八一中学2015高考物理二轮复习参考(力与运动+图像法)第二部分+专题三+变力作用下物体的直线运动

专题（三）变力作用下物体的直线运动考向1应用动力学方法分析“弹簧问题”考向2磁场内动力学问题分析考向3电磁感应中的动力学问题分析考向4应用动力学方法处理电学综合问题例2如图1甲所示，在倾角为37°的粗糙且足够长的斜面底端，一质量m＝2kg可视为质点的滑块压缩一轻弹簧并锁定，滑块与弹簧不相连.t＝0s时解除锁定，计算机通过传感器描绘出滑块的速度时间图象如图乙所示，其中Ob段为曲线，bc段为直线，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.则下列说法正确的是()考向1应用动力学方法分析“弹簧问题”A.在0.15s末滑块的加速度为+8m/s2B.滑块在0.1～0.2s时间间隔内沿斜面向下运动C.滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.25D.在滑块与弹簧脱离之前，滑块一直在做加速运动答案C思考：何时滑块和弹簧脱离，何时速度最大？☆会分析弹力的变力性☆能区分对称性：弹力和势能的对称性（相对于原长）；弹簧振子的对称性（相对于平衡位置）☆能区别空间量x：弹簧的长度，弹簧的形变量；弹簧长度的变化量；物体的位移☆临界问题和极值问题弹簧问题2014-18．应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加深入有趣。例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出。对此现象分析正确的是（）A．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态B．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态C．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度D．在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度vt0F=mg，v最大手物分离变式题目：***自编题：有一直尺静止于水平的平整课桌上，今用手指沿平行直尺方向快速推一下直尺，直尺离开手后将会在桌面上沿平行直尺方向滑行一段距后停止运动。关于直尺从静止到停止的运动过程，下面说法正确的有（）A.直尺离开手瞬间速度最大B.直尺离开手前一直做加速运动C.水平推力越大，直尺受到的摩擦力越大D.推力对直尺的功等于直尺全程克服摩擦力的功E.推力对直尺的冲量大于全程摩擦力对直尺的冲量答案Dvt0一是联系实际，常见，甚至考场上可以完成二是将14年18题竖直问题改成水平问题（10年24题将09年24题的水平球碰撞改成竖直雨滴碰撞）三是若将本题摩擦力等效为重力，则模型完全类似（命题连贯性）***自编题：有一直尺静止于水平的平整课桌上，今用手指沿平行直尺方向快速推一下直尺，直尺离开手后将会在桌面上沿平行直尺方向滑行一段距后停止运动。关于直尺从静止到停止的运动过程，下面说法正确的有（）A.直尺离开手瞬间速度最大B.直尺离开手前一直做加速运动C.水平推力越大，直尺受到的摩擦力越大D.推力对直尺的功等于直尺全程克服摩擦力的功E.推力对直尺的冲量大于全程摩擦力对直尺的冲量综合性较强！h2h1甲乙丙弹簧外壳内芯针对训练1.如图a所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体（物体与弹簧不连接）。初始时物体处于静止状态，现用竖直向上的拉力F作用物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x的关系如图b所示（g=10m/s2），则正确的结论是（）A．物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态B．弹簧的劲度系数为7.5N/cmC．物体的质量为3kgD．物体的加速度大小为5m/s2D如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B．它们的质量分别为mA、mB，弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板。系统处于静止状态。现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动，求物块B刚要离开C时物块A的加速度a和从开始到此时物块A的位移d。CθAB针对训练若使A物体匀加速呢？F图像？•如图，质量为m的物体放置在质量为M的物体上，M与弹簧相连，它们一起在竖直平面内作简谐振动，之间无相对运动。已知弹簧的劲度系数为k，为使振动过程中M与m不分离，系统的振幅是多大？M与m恰不分离的条件是什么？此时m的加速度是多大？