专题01力与运动下专题复习

感悟·渗透·应用三、在生产、生活中的运用.高考制度的改革，不仅是考试形式的变化，更是高考内容的全面革新，其根本的核心是不仅要让学生掌握知识本身，更要让学生知道这些知识能解决哪些实际问题，因而新的高考试题十分强调对知识的实际应用的考查.感悟·渗透·应用【例4】两个人要将质量M=1000kg的小车沿一小型铁轨推上长L=5m，高h=1m的斜坡顶端，如图1-6所示.已知车在任何情况下所受的摩擦阻力恒为车重的0.12倍，两人能发挥的最大推力各为800N.在不允许使用别的工具的情况下，两人能否将车刚好推到坡顶？如果能，应如何办？（g取10m/s2）图1-6感悟·渗透·应用【解析】由于推车沿斜坡向上运动时，车所受阻力大于两个人的推力之和.即f1=Mgh/L+Mg=3.2×103N＞F=1600N所以不能从静止开始直接沿斜面将小车推到坡顶.但因小车在水平面所受阻力小于两人的推力之和，即f2=Mg=1200N＜1600N感悟·渗透·应用故可先在水平面上加速推一段距离后再上斜坡.小车在水平面的加速度为a1=(F-f1)/M=0.4m/s2在斜坡上做匀减速运动，加速度为a2=(F-f2)/M=-1.6m/s2设小车在水平面上运行的位移为s到达斜面底端的速度为v.由运动学公式2a1s=v2=-2a2L解得s=20m.即两人先在水平面上推20m后，再推上斜坡，则刚好能把小车推到坡顶.感悟·渗透·应用【解题回顾】本题的设问，只有经过深入思考，通过对物理情境的变换才能得以解决.由此可知，对联系实际问题应根据生活经验进行具体分析.不能机械地套用某种类型.这样才能切实有效地提高解题能力.另外，本题属半开放型试题，即没有提供具体的方法，需要同学自己想出办法，如果题中没有沿铁轨这一条件限制，还可以提出其他一些办法，如在斜面上沿斜线推等.感悟·渗透·应用四、曲线运动.当物体受到的合力的方向与速度的方向不在一条直线上时，物体就要做曲线运动.中学物理能解决的曲线运动的习题主要有两种情形：一种是平抛运动，一种是圆周运动.平抛运动的问题重点是掌握力及运动的合成与分解.圆周运动的问题重点是向心力的来源和运动的规律.感悟·渗透·应用【例5】在光滑水平面上有一质量m=1.0×10-3kg，电量q=1.0×10-10C的带正电小球，静止在O点，以O点为原点，在该水平面内建立直角坐标系Oxy，如图1-7所示.图1-7感悟·渗透·应用现突然加一沿x轴正方向、场强大小为E=2.0×106V/m的匀强电场，使小球开始运动，经过1.0s，所加电场突然变为沿y轴正方向，场强大小仍为E=2.0×106V/m的匀强电场，再经过1.0s所加电场又突然变为另一个匀强电场.使小球在此电场作用下经1.0s速度变为0.求速度为0时小球的位置.感悟·渗透·应用【解析】由牛顿定律可知小球的加速度a=qE/m=0.20m/s2.当场强沿x轴正方向时，经1.0s小球的速度大小为vx=at=0.20×1.0=0.20m/s（方向沿x轴方向）小球沿x轴方向移动的距离为△x1=at2/2=0.10m.在第2s内，电场方向y轴正方向，x方向不再受力，所以第2s内小球在x方向做匀速运动，在y方向做初速度为0的匀加速直线运动（类似平抛运动）感悟·渗透·应用沿y方向的距离:△y=at2/2=0.10m.沿x方向的距离:△x2=vxt=0.2×1.0=0.20m.第2s未在y方向分速度为:vy=at=0.20×1.0=0.20m/s由上可知，此时小球运动方向与x轴成45°角，要使小球速度变为0，则在第3s内所加电场方向必须与此方向相反，即指向第三象限，与x轴成225°角.感悟·渗透·应用在第3s内，设在电场作用下小球加速度的x分量和y方向分量分别为ax、ay，则ax=vx/t=0.2m/s2，ay=vy/t=0.20m/s2；在第3s未，小球到达的位置坐标为x3=△x1+△x2+vxt-axt2/2=0.40m，y3=△y+vyt-ayt2/2=0.20m.感悟·渗透·应用【解题回顾】学好物理要有一定的空间想像力，要分析、想象物体的运动状态和运动轨迹.作图可以化抽象为具体，提高解题成功率.本题小球的运动情景如图.感悟·渗透·应用【例6】如图1-8所示，有一质量为m的小球P与穿过光滑水平板上小孔O的轻绳相连，用手拉着绳子另一端，使小球在水平板上绕O点做半径为a、角速度为的匀速圆周运动.图1-8感悟·渗透·应用求：（1）此时绳上的拉力有多大？（2）若将绳子从此状态迅速放松，后又拉直，使小球绕O做半径为b的匀速圆周运动.从放松到拉直这段过程经历了多长时间？（3）小球做半径为b的匀速圆周运动时，绳子上的拉力又是多大？感悟·渗透·应用【解析】（1）绳子上的拉力提供小球做匀速圆周运动的向心力，故有：F=m2a（2）松手后绳子上的拉力消失，小球将从松手时的位置沿圆周的切线方向，在光滑的水平面上做匀速直线运动.当绳在水平板上长为b时，绳又被拉紧.在这段匀速直线运动的过程中小球运动的距离为s=，如图图1-9所示故t=s/v=图1-922abaab22感悟·渗透·应用（3）将刚拉紧绳时的速度分解为沿绳子的分量和垂直于绳子的分量.在绳被拉紧的短暂过程中，球损失了沿绳的分速度，保留着垂直于绳的分速度做匀速圆周运动.被保留的速度的大小为：v1=va/b=a2/b.所以绳子后来的拉力为：F′=mv21/b=m2a4/b3.感悟·渗透·应用【解题回顾】此题难在第3问，注意物体运动过程中的突变点，理解公式F=mv2/R中的v是垂直于半径、沿切线方向的速度.感悟·渗透·应用五、图像的运用【例7】如图1-10所示，一对平行光滑轨道设置在水平面上，两轨道间距L=0.20m，电阻R=1.0；图1-10感悟·渗透·应用有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道向下，现用一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力F与时间t的关系如图所示.求杆的质量m和加速度a.感悟·渗透·应用【解析】物体做匀加速运动的条件是合外力不变.导体杆运动过程中受拉力和安培力两个力作用，因安培力随着速度增加电流变大而变大，所以拉力随着时间而变化.设杆的质量为m，加速度为a，则由运动学公式v=at，感应电动势E=BLv，感应电流I=E/R，安培力f=BIL，由牛顿第二定律F-f=ma，整理得F=ma+B2L2at/R，在图线上取两点代入后可得a=10m/s2m=0.1kg.