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2016届高考物理考点总复习检测4.doc

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4、与计算是本章的命题热点。本章知识与曲线运动、电磁学相结合,多以计算题的形式出现,也是高考的热点。(2)以实际生活、生产和科学实验中有关问题为背景,突出表现物理知识在生活中的应用是今后命题的一大趋势。第1节牛顿第一定律_牛顿第三定律 必备知识1牛顿第一定律(1)内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。(2)物理意义:揭示了物体在不受力或所受合外力为零时的运动规律。指出了一切物体都具有惯性,因此牛顿第一定律又叫惯性定律。揭示了力与运动的关系,即力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因。2惯性(1)定义:物体具有保持原来匀速直线运动状态

5、或静止状态的性质。(2)量度:质量是惯性大小的唯一量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小。(3)惯性的两种表现形式物体在不受外力或所受合外力为零时,惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀速直线运动)。物体受到外力时,惯性表现为运动状态改变的难易程度。惯性大,物体的运动状态较难改变;惯性小,物体的运动状态容易改变。3辨析惯性与惯性定律惯性是一切物体都具有的性质,是物体的固有属性,与物体的运动情况和受力情况无关;惯性定律即牛顿第一定律,是一条动力学规律。典题例析物体A的质量为10 kg,物体B的质量为20 kg,A、B分别以20 m/s和10 m/s的速度运动,则下列说法中正确的是

6、()AA的惯性比B大BB的惯性比A大CA和B的惯性一样大D不能确定解析选B质量是物体惯性大小的唯一量度,质量越大,惯性越大,惯性大小与速度大小无关,故B的惯性比A大,选项B正确,选项A、C、D都错。对牛顿第一定律的进一步理解(1)牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的在实际中不受力的物体是不存在的,牛顿第一定律不能用实验直接验证,但是牛顿第一定律是在大量的实验现象的基础上,通过逻辑推理而发现的,例如伽利略的理想实验。(2)牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例牛顿第一定律揭示了物体在不受力或所受合外力为零时的运动状态,同时定性地指出了力与运动的关系(力是改变物体运动状态的原因);牛顿第二定律则定量地

7、指出了力与运动的关系(Fma)。因此牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例,它们是两个不同的定律。针对训练1(2014南京模拟)关于惯性,下列说法正确的是()A在渣土车上加装限速器,其目的是速度越小,惯性也越小B宇航员在航天器中因失重而处于漂浮状态,所以没有惯性C公交车急刹车时站在车内的乘客摔倒是因为没有控制住惯性D战斗机战斗前抛弃副油箱,是为了减小战斗机的惯性,提高作战性能解析:选D惯性大小与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,与速度无关,故A错误;物体的惯性只与物体的质量有关,与所在位置无关,故B错误;公交车急刹车时站在车内的乘客摔倒是由于惯性,乘客要保持原来的运动状态,故C错误;物体的惯性只

8、与物体的质量有关,质量越小,惯性越小,所以战斗机战斗前抛弃副油箱,是为了减小战斗机的惯性,提高作战性能,故D正确。2(2014茂南区一模)伽利略用两个对接的斜面,一个斜面固定,让小球从斜面上滚下,又滚上另一个倾角可以改变的斜面,斜面倾角逐渐改变至零,如图311所示。伽利略设计这个实验的目的是为了说明()图311A如果没有摩擦,小球将运动到与释放时相同的高度B如果没有摩擦,物体运动时机械能守恒C维持物体做匀速直线运动并不需要力D如果物体不受到力,就不会运动解析:选C伽利略的斜面实验证明了:运动不需要力来维持,物体不受外力作用时,总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态,故A、B、D错误,C正确。必

9、备知识1作用力和反作用力两个物体之间的作用总是相互的,一个物体对另一个物体施加了力,后一个物体一定同时对前一物体也施加了力。力是物体与物体间的相互作用,物体间相互作用的这一对力通常叫做作用力和反作用力。2牛顿第三定律(1)内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。(2)物理意义:建立了相互作用物体之间的联系及作用力与反作用力的相互依赖关系。3作用力、反作用力与一对平衡力的比较(对牛顿第三定律的理解)典题例析如图312所示,甲、乙两人在冰面上“拔河”。两人中间位置处有一分界线,约定先使对方过分界线者为赢者。若绳子质量不计,冰面可看成光滑,则下列说法正确的是(

