1、2012届高三物理第二轮复习专题: 力与运动的问题一、本专题考点：主 题内 容要求说 明质点的直线运动考点1、参考系、质点考点2、位移、速度和加速度考点3、匀变速直线运动及其公式、图像*相互作用与牛顿运动定律考点1、滑动摩擦、静摩擦、动摩擦因数考点2、形变、弹性、胡克定律考点3、矢量和标量考点4、力的合成和分解考点5、共点力的平衡考点6、牛顿运动定律、牛顿定律的应用考点7、超重和失重*表示近几年常考抛体运动与圆周运动考点1、运动的合成与分解考点2、抛体运动考点3、匀速圆周运动、角速度、线速度、向考点4、心加速度考点5、匀速圆周运动的向心力考点6、离心现象IIII*I*II*I斜抛运动只作定性要
2、求万有引力定律考点1、万有引力定律及其应用考点2、环绕速度考点3、第二宇宙速度和第三宇宙速度考点4、经典时空观和相对论时空观II*IIII二、 近几年高考命题特点分析：分析解读：力与运动是高中物理的基础知识，也是高考的热点，在广东省近年的高考试题中年年都有这方面的考题。选择题通常与日常生活情境相结合进行受力分析，t图像等；实验题与打点计时器为核心；计算题以运动组合为线索进而从力和能的角度，把平衡状态和变速状态与运动学规律、牛顿运动定律、功能关系以及电磁场等知识有机地结合，进行命题，题目情景新，过程复杂，具有一定的综合性从广东省高考改革和去年理综试题来看，这种综合情景出题的可能性较大。三、 力与
3、运动的知识结构：1. 力与直线运动：2. 力与曲线运动：四、 题型分析：【一、选择题】题型1。（09浙江14）如图所示，质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上。已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为，斜面的倾角为，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为 ：Amg和mg Bmg和mgCmg和mg Dmg和mg解析：（ A ）受力如图所示，。题型2。（09海南物理1）两个大小分别为和（）的力作用在同一质点上，它们的合力的大小F满足：A BC D 解析：（ C ）共点的两个力合成，同向时最大为，反向时最小为。题型3。(2008年天津理综19)在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A
4、， A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态。现对B加一竖直向下的力F，F的作用线通过球心，设墙对B的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的作用力为F3。若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图所示，在此过程中：ABF1F2FABFA F1保持不变，F3缓慢增大B F1缓慢增大，F3保持不变C F2缓慢增大，F3缓慢增大D F2缓慢增大，F3保持不变解析：（ C ）把A、B看作整体,在竖直方向由平衡条件得：F+mAg+mBg=F3，可知当F缓慢增大时，F3缓慢增大。隔离B，受力如图，F2为A对B的作用力，设它与竖直方向的夹角为，由平衡条件得：F2cos=F+ mBg，F2s
5、in=F1，由上式知：当F缓慢增大时，F2缓慢增大，由牛顿第三定律知：F1 、F2也缓慢增大。故答案C。题型4。一个以初速度v0沿直线运动的物体，t秒末速度为vt，如图12所示，则下列关于t秒内物体运动的平均速度和加速度a的说法中正确的是：A.B.Ca的大小和方向都没有变化Da随时间逐渐减小解析：（ D ）若t时间内做匀加速直线运动，位移x1t，对应梯形“面积”，从图中可知x1小于图线与t轴所夹面积，即 tt，A错B对随着t增大，切线的斜率在减小，故a减小，C错D对题型5。某人在静止的湖面上竖直上抛一小铁球，小铁球上升到最高点后自由下落，穿过湖水并陷入湖底的淤泥中一段深度。不计空气阻力，取向上
6、为正方向，在下边图象中，最能反映小铁球运动过程的速度时间图线是: 解析：（ C ）小球竖直上抛后，在上升过程，速度减小，到最高点时速度等于零，下降时速度增大，进入水中后，因受到水的阻力，加速度减小，但速度仍增大，进入淤泥后，淤泥对球的阻力大于小球的重力，故向下减速运动，直到速度为零，由以上分析知，选项C正确。题型6、（09广东理科基础6）船在静水中的航速为v1，水流的速度为v2。为使船行驶到河正对岸的码头，则v1相对v2的方向应为： 解析：（ C ）根据运动的合成与分解的知识,可知要使船垂直达到对岸即要船的合速度指向对岸。根据平行四边行定则，C能。题型7、（09广东理科基础16）如图所示，一带
7、负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右点。不计重力，下列表述正确的是：A粒子在M点的速率最大B粒子所受电场力沿电场方向C粒子在电场中的加速度不变D粒子在电场中的电势能始终在增加 解析：（ C ）根据做曲线运动物体的受力特点合力指向轨迹的凹一侧,再结合电场力的特点可知粒子带负电，即受到的电场力方向与电场线方向相反，B错；从N到M电场力做负功，减速，电势能在增加，当达到M点后电场力做正功加速电势能在减小则在M点的速度最小A错，D错；在整个过程中只受电场力，加速度不变。所以选C。题型8、一质量为m的小球A用轻绳系于O
