高考物理知识点系统总结.pdf

专题一力与物体的平衡教案一.专题要点重力产生：重力是由于地面上的物体受到地球的万有/引力而产生的，但两者不等价，因为万有引力的一个分 力要提供物体随地球自转所需的向心力，而另一个 分力即重力，如右图所示。大小：随地理位置的变化而变化。在两极：G=F万在赤道：G=F万-F向一般情况下，在地表附近G=mg方向：竖直向下，并不指向地心。2.弹力产生条件：接触挤压形变大小：弹簧弹力F=kx,其它的弹力利用牛顿定律和平衡条件求解。方向：压力和支持力的方向垂直于接触面指向被压或被支持的物体，若 接触面是球面，则弹力的作用线一定过球心，绳的作用力一定沿绳，杆的 作用力不一定沿杆。*提醒：绳只能产生拉力，杆既可以产生拉力，也可以产生支持力，在分 析竖直平面内的圆周运动时应该注意两者的区别。3.摩擦力产生条件：接触且挤压接触面粗糙有相对运动或者相对运动趋势 大小：滑动摩擦力/=心,与接触面的面积无关，静摩擦力根据牛顿运动 定律或平衡条件求解。方向：沿接触面的切线方向，并且与相对运动或相对运动趋势方向相反。4.电场力电场力的方向：正电荷受电场力的方向与场强方向一致，负电荷受电场 力的方向与场强方向相反。电场力的大小：尸=把，若为匀强电场，电场力则为恒力，若为非匀强 电场，电场力将与位置有关。5.安培力方向：用左手定则判定，F一定垂直于I、B,但I、B不一定垂直，I、B有任一量反向，F也反向。大小：=BIL此公式只适用于B和I互相垂直的情况，且L是导线的有效长度。当导线电流I与B平行时，Fmin=0o6.洛伦兹力洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向既与电荷的运动方向垂直，又与磁场方向垂直，所以洛 伦兹力方向总是垂直于运动电荷的速度方向和磁场方向所确定的平面。洛伦兹力方向总垂直于电荷运动方向，当电荷运动方向改变时，洛伦兹 力的方向也发生改变。由于洛伦兹力的方向始终与电荷运动方向垂直，所以洛伦兹力对电荷永 不做功。洛伦兹力的大小：F洛=BqV sin e当6=90。时，=BqV,此时电荷受到的洛伦兹力最大当6=0。或180。时，F洛=0,即电荷的运动方向与磁场方向平行时，不受洛伦 兹力的作用。当v=0时，尸洛=0,说明磁场只对运动电荷产生力的作用。7.力的合成与分解由于力是矢量，因此可以用平行四边形定则进行合成与分解，常用正交分 解法和力的合成法来分析平衡问题。8.共点力的平衡状态：静止或匀速运动F合=0二.考纲要求考占J 八、要求考点解读滑动摩擦、静摩擦、动摩擦因数I物体在共点力的作用下的平衡是静力学的基 础。考题主要考察重力、弹力、摩擦力、电 场力、磁场力作用下的共点力的平衡问题、共点力的合成与分解、物体（或带电体）平 衡条件的应用；常用的方法有整体法与隔离 法、正交分解法、解矢量三角形、相似三角 形。题目一般是以一个选择题的形式考查受 力分析或者把受力分析、力的合成与分解附 在大题中出现。形变、弹性、胡克定律I矢量和标量I力的合成与分解II共点力的平衡II三.教法指引此专题复习时，可以先让学生完成相应的习题，在精心批阅之后以题目带 动知识点，进行适当提炼讲解。根据我对学生的了解，发现很多同学的力 学基础不是很好，尤其在重力场、电场、磁场都出现之后受力变得复杂,有同学甚至不能区分F电、F安、F洛、把几个力混为一谈，处理力的性质时 难度更大，所以在讲解时层次应放的低一点，还是要以夯实基础为主。四.知识网络解析：B的受力简单一点，先取B为研究对象，若只受G与F作用，B物 体不可能静止。因此A对B有弹力与摩擦力，B物体共受四个力作用。再取A为研究对象，受重力、B对A的弹力、B对A沿A向下的摩擦力、墙对A的弹力、墙对A沿墙向上的摩擦力，A物体共受五个力作用。此题 也可以对AB整体分析推出墙对A对有弹力和向上的摩擦力（与分析B类 似）。规律总结：1.在分析两个以上相互作用物体的受力分析时，要整体法和隔 离法相互结合。2.确定摩擦力和弹力的方向时，通常根据物体所处的状态，采用“假设法”判断。3.当直接分析某一物体的受力不方面时，常通过转移研究对象，先分析与 其相互作用的另一物体的受力，然后根据扭动第三定律分析该物体的受力，上例中就是先分析了 B的受力，又分析A的受力。题型2.（重力、弹力和摩擦力作用下的物体平衡问题）如图所示我国国家五.典例精析题型L（受力分析问题）如图所示，物体A靠在 的墙面上，在与墙面和B垂直的力F作用下，A、持静止，试分析A、B两个物体的受力个数。大剧院外部呈椭球型。