型,②再根据各种类型的特点来判断弹力的方向.(2)计算弹力大小常见的三种方法①根据力的平衡条件进行求解.②根据胡克定律F=kx进行求解.③根据牛顿第二定律进行求解.1-1:(2012·深圳市阶段性检测)如图所示,一重为8 N的球固定在AB杆的上端,今用测力计水平拉球,使杆发生弯曲,此时测力计的示数为6 N,则AB 杆对球作用力的大小及方向为( )A.6 N,竖直向上B.8 N,竖直向下C.10 N,斜左上与竖直方向的夹角为37°D.12 N,斜右上与竖直方向的夹角为53°解析:取球受力分析如图所示,由平衡条件知F杆=62+82 N=10 N.设F杆与竖直方向的夹角为θ,则tan θ=FG=68所以θ=37°.答案: C摩擦力方向的判断1.静摩擦力的有无及其方向的判定方法(1)假设法利用假设法判断摩擦力的有无及方向的思维程序如下:(2)状态法:从物体的运动状态反推出必须具备的受力条件,并进一步分析组成条件中静摩擦力所起的作用,从而判断出静摩擦力的有无及方向.(3)利用牛顿第三定律来判断:此法的关键是抓住“力是成对出现的”,先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“反向”确定另一物体受到的静摩擦力方向.2.滑动摩擦力方向判断的关键——对“相对运动”的理解“相对运动”是指研究对象相对于与其接触的物体是运动的.因此,研究对象与其接触的物体可能一个静止,另一个运动(如物体在地面上运动时,物体是运动的,地面是静止的),也可能两者都是运动的.如图甲、乙所示,物体A、B在力F作用下一起以相同速度沿F方向匀速运动,关于物体A所受的摩擦力,下列说法正确的是( )A.甲、乙两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相同B.甲、乙两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相反C.甲、乙两图中物体A均不受摩擦力D.甲图中物体A不受摩擦力,乙图中物体A受摩擦力,方向和F相同解析:图甲中,假设A、B之间光滑接触,则物体A在水平方向不受任何外力作用,A仍可保持原来的匀速直线运动,故A不受摩擦力;图乙中,假设物体A不受摩擦力或所受摩擦力沿斜面向下时,则A将会在重力沿斜面向下的分力或该分力与摩擦力的合力作用下,沿斜面向上做匀减速直线运动,与题设条件矛盾,故A所受摩擦力应沿斜面向上.答案: D2-1:一个斜面体上搁置一根只能沿竖直方向运动的直杆,杆与斜面接触面粗糙.斜面体水平向右运动过程中,发现杆匀加速上升,如图所示,关于斜面体对杆的作用力,下列判断正确的是( )A.斜面对杆的滑动摩擦力沿斜面向下B.斜面对杆的滑动摩擦力沿斜面向上C.斜面体对杆的作用力竖直向上D.斜面体对杆的作用力竖直向下解析:杆匀加速上升,斜面体水平向右运动,杆相对于斜面体向上滑动,因此杆受的摩擦力沿斜面向下,A对,B错;杆受的支持力垂直于斜面向上,杆受斜面体的作用力斜向右上方,C、D项错误.答案: A摩擦力大小的计算有三个相同的物体叠放在一起,置于粗糙水平地面上,物体之间不光滑,如图所示.现用一水平力F作用在乙物体上,物体仍保持静止,下列说法正确的是( ) A.丙受到地面的摩擦力大小为F,方向水平向左B.甲受到水平向右的摩擦力作用C.乙对丙的摩擦力大小为F,方向水平向右D.丙对乙的摩擦力大小为F,方向水平向右解析:甲、乙、丙均处于静止状态,确定丙与地面间的摩擦力可采用整体法.研究甲、乙、丙的受力情况时,需要将它们隔离开进行分析.对于选项A,以甲、乙、丙三者整体为研究对象,此整体在水平方向上受平衡力的作用,因此丙受到地面的摩擦力大小等于拉力F,方向水平向左,选项A正确;对于选项B,以甲为研究对象,甲不受摩擦力,选项B错误;对于选项C,乙对丙的摩擦力与丙对乙的摩擦力大小相等、方向相反,由此可知,乙对丙摩擦力的大小等于F,方向水平向右,故选项C正确,选项D错误.答案: AC1.静摩擦力大小的计算根据物体的运动状态求解(1)若物体处于平衡状态,利用平衡条件求解.(2)若物体有加速度,利用牛顿第二定律和受力分析结合起来求解.2.滑动摩擦力大小的计算(1)滑动摩擦力的大小用公式F f=μF N来计算,但应注意:①μ为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关,F N为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力.②滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关,与接触面的面积大小也无关.(2)根据物体的运动状态求解①若物体处于平衡状态,利用平衡条件求解.②若物体有加速度,利用牛顿第二定律和受力分析结合起来求解.3-1:(2013·银川模拟)在水平力F作用下,重为G的物体沿墙壁匀速下滑,如图所示,若物体与墙之间的动摩擦因数为μ,则物体所受的摩擦力的大小为( )A.μF B.μF+GC.G D.F2+G2解析:由F f=μF N得F f=μF,A正确,B错误;由竖直方向二力平衡得F=G,C正确,D 错误.答案: AC摩擦力的突变问题分类说明案例图示静-静“突变”物体在摩擦力和其他力作用下处于平衡状态,当作用在物体上的其他力发生突变时,如果物体仍然保持静止状态,则物体受到的静摩擦力的大小或方向将会发生“突变”.水平力F作用下物体静止于斜面上,F突然增大时物体仍静止,则所受静摩擦力大小或方向将“突变”.静-动“突变”物体的摩擦力和其他力作用下处于静止状态,当其他力变化时,如果物体不能保持静止状态,则物体受到的静摩擦力将“突变”为滑动摩擦力.放在粗糙水平面上的物体,作用的水平力从零逐渐增大,物体开始滑动,物体受地面摩擦力由静摩擦力“突变”为滑动摩擦力.动-静“突变”在摩擦力和其他力作用下,做减速运动的物体突然停止滑行时,物体将不受滑动摩擦力作用,或滑动摩擦力“突变”为静摩擦力.滑块以v0冲上斜面做减速运动,当到达某位置静止时,滑动摩擦力“突变”为静摩擦力.动-动“突变”某物体相对于另一物体滑动的过程中,若突然相对运动方向变了,则滑动摩擦力方向发生“突变”.