8、点，如果给小球一个初速度使其在竖直平面内做圆周运动，某时刻小球A运动到圆轨道的水平直径的右端点时，如图所示位置，其向心加速度大小为则它运动到最低点时，绳对球的拉力大小为：A. B. C. D. 解析：（ A ）小球运动到圆轨道水平直径右端时，受绳的拉力F和重力mg，设其速度为v1,到最低点时速度为v2。由向心力公式，从右端运动到最低点，机械能守恒， ， 解得题型9、月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为，设月球表面的重力加速度大小为，在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小为，则：A B C D 解析：（ B ）根据月球绕地球做匀速圆周运动的向心力由地球引力提供，选B。题型10、
9、假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍做圆周运动，则：A根据公式v=r，可知卫星运动的线速度增大到原来的2倍B. 根据公式，可知卫星所需的向心力将减小到原来的C. 根据公式，可知地球提供的向心力将减小到原来的D根据上述选项B和C给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的 解析：（ CD ） A，B，C中的三个公式确实是正确的，但使用过程中A，B用错了。A中的，在一定时，B中的是在v一定是，而此问题中r的变化将引起，v的变化。因此就不存在3或的结论。所以A，B是错误的。【二、打点计时器】题型1、如图所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运
10、动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中=7.05cm、=7.68cm、=8.33cm、=8.95cm、=9.61cm、=10.26cm，则A点处瞬时速度的大小是_m/s，小车运动的加速度计算表达式为_，加速度的大小是_ （计算结果保留两位有效数字）。 思路点拨：本题考查和的应用。解析： 题型2、在“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz，记录小车运动的纸带如图18所示，在纸带上选择6个计数点A、B、C、D、E、F，相邻两计数点之间还有四个点未画出，各点到A点的距离依次是2.0 cm、5.0 cm、9.0 cm、14.0 cm、
11、20.0 cm.(1)根据已学的知识可以求出小车在B点的速度为vB_m/s，CE间的平均速度为_m/s.(2)以打B点时为计时起点，建立vt坐标系如图19所示，请在图中作出小车运动的速度与时间的关系图线(3)根据图线可得小车运动的加速度为_m/s2. 解析： (1)vBm/s0.25 m/s，CE间的平均速度m/s0.45 m/s.(2)应用平均速度等于中间时刻的瞬时速度，解得vB0.25 m/s，vC0.35 m/s，vD0.45 m/s，vE0.55 m/s，描点作出vt图线如图110所示图110(3)由图线得其加速度a1.0 m/s2.【三、计算题】题型1、（摩擦力问题）在粗糙的水平面上
12、放一物体A,A上再放一质量为m的物体B，AB间的动摩擦因数为，施加一水平力F与A，计算下列情况下A对B的摩擦力的大小当AB一起做匀速运动时当AB一起以加速度a向右做匀加速运动时当力F足够大而使AB发生相对运动时解析：因AB向右做匀速运动，B物体受到的合力为零，所以B物体受到的摩擦力为零。因AB无相对滑动，所以B物体受到的摩擦力为静摩擦力，此时不能用滑动摩擦力的公式来计算，用牛顿第二定律对B物体有因为AB发生了相对滑动，所以B物体受到的摩擦力为滑动摩擦力，用滑动摩擦力的公式来计算， 题型2、（v-t图像的应用）某学习小组对一辆自制小遥控汽车的性能进行研究。他们让这辆汽车在水平地面上由静止开始运动
13、，并将小车运动的全过程记录下来，通过数据处理得到如图所示的v-t图，已知小车在0ts内做匀加速直线运动，ts10s内小车牵引力的功率保持不变，且7s10s为匀速直线运动；在10s末停止遥控，让小车自由滑行，小车质量m=1kg，整个过程小车受到的阻力Ff大小不变。求小车受到阻力Ff的大小。在ts10s内小车牵引力功率P 小车在加速运动过程中的总位移x。解析：在10s末撤去牵引力后，小车只在阻力的作用下做匀减速运动，由图像可得减速时的加速度的值为（2分） （1分）小车在7s10s内做匀速直线运动，设牵引力为F，则（1分）由图像可知vm=6m/s（1分）（1分）在ts10s内小车的功率保持不变，为1
