20xx高考物理《曲线运动运动的合成与分解》材料分析
[浙江考试标准]
知识内容考试要求命题规律必考加试曲线运动bb1.速度、加速度、位移的合成与分解在实际问题中的应用;2.平抛运动的处理方法以及平抛运动在具体生活情境中的应用;
3.描述圆周运动的物理量及它们之间的关系和应用;
4.圆周运动的动力学问题;
5.圆周运动的临界问题;
6.天体质量和密度的计算;
7.第一宇宙速度的计算;
8.天体的运动及卫星的变轨问题.运动的合成与分解bc平抛运动dd圆周运动、向心加速度、向心力dd生活中的圆周运动c行星的运动、太阳与行星间的引力a万有引力定律、万有引力理论的成就c宇宙航行c经典力学的局限性a实验6研究平抛运动第1节曲线运动运动的合成与分解
考点一|曲线运动
1.曲线运动的特点
(1)速度的方向
质点在某一点的速度方向就是曲线在这一点的切线方向.
(2)运动的性质
做曲线运动的物体,速度的方向时刻在改变,所以曲线运动一定是变速运动.
2.曲线运动的条件
(1)运动学角度:物体的加速度方向跟速度方向不在同一条直线上.
(2)动力学角度:物体所受合外力的方向跟速度方向不在同一条直线上.
1.合力方向与轨迹的关系
(1)物体做曲线运动的轨迹一定夹在合力方向与速度方向之间.
(2)合力一定指向物体运动轨迹的凹侧.
2.速率变化情况判断
(1)当合外力方向与速度方向的夹角为锐角时,物体的速率增大.
(2)当合外力方向与速度方向的夹角为钝角时,物体的速率减小.
(3)当合外力方向与速度方向垂直时,物体的速率不变.
1.(20xx·南开区高一检测)做曲线运动的物体,在运动过程中,一定发生变化的物理量是()
A.速率B.速度
C.加速度D.合力
B[曲线运动物体的速度方向一定变化,但大小可能变,也可能不变,B正确,A错误;做曲线运动的物体所受合外力一定不为零,一定具有加速度,但合外力、加速度可能不变,也可能变化,故C、D错误.]
2.(20xx·建德模拟)关于物体做曲线运动的条件,以下说法正确的是()
A.物体受到的合外力不为零,物体一定做曲线运动
B.物体受到的力不为恒力,物体一定做曲线运动
C.初速度不为零,加速度也不为零,物体一定做曲线运动
D.初速度不为零,且受到与初速度方向不在同一条直线上的外力作用,物体一定做曲线运动
D[物体做曲线运动的条件是合力方向与速度方向不在同一条直线上,物体在恒力作用下,可以做匀变速直线运动,不一定做曲线运动,而在变力作用下,可以做变加速直线运动,不一定做曲线运动,选项A、B错误;竖直上抛运动的初速度不为0,加速度也不为0,是直线运动,选项C错误;只有速度方向与合外力的方向不在一条直线上时,物体才做曲线运动,选项D正确.]
3.“天宫二号”于20xx年9月15日发射升空,在靠近轨道沿曲线从M点到N点的飞行过程中,速度逐渐减小,在此过程中“天宫二号”所受合力的方向,可能是()
C[考虑到合外力方向指向轨迹凹侧,且由M到N速度减小可知,C选项正确.]
4.(20xx·海宁模拟)如图411所示的曲线为某同学抛出的铅球运动轨迹(铅球视为质点),A、B、C为曲线上的三点,关于铅球在B点的速度方向,下列说法正确的()
图411
A.沿AB的方向B.沿BD的方向
C.沿BC的方向D.沿BE的方向
B[物体做曲线运动的速度方向为运动轨迹上经过该点的切线方向,又本题中铅球实际沿ABC方向运动,故它在B点的速度应沿BD的方向,选项B正确.]
5.(加试要求)小文同学在探究物体做曲线运动的条件时,将一条形磁铁放在桌面的不同位置,让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度v0运动,得到不同轨迹.图412中a、b、c、d为其中四条运动轨迹,磁铁放在位置A时,小钢珠的运动轨迹是________(填轨迹字母代号),磁铁放在位置B时,小钢珠的运动轨迹是________(填轨迹字母代号).实验表明,当物体所受合外力的方向跟它的速度方向________(选填“在”或“不在”)同一直线上时,物体做曲线运动.
