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考前第8天 力和運(yùn)動(dòng)
[回顧知識(shí)]
1．勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律
速度公式：v＝v0＋at
位移公式：x＝v0t＋at2
速度與位移關(guān)系公式：v2－v＝2ax
位移與平均速度關(guān)系公式：x＝t＝t
2．勻變速直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)重要推論
(1)勻變速直線運(yùn)動(dòng)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度．即＝v.
(某段位移的中點(diǎn)速度v＝，且v
0，即有兩個(gè)解，說明可以相遇兩次；若Δ＝0，說明剛好追上或相遇；若Δ<0，說明追不上或不能相遇．
④圖象法：將兩者的速度－時(shí)間圖象在同一坐標(biāo)系中畫出，然后利用圖象求解．
3．力的合成法則和正交分解法在牛頓第二定律問題中的應(yīng)用
當(dāng)物體只受兩個(gè)力作用時(shí)，可用力的合成法來解牛頓第二定律問題，即應(yīng)用平行四邊形定則確定合力，它一定與物體的加速度方向相同，大小等于ma.
當(dāng)物體受兩個(gè)以上的力作用時(shí)，一般采用正交分解法，依具體情況建立直角坐標(biāo)系，將各力和加速度往兩坐標(biāo)軸上分解，建立牛頓第二定律的分量式，即∑Fx＝max和∑Fy＝may，然后求解．
一種常見的選取坐標(biāo)軸方向的方法，是以加速度的方向?yàn)閤軸的正方向，y軸與加速度方向垂直．此時(shí)，牛頓第二定律的分量式為∑Fx＝ma，∑Fy＝0.
有時(shí)物體所受的幾個(gè)力分別在互相垂直的兩個(gè)方向上，且與加速度方向不同．此時(shí)也可以沿力所在的兩個(gè)方向建立直角坐標(biāo)系，這樣就不必再做力的分解，而只分解加速度，建立牛頓第二定律分量式，可以簡(jiǎn)化運(yùn)算．
4．瞬時(shí)問題的分析方法
利用牛頓第二定律分析物體的瞬時(shí)問題
(1)明確兩種基本模型的特點(diǎn)：①輕繩不需要形變恢復(fù)時(shí)間，在瞬時(shí)問題中，其彈力可以突變，即彈力可以在瞬間成為零或別的值；②輕彈簧(或橡皮繩)需要較長(zhǎng)的形變恢復(fù)時(shí)間．在瞬時(shí)問題中，其彈力不能突變，即彈力的大小往往可以看成不變．
(2)明確解此類問題的基本思路：①確定該瞬時(shí)物體受到的作用力，還要注意分析物體在這一瞬時(shí)前、后的受力及其變化情況；②由牛頓第二定律列方程求解．
5．平拋運(yùn)動(dòng)的處理方法
解答平拋運(yùn)動(dòng)問題要把握以下幾點(diǎn)：
(1)根據(jù)實(shí)際問題判斷是分解瞬時(shí)速度，還是分解運(yùn)動(dòng)的位移；
(2)將某時(shí)刻速度分解到水平方向和豎直方向，由于水平方向物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以水平分速度等于拋出時(shí)的初速度，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，滿足自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律；
(3)無論分解速度還是位移，都要充分利用圖形中的已知角，過渡到分解后的矢量三角形中，再利用三角形的邊角關(guān)系列式計(jì)算．
6．豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的處理方法
(1)分清兩類模型的動(dòng)力學(xué)條件
①對(duì)于“繩(環(huán))約束模型”，在圓軌道最高點(diǎn)，當(dāng)彈力為零時(shí)，物體的向心力最小，僅由重力提供，由mg＝m，得臨界速度vmin＝.當(dāng)計(jì)算得物體在軌道最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度v時(shí)，彈力向下；當(dāng)v<時(shí)，彈力向上．
(2)抓好“兩點(diǎn)一過程”
①“兩點(diǎn)”指最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)對(duì)物體進(jìn)行受力分析，找出向心力的來源，列牛頓第二定律的方程．
②“一過程”，即從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)，用動(dòng)能定理將這兩點(diǎn)的動(dòng)能(速度)聯(lián)系起來．
7．處理天體運(yùn)動(dòng)的基本方法
把天體的運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其所需向心力由萬有引力提供．G＝m＝mω2R＝m2R＝m(2πf)2R，應(yīng)用時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況選用適當(dāng)?shù)墓竭M(jìn)行分析或計(jì)算．
[回顧易錯(cuò)點(diǎn)]
1．區(qū)分靜摩擦與滑動(dòng)摩擦．
2．區(qū)分“速度等于零”與平衡狀態(tài)．
3．區(qū)分“繩”與“桿”．
4．區(qū)分v、Δv、.
