2013届高考物理二轮复习热点难点专题透析专题1：牛顿运动定律及其应用课件(198张ppt)

第1专题主编AH决胜高考专案突破名师诊断对点集训【考情报告】名师诊断专案突破对点集训决胜高考是整个经典力学的理论基础,在物理学中占有非常重要的地位,是历年高考的必考内容.从近三年高考物理试题来看,通常情况下,本专题知识所占比重在20%左右,而2011年安徽卷所占比例达30%左右.从知识、能力、方法的考查来看,本专题的考查有以下特点:1.受力分析、物体的平衡及其条件,是每年必考知识点之一,通常倾向于应用型,易与生产生活、军事科技、工农业生产等紧密联系,还可以力、电综合题形式出现.如2012年第17题、2011年第14题,均以日常生活中常见的斜面上物体的受力分析命题.【考向预测】牛顿运动定律是高中物理的核心内容之一,是动力学的“基石”,也名师诊断专案突破对点集训决胜高考“天宫一号”和“神舟八号”对接为背景考查万有引力定律的应用,2011年计算题推导开普勒第三定律并计算天体质量等.3.进一步加强了对牛顿运动定律尤其是牛顿第二定律的理解和运用的考查.如物体在水平面、斜面、竖直平面上的直线、曲线运动,超重和失重的应用,传送带模型的应用等,命题的方式是从基本概念、定义入手,考查考生引领问题,构造情景,建立物理模型,然后运用牛顿运动定律解决问题的能力.2.万有引力定律、开普勒定律与牛顿运动定律结合,解决有关卫星发射、航天器对接、信号传输等问题,如2012年第14题以名师诊断专案突破对点集训决胜高考运动、科技与生活及牛顿运动定律与电磁学结合等热点问题要特别关注.预计在2013年高考中,本专题内容仍然是高考命题的重点和热点.从近三年的试题难度看,本专题单独命题难度可能不大,重在对基础知识与基本应用的考查,其中卫星导航、航天工程、宇宙探测、体育名师诊断专案突破对点集训决胜高考1.伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验,提出了惯性的概念,从而奠定了牛顿力学的基础.早期物理学家关于惯性有下列说法,其中正确的是 ()A.只有处于静止或匀速直线运动状态的物体才具有惯性B.没有力作用,物体只能处于静止状态C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D.运动物体如果没有受到力的作用,将继续以同一速度沿同一直线运动【知能诊断】名师诊断专案突破对点集训决胜高考道上做匀速圆周运动,是在向心力的作用下,不是由于惯性,选项C错误;运动的物体若没有受到力的作用,由于惯性将继续以同一速度沿同一直线运动,选项D正确.【答案】D【解析】惯性是物体保持原有运动状态的性质,即抵抗运动状态变化的性质,惯性与物体所处状态无关,选项A错误;没有力的作用,物体可处于静止或匀速直线运动状态,选项B错误;行星在圆周轨名师诊断专案突破对点集训决胜高考2.下列说法正确的是 ()A.一质点受两个力作用且处于平衡状态,这两个力在某段时间内各自产生的分加速度一定相同B.一质点受两个力作用且处于平衡状态,这两个力在同一段时间内做的功或者都为零,或者数值相等符号相反C.在同样时间内,作用力和反作用力做的功数值不一定相等,但正负号一定相反D.在同样时间内,作用力和反作用力做的功数值一定相等,正负号一定相反名师诊断专案突破对点集训决胜高考个平衡力做功大小相同,符号相反,其总功为零,所以A错、B对;作用力和反作用力尽管大小相等,但对地位移不一定相同,因而作用力和反作用力做的功数值不一定相等,正负号也不一定相反.【答案】B【解析】根据力的独立性,平衡力产生的加速度方向不同,质点处于平衡状态,其动能不变,要么这两个平衡力做功均为零,要么这两名师诊断专案突破对点集训决胜高考A.物块可能匀速下滑B.物块仍以加速度a匀加速下滑C.物块将以大于a的加速度匀加速下滑D.物块将以小于a的加速度匀加速下滑【解析】对物块进行受力分析,有mgsinθ-μmgcosθ=ma,加上一个力以后,(mg+F)sinθ-μ(mg+F)cosθ=ma',所以a'增大.3.