图412
【解析】因为磁铁对小钢珠只能提供引力,磁铁在A处时,F与v0同向,小钢珠做变加速直线运动,运动轨迹为b;当磁铁放在B处时,F与v0不在同一直线上,引力指向曲线的凹侧,运动轨迹为c.当合外力方向与速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动.【答案】bc不在考点二|运动的合成与分解
1.遵循的法则
位移、速度、加速度都是矢量,故它们的合成与分解都遵循平行四边形定则.
2.合运动与分运动的关系
(1)等时性
合运动和分运动经历的时间相等,即同时开始、同时进行、同时停止.
(2)独立性
一个物体同时参与几个分运动,各分运动独立进行,不受其他运动的影响.
(3)等效性
各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的效果.
3.合运动的性质判断(加试要求)
1.运动的合成与分解的运算法则
运动的合成与分解是指描述运动的各物理量即位移、速度、加速度的合成与分解,由于它们均是矢量,故合成与分解都遵守平行四边形定则.
(1)作图法:选好标度,用一定长度的有向线段表示分运动或合运动的有关物理量,严格按照平行四边形定则画出平行四边形求解.
(2)计算法:先画出运动合成或分解的示意图,然后应用直角三角形等数学知识求解.
2.“三步走”求解合运动或分运动
(1)根据题意确定物体的合运动与分运动.
(2)根据平行四边形定则作出矢量合成或分解的平行四边形.
(3)根据所画图形求解合运动或分运动的参量,求解时可以用勾股定理、三角函数等数学知识.
1.某一时刻,一物体沿水平和竖直方向的分速度分别为8m/s和6m/s,则该物体的速度大小是()
A.2m/sB.6m/s
C.10m/sD.14m/s
C[v==m/s=10m/s.故选C.]
2.(20xx·奉化市调研)如图413所示,一艘炮艇沿长江由西向东快速行驶,在炮艇上发射炮弹射击北岸正北方向的目标.要击中目标,射击方向应()
图413
A.对准目标
B.偏向目标的西侧
C.偏向目标的东侧
D.无论对准哪个方向都无法击中目标
B[炮弹的实际速度方向沿目标方向,该速度是船的速度与射击速度的合速度,根据平行四边形定则,知射击的方向偏向目标的西侧.故B正确,A、C、D错误.]
3.(加试要求)手持滑轮把悬挂重物的细线拉至如图414所示的实线位置,然后滑轮水平向右匀速移动,运动中始终保持悬挂重物的细线竖直,则重物运动的速度()
图414
A.大小和方向均不变
B.大小不变,方向改变
C.大小改变,方向不变
D.大小和方向均改变
A[滑轮水平向右匀速运动过程中,悬挂物块的细线保持竖直,物体具有与滑轮相同的水平速度,同时重物竖直方向匀速上升,其距离与滑轮水平向右的距离相同,故重物竖直上升的速度恒定不变,且与水平方向速度大小相等,因此重物运动的速度方向斜向右上方,与水平方向成45°角,大小恒定,A正确.]
4.20xx年,全国山地自行车冠军赛第二站在山东威海举行.如图415所示,若在某一路段车手骑自行车以4m/s的速度向正东方向行驶,天气预报报告当时是正北风,风速也是4m/s,则车手感觉的风速为________m/s,方向是________.
图415
【解析】以人为参考系,气流在水平方向上向西有4m/s的速度,向南有4m/s的速度,所以合速度为4m/s,方向为西南方向,如图所示.
【答案】4西南考点三|实例分析
1.首先根据运动的实际效果确定两个分运动,而实际运动为合运动.注意只有实际运动才是合运动(平行四边形的对角线).
2.两分运动具有等效性、等时性和独立性.
/华-资*源%库1.小船渡河问题分析
(1)船的实际运动是水流的运动和船相对静水的运动的合运动.
(2)三种速度:v1(船在静水中的速度)、v2(水流速度)、v(船的实际速度).
(3)最短时间问题:船头正对河岸时,渡河时间最短,t短=(d为河宽).