5．區(qū)分平拋運(yùn)動(dòng)中“速度方向夾角”與“位移夾角”．
6．區(qū)分豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)兩種模型在最高點(diǎn)的“臨界條件”．
7．區(qū)分地面上隨地球自轉(zhuǎn)的物體與環(huán)繞地球運(yùn)行的物體．
8．區(qū)分天體運(yùn)動(dòng)中的“R”“r”“L”．
[保溫精練]
1．(2018濰坊市高三期末)“套圈”是游戲者站在界線外將圓圈水平拋出，套中前方水平地面上的物體．某同學(xué)在一次“套圈\”游戲中，從P點(diǎn)以某一速度水平拋出的圓圈越過了物體正上方落在地面上(如圖所示)．為套中物體，下列做法可行的是(忽略空氣阻力)( )
A．從P點(diǎn)正前方，以原速度水平拋出
B．從P點(diǎn)正下方，以原速度水平拋出
C．以P點(diǎn)正上方，以原速度水平拋出
D．從P點(diǎn)正上方，以更大速度水平拋出
[解析] 由于拋出的圓圈做平拋運(yùn)動(dòng)，由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知，圓圈在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，則h＝gt2，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則x＝vt，解得x＝v，由題意圓圈越過了物體正上方落在地面上，欲使圓圈套中物體，應(yīng)減小水平方向的位移．若從P點(diǎn)的正前方以原速度水平拋出，則圓圈仍落在物體的前方，A錯(cuò)誤．降低圓圈拋出點(diǎn)的高度以原速度水平拋出，圓圈的運(yùn)動(dòng)時(shí)間減少，則圓圈可能套中物體，B正確．如果增加拋出點(diǎn)的高度，欲使圓圈套中物體，則應(yīng)減小水平拋出時(shí)的速度，C、D錯(cuò)誤．
[答案] B
2．(多選)如圖，一質(zhì)點(diǎn)以速度v0從傾角為θ的斜面底端斜向上拋出，落到斜面上的M點(diǎn)且落到M點(diǎn)時(shí)速度水平向右．現(xiàn)將該質(zhì)點(diǎn)以2v0的速度從斜面底端朝同樣方向拋出，落在斜面上的N點(diǎn)．下列說法正確的是( )
A．質(zhì)點(diǎn)從拋出到落到M點(diǎn)和N點(diǎn)的時(shí)間之比為1∶2
B．質(zhì)點(diǎn)落到M點(diǎn)和N點(diǎn)時(shí)的速度之比為1∶1
C．M點(diǎn)和N點(diǎn)距離斜面底端的高度之比為1∶2
D．質(zhì)點(diǎn)落到N點(diǎn)時(shí)速度方向水平向右
[解析] 由于落到斜面上M點(diǎn)時(shí)速度水平向右，故可把質(zhì)點(diǎn)在空中的運(yùn)動(dòng)逆向看成從M點(diǎn)向左的平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)在M點(diǎn)的速度大小為u，把質(zhì)點(diǎn)在斜面底端的速度v分解為水平方向的速度u和豎直方向的速度vy，由x＝ut，y＝gt2，＝tanθ得空中飛行時(shí)間t＝，vy＝gt＝2utanθ，v和水平方向夾角的正切值＝2tanθ為定值，故質(zhì)點(diǎn)落到N點(diǎn)時(shí)速度方向水平向右，D正確；v＝＝u，即v與u成正比，故質(zhì)點(diǎn)落到M和N點(diǎn)時(shí)的速度之比為1∶2，故B錯(cuò)誤；由t＝知質(zhì)點(diǎn)從拋出到落到M點(diǎn)和N點(diǎn)的時(shí)間之比為1∶2，A正確；由y＝gt2＝，知y和u2成正比，M點(diǎn)和N點(diǎn)距離斜面底端的高度之比為1∶4，C錯(cuò)誤．
[答案] AD