如图所示,放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑,若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F,则 ()【答案】C名师诊断专案突破对点集训决胜高考A.0°B.30°C.45°D.60°【解析】设绳的拉力为F1,对整体由平衡方程得F=k(m0g+F1sinα)+μ(mg-F1sinα)=km0g+μmg+F1(k-μ)sinα,因为F1(k-μ)0,故sinα=0时,牵引力最小.【答案】A4.在工厂里经常能看到利用汽车通过钢绳移动物体的情景,如图所示.假设钢绳的质量可忽略不计,物体的质量为m,物体与水平地面的动摩擦因数为μ,汽车的质量为m0,汽车运动中受到的阻力跟它对地面的压力成正比,比例常数为k,且kμ.要使汽车匀速运动时的牵引力最小,α角应为 ()名师诊断专案突破对点集训决胜高考5.“空间站”是科学家进行天文探测和科学试验的特殊而又重要的场所.假设“空间站”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运行,其离地球表面的高度为同步卫星离地球表面高度的十分之一,且运行方向与地球自转方向一致.下列说法正确的有 ()A.“空间站”运行的加速度等于其在地球表面的重力加速度B.“空间站”运行的速度等于同步卫星运行速度的 倍C.站在地球赤道上的人观察到它向东运动D.在“空间站”工作的宇航员因受到平衡力而在舱中悬浮或静止【解析】在地球赤道平面内物体之间的万有引力即是物体的重力,即有G =mg,且天体运行的加速度满足G =ma,故“空间站”运行的加速度等于其所在高度处的重力加速度,选项A错误;天102MmR2MmR名师诊断专案突破对点集训决胜高考体运动过程中遵循G =m ,即v= ,其中R是天体的运动半径,该“空间站”离地球表面的高度为同步卫星离地球表面高度的十分之一,显然“空间站”的运动半径与同步卫星的运动半径没有十分之一的关系,即选项B错误;由于“空间站”运行的速度大于同步卫星运行的速度,而同步卫星相对地球静止,则站在地球赤道上的人将观察到“空间站”向东运动,选项C正确;在“空间站”工作的宇航员因仅受到万有引力作用而在舱中悬浮或静止,并不存在平衡力,即选项D错误.【答案】C2MmR2vRMGR名师诊断专案突破对点集训决胜高考如图所示,水平转台高为1.25m,半径为0.2m,可绕通过圆心处的竖直转轴转动.转台的同一半径上放有质量均为0.4kg的小物块A、B(可看成质点),A与转轴间距离为0.1m,B位于转台边缘处,A、B间用长0.1m的细线相连,A、B与水平转台间最大静摩擦力均为0.54N,g取10m/s2.6.名师诊断专案突破对点集训决胜高考(1)当转台的角速度达到多大时细线上出现张力?(2)当转台的角速度达到多大时A物块开始滑动?(3)若A物块恰好将要滑动时细线断开,此后转台保持匀速转动,求B物块落地瞬间A、B两物块间的水平距离.(不计空气阻力,计算时取π=3)【解析】(1)由F=mω2r可知,B先达到临界状态,故当满足Ffm=mr 时线上出现张力解得:ω1= =  rad/s.(2)当ω继续增大,A受力也达到最大静摩擦力时,A开始滑动Ffm-FT=mω'2 ,Ffm+FT=mω'2r21fmFmr3232r名师诊断专案突破对点集训决胜高考得:ω'= =3rad/s.(3)细线断开后,B沿水平切线方向飞出做平抛运动由h= gt2得t=0.5svB=ω'r=0.6m/s可得B的水平射程xB=vBt=0.3m细线断开后,A相对于转台静止,t时间转过角度θ=ωt=1.5rad即90°故AB间水平距离lx= =0.28m.【答案】(1)  rad/s(2)3rad/s(3)0.28mfm4F3mr1222()2Brxr323名师诊断专案突破对点集训决胜高考7.摩天大楼中一部直通高层的客运电梯,行程超过百米.电梯的简化模型如图甲所示.考虑安全、舒适、省时等因素,电梯的加速度a是随时间t变化的,已知电梯在t=0时由静止开始上升,a─t图象如图乙所示.电梯总质量m=2.0×103kg.忽略一切阻力,重力加速度g取10m/s2.