假设国家大剧院的屋顶为半 一警卫人员为执行任务，必须冒险在半球形屋顶上 慢爬行，他在向上爬的过程中（）球形，向上缓A.屋顶对他的支持力变大B.屋顶对他的支持力变小若警卫人员执完特殊任务后从屋顶A点开始加速下滑，则摩擦力、支持力 又如何？解析：这时/=/W,N=mgcos。，向下滑时。增大，N减小、f减小，BD对。规律总结：1.本题考查了力学中的三种力及力的分解、物体平衡条件的应 用。2.审题时要注意“缓慢”的含义，受力分析时应该特别注意摩擦力的方向 沿着接触面的切线方向。3.要注意静摩擦力与滑动摩擦力的求解方法不同，当加速下滑时受到的是 滑动摩擦力应该根据公式求解。45。,质量分别为2 m和m的两个滑块用不可伸长的轻绳通过滑轮连接(不计 滑轮的质量和摩擦)，分别置于两个斜面上并由静止释放;若交换两滑块位 置，再由静止释放，则在上述两种情形中正确的有()(A)质量为2m的滑块受到重力、绳的张力、沿斜面的下滑力和斜面的支持 力的作用(B)质量为m的滑块均沿斜面向 巾上运动 了外(C)绳对质量为m滑块的拉力均大于该滑块对绳的拉力(D)系统在运动中机械能均守恒解析：A选项中下滑力不是物体受到的一个力，而是重力的分力B选项中原来2mg sin 30 mg sin 45,后来加g sin 30 m3的木块1、2和3,中间分别用一原长为L,劲度系数为k1I毗那I3的轻弹簧连接起来，木块与地面间的动摩擦因数为。现用一水平力向右拉木块3,当木块一起匀速运动时，1和3两木块之间的距离是（不计木块 滑块恰能沿斜面匀速下滑，已知滑块与斜面之间的动摩擦因数为四/4,求 该匀强电场场强E的大小。宽度）（）AL+”适 kC?l （2吗+加2%kBL （加+m2）g k0”2（加i+2加2）gk解析：1和3之间的距离除了 2L外还有两部分弹簧的伸长。对1:私%=jumxg，对1和2:k A%2=A（mi+叫）g，即选项C正确。规律总结：1.弹簧连接的物体平衡和运动是物理中常见的情景，静止时的 平衡态即合力为零时；物体在运动过程中，弹簧弹力的大小、方向是可变 的，所以在平衡态时常有最大速度（例如简谐振动）出现。2.分析弹簧问题时，特别注意找到原长位置、平衡位置和极端位置。3.在计算题中，弹簧的平衡态以一个知识点出现，列出平衡方程即可以求 解。题型5.（电场和重力场内的物体平衡问题）如图，倾角为30的粗糙绝缘斜面固定在水平地面上，整个装置处在面质向上的匀强电量为m、电荷量垂直于斜f 场中，一为-q的小 G解析：受力分析如图mg sinO-f=0N=mg cos 0+R也f=N,F=Eq 得.e _ mg sin 3-R mg cos 8 _ 6 mg /aq 6 q规律总结：1.电场力的方向与带电体电性和场强方向有关，匀强电场中电场力为恒力。2.正交分解法在处理物体受多个力作用的平衡问题时非常方便，常列两个 等式EF、=0,访=0得：0P=15mt=l.2s 规律总结：1.由于洛伦兹力的方向始终与B和V垂直，因此带电粒子在复题型6.（复合场内平衡问题）如图，坐标系x Oy位于竖直平面内，在该 区域有场强E=12N/C、方向沿x轴正方向的匀强电场和磁感应强度大小为 B=2T、沿水平方向的且垂直于xOy平面指向纸里的匀强磁场。一个质量 m=4X 10 5k g,电荷量q=2.5X 10 5c带正电的微粒，在xOy平面内做匀速直 线运动，运动到原点。时，撤去磁场，经一段时间后，带电微粒运动到了 x轴上的P点（g=10m/s2），求：P点到原点。的距离带电微粒由原点0运动到P点的时间为解析：匀速直线运动时：受力平衡K/=G2+?2 /G=mg,F=Eq,F洛=Bqv/得：v=10m/s,与x轴37斜向右上 撤去磁场后受2个力结合速度方向可知 做类平抛运动沿 V 方向：C）P cos370=vt垂直V方向：OP sin37+G/2 m合场内做直线运动时一定是匀速直线运动，即重力、电场力、洛伦兹力的 合力为零，常作为综合性问题的隐含条件。2.此题也可以对撤去磁场后的速度进行分解，可以分解成沿电场力方向上斜面上，所加匀强磁场的磁感应强度的最小值是多少？如果导体棒a静止 在斜面上且对斜面无压力，则所加匀强磁场的磁感应强度大小和方向如何？e G解析：受力分析如图假设外力F与斜面成。角,面且垂直于ab棒的外力F,已知当t=2s时一，F恰好为零（g=10m/s2）。求当t=2s时，磁感应强度的大小当t=3s时，外力F的大小和方向mg sin 6=/安 cos a+,mg cos 6+F.货 sin a=N,f=pN,F.