10、)图312A甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力B甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力C若甲的质量比乙大,则甲能赢得“拔河”比赛的胜利D若乙收绳的速度比甲快,则乙能赢得“拔河”比赛的胜利审题指导第一步:抓关键点关键点获取信息两人中间位置处有一分界线两人到分界处的距离相等冰面可看成光滑两人水平方向上均只受水平绳的拉力第二步:找突破口已知两人水平拉力大小相等,根据牛顿第二定律和质量大小可得出两人运动的加速度大小关系,进而应用xat2比较两人运动的位移关系。解析选C根据牛顿第三定律可知甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对作用力与反作用力,选项A错;因为甲和乙的力作用在同一个物体上,故选项B错。

11、设绳的张力为F,根据牛顿第二定律a知,若m甲m乙,则a甲m2)随车一起匀速运动,当车突然停止时,若不考虑其他阻力,则两个小球()图5A一定相碰B一定不相碰C不一定相碰D无法确定解析:选B因小车表面光滑,因此小球在水平方向上没有受到外力作用,原来两球与小车有相同的速度,当车突然停止时,由于惯性,两小球的速度将不变,所以不会相碰。10. (2014浙江瑞安十校联考)建筑工人用如图6所示的定滑轮装置运送建筑材料。质量为70 kg的工人站在地面上,通过定滑轮将20 kg的建筑材料以0.5 m/s2的加速度拉升,人拉的绳与水平面成30,忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,则工人对地面的压力大小为(g取

12、10 m/s2)()图6A490 N B500 NC595 N D700 N解析:选C对建筑材料受力分析,绳子上的弹力大小FTm物(ga)210 N;对人受力分析,如图所示,根据平衡条件可知,FNFTsin 30Gm人g,代入数据得:FN595 N。即地面对人的支持力为595 N,根据牛顿第三定律,工人对地面的压力大小也为595 N,C正确。二、多项选择题11下列关于力的说法正确的是()A作用力和反作用力作用在同一物体上B太阳系中的行星均受到太阳的引力作用C运行的人造地球卫星所受引力的方向不变D伽利略的理想实验说明了力不是维持物体运动的原因解析:选BD作用力和反作用力作用在两个不同的物体上,A

13、项错;太阳系中的所有行星都要受到太阳的引力,且引力方向沿着两个星球的连线指向太阳,B项正确,C项错;伽利略理想实验说明力不是维持物体运动的原因,D项正确。12.如图7所示,在匀速前进的磁悬浮列车里,小明将一小球放在水平桌面上,且小球相对桌面静止。关于小球与列车的运动,下列说法正确的是()图7A若小球向前滚动,则磁悬浮列车在加速前进B若小球向后滚动,则磁悬浮列车在加速前进C磁悬浮列车急刹车时,小球向前滚动D磁悬浮列车急刹车时,小球向后滚动解析:选BC列车加(减)速时,小球由于惯性保持原来的运动状态不变,相对于车向后(前)滚动,选项B、C正确。13.如图8所示,物体静止在一固定在水平地面上的斜面上

14、,下列说法正确的是()图8A物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力B物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力C物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力D物体所受重力可以分解为沿斜面的力和对斜面的压力解析:选BC物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对作用力和反作用力,故A错。物体和斜面间的摩擦力是一对作用力和反作用力,B正确。物体受重力和斜面对物体的作用力,这两个力大小相等方向相反,是一对平衡力,故C正确。物体所受重力的分力仍作用在物体上,故D错。14.抖空竹是人们喜爱的一项体育活动。最早的空竹是两个如同车轮的竹筒,中间加一个转轴,由于外形对称,其重心在中间

