江苏省2020版高考物理二轮复习 专题一 力与运动课件

专题一力与运动一、受力分析、物体的平衡处理平衡问题的基本思路例1(2019江苏南通海安期末)如图所示,跳水运动员在走板时,从跳板的a端缓慢地走到b端,跳板逐渐向下弯曲,在此过程中,该运动员对跳板的 (B) A.压力不断增大B.摩擦力不断增大C.作用力不断增大D.作用力不断减小答案B以运动员为研究对象,由平衡条件知,跳板对运动员的支持力N=mgcosα,摩擦力f=mgsinα,α是跳板与水平方向的夹角。运动员从跳板a端缓慢走到b端时,α逐渐增大,N减小,f增大。由牛顿第三定律知,运动员对跳板的压力减小,摩擦力增大,故A错误,B正确;跳板对运动员的作用力是支持力和摩擦力的合力,与重力等大反向,则跳板对运动员的作用力保持不变,根据牛顿第三定律,运动员对跳板的作用力保持不变,故C、D错误。拓展(2018江苏苏、锡、常、镇四市调研)小明将一辆后轮驱动的电动小汽车,按图示方法置于两个平板小车上,三者置于水平实验桌上。当小明用遥控器启动小车向前运动后,他看到两个平板小车也开始运动,下列标出平板小车的运动方向正确的是 (C) 答案C用遥控器启动小车向前运动,后轮是主动轮顺时针转动,所以左侧平板小车对后轮的摩擦力向右,后轮对左侧平板小车的摩擦力向左;前轮是从动轮,所以右侧平板小车对前轮的摩擦力向左,前轮对右侧平板小车的摩擦力向右。因此左侧平板小车向左运动,右侧平板小车向右运动。故C正确,A、B、D错误。二、万有引力定律的应用1.人造卫星公转运动规律分析 2.分析卫星变轨应注意的三个问题(1)卫星变轨时半径的变化,根据万有引力和所需向心力的大小关系判断;轨道上稳定的运行速度由v= 判断。(2)卫星在不同轨道上运行时机械能不同,轨道半径越大,机械能越大。(3)卫星经过不同轨道相交的同一点时加速度相等,外轨道上经过该点的速度大于内轨道上经过该点的速度。GMr例2(2019江苏单科,4,3分)1970年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星,该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。如图所示,设卫星在近地点、远地点的速度分别为v1、v2,近地点到地心的距离为r,地球质量为M,引力常量为G。则(B) A.v1v2,v1= B.v1v2,v1 C.v1v2,v1= D.v1v2,v1 GMrGMrGMrGMr答案B卫星沿椭圆轨道运动时,只受万有引力作用,机械能守恒,在卫星由近及远的运动过程中,卫星的部分动能转化为势能,速度逐渐减小,故v1v2。若卫星过近地点做半径为r的匀速圆周运动,则满足G =m ,可得v= 。现卫星过近地点做离心运动,则v1 ,故选项B正确,A、C、D错误。2Mmr2vrGMrGMr变式(2018江苏单科,1,3分)我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高。2018年5月9日发射的“高分五号”卫星轨道高度约为705km,之前已运行的“高分四号”卫星轨道高度约为36000km,它们都绕地球做圆周运动。与“高分四号”卫星相比,下列物理量中“高分五号”卫星较小的是 (A)A.周期B.角速度C.线速度D.向心加速度答案A设地球质量为M,卫星质量为m,轨道半径为r,卫星绕地球做圆周运动,由万有引力提供向心力,有G =m =mrω2=mr =ma,解得v= ,ω= ,T= ,a= ,可知v∝ ,ω∝ ,T∝ ,a∝ ,由题知r四r五,结合上面式子得v五v四,ω五ω四,a五a四,T五T四,故B、C、D错误,A正确。2Mmr2vr22πTGMr3GMr234πrGM2GMr1r31r3r21r三、牛顿运动定律及应用解答思路 例3(多选)(2019江苏泰州中学、宜兴中学等三模联考)如图所示,一质量为m的物体在沿斜面向上的恒力F作用下,由静止从斜面底端沿足够长的光滑斜面向上做匀加速直线运动,经过时间t撤去力F,物体又经过时间t返回斜面底端。在整个运动过程中,斜面始终静止,斜面质量为M,重力加速度为g,则下列说法正确的是 (ABC)A.物体上滑和下滑过程中,斜面所受地面的摩擦力始终水平向左B.物体返回斜面底端时的速度大小是撤去力F时的2倍C.物体下滑过程中,斜面对地面的压力小于(m+M)gD.物体开始时所受恒力F=3mgsinθ答案ABC斜面受力如图所示,由平衡条件可知FN=Mg+mgcos2θ(M+m)g,Ff始终水平向左,故A、C正确。设物体初始阶段加速度为a1,则有F-mgsinθ=ma1 ①设撤去力F后物体的加速度为a2,则有mgsinθ=ma2,a2=gsinθ ②由两段位移关系有- a1t2=v1t- a2t2 ③v1=a1t ④联立①②③④解得a2=3a1,F= mgsinθ,故D错误。