(4)过河路径最短
v2vB
B.vA
20xx高考物理复习资料:力的合成与分解、常见的力
力的合成与分解知识点
1.同一直线上力的合成同向:F=F1+F2,反向:F=F1-F2(F1F2)
2.互成角度力的合成:
F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理)F1⊥F2时:F=(F12+F22)1/2
3.合力大小范围:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|
4.力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β为合力与x轴之间的夹角tgβ=Fy/Fx)
注:(1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则;
(2)合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;
(3)除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图;
(4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(α角)越大,合力越小;
(5)同一直线上力的合成,可沿直线取正方向,用正负号表示力的方向,化简为代数运算。
物理常见的力知识点
1.重力G=mg(方向竖直向下,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用点在重心,适用于地球表面附近)
2.胡克定律F=kx{方向沿恢复形变方向,k:劲度系数(N/m),x:形变量(m)}
3.滑动摩擦力F=μFN{与物体相对运动方向相反,μ:摩擦因数,FN:正压力(N)}
4.静摩擦力0≤f静≤fm(与物体相对运动趋势方向相反,fm为最大静摩擦力)
5.万有引力F=Gm1m2/r2(G=6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它们的连线上)
6.静电力F=kQ1Q2/r2(k=9.0×109N?m2/C2,方向在它们的连线上)
7.电场力F=Eq(E:场强N/C,q:电量C,正电荷受的电场力与场强方向相同)
8.安培力F=BILsinθ(θ为B与L的夹角,当L⊥B时:F=BIL,B//L时:F=0)
9.洛仑兹力f=qVBsinθ(θ为B与V的夹角,当V⊥B时:f=qVB,V//B时:f=0)
注:(1)劲度系数k由弹簧自身决定;
20xx高三物理《受力分析共点力的平衡》高考材料分析
考点一|受力分析
1.定义
把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来,并画出受力示意图的过程.
2.受力分析的一般顺序
(1)首先分析场力(重力、电场力、磁场力).
(2)其次分析接触力(弹力、摩擦力).
(3)最后分析其他力.
3.整体法与隔离法(加试要求)
(1)对整体法和隔离法的理解
①整体法是指将相互关联的各个物体看成一个整体的方法.
②隔离法是指将某物体从周围物体中隔离出来,单独分析该物体的方法.
(2)整体法和隔离法的使用技巧
当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时,宜用整体法;而在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时,宜用隔离法.
(20xx·10月浙江学考)中国女排在20xx年奥运会比赛中再度夺冠.图231为比赛中精彩瞬间的照片,此时排球受到的力有()
图231
A.推力
B.重力、推力
C.重力、空气对球的作用力
D.重力、推力、空气对球的作用力
C[力是物体之间的相互作用,图中排球已经离开手,球已经跟手不接触了,没有力的作用点了,因此不受手对球的推力了.]
1.受力分析的四个方法
(1)假设法
在受力分析时,若不能确定某力是否存在,可先对其作出存在的假设,然后根据分析该力存在对物体运动状态的影响来判断该力是否存在.
(2)整体法
将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行受力分析的方法.
(3)隔离法
将所研究的对象从周围的物体中分离出来,单独进行受力分析的方法.
(4)动力学分析法
对加速运动的物体进行受力分析时,应用牛顿运动定律进行分析求解的方法.
2.受力分析的四个步骤
(1)明确研究对象
确定受力分析的物体,研究对象可以是单个物体,也可以是多个物体的组合.
(2)隔离物体分析
将研究对象从周围物体中隔离出来,进而分析周围有哪几个物体对它施加了力的作用(重力—弹力—摩擦力—其他力).
(3)画出受力示意图
画出受力示意图,准确标出各力的方向.
(4)检查分析结果
检查画出的每一个力能否找出它的施力物体,检查分析结果能否使研究对象处于题目所给的物理状态.
1.(20xx·桐乡学考模拟)如图232所示,物体A在光滑的斜面上沿斜面下滑,则A受到的作用力有()
图232
A.重力、弹力和下滑力
B.重力和弹力
C.重力和下滑力
D.重力、压力和下滑力
B[物体A受到重力以及斜面对它的支持力作用.选项B正确.]
2.如图233中,一个质量均匀的球放在夹角为120°的两块光滑平面上,保持静止,OA是水平的.关于球的受力分析,下面说法中正确的是()
图233
A.球受重力、平面OA和OB的弹力
B.球除了受重力外,只受到平面OA的弹力
C.平面OA对球的弹力,方向向上偏左
D.平面OB对球的弹力,方向向上偏右
B[小球受力平衡,受竖直向下的重力和OA对它的向上的弹力,因平面光滑没有摩擦力,所以不可能再受到垂直OB方向的弹力作用,所以小球除了受重力外,只受到平面OA的弹力,选项B正确.]
3.如图234所示,一物体放在水平传带上,物体随传送带一起向右匀速运动,关于物体的受力情况,下列说法正确的是()
图234
A.物体受到重力、弹力和摩擦力的作用
B.物体受到重力和弹力的作用
C.物体受到摩擦力的方向水平向左
D.物体受到摩擦力的方向水平向右
B[物体在竖直方向受重力和向上的弹力(支持力)作用,假设水平方向受向左(或向右)的摩擦力作用,与物体做匀速直线运动矛盾,假设错误,所以物体不受摩擦力作用,选项B正确.]
