高考物理疑点解析 运动和力

高考物理疑点解析 运动和力内容摘要：

1、第 1 页 共 8 页运动和力复习要点1牛顿第一定律、物体的惯性2牛顿第二定律3牛顿第三定律4牛顿运动定律的应用：已知运动求受力；已知受力求运动5超重与失重二、难点剖析1对牛顿第一定律的理解（1）内容：一切物体都将保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使其改变运动状态为止。 （2）理解：牛顿第一定律分别从物体的本质特征和相应的外部作用两个侧面对运动作出了深刻的剖析。 就物体的本质特征而言，一切物体都具有“不愿改变其运动状态”的特性；就物体所受到的外力与其运动的关系而言，外力是迫使物体改变运动状态的原因。 也就是说，牛顿第一定律一方面揭示出一切物体共同具备的本质特性惯性，另一方面又指出了外力的作 2、用效果之一改变物体的运动状态。 2对牛顿第二定律的理解（1）内容：物体的加速度 a 与其合外力 F 成正比，与其质量 m 2）理解：F 量化了迫使物体运动状态发生变化的外部作用，m 量化了物体“不愿改变运动状态”的基本特性（惯性） ，而 a 则描述了物体的运动状态（）变化的快慢。 明确了上述三个量的物理意义，就不难理解如下的关系了：aF， a 顿第二定律给出的是 F、m 、a 三者之间的瞬时关系，也是由力的作用效果的瞬时性特征所决定的。 3牛顿第二定律的基本应用步骤（1）确定研究对象；（2）分析受力情况与运动情况；（3）建立适当的坐标系，将力与运动加速度作正交分解；第 2 页 共 8 页（4）沿各坐 3、标轴方向列出动力学方程，顿第二定律的修正形式通常情况下，当把该定律应用于单一物体，或者是各个部分加速度完全相同的某系统时，定律的含义并不难理解：m 为物体或系统的质量， 为物体或系统所受到的所有外力 a 则为物体或系统的国速度。 但若将定律直接应用于各个部分加速度并不完全相同的某系统时，一方面定律的表现形式要相应修正为 = ；另一方面必须时也应该是更为深刻的理解：m i 为系统各部分的质量，为系统各部分所受到的来自系统外部物体所施加的力的矢量和，而 分别为系统管对于牛顿定律应用于加速度各不相同的系统时的修正形式，中学物理教学并未提出要求，但实际上我们确实会碰到大量的用“隔离法” （应用牛顿定律的 4、原形）求解时非常复杂，而用“整体法” （应用牛顿定律的修正形式）则很简单的物理习题。 5超重与失重（1）真重与视重。 如图 1 所示，在某一系统中（如升降机中）用弹簧秤测某一物体的重力,悬于弹簧秤挂钩下的物体静止时受到两个力的作用：地球给物体的竖直向上的重力 弹簧秤挂钩给物体的竖直向上的弹力 F，这里，物体实际受到的重力，称力物体的真重；F 是弹簧秤给物体的弹力，其大小将表现在弹簧秤的 示数上，称为物体的视重。 （2）起重与失重通常情况下测物体的重力时，视重等于真重，我们就以弹簧秤的示数作为物体重力大小的测量值。 当系统（升降机）做变速运动时，有时会使得视重大于真重，此时称为超重现象；有时会使得视重大 5、小真重，此时称为失重现象；甚至有时会做视重等于零，此时称为完全为重现象。 （3）超重与失重的条件图 1第 3 页 共 8 页由牛顿第二定律不难判断：当图 81 中的升降机做变速运动，有竖直向上的加速度 由Fmg=m（g+a）统处于超重状态；当图 81 中的升降机做变速运动，有竖直向上的加速度a 时，可由=m（ga）统处于失重状态；当图 81 中的升降机做变速运动，有竖直向下的加速度a 且a=重将为F=0在此条件下，系统处于完全失重状态。 三、典型例题例 1物体在倾角为 的斜面上滑动，则在下列两种情况下，物体加速度为多大。 （1）斜面是光滑的；（2）斜面是粗糙的，且与物体间动摩擦因数为 分析：两种情况 6、的主要差别就在于“是否受到动摩擦力的作用”解：（1）对于光滑斜面，无论物体沿斜面向下滑或是沿斜面向上滑，其受力情况均可由图 2 所示，建立适当的坐标系后便可列出运动方程，得 a1=2）对于粗糙斜面，物体滑动时还将受动摩擦力作用，只是物体向下滑时动摩擦力方向沿斜面斜向上；物体向上滑时动摩擦力方向沿斜面斜向下，受力图分别如图 3 中（a） 、（b）所示，建立适当的坐标系后便可分别列出方程组N 页 共 8 页;,0和.,0由此便可分别解得 a2=g（， 图 3 a3=g（例 2如图 84 所示，质量分别为 15 5长方形物体 A 和 B 桌面以及 A、B 间动摩擦因数分别为 1= 2=最大静摩擦力等 7、于滑动摩擦力。 问：（1）水平作用力 F 作用在 B 上至少多大时，A、B 之间能发生相对滑动。 （2）当 F=30N 或 40N 时，A 、B 加速度分别各为多少。 图 4 图 5分析：对滑动的条件是：A、B 之间的摩擦力达到最大静摩擦力，且加速度达到A 可能的最大加速度 以应先求出 1）以 A 为对象，它在水平方向受力如图 85（a ）所示，所以有 2 1（m A+mB）g，g= 10m/m/123再以 B 为对象，它在水平方向受力如图 85（b）所示，加速度也为 以有FF 2=f2+10N+5 N=a) 页 共 8 页即当 F 达到 ，A、B 再增加，B 加速度增大而 发生相对滑动，因此，F 8、至少应大于 2）当 F=30N，据上面分析可知不会发生相对滑动，故可用整体法求出共同加速度aA= m/1510)(还可以进一步求得 A、B 间的静摩擦力为 学们不妨一试）= 40N 时，A、B 相对滑动，所以必须用隔离法分别求 aA、a B，其实 必另求，aA=m/ 为对象可求得= m/m/4从上可看出，解决这类问题关键是找到情况发生变化的“临界条件”须对具体问题进行具体分析。 例 3如图 6（a）所示，质量为 M 的滑块与倾角为 的斜面间的动摩擦因数为 支架的 O 点处，用细线悬挂一质量为 m 球与滑块相对静止，则细线的方向将如何。 （a） （b） （c）图 6分析：要求细线的方向，就是要求细线 9、拉力的方向， 页 共 8 页用牛顿第二定律先以整体以求加速度 a（因 a 相同） ，再用隔离法求拉力（方向）整体为研究对象，受力情况发图 86（b）所示，根据牛顿第二定律有（M+m）f=（M+m）a，N（M+m ）=0.而 f=N，故可解得 a=g（再以球为研究对象，受务情况如图 86（c）表示，取 x、y 轴分别为水平、竖直方向（注意这里与前面不同，主要是为了求 a 方便）a 与 x 轴间的夹角为 ，根据牛顿第二定律有 = .了对此解有个直观的认识，不妨以几个特殊 值代入（1）=0，= ，绳子正好与斜面垂直；（2）=0 0，此时物体匀速下滑，加速度为 0，绳子自然下垂；（3） ，如图 7 所 10、示，质量 M=10斜面体，其斜面倾角 =37 0，小物体质量 m=1小物体由静止释放时，滑下 S=获得速度 =s ，这过程斜面体处于静止状态，求水平面对斜面体的支持力和静摩擦力（取g=10m/析：若采用隔离法求解，小物体与斜面体受力情 况如图 8（a）与（b）所示，由此根据运动学规律，牛顿定律及平衡方程依次得2 2f 1=F2+s=0N2f 1s=N 1g=0由此可求得水平面对斜面体的支持力 静摩擦力 大小分别为(a)图 7图 8第 7 页 共 8 页 但若采用整体法，通知牛顿运动定律的修正形式，可给出如下简单的解合。 解：由运动学公式得2 2再由牛顿运动定律的修正形式得f2=gN 2=如图 9 所示，升降机地板上有一木桶，桶内水面上漂浮着一个木块，当升降机静止时，木块有一半浸在水中，若升降机以 a= g 的加速度匀加速上升时，木块浸入水中21的部分占总体积的_。 分析：通常会有同学作出如下分析。 当升降机静止时，木块所受浮力 重力平衡，于是F1 块所受浮力 重大，此时有F2mg=V /：V=3 ：4但上述结论是错误的，正确解答如下。 解：当升降机静止时有F1 统处于超重状态，一方面所受浮力 实大于木块的重力第 8 页 共 8 页F2mg=，而等于 排 =V /(g+a)= V /：V=1 ：2即：浸入水中的部分仍占木块体积的一半。