水平传送带的速度v1>v2,滑块受滑动摩擦力方向向右,当传送带突然被卡住时滑块受到的滑动摩擦力方向“突变”为向左.(静-静“突变”)一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力的作用,木块处于静止状态,如图所示,其中F1=10 N,F2=2 N,若撤去F1,则木块受到的摩擦力为( )A.10 N,方向向左B.6 N,方向向右C.2 N,方向向右D.0解析:当物体受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时,由平衡条件可知物体所受的摩擦力的大小为8 N,可知最大静摩擦力F fmax≥8 N.当撤去力F1后,F2=2 N<F fmax,物体仍处于静止状态,由平衡条件可知物体所受的静摩擦力大小和方向发生突变,且与作用在物体上的F2等大反向.C正确.答案: C(“静-动”突变)长直木板的上表面的一端放有一铁块,木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与水平面的夹角α变大),另一端不动,如图所示.则铁块受到的摩擦力F f随角度α的变化图象可能正确的是下图中的(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )解析:设木板与水平面间的夹角增大到θ时,铁块开始滑动,显然当α<θ时,铁块与木板相对静止.由力的平衡条件可知,铁块受到的静摩擦力的大小为F f=mgsin α;当α≥θ时铁块与木板间的摩擦力为滑动摩擦力.设动摩擦因数为μ,由滑动摩擦力公式得,铁块受到的滑动摩擦力为F f=μmgcos θ.通过上述分析知道:α<θ时,静摩擦力随α角增大按正弦函数增加;当α≥θ时,滑动摩擦力随α角增大按余弦规律减小,所以正确选项为C.答案: C1.(2012·山东基本能力)力是物体间的相互作用.下列有关力的图示及表述正确的是( )解析:由于在不同纬度处重力加速度g不同,旅客所受重力不同,故对飞机的压力不同,A错误.充足气的篮球平衡时,篮球壳对内部气体有压力作用,即内外气体对篮球壳压力的差值等于篮球壳对内部气体的压力,故B正确.书对桌子的压力作用在桌子上,箭尾应位于桌面上,故C错误.平地上匀速行驶的汽车,其主动轮受到地面的静摩擦力是其前进的动力,地面对其从动轮的摩擦力是阻力,汽车受到的动力与阻力平衡时才能匀速前进,故D正确:答案: BD2.(2013·安庆检测)下列两个实验中体现出的共同的物理思想方法是( )A.极限法B.放大法C.控制变量法 D.等效替代法解析:图甲是利用光的多次反射将微小形变放大,图乙是利用细管中液面的变化观察玻璃瓶的微小形变,故为放大法,B正确.答案: B3.(2012·海南单科)下列关于摩擦力的说法,正确的是( )A .作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速,不可能使物体加速B .作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速,不可能使物体减速C .作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速,也可能使物体加速D .作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速,也可能使物体减速解析:摩擦力总是阻碍物体的相对运动(或相对运动趋势),而物体间的相对运动与物体的实际运动无关.当摩擦力的方向与物体的运动方向一致时,摩擦力是动力,方向相反时为阻力,故C 、D 项正确.答案: CD4.(2013·揭阳模拟)如图所示,物体P 放在粗糙水平面上,左边用一根轻弹簧与竖直墙相连,物体静止时弹簧的长度小于原长.若再用一个从0开始逐渐增大的水平力F 向右拉P ,直到拉动,那么在P 被拉动之前的过程中,弹簧对P 的弹力F T 的大小和地面对P 的摩擦力F f 的大小的变化情况是 ( )A .弹簧对P 的弹力F T 始终增大,地面对P 的摩擦力始终减小B .弹簧对P 的弹力F T 保持不变,地面对P 的摩擦力始终增大C .弹簧对P 的弹力F T 保持不变,地面对P 的摩擦力先减小后增大D .弹簧对P 的弹力F T 先不变后增大,地面对P 的摩擦力先增大后减小答案: B5.两个宽度同为d 的水平光滑直角槽,槽两边在同一水平面上,上面分别放两个质量分布均匀的小球,两个球的质量相同,半径为R 1和R 2,每个球受到槽单侧边沿的弹力分别为F N1和F N2,已知R 2>R 1>d 2,则F N1和F N2的关系正确的是( ) A .F N1=F N2B .F N1<F N2C .F N1>F N2D .以上条件不能确定F N1和F N2的大小关系解析:对小球受力分析如图所示,每个球受到槽两侧边沿的弹力均为F N ,有F =2F N cos θ2=mg ,因为R 2>R 1,所以θ2<θ1,cosθ22>cos θ12,可得F N1>F N2. 答案: C6.木块甲、乙分别重50 N 和60 N ,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25.夹在甲、乙之间的轻弹簧被压缩了2 cm ,弹簧的劲度系数为400 Nm.系统置于水平地面上静止不动.现将F =1 N 的水平拉力作用在木块乙上,如图所示,力F 作用后( )A .木块甲所受摩擦力大小是12.5 NB .木块甲所受摩擦力大小是11.5 NC.木块乙所受摩擦力大小是9 ND.木块乙所受摩擦力大小是7 N解析:由题意可得木块乙受到的最大静摩擦力F max=μF N=0.25×60 N=15 N,弹簧的弹力F弹=kx=400×0.02 N=8 N,木块乙受到向右的力F弹+F=9 N<F max,故木块乙仍静止.由平衡条件可得木块乙受到向左的摩擦力F f乙=F弹+F=9 N,故C正确,D错误;木块甲受到的最大静摩擦力F′max=μF′N=0.25×50 N=12.5 N,弹簧的弹力F弹=8 N<F′max,故甲仍静止,受到向右的摩擦力F f甲=F弹=8 N,故A、B错误.答案: C。

