2017届高考物理二轮复习 考前回顾 三种性质力和牛顿运动定律 教案 Word版含答案

倒计时第9天 三种性质力和牛顿运动定律 A．主干回顾

B．精要检索 一、三种性质力 1．重力：(1)重力是万有引力的分力． (2)重力的大小(G＝mg)取决于m和g，与运动状态无关． 2．弹力 大小 弹簧 F＝kx

面、绳、杆 由平衡条件或动力学规律求解

方向

绳 沿绳指向绳收缩的方向

杆 “活杆”必沿杆方向，“死杆”不一定沿杆方向 面 垂直于接触面指向被压或被支持的物体 3.摩擦力 (1)滑动摩擦力F＝μFN，式中压力FN一般情况下不等于重力，滑动摩擦力的大小与速度无关． (2)静摩擦力大小和方向随运动状态及外力情况而变化，与压力FN无关．静摩擦力的大小范围：0≤F≤Fmax，其中最大静摩擦力Fmax与压力FN成正比． 4．共点力作用下物体的平衡条件 合力为零，即F合＝0.力沿任意方向分力的合力都为零，即Fx合＝0，Fy合＝0.解答三个共点力作用下物体平衡的基本思路是合成法和分解法. 方法 步骤

合成法 对物体进行受力分析，并画出受力分析图．将所受的其中两个力应用平行四边形定则合成为一个等效力，由平衡条件可知该等效力一定与第三个力大小相等、方向相反.

分解法 对物体受力分析，画出受力分析图，将其中一个力应用平行四边形定则分解到另两个力的反方向，由平衡条件可知，这两个分力一定分别与另两个力等大反向. 二、牛顿运动定律 1．牛顿三大定律的意义 (1)牛顿第一定律：揭示了运动和力的关系：力不是维持物体速度(运动状态)的原因，而是改变物体速度的原因． (2)牛顿第二定律

①公式：a＝F合m. ②意义：力的作用效果是使物体产生加速度，力和加速度是瞬时对应关系． (3)牛顿第三定律 ①表达式：F1＝－F2. ②意义：明确了物体之间作用力与反作用力的关系． 2．超重与失重 (1)超重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受的重力．原因：物体有向上的加速度． (2)失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力．原因：物体有向下的加速度． (3)完全失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零．原因：物体有向下的加速度且大小为重力加速度g. 三、规律方法 1．处理平衡问题的基本思路 确定平衡状态(加速度为零)→巧选研究对象(整体法或隔离法)→受力分析→建立平衡方程→求解或作讨论． 2．常用的方法 (1)在判断弹力或摩擦力是否存在以及确定方向时常用假设法． (2)求解平衡问题时常用二力平衡法、矢量三角形法、正交分解法、相似三角形法、图解法等． 3．电磁场中的平衡 (1)带电体的平衡问题仍然满足平衡条件，只是要注意准确分析场力——电场力、安培力或洛伦兹力． (2)如果带电粒子在重力场、电场和磁场三者组成的复合场中做直线运动，则一定是匀速直线运动，因为F洛⊥v. 4．(1)动力学的两类基本问题的处理思路

受力情况F合F合＝maa运动学公式运动情况v、x、t (2)解答动力学问题的两个关键点 ①做好物体的受力分析和物体的运动过程分析，抓住加速度这一关键的物理量． ②寻找多过程运动问题中各过程间的相互关系．如第一过程的末速度就是下一个过程的初速度，找出各过程间的位移关系． C．考前热身 1．如图1所示，一直杆倾斜固定，并与水平方向成30°的夹角．直杆上套有一质量为0.5 kg的圆环，圆环与轻弹簧相连，在轻弹簧上端施加一竖直向上、大小为F＝7 N的力，圆环处于静止状态．已知直杆与圆环之间的动摩擦因数为0.7，g取10 m/s2.下列说法正确的是 ( )

图1 A．圆环受到直杆的弹力，方向垂直直杆向上 B．圆环受到直杆的摩擦力，方向沿直杆向上 C．圆环受到直杆的摩擦力大小等于1 N

D．圆环受到直杆的弹力大小等于523 N C [对圆环受力分析，圆环受到向上的拉力、重力、垂直直杆向下的弹力与沿直杆向下的静摩擦力，如图所示，将静摩擦力与弹力进行合成，设其合力为F

合，根据平衡条件，有F合＋G＝F，解得F合＝2 N，竖直向下．根据几何关系，有F合sin 30°＝f，F合cos 30°＝N，解得f＝1 N，N＝3 N，选项C正确．]

2. (多选)如图2所示．一个物体质量为m，在高出水面H处由静止下落，落入水中后竖直向下运动h距离后速度减为零．物体在水中运动时，除受重力外，

还受水的浮力和阻力．已知物体在水中所受浮力是其重力的109倍，重力加速度为g，假设水的阻力恒定，空气阻力不计．则下列说法中正确的是( ) 【导学号：37162093】 图2 A．水的阻力做功为mg(H＋h) B．水的阻力做功为mgh C．物体入水前瞬间的速度为2gH

