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物理知识归纳(动力学)


高考物理知识归纳(一)
一、力的种类 :( 13 个性质力) 这些性质力是受力分析不可少的“受力分析的基础”
重力:

G = mg Kx

(g 随高度、纬度、不同星球上不同)

弹簧的弹力:F= 滑动摩擦力:F 静摩擦力:



= ?N

/>A B

O? f 静? fm
F 引 =G

万有引力:

m1m 2 r2
u d

电场力:

F 电 =q E =q
q1 q 2 r2

库仑力:

F =K

(真空中、点电荷 )

磁场力: (1)、安培力:磁场对电流的作用力。 公式:

F= BIL

(B? I) 方向:左手定则
方向:左手定则

(2)、洛仑兹力:磁场对运动电荷的作用力。公式:

f=BqV (B? V)

分子力: 分子间的引力和斥力同时存在,都随距离的增大而减小,随距离的减小而增大,但斥力变化得快 。 . 核力: 只有相邻的核子之间才有核力,是一种短程强力。 二、运动分类: (各种运动产生的力学和运动学条件及运动规律 )是高中物理的重点、难 ............. 点
①匀速直线运动 F 合=0 V0≠0 ②匀变速直线运动:初速为零,初速不为零, ③匀变速直、曲线运动(决于 F 合与 V0 的方向关系) 但 F 合= 恒力 ④只受重力作用下的几种运动:自由落体,竖直下抛,竖直上抛,平抛,斜抛等 ⑤圆周运动:竖直平面内的圆周运动(最低点和最高点);匀速圆周运动 (关键搞清楚是向心力的来源 ) ⑥分子热运动 ⑦;类平抛运动 ⑧; 带电粒在电场力作用下的运动情况;带电粒子在 f 洛作用下的匀速圆周运动

三、物理解题的依据: (1)力的公式 (2) 各物理量的定义 (3)各种运动规律的公式 (4)物理中的定理、定律及数学几何关系
1

二、思 路 方 法: (1)涉及受力、加速度或已知匀变速运动问题,先考虑牛顿第二定律和运动学公式。 (2)涉及物体的受力和时间问题,先考虑动量定理求解。
2

(3)涉及单个物体的受力和位移问题时, 先考虑动能定理求解。 (4)涉及到滑动摩擦力做功时,先考虑能量守恒定律列式求解. (5)涉及相互作用的物体组成的系统时,考虑动量守恒定律和机械能守恒定律。但 要注意分析是否符合守恒条件 ▲机械能守恒定律和动量守恒定律研究的都是系统相互作用过程中满足的规律, 不同 之处是各自的守恒条件不同, 要根据题设的物理情景和物理过程, 确定满足的物理规律. 机械能守恒为标量式, 但势能可能出现负值;动量守恒为矢量式, 选取正方向后列代数 式. 三、综合练习 1、如图所示,O 点为固定转轴,把一个长度为 l 的细绳上端固定在 O 点,细绳下端系一 个质量为 m 的小摆球,当小摆球处于静止状态时恰好与平台的右端点 B 点接触,但无压 2 力. 一个质量为 M 的小钢球沿着光滑的平台自左向右运动到 B 点时与静止的小摆球 m 发生 正碰,碰撞后摆球在绳的约束下作圆周运动,且恰好能够经过最高点 A,而小钢球 M 做平 抛运动落在水平地面上的 C 点. 测得 B、C 两点间的水平距离 DC=x, 平台的高度为 h,不计 空气阻力,本地的重力加速度为 g, 请计算 (1)碰撞后小钢球 M 做平抛运动的初速度大小; (2)小摆球 m 经过最高点 A 时的动能; (3)碰撞前小钢球 M 在平台上向右运动的速度大小.

5

3

2、 如图 5-2-2 所示, 在光滑水平面上有一质量 M=0.4 kg 滑槽. 滑槽面上的 AB 段是半径 R=0.4 m 的光滑 1/4 圆弧.与 B 点相切的水平表面 BC 段粗糙,长 L=3 m、动摩擦因数 =0.4.C

点的右表面光滑,右端连有一弹簧 . 现有一质量 m=0.1 kg 的小物体(可视为质点)在距 A ? 点高为 H=0.6 m 处由静止自由落下,恰沿 A 点滑入圆弧面,滑到 B 点时滑槽刚好与墙壁 碰撞,假设滑槽与墙碰撞后在极短时间内速度减为 0, 但不粘连. 求: (g=10 m/s2)

(1)小物体滑到 B 点时,小物体和滑槽碰墙前的速度分别多大?
(2)小物体最终与 C 点的距离.