货=BIL得：鸟二些包电二g”由三角函数极值可知：/n=吗吗”（cosa+sina）m，n 5+.，卢无压力即此导线仅G和安培力，且平衡/BIL=mg 得：8=亍六方向水平向左 0-5规律总结：通电导线所受的安培力与磁场方向、导体放置方向密切相关。而此三者方向不在同一平面内，在平面视图中很难准确画出来，因此选择 好的观察方位，画出正确的平面视图，能够形象、直观地表达出三者的关 系非常重要，是有效地解题的关键。题型8.（电磁感应中的平衡问题）如图甲，两根足够长的、电阻不计的光 滑平行金属导轨相距为1_1=101,导轨平面与水平面成6=30。，上端连接阻值 为R=1.5。的电阻；质量为m=0.2k g、阻值厂=0.5。金属棒ab放在两导轨上,距离导轨最上端为L2=4m,棒与导轨垂直并保持良好接触。整个装置处于 一匀强磁场中，该匀强磁场与导轨平面垂直，磁感应强度大小随时间变化 的情况如图所示乙所示，为保持ab棒静止，在棒上施加了一平行于导轨平当t=4s时,力F,当金属棒下滑速度达到稳定时，导体棒ab端的电压为多大解析：当t=2s时,E-=2之 9 I=%mS sin 30=B2IL Ar-R+r 当 t=3s 时,B3=1.5T,F=B3ILl=1.5N,尸=/安一根gsin30=0.5N沿斜面向下平衡时：加g sin 30。=2出，得/=g A，得Uab=IR=IV 规律总结：1.通电导线（或导体棒）切割磁感线时的平衡问题，一般要综 合应用受力分析、法拉第电磁感应定律，左、右手定则和电路的知识。在 这类问题中，感应电流的产生和磁场对电流的作用这两种现象总是相互联 系的，而磁场力又将电和力这两方面问题联系起来。2.感应电流在磁场中受到的安培力对导线（或金属棒）的运动起阻碍作用,把机械能转化成电能。题型9.（摩擦力问题）在粗糙的水平上放一物体A,A上再放一质量为m的 _叵A体B,AB间的动摩擦因数为，施加-面物F 一题型io.（力的合成与分解）如图所示，重物的质量为m,轻绳A0和B0的AB端是固定的，平衡时A0是水平的,水平力F与A,计算下列情况下A对B的摩擦力的大小当AB 一起做匀速运动时当AB 一起以加速度a向右做匀加速运动时当力F足够大而使AB发生相对运动时面的家教为6。小是A.Fx=mg cos 0F、=mg cot 0则A0的拉力件和B0的拉)力F2的大B0与水平C.F2=mg sin 0D.F2=mg/sin 0解析：因AB向右做匀速运动，B物体受到的合力为零，所以B物体受到 的摩擦力为零。因AB无相对滑动，所以B物体受到的摩擦力为静摩擦力，此时不能用 滑动摩擦力的公式来计算，用牛顿第二定律对B物体有f=Fma因为AB发生了相对滑动，所以B物体受到的摩擦力为滑动摩擦力，用 滑动摩擦力的公式来计算，f=pN=Mmg规律总结：摩擦力大小的计算方法：在计算摩擦力的大小之前，必须首 先分析物体的运动情况，判明是滑动摩擦力还是静摩擦力。若是前者用 或牛顿运动定律，若是后者用平衡条件或牛顿第二定律求解。方法二：合成法以。点为研究对象，受力分析由平衡条件可以知道F.=mg,将K、尸2合成为合力F,则F=F3,由直角三角形知识 得片=/cot6F2=F/sin6 即 G=/gcot。，F2=mg/sino BD 选项正确。方法三：效果分解法将拉力F3按照作用效果分解为F31和F32，由直角三角形知识有：F31=F3 cot 0 F32=F3/sin 0，所以 K=%=Ficot0,F2=32=F3/sin0BD选项正确。规律总结：在对实际问题的求解中，可以用合成法，也可以用效果分解法,还可以用正交分解法。要善于根据题目要求，灵活选择解题方法。一般来 说，在研究多个共点力作用的力学问题是，选用正交分解法比较方便。题型11（相似三角形问题）如图2所示，已知带电小球A、B 的电荷量分别为Qa、Qb，OA=OB,都用长L的绝缘丝线悬挂 在绝缘墙角。点处。静止时A、B相距为d。为使平衡时AB 间距离减为d/2,可采用以下哪些方法（）A.将小球A、B的质量都增加到原来的2倍;B.将小球B的质量增加到原来的8倍;C.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半；D.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到 原来的2倍解析：对B球受力分析如图利用相似三角形可以知道皿选BD。L AB专题二力与物体的直线运动六.专题要点第一部分：匀变速直线运动在力学中的应用1.