15、位置,初玩者能很好地找到支撑点而使之平衡。随着制作技术的发展,如图9所示的不对称的空竹也受到人们的欢迎,现在大多是塑料制成的,也有天然竹木制成的。关于抖空竹,在空气阻力不可忽略的情况下,下列说法中正确的是()图9A空竹启动前用绳子拉住提起,要保证支持力和重力在同一条直线上B空竹的转动是依靠绳子的拉动,绳子与转轴之间的摩擦力越小越好C空竹抛起后由于惯性而继续向上运动,在空中受重力和惯性作用D空竹从抛起到接住,转速会减小,表演时还要继续牵拉绳子使其加速转动解析:选AD空竹启动前用绳子拉住提起时,要保证拉力和重力在同一条直线上,A正确;空竹依靠绳子拉动,绳子与轴间摩擦力应越大越好,B错误;空竹抛起后

16、上升过程中只受重力和空气阻力,C错误;因空气阻力的影响,抛起的空竹的转速会减小,故表演时要继续牵拉绳子使其加速转动,D正确。15.如图10所示,我国有一种传统的民族体育项目叫做“押加”,实际上相当于两个人拔河,如果甲、乙两人在“押加”比赛中,甲获胜,则下列说法中正确的是()A甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力,所以甲获胜B当甲把乙匀速拉过去时,甲对乙的拉力大小等于乙对甲的拉力大小C当甲把乙加速拉过去时,甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力D甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力,所以甲获胜图10解析:选BD物体的运动状态是由其自身的受力情况决定的,只有当物体所受的

17、合外力不为零时,物体的运动状态才会改变,不论物体处于何种状态,物体间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,由于它们作用在不同的物体上,其效果可以不同。甲加速前进的原因是甲受到的地面的摩擦力大于绳子对甲的拉力;乙加速后退的原因是绳子对乙的拉力大于乙受到的地面的摩擦力;但是,根据牛顿第三定律,甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小。B、D正确。16引体向上是同学们经常做的一项健身运动。该运动的规范动作是:两手正握单杠,由悬垂开始,上拉时,下颚须超过单杠面。下放时,两臂放直,不能曲臂(如图11所示),这样上拉下放,重复动作,达到锻炼臂力和腹肌的目的。关于做引体向上动作时人的受力,以下判断正确的

18、是()图11A上拉过程中,人受到两个力的作用B上拉过程中,单杠对人的作用力大于人对单杠的作用力C下放过程中,单杠对人的作用力小于人对单杠的作用力D下放过程中,在某瞬间人可能只受到一个力的作用解析:选AD上拉过程中,人受到两个力的作用,一个是重力,一个是单杠给人的作用力,A对。不论是上拉过程还是下放过程,单杠对人的作用力总等于人对单杠的作用力,与人的运动状态无关,B、C均错。在下放过程中,若在某瞬间人向下的加速度为重力加速度g,则人只受到一个重力的作用,D对。第2节牛顿第二定律_两类动力学问题 必备知识1内容物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同

19、。2表达式Fma。3“五个”性质4加速度的求法(1)合成法若物体只受两个力作用而产生加速度时,根据牛顿第二定律可知,利用平行四边形定则求出的两个力的合外力方向就是加速度方向。特别是两个力互相垂直或相等时,应用力的合成法比较简单。(2)正交分解法当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时,通常采用正交分解法解题。典题例析如图321所示,质量为80 kg的物体放在安装在小车上的水平磅秤上,小车在平行于斜面的拉力F作用下沿斜面无摩擦地向上运动,现观察到物体在磅秤上读数为1 000 N。已知斜面倾角30,小车与磅秤的总质量为20 kg,求:图321(1)拉力F为多少?(2)物体对磅秤的静摩擦力为多少?(

20、3)若小车与斜面间有摩擦,动摩擦因数为,斜面质量为100 kg,试求斜面对地面的压力和摩擦力分别为多少?(A一直静止在地面上)解析(1)选物体为研究对象,将加速度a沿水平和竖直方向分解,则有:Nmgmasin ,解得a5 m/s2取小车、物体、磅秤这个整体为研究对象,受力分析如图甲所示,M100 kg,受力分析得:FMgsin Ma所以FMgsin Ma1 000 N甲(2)f静macos 200 N根据牛顿第三定律得,物体对磅秤的静摩擦力为200 N,方向水平向左(3)对斜面受力分析如图乙所示,得:f地Nsin fcos Mgcos sin Mgcos2500 NFNMAgNcos fsin