(1)求电梯在上升过程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2.(2)类比是一种常用的研究方法.对于直线运动,教科书中讲解了由v─t图象求位移的方法.请你借鉴此方法,对比加速度和速度的定义,根据图乙所示a─t图象,求电梯在第1s内的速度改变量Δv1和第2s末的速率v2.(3)求电梯以最大速率上升时,拉力做功的功率P;再求在0~11s时间内,拉力和重力对电梯所做的总功W.名师诊断专案突破对点集训决胜高考【解析】(1)由牛顿第二定律,有F-mg=ma由a-t图象可知,F1和F2对应的加速度分别是名师诊断专案突破对点集训决胜高考a1=1.0m/s2,a2=-1.0m/s2F1=m(g+a1)=2.0×103×(10+1.0)N=2.2×104NF2=m(g+a2)=2.0×103×(10-1.0)N=1.8×104N.(2)类比可得,所求速度变化量等于第1s内a-t图线下的面积Δv1=0.50m/s同理可得Δv2=v2-v0=1.5m/sv0=0,第2s末的速率v2=1.5m/s(3)由a-t图象可知,11s~30s内速率最大,其值等于0~11s内a-t图线下的面积,有vm=10m/s此时电梯做匀速运动,拉力F等于重力mg,所求功率名师诊断专案突破对点集训决胜高考P=Fvm=mg·vm=2.0×103×10×10W=2.0×105W由动能定理,总功W=Ek2-Ek1= m -0= ×2.0×103×102J=1.0×105J.【答案】(1)2.2×104N1.8×104N(2)0.50m/s1.5m/s(3)1.0×105J122mv12名师诊断专案突破对点集训决胜高考【思维导图】名师诊断专案突破对点集训决胜高考一、牛顿运动定律概述1.牛顿第一定律的理解要点(1)明确了惯性的概念牛顿第一定律揭示了物体的固有属性——①惯性,即物体具有保持运动状态不变的性质,即保持匀速直线运动状态或静止状态.名师诊断专案突破对点集训决胜高考(2)揭示了力的本质力是改变物体②运动状态的原因,不是维持运动状态的原因.(3)指出了不受力作用时物体的运动规律牛顿第一定律揭示了物体不受外力时的运动状态,不受外力的物体是不存在的,所以该定律描述的是一种理想情况.物体不受外力和物体所受合外力为零是有区别的,所以不能把它当成牛顿第二定律在F=0时的特例.名师诊断专案突破对点集训决胜高考特别说明:牛顿第一定律是以伽利略理想实验为基础,合理外推,归纳总结而来,它不是实验定律.(4)对惯性的理解①惯性的表现形式:物体在不受外力或所受的合外力为零时,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,物体运动状态难以改变;惯性小,物体运动状态容易改变.②惯性的量度:③质量是惯性的唯一量度,惯性与物体的受力情况、运动状态等其他因素无关.2.牛顿第二定律的特性名师诊断专案突破对点集训决胜高考名师诊断专案突破对点集训决胜高考3.牛顿第三定律的理解要点(1)牛顿第三定律的意义力是物体之间的相互作用,力不能离开物体而独立存在,也不能产生于孤立的一个物体.无论相互作用的物体是运动的还是静止的,是处于平衡状态还是非平衡状态,作用是持续的还是瞬时的,是恒定的还是变化的,也无论选择什么物体作为参考系,牛顿第三定律都成立.(2)作用力、反作用力的比较名师诊断专案突破对点集训决胜高考(3)作用力与反作用力和一对平衡力的比较名师诊断专案突破对点集训决胜高考二、牛顿运动定律的应用1.共点力作用下物体的平衡平衡状态是指物体处于匀速直线运动状态或静止状态,物体处于平衡状态的条件是F合=0或Fx合=0,Fy合=0.注意:静止状态是指速度和加速度都为零的状态.名师诊断专案突破对点集训决胜高考2.平抛运动平抛运动是重力作用下的匀变速曲线运动.其实质是水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动的合运动.3.圆周运动(1)匀速圆周运动的向心力①来源:向心力是由效果命名的力,可以由重力、弹力、摩擦力等来充当,也可以是这些力的合力或它们的分力来提供,即任何力都可能提供向心力,向心力