3．(多選)如圖甲所示，用粘性材料粘在一起的A、B兩物塊靜止于光滑水平面上，兩物塊的質(zhì)量分別為mA＝1 kg、mB＝2 kg，當(dāng)A、B之間產(chǎn)生拉力且大于0.3 N時(shí)A、B將會(huì)分離．t＝0時(shí)刻開始對(duì)物塊A施加一水平推力F1，同時(shí)對(duì)物塊B施加同一方向的拉力F2，使A、B從靜止開始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中F1、F2方向保持不變，F(xiàn)1、F2的大小隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示．則下列關(guān)于A、B兩物塊受力及運(yùn)動(dòng)情況的分析，正確的是( )
A．t＝2.0 s時(shí)A、B之間作用力大小為0.6 N
B．t＝2.0 s時(shí)A、B之間作用力為零
C．t＝2.5 s時(shí)A對(duì)B的作用力方向向左
D．從t＝0時(shí)到A、B分離，它們運(yùn)動(dòng)的位移為5.4 m
[解析] 由題中圖乙可知F1、F2的合力保持不變，根據(jù)牛頓第二定律，兩個(gè)物塊一起運(yùn)動(dòng)的加速度a＝＝1.2 m/s2.t＝2.0 s時(shí)刻，F(xiàn)2＝1.8 N，對(duì)B根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)2＋FAB＝mBa，可得FAB＝0.6 N，A正確．若A、B間的作用力恰為零，由牛頓第二定律得F2＝mBa＝2.4 N，由題中圖乙知F2＝0.9t(N)，可得t＝ s時(shí)A、B間的作用力為零，B錯(cuò)．t＝2.5 s< s，兩物塊緊靠著，A對(duì)B的作用力方向向右，C錯(cuò)．當(dāng)A、B之間產(chǎn)生拉力且大于0.3 N時(shí)A、B將會(huì)分離，對(duì)B分析，F(xiàn)2－FAB′＝mBa，F(xiàn)2＝2.7 N，代入F2＝0.9t(N)得t＝3 s時(shí)分開，則x＝at2＝5.4 m，D正確．
[答案] AD
4．(2018廣東六校二模)(多選)飛船在離開地球的過程中，經(jīng)常采用“霍曼變軌”．它的原理很簡(jiǎn)單：如圖所示，飛船先在初始圓軌道Ⅰ上的某一點(diǎn)A打一個(gè)脈沖(發(fā)動(dòng)機(jī)短暫點(diǎn)火)進(jìn)行加速，這樣飛船就進(jìn)入一個(gè)更大的橢圓軌道Ⅱ，其遠(yuǎn)地點(diǎn)為B.在B點(diǎn)再打一個(gè)脈沖進(jìn)行加速，飛船就進(jìn)入到最終圓軌道Ⅲ.設(shè)軌道Ⅰ為近地軌道，半徑為地球半徑R0，軌道Ⅲ的半徑為3R0；地球表面重力加速度為g.飛船在軌道Ⅰ的A點(diǎn)的速率為v1，加速度大小為a1；在軌道Ⅱ的A點(diǎn)的速率為v2，加速度大小為a2；在軌道Ⅱ的B點(diǎn)的速率為v3，加速度大小為a3，則( )
A．v2>v1>v3
B．a(chǎn)2＝a1＝g
C．v2＝
D．飛船在軌道Ⅱ上的周期T＝4π
[解析] 根據(jù)牛頓第二定律a＝，可知飛船在近地圓軌道上經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的加速度大小等于在橢圓軌道上經(jīng)過A點(diǎn)的加速度大小，等于g，B正確．飛船從近地圓軌道上的A點(diǎn)需加速，使得萬有引力小于向心力，才能進(jìn)入橢圓軌道，所以飛船在近地圓軌道上經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度小于在橢圓軌道上經(jīng)過A點(diǎn)的速度，即v1v1>v3，A正確．飛船在軌道Ⅰ運(yùn)行時(shí)，由重力提供向心力有v1＝
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