14、2w。小车的加速运动过程可分为0ts和ts7s两段，由于ts是功率为12W，所以此次牵引力为 ，（2分）所以0ts内加速度大小为，（2分）（1分）在07s内由动能定理得：，（2分）得x=28.5m（1分）题型3、如图所示，半径R=0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A.一质量m=0.10kg的小球，以初速度v0=7.0m/s在水平地面上向左做加速度a=3.0m/s2的匀减速直线运动，运动4.0m后，冲上竖直半圆环，最后小球落在C点，求A、C间的距离(取重力加速度g=10m/s2)【解析】匀减速运动过程中，有 恰好做匀速圆周运动时，物体在最高点B满足：
15、 解得假设物体能达到圆环的最高点B，由机械能守恒得： 联立可得，因为，所以小球能通过最高点B，小球从B点做平抛运动， ， ，由解得：题型4、(2009福建高考)如图7所示，射击枪水平放置，射击枪与目标靶中心位于离地面足够高的同一水平线上，枪口与目标靶之间的距离s100 m，子弹射出的水平速度v200 m/s，子弹从枪口射出的瞬间目标靶由静止开始释放，不计空气阻力，取重力加速度g为10 m/s2，求：(1)从子弹由枪口射出开始计时，经多长时间子弹击中目标靶？ (2)目标靶由静止开始释放到被子弹击中，下落的距离h为多少？解析：(1)子弹做平抛运动，它在水平方向的分运动是匀速直线运动，设子弹经t时间
16、击中目标靶，则t，代入数据得t0.5 s.(2)目标靶做自由落体运动，则hgt2，代入数据得h1.25 m.答案：(1)0.5 s(2)1.25 m五、 针对性训练（以近几年高考、模拟试题为主）：【一、选择题】1.（2008广东卷）伽利略在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得到的正确结论有：A.倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间成正比B.倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间成正比C.斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关D.斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关F2（2011安徽省）一质量为m的物块恰
17、好静止在倾角为的斜面上。现对物块施加一个竖直向下的恒力F，如图所示。则物块 A仍处于静止状态 B沿斜面加速下滑 C受到的摩擦力不便 D受到的合外力增大3(2004广东卷)用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中,如图所示.已知ac和bc与竖直方向的夹角分别为和，则ac绳和bc绳中的拉力分别为： A B C D4. （2010广东卷）图2为节日里悬挂灯笼的一种方式，A,B点等高，O为结点，轻绳AO、BO长度相等，拉力分别为FA ，FB灯笼受到的重力为 G下列表述正确的是： AFA一定小于G BFA与FB大小相等 CFA与FB是一对平衡力 DFA与FB大小之和等于G5(2009年山东卷)如图所示，光滑
18、半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止P点。设滑块所受支持力为FN。OF与水平方向的夹角为0。下列关系正确的是：ABFmgtan0CDFN=mgtan06（2009年江苏卷）用一根长1m的轻质细绳将一副质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为，为使绳不断裂，画框上两个 挂钉的间距最大为（取）： A B C D 7. （2008广东卷）某人骑自行车在平直道路上行进，图6中的实线记录了自行车开始一段时间内的v-t图象，某同学为了简化计算，用虚线作近似处理，下列说法正确的是：A. 在t1时刻，虚线反映的加速度比实际的大B. 在0t1时间内，
19、由虚线计算出的平均速度比实际的大C. 在t1-t-2时间内，由虚线计算出的位移比实际的大D. 在t3-t-4时间内，虚线反映的是匀速运动8.（2009广东卷）某物体运动的速度图像如图1，根据图像可知： A.0-2s内的加速度为1m/s2B.0-5s内的位移为10mC.第1s末与第3s末的速度方向相同 D.第1s末与第5s末加速度方向相同 9（2010天津卷）质点做直线运动的vt图象如图所示，规定向右为正方向，则该质点在前8s内平均速度的大小和方向分别为：A0.25m/s 向右B0.25m/s 向左C1m/s 向右D1m/s 向左10. 单选如右图所示，在水平地面上做匀速直线运动的小车，通过定滑
20、轮用绳子吊起一个物体，若小车和被吊的物体在同一时刻速度分别为v1和v2，绳子对物体的拉力为，物体所受重力为，则下面说法正确的是A物体做匀速运动，且v1=v2B物体做加速运动，且v2v1C物体做加速运动，且D物体做匀速运动，且【二、实验题】1.（2010广东卷）(18分) （1）图13是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_。 ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出。从图13中读出A、B两点间距s _；C点对应的速度是_(计算结果保留三位有效数字)。2. (2011届全国100所名校) (1) 在一