物体或带电粒子做直线运动的条件是物体所受的合外力与速度方向平 行。2.物体或带电粒子做匀变速直线运动的条件是物体所受的合外力为恒力且 与速度方向平行。3.牛顿第二定律的内容是：物体运动时的加速度与物体所受的合外力成正 比，与物体的质量成反比，加速度的方向与所受合外力的方向相同，且二 者具有瞬时对应关系，此定律可以用控制变量法进行实验验证。4.速度时间关系图像的斜率表示物体运动的加速度，图像所包围的面积表 示物体运动的位移。在分析物体的运动时常利用v-t图像帮助分析物体的 运动情况。5.超重或失重时一,物体的重力并未发生变化，只是物体对支持物的压力（或 对悬挂物的拉力）发生了变化。当a=g时物体完全失重。6.匀变速直线运动的基本规律为 速度公式：匕小0+m位移公式：x=v0-t+-ar 2速度与位移关系式：匕2 一。2=2分7.匀变速直线运动平均速度浮可位移中点的瞬时速度V中点=第二部分：匀变速直线运动在电学中的应用1.带电粒子在电场中直线运动的问题：实质是在电场中处理力学问题，其 分析方法与力学中相同。首先进行受力分析-，然后看物体所受的合外力与 速度方向是否一致，其运动类型有电场加速运动和交变的电场内往复运动。2.带电粒子在磁场中直线运动问题：洛伦兹力的方向始终垂直于粒子的速 度方向。3.带电粒子在复合场中的运动情况一般较为复杂，但是它仍然是一个力学 问题，同样遵循力和运动的各条基本规律。4.若带电粒子在电场力、重力和洛伦兹力共同作用下做直线运动，如果是 匀强电场和匀强磁场，那么重力和电场力都是恒力，洛伦兹力与速度方 向垂直，而其大小与速度大小密切相关。只有带电粒子的速度大小不变,才可能做直线运动,七.考纲要求考点 要求参考系、质点 I位移、速度和加速II度匀变速直线运动II及其公式、图像矢量和标量 I牛顿运动定律及II其应用超重和失重 I 也即匀速直线运动。考点解读本专题知识是整个高中物理的基础，高考对 本部分考查的重点是匀变速直线运动的公式 及应用；v-t图像的理解及应用，其命题情景 较为新颖，（如高速公路上的车距问题、追 及相遇问题）竖直上抛与自由落体运动的规 律及其应用；强调对牛顿第二定律分析、计 算和应用考查，而牛顿第三定律贯穿于综合 分析过程中。本专题内容单独考查注意是以 选择题、填空题的形式出现，而单独命题的 计算题较少，更多的是与牛顿运动定律、带 电粒子的运动等知识结合起来进行考查。命 题要关注多体运动通过时空的综合类问题、图像问题及直线运动与曲线运动相结合命题的多过程问题，正确理解力和运动的关系，并能熟练应用牛顿第二定律分析和计算斜面 体、超重和失重等问题八.教法指引此专题复习时，可以先让学生完成相应的习题，在精心批阅之后以题目带 动知识点，进行适当提炼讲解。这一专题有两大部分问题：运动学的相 关知识力学相关知识，根据我对学生的了解，发现部分同学运动过程分 析不到位，运动学公式应用不熟练，力学基础不是很好，要以夯实基础为 主。牛顿运 I-1动窄得一.库顿第二定律：F三曲一 切伴广I牛顿第一定律、惯性IT动力学两类基本问题If超重与失重I-I连接体问题I-I图象、临界与极值问题T牛顿第三定阑九.知识网络十.典例精析题型L（匀变速直线运动规律的应用）物体以速度v匀速通过直线上的A、B两点需要的时间为to现在物体由A点静止出发，先做加速度大小为 的匀加速直线运动到某一最大速度V m后立即做加速度大小为a2的匀减速 直线运动至B点停下，历时仍为t,则物体的（）A.最大速度V m只能为2v,无论ai、a?为何值B.最大速度V m可以为许多值，与a1、a2的大小有关C.ai a?的值必须是一定的，且a”a2的值与最大速度V m有关D.a”a2必须满足&二=空 ax+a2 t解析：分析此题可根据描述的运动过程画出物体运动的速度图像，根据速 度图像容易得出“最大速度V m只能为2v,无论由、a?为何值”的结论。也可利用解析法根据题述列出方程解答。设物体匀加速运动时间为匕,则匀 减速运动时间为上匕,根据题述有讨=苧+匕铝2得V m=2v.,由卬|=匕“，出。-。）=匕，匕=2v联立解得=&，所以正确选项为。1+。2 tADo规律总结：此题主要考查匀变速直线运动规律的灵活运用。此题也可以用 速度图像形式给出解题信息，降低难度。题型2.（v-t图像的应用）某学习小组对一辆自制小遥控汽车的性能进行研究。他们让这辆汽车在水平地面上由静止开始运动，并将小车运动的全过 程记录下来，通过数据处理得到如图所示的v-t图，已知小车在O ts内做 匀加速直线运动，ts-10s内小车牵引力的功率保持不变，且7s 10s为匀速直线运动；在10s末停止遥控，让小车 自由滑行，小车质量m=lk g,整个过程小车受到的阻力Ff大小不变。