4.如图235所示,A、B两物体紧靠着放在粗糙水平面上,A、B间接触面光滑.在水平推力F作用下两物体一起加速运动,物体A恰好不离开地面,则物体A的受力个数为()
图235
A.3B.4
C.5D.6
A[由于物体A恰好不离开地面,因此A不受地面的支持力和摩擦力而只受重力、F和B对A垂直斜面向上的支持力,故正确答案为A.]
5.(加试要求)如图236所示,在水平力F的作用下,木块A、B保持静止.若木块A与B的接触面是水平的,且F≠0.则关于木块B的受力个数,可能是()
图236
A.3个或4个B.3个或5个
C.4个或5个D.4个或6个
C[木块B一定受重力和A对它的压力;将A、B看作整体,因整体保持静止,所以B一定受斜面的支持力;隔离木块A并对其受力分析,因A静止,故A一定受B的静摩擦力,从而B也一定受A的静摩擦力;斜面对木块B可能有静摩擦力的作用.综上所述,选C.]
考点二|共点力的平衡及应用
1.平衡状态
物体处于静止状态或匀速直线运动状态.
2.共点力的平衡条件
F合=0或者
3.平衡条件的推论(加试要求)
(1)二力平衡:如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等,方向相反.
(2)三力平衡:如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中任何一个力与其余两个力的合力大小相等,方向相反,并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形.
(3)多力平衡:如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态,其中任何一个力与其余几个力的合力大小相等,方向相反.
(20xx·浙江7月学考)如图237所示,有一只重为G的蜻蜓在空中沿虚线方向匀速直线飞行,在此过程中,蜻蜓受到空气对它作用力的方向是()
图237
A.a方向B.b方向
C.c方向D.d方向
A[蜻蜓做匀速直线运动,蜻蜓受重力和空气的作用力而平衡,故空气对蜻蜓的作用力竖直向上,即沿a方向;故选A.]
1.处理静态平衡问题的常用方法
方法内容合成法物体受三个共点力的作用而平衡,则任意两个力的合力一定与第三个力等大、反向效果分解法物体受三个共点力的作用而平衡,将某一个力按力的效果分解,则其分力和其他两个力满足平衡条件正交分解法物体受到三个或三个以上力的作用时,将物体所受的力分解为相互垂直的两组,每组力都满足平衡条件2.解决动态平衡问题的两种方法
3.应用平衡条件解题的步骤
(1)选取研究对象:根据题目要求,选取一个平衡体(单个物体或系统,也可以是结点)作为研究对象.
(2)画受力示意图:对研究对象按受力分析的顺序进行受力分析,画出受力示意图.
(3)建立坐标系:选取合适的方向建立直角坐标系.
(4)列方程求解:根据平衡条件列出平衡方程,解平衡方程,对结果进行讨论.
1.在如图238所示的A、B、C、D四幅图中,滑轮本身的重力忽略不计,滑轮的轴O安装在一根轻木杆P上,一根轻绳ab绕过滑轮,a端固定在墙上,b端下面都挂一个质量为m的重物,当滑轮和重物都静止不动时,图A、C、D中杆P与竖直方向的夹角均为θ,图B中杆P在竖直方向上,假设A、B、C、D四幅图中滑轮受到木杆弹力的大小依次为FA、FB、FC、FD,则以下判断中正确的是()
ABCD
图238
A.FA=FB=FC=FD
B.FD>FA=FB>FC
C.FA=FC=FD>FB
D.FC>FA=FB>FD
B[设滑轮两边细绳的夹角为φ,对重物进行受力分析,可得绳子拉力等于重物的重力mg,滑轮受到木杆弹力F等于细绳拉力的合力,即F=2mgcos,由夹角关系可得FD>FA=FB>FC,选项B正确.]
2.如图239所示,质量为M的楔形物块静置在水平地面上,其斜面的倾角为θ.斜面上有一质量为m的小物块,小物块与斜面之间存在摩擦.用恒力F沿斜面向上拉小物块,使之匀速上滑.在小物块运动的过程中,楔形物块始终保持静止.则地面对楔形物块的支持力的大小为()
图239
A.(M+m)gB.(M+m)g-F
C.(M+m)g+FsinθD.(M+m)g-Fsinθ
D[匀速沿斜面上滑的小物块和楔形物块都处于平衡状态,可将二者看作一个处于平衡状态的整体,由竖直方向受力平衡可得:(M+m)g=FN+Fsinθ,解得FN=(M+m)g-Fsinθ.故选D.]
