4、(09年廣東物理)8.某人在地面上用彈簧秤稱得體重為490N。他將彈簧秤移至電梯內(nèi)稱其體重,至時(shí)間段內(nèi),彈簧秤的示數(shù)如圖所示,電梯運(yùn)行的v-t圖可能是(取電梯向上運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎?
3、(09年寧夏卷)20.如圖所示,一足夠長(zhǎng)的木板靜止在光滑水平面上,一物塊靜止在木板上,木板和物塊間有摩擦,F(xiàn)用水平力向右拉木板,當(dāng)物塊相對(duì)木板滑動(dòng)了一段距離但仍有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),撤掉拉力,此后木板和物塊相對(duì)于水平面的運(yùn)動(dòng)情況為
A.物塊先向左運(yùn)動(dòng),再向右運(yùn)動(dòng)
B.物塊向右運(yùn)動(dòng),速度逐漸增大,直到做勻速運(yùn)動(dòng)
C.木板向右運(yùn)動(dòng),速度逐漸變小,直到做勻速運(yùn)動(dòng)
D.木板和物塊的速度都逐漸變小,直到為零
2、(09年上海卷)46.與普通自行車相比,電動(dòng)自行車騎行更省力。下表為某一品牌電動(dòng)自行車的部分技術(shù)參數(shù)。
在額定輸出功率不變的情況下,質(zhì)量為60Kg的人騎著此自行車沿平直公路行駛,所受阻力恒為車和人總重的0.04倍。當(dāng)此電動(dòng)車達(dá)到最大速度時(shí),牽引力為 N,當(dāng)車速為2s/m時(shí),其加速度為 m/s2(g=10m m/s2)
規(guī)格 |
后輪驅(qū)動(dòng)直流永磁鐵電機(jī) |
||
車型 |
14電動(dòng)自行車 |
額定輸出功率 |
200W |
整車質(zhì)量 |
40Kg |
額定電壓 |
48V |
最大載重 |
120 Kg |
額定電流 |
4.5A |
1、(09年上海卷)7.圖為蹦極運(yùn)動(dòng)的示意圖。彈性繩的一端固定在點(diǎn),另一端和運(yùn)動(dòng)員相連。運(yùn)動(dòng)員從點(diǎn)自由下落,至點(diǎn)彈性繩自然伸直,經(jīng)過(guò)合力為零的點(diǎn)到達(dá)最低點(diǎn),然后彈起。整個(gè)過(guò)程中忽略空氣阻力。分析這一過(guò)程,下列表述正確的是
①經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí),運(yùn)動(dòng)員的速率最大
②經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí),運(yùn)動(dòng)員的速率最大
③從點(diǎn)到點(diǎn),運(yùn)動(dòng)員的加速度增大
④從點(diǎn)到點(diǎn),運(yùn)動(dòng)員的加速度不變
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
(四)極限分析法在臨界問(wèn)題中的應(yīng)用
凡題目中出現(xiàn)“最大、最小、恰好”等詞語(yǔ),一般都有臨界現(xiàn)象出現(xiàn),都要求出臨界條件。分析時(shí),為了把臨界現(xiàn)象盡快地暴露出來(lái),一般用臨界分析法。特別當(dāng)某些題目的文字比較隱蔽、物理現(xiàn)象又比較復(fù)雜時(shí),用臨界方法往往可以使臨界現(xiàn)象很快暴露出來(lái)。
[例題與習(xí)題]
1. 如圖所示,質(zhì)量m=1千克的物塊,放在傾角為θ的斜面上,斜面體的質(zhì)量為M=2千克,斜面與物塊間的摩擦因數(shù)μ=0.2,地面光滑,θ=370,現(xiàn)對(duì)斜面體施以水平推力F,要使物塊相對(duì)于斜面靜止,力F應(yīng)為多大?(g=10m/s2)
2.一個(gè)質(zhì)量為0.2千克的小球,用細(xì)繩吊在傾角為530的斜面頂端,斜面靜止時(shí),球緊靠在斜面上,繩與斜面平行,不計(jì)摩擦,當(dāng)斜面以10m/s2的加速度向右作加速運(yùn)動(dòng)時(shí),求繩子的拉力及斜面對(duì)小球的彈力?
3如圖所示,兩細(xì)繩與水平車頂?shù)膴A角分別是300和600,物體的質(zhì)量為m當(dāng)小車以2g 的加速度向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),兩細(xì)繩中的張力分別為多少?
4如圖所示平行于斜面的細(xì)繩把小球系在傾角為θ的斜面上,為使小球在光滑的斜面上不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),斜面體的水平加速度應(yīng)為多少?