求 小车受到阻力Ff的大小。在ts-10s内小车牵引力功率Po小车在加速运动过程中的总位移X。解析：在10s末撤去牵引力后，小车只在阻力的作用下做匀减速运动，由图像可得减速时的加速度的值为a=2m/s2（2 分）F f=ma=2N（1 分）小车在7s-10s内做匀速直线运动，设牵引力为F,则尸=%（1分）由图像可知V m=6m/s（1分）p=FVm=12IV （1 分）在ts 10s内小车的功率保持不变，为12w。小车的加速运动过程可分为O-ts和ts 7s两段，由于ts是功率为12W,所以此次牵引力为K=C=4N,%=3，（2分）匕 I t所以O-ts内加速度大小为%=但F/）/加=2加/Y,时间/=i.5s,（2 分）x.=-ait2=2.25m（1 分）2在 0 7s 内由动能定理得：Fixi+Pt2-Ffx=-mvm2-mv02（）,（2 分）得 X=28.5m（1 分）规律总结：l.v-t图像的斜率为物体运动的加速度，包围的面积是物体通过 的位移。因此，本题第问中的X也可以通过面积求解。2.机车匀加速启动过程还未达到额定功率。3.t时刻是匀加速运动的结束还是额定功率的开始，因此功率表达式结合牛 顿第二定律和运动学公式求t是解题的关键。题型3.（运动学中的临界和极值问题）在水平长直的轨道上，有一长度为 L的平板车在外力控制下始终保持速度V。做匀速直线运动.某时刻将一质 量为m的小滑块轻放到车面的中点，滑块与车面间的动摩擦因数为U.（1）证明：若滑块最终停在小车上，滑块和车摩擦产生的内能与动摩擦因 数U无关，是一个定值。（2）已知滑块与车面间动摩擦因数D=0.2,滑块质量m=lk g,车长L=2m,车速V o=4m/s,取g=10m/s,当滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个 与车运动方向相同的恒力F,要保证滑块不能从车的左端掉下，恒力F大 小应该满足什么条件？（3）在（2）的情况下，力F取最小值，要保证滑块不从车上掉下，力F的作用时间应该在什么范围内？解析：（1）根据牛顿第二定律，滑块相对车滑动时的加速度a=（1 分）m滑块相对车滑动的时间”直（1分）a滑块相对车滑动的距离5=3-咒（1分）2a滑块与车摩擦产生的内能Q=ngs（1分）由上述各式解得 Q=（与动摩擦因数口无关的定值）（1分）（2）设恒力F取最小值为,滑块加速度为a”此时滑块恰好到达车的左端，则滑块运动到车左端的时间，产”i由几何关系有%八-羡八（1分）由牛顿定律有 F+mg=max （1分）由式代入数据解得r,=O.5s,耳=6N（2分）则恒力F大小应该满足条件是 F6N（1分）（3）力F取最小值，当滑块运动到车左端后，为使滑块恰不从右端滑出，相对车先做匀加速运动（设运动加速度为a2,时间为t2）,再做匀减速 运动（设运动加速度大小为as）.到达车右端时，与车达共同速度.则有-jumg=ma2（1分）fimg=ma3（1分）忑+譬L2 2%（1分）由式代入数据解得r2=s=0.58 s 3（1分）则力F的作用时间t应满足tlt0o物体做匀速圆周运动的向心力即物体受到的合外力。4.描述圆周运动的几个物理量为：角速度g,线速度v,向心加速度a,周期 T,频率 f。其关系为：a=(or=A-7irfr T25.平抛(类平抛)运动是匀变速曲线运动，物体所受的合外力为恒力，而 圆周运动是变速运动，物体所受的合外力为变力，最起码合外力的方向时 刻在发生变化。第二部分：万有引力定律及应用1.在处理天体的运动问题时，通常把天体的运动看成是匀速圆周运动，其所需要的向心力由万有引力提供，其基本关系式为：Mm v2 2 42r 2.G=m=mco r=m=rf，/向 T2在天体表面，忽略星球自转的情况下：G雪2.卫星的绕行速度、角速度、周期、频率和半径r的关系：由G等=加；，得怦，所以r越大，v越小。由G=加/一得=鸟，所以r越大，。越小。由G粤=加(也得T=2%匚,所以r越大，T越大。r2 T J G M由G=m%(g),得a向(g，)号,所以r越大，a向(g/)越小。3.三种宇宙速度：第一、第二、第三宇宙速度第一宇宙速度（环绕速度）：是卫星环绕地球表面运行的速度，也是绕地 球做匀速圆周运动的最大速度，也是发射卫星的最小速度V =7.9Km/s。