物体返回到斜面底端时的121243速度v2=v1-a2t=v1-3a1t=-2v1,故B正确。 变式(2018江苏苏北四市第一次调研)如图所示,物块以速度v0从粗糙斜面底端沿斜面上滑,达到最高点后沿斜面返回。下列v-t图像能正确反映物块运动规律的是 (C)  答案C根据牛顿第二定律可知,上滑过程的加速度大小为a1= ,下滑过程的加速度大小为a2= ,故a1a2,上滑和下滑运动方向相反,故C正确,A、B、D错误。sinmgθfmsin-mgθfm四、曲线运动1.平抛运动的解题思路(各自独立,分别分析) 2.圆周运动(1)模型1——水平面内的圆周运动,一般由牛顿运动定律列方程(F=m =mrω2=mωv=mr )求解。2vr224πT(2)模型2——竖直面内的圆周运动(绳球模型和杆球模型),通过最高点和最低点的速度常利用动能定理(或机械能守恒定律)来建立联系,然后结合牛顿第二定律进行动力学分析求解。①绳球模型:小球能通过最高点的条件是v≥ 。②杆球模型:小球能通过最高点的条件是v≥0。3.对于平抛或类平抛运动与圆周运动组合的问题,应用合成与分解的思想分析这两种运动转折点的速度是解题的关键。gR例4(2018江苏单科,3,3分)某弹射管每次弹出的小球速度相等。在沿光滑竖直轨道自由下落过程中,该弹射管保持水平,先后弹出两只小球。忽略空气阻力,两只小球落到水平地面的 (B)A.时刻相同,地点相同B.时刻相同,地点不同C.时刻不同,地点相同D.时刻不同,地点不同答案B由题意知,在竖直方向上,两只小球同时同高度自由下落,运动状态始终相同,由h= gt2知落到水平地面的时刻相同。在水平方向上,小球被弹出后做速度相等的匀速直线运动,但先抛出的小球水平方向运动时间较长,由x=v0t知,x先x后,即两只小球落到水平地面的地点不同。12拓展(多选)(2019江苏单科,6,4分)如图所示,摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。座舱的质量为m,运动半径为R,角速度大小为ω,重力加速度为g,则座舱 (BD) A.运动周期为 B.线速度的大小为ωRC.受摩天轮作用力的大小始终为mgD.所受合力的大小始终为mω2R2πRω答案BD由T= ,v=ωR可知A错误,B正确。由座舱做匀速圆周运动,可知座舱所受的合力提供向心力,F=mω2R,方向始终指向摩天轮中心,则座舱在最低点时,其所受摩天轮的作用力为mg+mω2R,故C错误,D正确。2πω五、板块模型滑块—木板问题的分析方法 例5(2018江苏苏、锡、常、镇四市一调)一长轻质薄硬纸片置于光滑水平地面上,其上放质量均为1kg的A、B两物块,A、B与薄硬纸片之间的动摩擦因数分别为μ1=0.3,μ2=0.2,水平恒力F作用在A物块上,如图所示。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2。下列说法正确的是(C) A.若F=1.5N,则A物块所受摩擦力大小为1.5NB.若F=8N,则B物块的加速度为4.0m/s2C.无论力F多大,A与薄硬纸片都不会发生相对滑动D.无论力F多大,B与薄硬纸片都不会发生相对滑动答案CA与纸片间的最大静摩擦力fA=μ1mAg=0.3×1×10N=3N,B与纸片间的最大静摩擦力fB=μ2mBg=0.2×1×10N=2N;因为F=1.5NfA,所以A、B与纸片保持相对静止,整体在F作用下向左匀加速运动,加速度a1= = m/s2=0.75m/s2,此时对A有F-fA1=mAa1,解得fA1=0.75N,故选项A错误;物块B做加速运动的最大加速度aBm= =μ2g=2m/s24m/s2,若F=8N,则此时B相对纸片发生相对滑动,则B的加速度仍为2m/s2,故选项B、D错误;由以上分析可知当纸片的加速度为2m/s2时B相对纸片将要发生相对滑动,此时纸片受到的摩擦力为2N,即纸片对A的摩擦力也为2NfA,则无论力F多大,A与薄硬纸片都不会ABFmm1.5112BBμmgm发生相对滑动,故选项C正确。变式(多选)(2019江苏南京重点中学月考)如图甲所示,A、B两物体叠放在一起,放在光滑的水平面上,从静止开始受到一变力的作用,该力与时间的关系如图乙所示,A、B始终相对静止,设向右为正方向,则关于A物体运动的加速度a、速度v、位移x及B对A的摩擦力f随时间变化的关系图像正确的是 (AD) 答案ADA与B一起加速运动,故由牛顿第二定律F=ma可知,加速度变化规律与F相同,先减小后增大,故A正确;由v=at可知,由于加速度先减小后增大,A物体一直在做变加速运动,故B错误;A物体速度一直在增大,表现在x-t图像中就是图线的斜率一直在增大,故C错误;B对A的摩擦力大小等于物体A的合外力大小,由牛顿第二定律f=ma,根据物体A的加速度变化即可判断D正确。