2020届二轮复习专题一　力与运动课件（30张）（江苏专用）

2020届二轮复习专题一　力与运动课件（30张）（江苏专用）

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 = mg cos α ,摩擦力 f = mg sin α , 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。 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 v 1 、 v 2 ,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. v 1 > v 2 , v 1 =   B. v 1 > v 2 , v 1 >   C. v 1 < v 2 , v 1 =   D. v 1 < v 2 , v 1 >   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 v 1 > v 2 。 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 v 1 >   ,故选项B正确,A、C、D错 误。 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705 km,之前已 运行的“高分四号”卫星轨道高度约为36 000 km,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   = mrω 2 = 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。 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 ) g D.物体开始时所受恒力 F =3 mg sin θ 答案     ABC　斜面受力如图所示,由平衡条件可知 F N = Mg + mg cos 2 θ <( M + m ) g , F f 始终水平向左,故A、C正确。设物体初始阶段加速度为 a 1 ,则有 F - mg sin θ = ma 1   ① 设撤去力 F 后物体的加速度为 a 2 ,则有 mg sin θ = ma 2 , a 2 = g sin θ   ② 由两段位移关系有-   a 1 t 2 = v 1 t -   a 2 t 2   ③ v 1 = a 1 t   ④ 联立①②③④解得 a 2 =3 a 1 , F =   mg sin θ ,故D错误。物体返回到斜面底端时的 速度 v 2 = v 1 - a 2 t = v 1 -3 a 1 t =-2 v 1 ,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 v 0 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 a 1 =   , 下滑过程的加速度大小为 a 2 =   ,故 a 1 > a 2 ,上滑和下滑运动方向相反,故 C正确,A、B、D错误。 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   = mrω 2 = mωv = mr   )求解。 (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。 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 =   gt 2 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 = v 0 t 知, x 先 > x 后 ,即两只小球落到水平地面的地点不同。 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 ωR C.受摩天轮作用力的大小始终为 mg D.所受合力的大小始终为 mω 2 R 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 = mω 2 R ,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 + mω 2 R ,故C错误,D正确。 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1 kg的 A 、 B 两物块, A 、 B 与薄硬纸片之间的动摩擦 因数分别为 μ 1 =0.3, μ 2 =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10 m/s 2 。下列说法正确的是(　 C 　)   A.若 F =1.5 N,则 A 物块所受摩擦力大小为1.5 N B.若 F =8 N,则 B 物块的加速度为4.0 m/s 2 C.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     C     A 与纸片间的最大静摩擦力 f A = μ 1 m A g =0.3 × 1 × 10 N=3 N, B 与纸片间 的最大静摩擦力 f B = μ 2 m B g =0.2 × 1 × 10 N=2 N;因为 F =1.5 N< f A ,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 a 1 =   =   m/s 2 = 0.75 m/s 2 ,此时对 A 有 F - f A 1 = m A a 1 ,解得 f A 1 =0.75 N,故选项A错误;物块 B 做加速运 动的最大加速度 a B m =   = μ 2 g =2 m/s 2 <4 m/s 2 ,若 F =8 N,则此时 B 相对纸片发 生相对滑动,则 B 的加速度仍为2 m/s 2 ,故选项B、D错误;由以上分析可知当纸 片的加速度为2 m/s 2 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2 N,即纸片对 A 的摩擦力也为2 N< f A ,则无论力 F 多大, A 与薄硬纸片都不会 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     AD     A 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。