高考物理知识点详解:力、重力和弹力摩擦力

高考物理知识点详解:力、重力和弹力摩擦力下一页 1 2 一、力:是物体对物体的作用(1)施力物体与受力物体是同时存在、同时消失的;力是相互的(2)力是矢量(什么叫矢量——满足平行四边形定则)(3)力的大小、方向、作用点称为力的三要素(4)力的图示和示意图(5)力的分类:根据产生力的原因即根据力的性质命名有重力、弹力、分子力、电场力、磁场力等;根据力的作用效果命名即效果力如拉力、压力、向心力、回复力等。

(提问:效果相同,性质一定相同吗?性质相同效果一定相同吗?大小方向相同的两个力效果一定相同吗?)(6)力的效果:1、加速度或改变运动状态2、形变(7)力的拓展:1、改变运动状态的原因2、产生加速度3、牛顿第二定律4、牛顿第三定律二、常见的三种力1重力(1)产生:由于地球的吸引而使物体受到的力,是万有引力的一个分力(2)方向:竖直向下或垂直于水平面向下(3)大小:G=mg,可用弹簧秤测量两极引力=重力(向心力为零)赤道引力=重力+向心力(方向相同)由两极到赤道重力加速度减小,由地面到高空重力加速度减小(4)作用点:重力作用点是重心,是物体各部分所受重力的合力的作用点。

重心的测量方法:均匀规则几何体的重心在其几何中心,薄片物体重心用悬挂法;重心不一定在物体上。

2、弹力(1)产生:发生弹性形变的物体恢复原状,对跟它接触并使之发生形变的另一物体产生的力的作用。

(2)产生条件:两物体接触;有弹性形变。

(3)方向:弹力的方向与物体形变的方向相反,具体情况有:轻绳的弹力方向是沿着绳收缩的方向;支持力或压力的方向垂直于接触面,指向被支撑或被压的物体;弹簧弹力方向与弹簧形变方向相反。

(4)大小:弹簧弹力大小F=kx(其它弹力由平衡条件或动力学规律求解)1、K是劲度系数,由弹簧本身的性质决定2、X是相对于原长的形变量3、力与形变量成正比(5)作用点:接触面或重心下一页 1 2。

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