21、 1 500 N由牛顿第三定律得:斜面对地面的压力为1 500 N,方向向下;摩擦力为500 N,方向水平向右。乙答案(1)1 000 N(2)200 N水平向左(3)1 500 N方向向下500 N方向水平向右确定x轴的正方向常有以下两种情况(1)分解力而不分解加速度分解力而不分解加速度时,通常以加速度a的方向为x轴的正方向,建立直角坐标系,将物体所受的各个力分解在x轴和y轴上,分别求得x轴和y轴上的合力Fx和Fy。根据力的独立作用原理,Fxma,Fy0。(2)分解加速度而不分解力分解加速度a为ax和ay,根据牛顿第二定律得Fxmax、Fymay再求解。这种方法一般是在以某个力的方向为x轴正

22、方向时,其他的力都落在或大多数力落在两个坐标轴上而不需再分解的情况下应用。针对训练1(2012四川高考)如图322所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为m的物体接触(未连接),弹簧水平且无形变。用水平力F缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0,此时物体静止。撤去F后,物体开始向左运动,运动的最大距离为4x0。物体与水平面间的动摩擦因数为,重力加速度为g。则()图322A撤去F后,物体先做匀加速运动,再做匀减速运动B撤去F后,物体刚运动时的加速度大小为gC物体做匀减速运动的时间为2 D物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为mg(x0)解析:选

23、BD根据牛顿第二定律可得kxmgma,即a,当kxmg时,随着形变量x的减小,加速度a将减小;当kxmg时,随着形变量x的减小,加速度a将增大,则撤去F后,物体刚运动时的加速度为ag,物体先做加速度逐渐减小的加速直线运动,当kxmg(a0)时,物体的速度最大,然后做加速度增大的减速直线运动,最后当物体与弹簧脱离后做加速度为ag的匀减速直线运动,故A选项错误,B选项正确;物体脱离弹簧后做加速度为ag的匀减速直线运动,根据匀变速直线运动的规律可得3x0gt2,解得t,故C选项错误;根据功的计算式可得,物体开始向左端运动到速度最大的过程中滑动摩擦力做功为Wmgx,又xx0,解得Wmg(x0),即克服

24、滑动摩擦力做功为mg(x0),故D选项正确。2如图323所示,质量m1 kg的小球穿在长L1.6 m的斜杆上,斜杆与水平方向的夹角37,斜杆固定不动,小球与斜杆间的动摩擦因数0.75。小球从斜杆的顶端由静止开始向下滑动时,受到水平向左的拉力F1 N。(sin 370.6,cos 370.8,g10 m/s2)求:图323(1)小球运动的加速度大小;(2)小球运动到斜杆底端时速度的大小。解析:(1)对小球进行受力分析,如图所示,根据牛顿第二定律有Fcos mgsin Nma又Fsin Nmgcos 可得a解得a1.25 m/s2(2)由运动学公式v22aL得v m/s2 m/s答案:(1)1.2

25、5 m/s2(2)2 m/s必备知识1分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析该时刻物体的受力情况及运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度。2在求解瞬时性问题时应注意(1)物体的受力情况和运动情况是时刻对应的,当外界因素发生变化时,需要重新进行受力分析和运动分析。(2)加速度可以随着力的突变而突变,而速度的变化需要一个过程的积累,不会发生突变。典题例析(多选)(2014南通第一中学检测)如图324所示,A、B球的质量相等,弹簧的质量不计,倾角为的斜面光滑,系统静止时,弹簧与细线均平行于斜面,在细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是()图324A两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下,大小均为gsin