第二宇宙速度（脱离速度）：使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度,V2=11.2Km/So第三宇宙速度（逃逸速度）：使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度,V3=16.7 Km/So4.天体质量M、密度夕的估算从环绕天体出发:通过观测环绕天体运动的周期T和轨道半径r；就可以求 出中心天体的质量M从中心天体本身出发:只要知道中心天体的表面重力加速度g和半径R就可以求出中心天体的质量Mo十二.考纲要求考占J 八、要求考点解读运动的合成与分解II本专题的重点是运动的合成与分解、平抛运 动和圆周运动。特点是综合性请、覆盖面广、纵横联系点多。可以有抛体运动与圆周运动 或直线运动间多样组合，还可以与电场、磁抛体运动II匀速圆周运动、角I十三.教法指引速度、线速度、向心加速度场知识综合，命题的思路依然是以运动为线 索进而从力、能量角度进行考查。应用万有 引力定律解决天体运动、人造地球卫星运动、变轨问题。应该从以下几个方面进行重视：直线运动、平抛运动和圆周运动的组合性 问题，主要考查运动的合成与分解、动力学 特征和功能关系应用分解与合成的思想解 决带电粒子在各种场中的类平抛运动问题；应用圆周运动的知识解决混合场内的圆周运 动问题。以我国飞速发展的航天事业为背 景，凸显最新科技动态，应用万有引力定律 解决卫星发射和回收变转过程中各物理量的 比较和功能转化。匀速圆周运动的向心力II离心现象I万有引力定律及应用II环绕速度II第二宇宙速度和第三宇宙速度I此专题复习时，可以先让学生完成相应的习题，在精心批阅之后以题目带 动知识点，进行适当提炼讲解。根据我对学生的了解，发现很多同学对这 个专题中的：几个物理模型构建不理想，如平抛运动、类平抛运动、匀速圆周运动、天体运动等同于匀速圆周运动模型建立好了，但是处理问题时方法选择不恰当 所以在讲解时层次应放的低一点，着重掌握好各种物理模型，理解处理各 种模型的方法，坚持夯实基础为主的主线。十四.知识网络曲线运动条件：产合与初速度跖 不在一条直 线上特例速度方向：沿切线方向圆周运动平抛运动特点：轨迹为圆周的 变速曲线运动描述：v、3、7a、n、/条件：半径方向的合 外力提供向心力万 有 引 力T万有引力作向心力的天体送雨-T地面上的万有引力和重力1广|卫星变轨后防T人造卫星-1卫星发射的三个宇宙速发|十五.典例精析题型1.（运动的合成与分解问题）若河水的流速大小与水到河岸的距离有关，河中心水的流速最大，河岸边缘处水的流速最小。现假设河的宽度为120m,河中心水的流速大小为4m/s,船在静水中的速度大小为3m/s,要使般以最短时间渡河，则（）A.船渡河的最短时间是24sB.在行驶过程中，船头始终与河岸垂直C.船在河水中航行的轨迹是一条直线D.般在河水中的最大速度为5m/s解析：根据分运动具有独立性和等时性可知，当船头与河岸垂直过河时，时间t最短，t=120/3=40s,A错，B对；船速是恒定的，但是水流速度与 水到河岸的距离有关，合速度的大小和方向都在不断变化，轨迹为曲线，C 错；船在河水中的速度是指合运动的速度丫=6+4?=5而最大,D正确。规律总结：1合运动与分运动具有等时性，分运动具有独立性，这一原理 经常应用解决小船过河即平抛运动问题。2.运动的合成与分解的依据仍然是平行四边形定则。3.区分分运动和合运动的基本方法是：合运动是物体的实际运动轨迹。题型2.（平抛（或类平抛）运动问题）如图所示,AB为竖 卜Q_直墙壁，A点和P点在同一水平面上。空间存 在着竖直P：方向的匀强电场。将一带电小球从P点以速度U向A抛出，底B片结果打在墙上的C处。若撤去电场，将小球从P点以初速2向A抛出，也正好打在墙上的C点。求：2（1）第一次抛出后小球所受电场力和重力之比（2）小球两次到达C点时速度之匕匕解析：（1）设AOh、电场力为Fq,根据牛顿第二定律得：Fq+mg=ma第一次抛出时，h=LA?（1分）2 v第二次抛出时，h）g（3）2（1分）2 v由、两式得a=4g（1分）所以，Fq：G=3:l（1分）（2）第一次抛出打在C点的竖直分速度幺尸&（L）（1分）V第二次抛出打在C点的竖直分速度力2=g（马）（1分）V第一次抛出打在C点的速度。产产豆（1分）第二次抛出打在C点的速度02=后;乙（1分）所以，0：6=2：1（1分）规律总结：平抛（或类平抛）运动处理的基本方法就是把运动分解为水平 方向的匀速运动和竖直方向的匀加速运动。通过研究分运动达到研究合运 动的目的。题型3.