D．物体在水中运动时所受阻力大小为mgHh－19 CD [下落全过程中，由动能定理得mg(H＋h)＋W浮＋W阻＝0，解得W阻＝－mg(H＋h)－W浮＝－mg(H＋h)＋109mgh，A和B错误．

入水前运动，由运动规律知v2＝2gH，解得v＝2gH ①，故C正确． 物体在水中运动受重力、浮力F浮和阻力F阻，由牛顿第二定律得F浮＋F阻

－mg＝ma ②

由运动规律得v2＝2ah ③

由题意知F浮＝109mg ④

联立①②③④式解得F阻＝mgHh－19，故D正确．] 3．如图3所示，某物体自空间O点以水平初速度v0抛出，落在地面上的A点，其轨迹为一抛物线．现仿此抛物线制作一个光滑滑道并固定在与OA完全重合的位置上，然后将此物体从O点由静止释放，受微小扰动而沿此滑道滑下，在下滑过程中物体未脱离滑道．P为滑道上一点，OP连线与竖直方向成45°角，则此物体( ) 图3 A．由O点运动至P点的时间为2v0g

B．物体经过P点时，速度的水平分量为255v0 C．物体经过P点时，速度的竖直分量为v0 D．物体经过P点时，速度大小为225v0 B [OP连线与竖直方向成45°角，则平抛运动的竖直位移与水平位移相等，有v0t＝12gt2，解得t＝2v0g.而沿光滑滑道由静止下滑至P的时间不为2v0g，故A错误．平抛时竖直方向分速度为vy＝gt＝2v0，设瞬时速度方向与水平方向成θ角，则有tan θ＝vyv0＝2. 由静止沿滑道下滑过程，由动能定理得12mv2＝mgh，而平抛运动时有v2y＝2gh，解得v＝2v0，故D错误． 物体沿轨道下滑经过P点时，速度的水平分量为vx＝vcos θ＝255v0，故B正确，C错误．] 4．如图4所示，截面为等腰直角三角形的物块的斜边固定在水平面上，两根长为L的细导体棒a、b被放置在三角形的两个光滑直角面等高的地方，它们间的距离为x，导体棒a的质量为ma，导体棒b的质量为mb.现分别对两导体棒通以同向电流Ia、Ib，且Ia＝2Ib＝2I，两棒恰能保持静止．则下列说法正确的是( )

图4 A．两导体棒的质量之比ma∶mb＝2∶1 B．两导体棒的质量之比ma∶mb＝1∶2 C．电流Ib在导体棒a处产生的磁场的磁感应强度大小为2mag2IL D．电流Ia在导体棒b处产生的磁场的磁感应强度大小为mbgIL D [两导体棒中的电流同向，受到的相互吸引力等大、反向，方向在它们的连线上．对a，受力如图所示，

由平衡条件得mag＝FA，对b，同理得mbg＝FB，FA与FB等大、反向，因此ma∶mb＝1∶1，选项A、B错误；对a，FA＝Ba·2IL，则导体棒a处的磁感应强

度大小Ba＝mag2IL，C选项错误；对b，FB＝BbIL，则导体棒b处的磁感应强度大

小Bb＝mbgIL，D选项正确．] 5．(多选)如图5所示，质量为m的小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列说法正确的有( ) 【导学号：37162094】

图5 A．小球通过最高点的速度可能小于gR B．小球通过最低点时对轨道的压力大小等于小球的重力 C．小球在水平线ab以下管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力 D．小球在水平线ab以上管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力 AC [小球在光滑圆形管道内做圆周运动，只受重力和弹力．小球通过最高点时，速度可以无限接近于零，选项A正确；小球通过最低点时，受到重力和

弹力，有N－mg＝mv2R，选项B错误；小球在水平线ab以下管道中运动时，受到重力和弹力，合力沿半径方向的分力提供向心力，由于重力有背离圆心的分量，所以弹力一定有指向圆心的分量，因此外侧管壁必然对小球有作用力，选项C正确；同理，小球在水平线ab以上管道中运动时，由于重力有指向圆心的分量，所以弹力可以背离圆心，也可以指向圆心，选项D错误．] 6．如图6所示，风洞实验室中能模拟产生恒定向右的风力．质量m＝100 g的小球穿在长L＝1.2 m的直杆上并置于实验室中，球与杆间的动摩擦因数为0.5，当杆竖直固定放置时，小球恰好能匀速下滑．保持风力不变，改变固定杆与竖直线的夹角θ＝37°，将小球从O点静止释放．g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：

图6 (1)小球受到的风力大小； (2)当θ＝37°时，小球离开杆时的动能． 【导学号：37162095】 【解析】 (1)当杆竖直固定放置时，μF＝mg 解得F＝2 N. (2)当θ＝37°时，小球受力情况如图所示． 垂直杆方向上有 Fcos 37°＝mgsin 37°＋FN

解得FN＝1 N

小球受摩擦力Ff＝μFN＝0.5 N 小球沿杆运动的加速度为

a＝mgcos 37°＋Fsin 37°－Ffm＝15 m/s2 由v2－v20＝2aL得，小球到达杆下端时速度为 v＝6 m/s

球离开杆时的动能为Ek＝12mv2＝1.8 J.