㈠正交分解法
正交分解法是應(yīng)用牛頓第二定律最普遍、最常用的方法。
牛頓第二定律正交表達(dá)式為
為解題方便,在建立直角坐標(biāo)系時(shí),要考慮盡量減少矢量的分解。有時(shí)分解力而不分解加速度;有時(shí)分解加速度而不分解力。
[例題與習(xí)題]
17.(09年安徽卷) 為了節(jié)省能量,某商場(chǎng)安裝了智能化的電動(dòng)扶梯。無(wú)人乘行時(shí),扶梯運(yùn)轉(zhuǎn)得很慢;有人站上扶梯時(shí),它會(huì)先慢慢加速,再勻速運(yùn)轉(zhuǎn)。一顧客乘扶梯上樓,恰好經(jīng)歷了這兩個(gè)過(guò)程,如圖所示。那么下列說(shuō)法中正確的是
A. 顧客始終受到三個(gè)力的作用
B. 顧客始終處于超重狀態(tài)
C. 顧客對(duì)扶梯作用力的方向先指向左下方,再豎直向下
D. 顧客對(duì)扶梯作用的方向先指向右下方,再豎直向下
答案:C
解析:在慢慢加速的過(guò)程中顧客受到的摩擦力水平向左,電梯對(duì)其的支持力和摩擦力的合力方向指向右上,由牛頓第三定律,它的反作用力即人對(duì)電梯的作用方向指向向左下;在勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,顧客與電梯間的摩擦力等于零,顧客對(duì)扶梯的作用僅剩下壓力,方向沿豎直向下。
㈡整體法和隔離法
整體法和隔離法是牛頓第二定律應(yīng)用中極為普遍的方法。隔離法是根本,但有時(shí)較煩瑣;整體法較簡(jiǎn)便,但無(wú)法求解系統(tǒng)內(nèi)物體間相互作用力。所以只有兩種方法配合使用,才能有效解題。故二者不可取其輕重。
在物理的學(xué)習(xí)中,學(xué)會(huì)對(duì)整體的、局部的、對(duì)變化全過(guò)程、對(duì)變化過(guò)程的細(xì)節(jié)進(jìn)行細(xì)致的分析是一項(xiàng)十分重要的基本功。
[例題與習(xí)題]
1.如圖所示,A物體質(zhì)量為1千克,放于光滑的水平桌面上,在下列兩種情況下,A的加速度為多少?
① 用F=1牛頓的力拉繩子。
② 在繩子上掛一個(gè)重1牛頓的物體。(g=10m/s2)
2.一個(gè)箱子放在水平地面上,箱內(nèi)有一固定的豎直桿,在桿上套有一個(gè)環(huán),箱與桿的總質(zhì)量為M,環(huán)的質(zhì)量為m,如圖所示,已知環(huán)沿桿加速下滑,環(huán)與桿的摩擦力大小為f,則此時(shí)箱對(duì)地面的壓力為:
A.Mg ; B.(M+m)g ; C.Mg+f ; D.(M+m)g-f 。
㈢牛頓第二定律瞬時(shí)效應(yīng)的應(yīng)用
牛頓第二定律本身就是瞬時(shí)關(guān)系的表征,解題時(shí)應(yīng)抓住某瞬間前后物體所受合外力的分析,特別注意有那些力變化了,那些力來(lái)不及變化。
要特別注意:區(qū)別彈性連接物與非彈性連接物的不同作用:
① 彈性連接物要發(fā)生形變,其彈力及彈力的變化才能呈現(xiàn)出來(lái),所以彈簧中、彈性繩中的彈力不能發(fā)生突變;
② 非彈性連接物中的彈力可以發(fā)生突變。
[例題與習(xí)題]
1.如圖所示,兩物體PQ分別固定在質(zhì)量可以忽略不計(jì)的彈簧兩端,豎直放在一塊水平板上并處于平衡狀態(tài),兩物體的質(zhì)量相等,若突然把平板撤開(kāi),則在剛撤開(kāi)平板的瞬間:
A.P的加速度為零; B.P的加速度大小為g;
C.Q的加速度大小為g; D.Q的加速度大小為2g。
2.如圖所示,一條輕彈簧和一跟細(xì)線共同拉住質(zhì)量為m 的小球,平衡時(shí)細(xì)線是水平的,彈簧與豎直方向的夾角為θ,若突然剪斷細(xì)線,則在剛剪斷細(xì)線的瞬間,彈簧的拉力為 ,小球加速度的方向與豎直方向的夾角為 ,若上述彈簧改為鋼絲,則在剪斷細(xì)線的瞬間,鋼絲的拉力大小為 ,小球加速度的方向與豎直方向的夾角為 。
5.超重和失重
(1)超重現(xiàn)象:
當(dāng)物體具有向上的加速度時(shí),物體對(duì)水平面的壓力(或?qū)依K的拉力)大于本身重力的現(xiàn)象,稱為超重現(xiàn)象.