（竖直平面内的圆周运动问题）如图15所示,质量为m、电量为+q的带电小球固定于一不可伸长的绝缘细线一端，绳的 另一端固定于。点，绳长为/,。点有一电荷量为+Q（Qq）的点电荷P,现加一个水平和右的匀强电场，小球静止于与竖直方向成。=30角的A 点。求：（1）小球静止在A点处绳子受到的拉力；（2）外加电场大小；（3）将小球拉起至与0点等高的B点后无初速释放，则小球经过最低点C联立式解得：有 八女+/与（2分）I cos 3。=皿叱 Q分）q（2）小球从B运动到C的过程中，q与Q间的库仑力不做功，由动能定理得mgl-qEI=gnV：（2 分）图15在C点时：T-k-mg=m（2分）联立、解得：T=A隼+mg（3-2tan19）（2分）/审题指导：1.要注意对小球受力分析，不要漏掉库仑力。4.在处理竖直平面内的圆周运动问题时，一般要用动能定理建立最高点、最低点的速度关系。5.要注意库仑力始终与运动方向垂直，不做功。题型4.（万有引力定律及应用）图示是我国的“探月工程”向月球发射一 颗绕月探测卫星“嫦娥一号”过程简图.“嫦娥一号”进入月球轨道后，在 距离月球表面高为h的轨道上绕月球做匀速圆周运动.（1）若已知月球半径为R月，月球表面的重力加速度为g月，则“嫦娥一 号”环绕月球运行的周期为多少？（2）若已知A产地，g产地，则近月卫星的运行速度约为近地卫星 4 6运行速度的多少倍？进入奔月轨道中段轨道修正误解析：（1）设“嫦娥一号”环绕月球运行的周期是T,根据牛顿第二定律 得G鳖=mg月（2分）R月G M-T=m-（R 月+）（2 分）（R月+T2解得丁产瓦再设分）g月即（2）对于靠近天体表面的行星或卫星有机且二箸，片阚（2分）由4历知，出=巧瓦（1分）地V g地R地将A月Jr地，g月=为地代入计算，可知包=他（=0.2）（2分）4 6 丫地 12即近月卫星的运行速度约为近地卫星运行速度的逅（0.2）倍.12规律总结：在利用万有引力定律解决天体运动的有关问题是，通常把天体 运动看成匀速圆周运动，其需要的向心力就是天体之间相互作用的万有引 力提供。日 PI Mm v1 2G-=ma向=m=mco r-m r r4兀2 r=m7t2rf题型5.（卫星与航天问题）如图所示，/为静止于地球赤道上的物体，8为绕地球做椭圆轨道运行的卫星，。为绕厂、b 地球做圆周运动的卫星，P为B、C两卫星轨道的交点.已广二 知从b、。绕地心运动的周期相同.相对于地心，下列说卜J 法中不亚项的是A.物体力和卫星。具有相同大小的加速度B.卫星。的运行速度大于物体力的速度CC.可能出现：在每天的某一时刻卫星8在/的正上方D.卫星方在P点的运行加速度大小与卫星。的运行加速度大小相等解析:A、C两者周期相同，转动角速度。相同，由。=疗厂可知A错 由y=w可知，匕乙，B正确；因为物体A随地球自转，而B物体转动周期与A 相同，当B物体经过地心与A连线与椭圆轨道的交点是，就会看到B在A 的正上方，C对；由G等=根向可知，aB=ac,D正确。G为万有引力恒量，M为地球质量，m为物体质量，r为物体到地心的距 离，并以无限远处引力势能为零。现有一质量为m的地球卫星，在离地面 高度为H处绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R,地球表面的重力 加速度为g,地球质量未知，试求：（1）卫星做匀速圆周运动的线速度；（2）卫星的引力势能；（3）卫星的机械能；（4）若要使卫星能依靠惯性飞离地球（飞到引力势能为零的地方），则卫 星至少要具有多大的初速度？解析：（1）由牛顿运动定律：G分=加上（2分）（R+H）2 R+H得：（1分）由引力势能的表达式E-包Nr=”+A得：昂=-空幺（2分）r H+R卫星的机械能应该是卫星的动能和势能之和，即E=Ek+Ep,Ek=-mv2 2G Mm 2(R+”),EP=-G MmR+H得（3分）题型6.（天体与航天器的能量问题）重力势能Ep=mg6实际上是万有引力 势能在地面附近的近似表达式，其更精确的表达式为Ep=GMm，式中_ G MmE=-2R+2”（1分）由机械能守恒定律，对地球与卫星组成的系统，在地球表面的机械能与 飞到无限远处的机械能相等。设初速度至少应为V1=-mv2=0,用=62（2 分）2 R解得：v=J等（1分）规律总结：在卫星和地球组成的系统内，机械能是守恒的，卫星的动能可 通过匀速圆周运动的线速度来求，引力势能在选择了无穷远处为零势能点 后，可以用斗=-3也 来求，机械能为两者之和。r专题四功和能教案十六.专题要点1.做功的两个重要因素：有力作用在物体上且使物体在力的方向上发生了 位移。