26、 BB球的受力情况未变,瞬时加速度为零CA球的瞬时加速度沿斜面向下,大小为2gsin D弹簧有收缩的趋势,B球的瞬时加速度向上,A球的瞬时加速度向下,瞬时加速度都不为零解析选BC设弹簧的弹力大小为F,由平衡条件可知,Fmgsin ,烧断细线之后瞬间,弹簧弹力不变,故B球受力情况不变,加速度为0,B正确,A、D均错误;以A为研究对象,由牛顿第二定律可得:Fmgsin maA,解得:aA2gsin ,故C正确。(1)刚性绳(或接触面):不发生明显形变就能产生弹力的物体剪断(或脱离)后,弹力立即消失或改变,不需要形变恢复时间,一般题目中所给的细线、轻杆和接触面在不加特殊说明时,均可按此模型处理。(2

27、)弹簧(或橡皮绳):此类物体的特点是形变量大,形变恢复需要较长时间,在瞬时问题中,其弹力的大小往往可以看成是不变的。针对训练1.(2014安徽模拟)如图325所示,将一个质量为m的三角形物体放在水平地面上,当用一水平推力F经过物体的重心向右推物体时,物体恰好以一较大的速度匀速运动,某一时刻保持力的大小不变立即使推力反向变成拉力,则推力反向的瞬间()图325A物体的加速度大小为,方向水平向左B物体的加速度大小为,方向水平向右C地面对物体的作用力大小为mgD地面对物体的作用力大小为解析:选D开始物体做匀速直线运动,知推力F等于摩擦力,即Ff,某一时刻保持力的大小不变立即使推力反向变成拉力,物体仍然

28、向右运动,摩擦力仍然向左,则合力为F合Ff,方向向左,根据牛顿第二定律,物体的加速度a,方向水平向左,故A、B错误;地面对物体有支持力和摩擦力,支持力等于重力,摩擦力等于F,根据平行四边形定则知,地面对物体的作用力F,故D正确,C错误。2.(2014苏州第三中学质检)如图326所示,质量分别为m、2m的小球A、B,由轻质弹簧相连后再用细线悬挂在电梯内,已知电梯正在竖直向上做匀加速直线运动,细线中的拉力为F,此时突然剪断细线。在线断的瞬间,弹簧的弹力的大小和小球A的加速度的大小分别为()图326A.,gB.,gC.,g D.,g解析:选A在剪断前,对A、B及弹簧整体由牛顿第二定律有:F3mg3m

29、a,对B由牛顿第二定律得:F弹2mg2ma,由此可得:F弹,细线被剪断后的瞬间,弹簧弹力不变,此时对A球来说,受到向下的重力和弹力,则有:F弹mgmaA,解得aAg,故A正确。 必备知识1两类动力学问题(1)已知受力情况求物体的运动情况。(2)已知运动情况求物体的受力情况。2解决两类基本问题的方法以加速度为“桥梁”,由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解,具体逻辑关系如图:3.两类动力学问题的解题步骤典题例析(2013江苏高考)如图327所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验。若砝码和纸板的质量分别为m1和m

30、2,各接触面间的动摩擦因数均为,重力加速度为g。图327(1)当纸板相对砝码运动时,求纸板所受摩擦力的大小;(2)要使纸板相对砝码运动,求所需拉力的大小;(3)本实验中,m10.5 kg,m20.1 kg,0.2,砝码与纸板左端的距离d0.1 m,取g10 m/s2。若砝码移动的距离超过l0.002 m,人眼就能感知。为确保实验成功,纸板所需的拉力至少多大? 思路点拨(1)纸板相对砝码运动时共受几个滑动摩擦力?大小各是多少?试写出它们的表达式。提示:2个;砝码对纸板的滑动摩擦力为f1m1g,桌面对纸板的滑动摩擦力为f2(m1m2)g。(2)要使纸板相对砝码运动,两者的加速度大小有什么关系?提示:纸板的加速度大于砝码的加速度。(3)纸板抽出过程中,纸板和砝码的位移之间满足什么关系?纸板抽出后砝码做什么规律的运动?加速度是多大?拉力的最小值又对应什么关系?试写出上述关系式。提示:在纸板抽出过程中,设砝码的位移为x1,纸板的位移为x,则之间的关系应为dx1x;纸板抽出后砝码做匀减速直线运动;由牛顿第二定律可求加速度

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