M的加速度呢？此时弹簧的弹力是多大？此时M离平衡位置的距离是多少？针对训练考向2磁场内动力学问题分析例2如图3所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速度放置一质量为0.1kg、电荷量q＝＋0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力.t＝0时对木板施加方向水平向左，大小为0.6N的恒力，g取10m/s2.则()A.木板和滑块一直做加速度为2m/s2的匀加速运动B.滑块开始做加速度减小的变加速运动，最后做速度为10m/s匀速运动C.木板先做加速度为2m/s2匀加速运动，再做加速度增大的运动，最后做加速度为3m/s2的匀加速运动D.t＝5s末滑块未脱离木板且有相对运动答案CD1.注意洛伦兹力与v关系：因F洛＝qvB，则速度v的变化影响受力，受力的变化又反过来影响运动；与qE不同。2.注意临界问题，如本题中有两个临界：滑块与木板相对运动的临界和滑块与木板间弹力为零的临界.题目目的解读与小结针对训练2如图4所示，带电平行板中匀强磁场方向水平垂直纸面向里，某带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下，经过轨道端点P进入板间后恰能沿水平方向做直线运动.现使小球从较低的b点开始下滑，经P点进入板间，在板间的运动过程中()A.其电势能将会增大B.其机械能将会增大C.小球所受的洛伦兹力的大小将会增大D.小球受到的电场力将会增大答案AC针对训练2如图2实线为电场中一条竖直的电场线，有一质量为m、电量为＋q的小球，由该直线上A点静止释放，小球向下运动到达B点减速为零后返回A点，则下列判断正确的是()A.该电场可能是竖直向上的匀强电场，且EB.A点的电势高于B点电势C.A点的场强小于B点场强D.向下运动的过程中，重力势能的减少量总是等于电势能的增加量mgq答案C考向3电磁感应中的动力学问题分析例3如图5所示，平行金属导轨PQ、MN相距d＝2m，导轨平面与水平面间的夹角α＝30°，导轨上端接一个R＝6Ω的电阻，导轨电阻不计，磁感应强度B＝0.5T的匀强磁场垂直导轨平面向上.一根质量为m＝0.2kg、电阻r＝4Ω的金属棒ef垂直导轨PQ、MN静止放置，距离导轨底端x1＝3.2m.另一根绝缘塑料棒gh与金属棒ef平行放置，(1)绝缘塑料棒gh与金属棒ef碰撞前瞬间，绝缘塑料棒的速率；(2)碰撞后金属棒ef向上运动过程中的最大加速度；(3)金属棒ef向上运动过程中通过电阻R的电荷量.答案6m/s；12m/s2；0.05C☆立体问题变平面问题，画受力分析图；☆棒中的感应电流受到的安培力通常是阻力；☆一般在安培力下做的是加速度减小的变速运动；题目目的解读与小结试题拓展：若知道gh的质量为M=0.1Kg，那么（4）gh从碰后回到初始位置的时间t1=？（5）ef往上运动0.5m所用时间t2=？（6）ef往上运动过程中，相应的电流的最大值，有效值和平均值？(1)绝缘塑料棒gh与金属棒ef碰撞前瞬间，绝缘塑料棒的速率；(2)碰撞后金属棒ef向上运动过程中的最大加速度；(3)金属棒ef向上运动过程中通过电阻R的电荷量.一个题目可以复习：力学五大方法（1）牛顿定律+匀变速运动规律；或者动能定理（2）能量守恒定律（3）（4）动量守恒定律+匀速直线运动（5）动量定理交变电流：（3）求电量（6）交变电的最大值，有效值，平均值，（瞬时值）针对训练3如图6甲所示，MN、PQ是相距d＝1.0m足够长的平行光滑金属导轨，导轨平面与水平面间的夹角为θ，导轨电阻不计，整个导轨处在方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，金属棒ab垂直于导轨MN、PQ放置，且始终与导轨接触良好，已知金属棒ab的质量m＝0.1kg，其接入电路的电阻r＝1Ω，小灯泡电阻RL＝9Ω，重力加速度g取10m/s2.现断开开关S，将棒ab由静止释放并开始计时，t＝0.5s时刻闭合开关S，图乙为ab的速度随时间变化的图象.求：(1)金属棒ab开始下滑时的加速度大小、斜面倾角的正弦值；答案6m/s235(2)磁感应强度B的大小．答案1T考向4.应用动力学方法处理电学综合问题例4(14分)如图7所示，两光滑平行的金属导轨EF和GH，相距为l，轨道平面与水平面成θ＝30°，导轨足够长，轨道的底端接有阻值为R的电阻，导轨电阻不计.磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，导体棒MN电阻为r，垂直于导轨放置且与导轨接触良好，导体棒通过垂(1)导体棒运动的最大速度；(2)导体棒速度达到最大速度一半时，导体棒加速度的大小.答案(1)mg(R＋r)2B2l2(2)g14若题目中出现两个以及两个以上物体用绳、杆之类物体连接时，要特别注意找出各物体的位移大小、加速度大小、速度大小的关系，这些关系往往就是解决问题的突破口.题目目的解读与小结