21、次探究活动中，某同学用如图（a）所示的装置测量铁块A与放在光滑水平桌面上的金属板B之间的动摩擦因数，已知铁块A的质量mA=1.5 kg，用水平恒力F向左拉金属板B，使其向左运动，弹簧秤示数的放大情况如图所示，则A、B间的动摩擦因数= （g=10 m/s2）(2) 该同学还设计性地将纸带连接在金属板B的后面，通过打点计时器连续打下一些计时点，取时间间隔为0.1 s的几个点，如图（b）所示，各相邻点间距离在图中标出.则在打C点时金属板被拉动的速度v= m/s.（保留两位有效数字）3、(2011届全国100所名校)（8分）物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图，一表面粗
22、糙的木板固m3定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点。（1）上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a = (保留三位有效数字)。(2)回答下列两个问题：为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有 。（填入所选物理量前的字母） A.木板的长度l B.木板的质量m
23、1 C.滑块的质量m2 D.托盘和砝码的总质量m3 E.滑块运动的时间t测量中所选定的物理量时需要的实验器材是 。（3）滑块与木板间的动摩擦因数 （用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）.与真实值相比，测量的动摩擦因数 （填“偏大”或“偏小” ）。【三、计算题】1. （2011届山东省济南市）(10分)一质量m0.5 kg的滑块以一定的初速度冲上一倾角=37足够长的斜面，某同学利用传感器测出了滑块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度，并用计算机做出了小物块上滑过程的vt图象，如图所示.（最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取sin37=0.6，cos37=0.8，g=10 m/s2）求：（1） 滑块与斜
24、面间的动摩擦因数（2） 判断滑块最后能否返回斜面底端？若能返回，求出返回 斜面底端时的速度大小；若不能返回，求出滑块停在什么位置.2(2011届全国100所名校)（10分）如图327所示为学校操场上一质量不计的竖直滑杆，滑杆上端固定，下端悬空，为了研究学生沿杆的下滑情况，在杆的顶部装有一拉力传感器，可显示杆顶端所受拉力的大小，现有一学生（可视为质点）从上端由静止开始滑下，5 s末滑到杆底时速度恰好为零，从学生开始下滑时刻计时，传感器显示拉力随时间变化情况如图328所示，g取10 m/s2，求：（1）该学生下滑过程中的最大速率；（2）图中力F1的大小；（3）滑杆的长度3(2011届全国100所名
25、校)（12分） 总质量为80kg的跳伞运动员从离地500m的直升机上跳下，经过2 s拉开绳索开启降落伞，如图所示是跳伞过程中的v-t图，试根据图像求：（g取10m/s2） （1）t1s时运动员的加速度和所受阻力的大小； （2）估算14s内运动员下落的高度及克服阻力做的功； （3）估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间。FABL4如图，可以看成质点的小金属块A的质量m1=1kg，放在厚度不计的长木板B的右端，木板长L=2m、质量m2=2kg，A与B之间的动摩擦因数1=0.1，B与水平地面之间、A与水平面之间的动摩擦因数均为2=0.5。开始时A和B均处于静止状态，现用水平恒力将木板水平向右加速抽出，
26、小金属块A滑到水平地面上后，又在地面上滑行了s=0.4m后停下来。求：（g=10m/s2）(1)小金属块A从木板B上滑下瞬间的速度多大?(2)小金属块A从木板B上滑下之前,木板B的加速度多大?(3)加在木板B上的水平恒力多大？习题答案：【一、选择题】1、B 2、A 3、A 5、B 5、A 6、A 7、BD 8、AC 9、B 10. C 【二、实验题】1、【答案】（1） 0.02s 0.680.72cm 0.100m/s2. （1） 0.3(2分) (2) 0.80(2分)3、（8分）(1)0.4950.497m/s2 （2分） (2) CD（1分） 天平（1分）(3)（2分）偏大（2分）【三、计算题】1. 解析：（1）a=10 m/s2 =0.5（2）s=5 m a2=2 m/s2 v= m/s2、答案：（1）24 m/s（2）530 N（3）6 m3解析：（1）a8 m/s2，mgfma，fmgma160N， （2）大约是395格，所以h3954158 m，Wfmghmv2125105 J， （3）h2500158342 m。t2342/657 s，t71 s，4解析：（1）v=2m/s （2）a2=2m/s2 （3）F=20N