3.(加试要求)(20xx·浙江宁波期末)两个质量为m1的小球套在竖直放置的光滑支架上,支架的夹角为120°,如图2310所示,用轻绳将两球与质量为m2的小球连接,绳与杆构成一个菱形,则m1∶m2为()
图2310
A.1∶1B.1∶2
C.1∶D.∶2
A[由对称性知两绳张力相等,设大小为FT.对m2受力分析如图甲,根据平行四边形定则可知FT=m2g,再对左边小球受力分析如图乙,根据平行四边形定则可知FT=m1g,所以m1∶m2=1∶1.A正确,B、C、D错误.]
甲乙
4.(加试要求)如图2311所示,半径相同、质量相同且分布均匀的两个圆柱体a、b靠在一起,表面光滑,重力均为G,其中b的下一半刚好固定在水平面MN的下方,上边露出另一半,a静止在平面上,现过a的轴心施以水平作用力F,可缓慢地将a拉离水平面MN一直滑到b的顶端,对该对过程进行分析,应有()
图2311
A.拉力F先增大后减小,最大值是G
B.开始时拉力F最大为G,以后逐渐减小为0
C.a、b间压力由0逐渐增大,最大为G
D.a、b间的压力开始最大为2G,而后逐渐减小到G
D[根据几何关系可知:sinθ=,θ=30°,对a受力分析,如图所示,应用平衡条件,F==G,之后a缓慢移动过程中,两轴心连线与竖直方向的夹角越来越小,由图可知:N一直变小,F也一直变小,可得拉力从最大值Fm=G逐渐减小为0,选项A、B错误;a、b间的压力开始时最大为N==2G,而后逐渐减小到G,选项C错误,D正确.]
20xx高三物理《探究求合力的方法》高考材料分析
1.实验原理
互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F′产生相同的效果,看F1、F2用平行四边形定则求出的合力F与F′在实验误差允许范围内是否相等.
2.实验器材
木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计两个、三角板、刻度尺.
3.实验步骤
(1)用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上.
(2)用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O.如实验原理图所示.
(3)用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向,并记录弹簧测力计的读数,利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F.
(4)只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O,记下弹簧测力计的读数F′和细绳的方向.
(5)比较F′与用平行四边形定则求得的合力F,看它们在实验误差允许的范围内是否相等.
1.正确使用弹簧测力计
(1)将两只弹簧测力计调零后水平互钩对拉过程中,读数相同,可选;若不同,应另换或调校,直至相同为止.
(2)使用时,读数应尽量大些,但不能超出范围.
(3)被测力的方向应与轴线方向一致.
(4)读数时应正对、平视刻度.
2.注意事项
(1)位置不变:在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同.
(2)角度合适:用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时,其夹角不宜太小,也不宜太大,以60°~100°为宜.
(3)在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些.细绳套应适当长一些,便于确定力的方向.
(4)统一标准:在同一次实验中,画力的图示选定的标度要相同,并且要恰当选定标度,使力的图示稍大一些.
3.误差分析
(1)误差来源:除弹簧测力计本身的误差外,还有读数误差、作图误差等.
(2)减小误差的办法:
①实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度盘,要按有效数字位数要求和弹簧测力计的精度正确读数和记录.
②作图时使用刻度尺,并借助于三角板,使表示两力的对边一定要平行.
1.[实验原理及实验操作]“探究求合力的方法”的实验原理是等效原理,其等效性是指()
A.使弹簧测力计在两种情况下发生相同的形变
B.使两分力与合力满足平行四边形定则
C.使两次橡皮条伸长的长度相等
D.使两次橡皮条与两绳套的结点都与O点重合
D[在“探究求合力的方法”的实验中,两次拉伸橡皮条时,伸长的长度及伸长的方向均相同,两分力与合力的作用效果才相同,才具有等效替代关系,因此选项C错误,D正确;实验过程中,弹簧测力计的拉力的大小和方向是可以不同的,选项A错误;合力与分力之间满足平行四边形定则是客观规律,故选项B错误.]
2.[数据处理]“探究求合力的方法”的实验装置如图1甲所示.
图1
(1)某次实验中,弹簧测力计的指针位置如图甲所示.其中,细绳CO对O点的拉力大小为________N;
(2)请将图甲中细绳CO和BO对O点两拉力的合力F合画在图乙上.由图求出合力的大小F合=________N.(保留两位有效数字)
【解析】(1)由图甲可读出CO对O点的拉力大小为2.60N.(2)在图乙上的画图如图所示,结合作图可求得合力大小为5.1N.
【答案】(1)2.60(2)5.1
文章来源:http://m.jab88.com/j/68447.html
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