(2)失重現(xiàn)象:
當(dāng)物體具有向下的加速度時(shí),物體對(duì)水平面的壓力(或?qū)依K的拉力)小于本身重力的現(xiàn)象,稱為失重現(xiàn)象.當(dāng)向下的加速度為g時(shí),壓力或拉力為零,稱為完全失重現(xiàn)象.處于完全失重時(shí),平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象會(huì)消失,如單擺停擺,天平失效,浮力消失等等.
超重不是重力增加,失重不是重力減小,完全失重不是重力完全消失;在發(fā)生超重和失重現(xiàn)象時(shí),物體受的重力依然存在,而且是不變的.
4.牛頓第三定律.
(1)內(nèi)容:兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在一條直線上.
(2)作用力和反作用力的關(guān)系
①研究?jī)蓚(gè)物體間的相互作用時(shí),區(qū)別哪個(gè)力是作用力、哪個(gè)是反作用力,是沒(méi)有實(shí)際意義的,作用力和反作用力可以任意選取。
②作用力和反作用力是同時(shí)存在、同時(shí)消失、同時(shí)變化的。世界上沒(méi)有一個(gè)物體只受到其他物體的作用而不對(duì)其他物體發(fā)生作用;也沒(méi)有一個(gè)物體只對(duì)其他物體作用而不同時(shí)受到其他物體對(duì)它的作用。一旦它不對(duì)其他物體作用,也一定同時(shí)不受其他物體的作用;一旦它不受其他物體作用,同時(shí)就不對(duì)其他物體作用。
③作用力和反作用力是作用在兩個(gè)不同的物體上,各自產(chǎn)生其作用效果。因?yàn)樽饔昧头醋饔昧Σ皇亲饔迷谕粋(gè)物體上的兩個(gè)力,所以是不能進(jìn)行合成運(yùn)算的,它們永遠(yuǎn)不會(huì)抵消,永遠(yuǎn)不會(huì)達(dá)到“平衡”。
④作用力和反作用力是同一性質(zhì)的力。如果作用力是萬(wàn)有引力,反作用力也必定是萬(wàn)有引力;同樣,作用力是彈力,反作用力必定是彈力。
(3)作用力和反作用力與平衡力的區(qū)別:
比較項(xiàng)目 |
作用力與反作用力 |
平衡力 |
受力物體 |
作用在不同的物體上 |
作用在同一物體上 |
力的性質(zhì) |
一定是同種性質(zhì)的力 |
可以是不同性質(zhì)的力 |
作用時(shí)間 |
一定是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失的 |
可以不同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失 |
作用效果 |
作用效果不能抵消 |
作用效果可以抵消 |
3.牛頓第二定律
⑴內(nèi)容:物體的加速度跟物體所受的合外力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同. F=ma
⑵說(shuō)明:
①加速度與合外力關(guān)系的四性:相對(duì)性、矢量性、瞬時(shí)性、獨(dú)立性.
“相對(duì)性”指物體的加速度a是相對(duì)慣性參考系(相對(duì)于地面靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的參照系);
“矢量性”指加速度和合外力都是矢量,加速度的方向取決于合外力的方向;
“瞬時(shí)性”指加速度與合外力存在瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系,合外力改變,加速度隨即相應(yīng)改變,物體的加速度a總是與合外力F同步變化;
“獨(dú)立性”是指作用在物體上的每個(gè)力都將獨(dú)立地產(chǎn)生各自的加速度,合外力的加速度即是這些加速度的矢量和。 ②F=ma只在一定的單位制里才適用。 ③力、加速度、速度的關(guān)系:牛頓第二定律反映了力和加速度的瞬時(shí)關(guān)系.速度是描述物體運(yùn)動(dòng)的物理量,它與物體受的合外力和運(yùn)動(dòng)的加速度沒(méi)有直接關(guān)系.當(dāng)合外力為零時(shí),加速度一定為零,但速度不一定為零.在直線運(yùn)動(dòng)中當(dāng)物體的加速度與速度的方向相同時(shí),物體的速度必增大,當(dāng)物體的加速度方向與速度的方向相反時(shí)物體的速度必減小,與加速度的大小如何變化無(wú)關(guān).物體受恒力作用時(shí)速度變化量的方向與加速度的方向一致.物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由物體受的合外力和初始條件決定.
特別提示:要學(xué)會(huì)通過(guò)分析物體的受力以及初始速度來(lái)分析物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。
2.慣性
⑴概念:物體保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫做慣性.
⑵說(shuō)明:
①慣性是一切物體都具有的性質(zhì),是物體的固有屬性,質(zhì)量是慣性大小的唯一量度,與物體的速度和受力等無(wú)關(guān).
②慣性的表現(xiàn):物體不受外力作用時(shí),有保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì);物體受到外力作用時(shí)其慣性大小表現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度上.
③力和物體的慣性
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