功的求解可利用W=P cos。求，但F为恒力；也可以利用广/图像来 求；变力的功一般应用动能定理间接求解。2.功率是指单位时间内的功，求解公式有平均功率尸=上=尸口856，t瞬时功率尸=上=内/cos。，当。=0时，即F与v方向相同时，P=FV o t3.常见的几种力做功的特点重力、弹簧弹力，电场力、分子力做功与路径无关摩擦力做功的特点单个摩擦力（包括静摩擦力和滑动摩擦力）可以做正功，也可以做负功,还可以不做功。相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零，在静 摩擦力做功的过程中，只有机械能的转移，没有机械能的转化为其他形式 的能；相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零，且总为负值，在 一对滑动摩擦力做功的过程中，不仅有相互摩擦物体间机械能的转移，还 有机械能转化为内能。转化为内能的量等于系统机械能的减少，等于滑动 摩擦力与相对路程的乘积。摩擦生热，是指动摩擦生热，静摩擦不会生热4.几个重要的功能关系重力的功等于重力势能的变化，即弹力的功等于弹性势能的变化，即W弹=-AEp合力的功等于动能的变化，即匕”之重力之外的功（除弹簧弹力）的其他力的功等于机械能的变化，即 w其它=一对滑动摩擦力做功等于系统中内能的变化，Q=F/相对分子力的功等于分子势能的变化。第二部分：功能关系在电学中的应用5.电场力做功与路径无关。若电场为匀强电场，则卬=R（：05。=85。；若为非匀强电场，则一般利用力8=%应来进行运算。6.磁场力可分为安培力和洛伦兹力。洛伦兹力在任何情况下对运动电荷都 不做功；安培力可以做正功、负功，还可以不做功。7.电流做功的实质是电场移动电荷做功。即W=UIt=Uq.8.导体棒在磁场中切割磁感线时,棒中感应电流受到的安培力对导体棒做 负功，使机械能转化为电脑。9.电场力做功等于电势能的变化，即%6=-昂十七.考纲要求考占V八、要求考点解读功和功率II本专题考查的重点有：动能和动能定理II重力、摩擦力、电场力和洛伦兹力的做功重力做功与重力势能II特点和求解与功、功率相关的分析和计算。电场力做功与电势能II动能定理的综合应用。综合应用机械能守恒定律以及相关知识分功能关系、机械能守恒定律II析有关问题。应用动能定理解决动力学问题。电功率、焦耳定律I其中动能定理和能的转化与守恒定律的应用 是考查的重点，考查的特点是密切联系生活、生产实际，联系现代科学技术的问题和能源 环保问题。本部分内容除在选择题中进行简单知识点组合考查功和功率的概念外在解答 题中将会以两种情景命题：一是多种运动组 合的多运动过程问题，二是与电场、磁场联 系的综合问题中考查重力、电场力、摩擦力 和磁场力的做功特点、动能定理的应用和能 量守恒定律。十八.教法指引此专题复习时，可以先让学生完成相应的习题，在精心批阅之后以题目带 动知识点，进行适当提炼讲解。这一专题的知识点高考要求普遍较高，属 于必考知识点。二轮复习时还是要稳扎稳打，从基本规律，基本解题步骤 出发再进行提升。因为这部分的综合题较多，功和能仅仅是在解题中应用 的物理规律而以。十九.知识网络二十.典例精析题型1.（功能关系的应用）从地面竖直上抛一个质量为m的小球，小球上 升的最大高度为H。设上升过程中空气阻力为F恒定。则对于小球上升的 整个过程，下列说法错误的是（E.小球动能减少了 mgHF.小球机械能减少了 FHG.小球重力势能增加了 mgHH.小球加速度大于重力加速度g为FH,B正确；小球重力势能的增加等于小球小球克服重力做的功，为 mgH,C正确；小球的加速度a=gg,D正确。m规律总结：功是能量转化的量度，有以下几个功能关系需要理解并牢记重力做功与路径无关，重力的功等于重力势能的变化滑动摩擦力（或空气阻力）做的功与路径有关，并且等于转化成的内能 合力做功等于动能的变化重力（或弹力）以外的其他力做的功等于机械能的变化题型2.（功率及机车启动问题）某研究性学习小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究.他们让这辆小车在水 平的直轨道上由静止开始运动，并将小车的运动的全过程记录下来，通过处理转化为 其vt图像，如图所示（除2s10s时间段图象为曲线外，其余时间段图象为直线）.已知在小车运动的过程中，28 74s时间段内的功率保持不变，在】4s末，通过遥控 开关关闭电源，让小车自由滑行.小车的质量为LOkg,可认为在整个运动过程中小