3、如图所示,质量 m1=0.3 kg 的小车静止在光滑的水平面上,车长 L=1.5 m, 现有质量 m2=0.2 kg 可视为质点的物块,以水平向右的速度 v0=2 m/s 从左端滑上小车,最后在车面 上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数 (1)物块在车面上滑行的时间 t; (2)要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度

? =0.5, 取 g=10 m/s2,求

v? 0 不超过多少。

4

4、如图,一个质量为 0.6kg 的小球以某一初速度从 P 点水平抛出,恰好从光滑圆弧 ABC 的 A 点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力,进入圆弧时无机械能损失)。已知圆弧的半 径 R=0.3m , θ =60 0 ,小球到达 A 点时的速度 v=4 m/s 。(取 g =10 m/s2 )求: (1) 小球做平抛运动的初速度 v0 ; (2) P 点与 A 点的水平距离和竖直高度; (3) 小球到达圆弧最高点 C 时对轨道的压力。

5、如图所示,半径为 R=0.4m 内壁光滑的半圆形轨道固定在水平地面上,质量 m=0.96kg 的滑块停放在距轨道最低点 A 为 L=8.0m 的 O 点处,质量为 m0 ? 0.04kg 的子弹以速度

v0 ? 250m / s 从右方水平射入滑 块,并留在其 中。已知滑块 与水平面的 动摩擦因数

? ? 0.4 ,子弹与滑块的作用时间很短;取 g=10m/s2 ,试求:
(1)子弹刚留在滑块时二者的共同速度大小 v; (2)滑块从 O 点滑到 A 点的时间 t ; (3)滑块从 A 点滑上轨道后通过最高点 B 落到水平面上 C 点,A 与 C 间的水平距离是多 少。

5

6、 如图,空间有一水平向右的匀强电场。一质量为 m,电量为+q 的滑块随同质量为 M, 倾角为α 的绝缘斜面体在光滑水平面上向右运动,且滑块与斜面间刚好没有相对滑动趋 势,重力加速度为 g。求: (1)滑块对斜面体的压力 ks5u (2)系统的加速度大小 (3)匀强电场的场强 ks5u (4)斜面体发生一段位移 s 的过程中,滑块与电场这个系统的电势能怎样变化

6

答案: 1 解析 (1)设 M 做平抛运动的初速度是 v, x=vt, h= gt2

v=x

g 2h
vA l
2

(2)摆球 m 经最高点 A 时只受重力作用, mg=m

摆球经最高点 A 时的动能为 EA=

1 2

mvA2 =

1 mgl 2

(3)碰后小摆球 m 做圆周运动时机械能守恒, mvB2 =

1 mvA2 +2mgl 2

vB=

5 gl

设碰前 M 的运动速度是 v0,M 与 m 碰撞时系统的动量守恒 Mv0 =Mv+mvB

v0= 2、解析 (1)设小物体滑到 B 时速度为 v1, 滑槽速度为 v2, 由系统水平方向动量守恒及系统

机械能守恒得 mv1=Mv2 mg(H+R)=

1 mv12+ 2

1 Mv22 2

解得 v1=4 m/s

v2=1 m/s

(2)之后小物体进入水平表面,而滑槽由于撞墙, 速度变为 0,设两者同速为 v, 相对位移为 s ,由系统 动量守恒及功能关系得 mv1=(m+M)v mgs=

1 2

mv12-

1 (m+M)v2 2

解得 s=1.6 m<L=3 m 所以最终小物体离 C 端 l=(3-1.6) m=1.4 m

7

3、 【解析】本题考查摩擦拖动类的动量和能量问题。涉及动量守恒定律、动量定理和功能关

系这些物理规律的运用。 (1)设物块与小车的共同速度为 v,以水平向右为正方向,根据动量守恒定律有

m2v0 ? ?m1 ? m2 ?v
设物块与车面间的滑动摩擦力为 F,对物块应用动量定理有



- Ft ? m2v ? m2v0
其中 解得

② ③

F ? ?m2 g

t?

m1v0 ? ?m1 ? m2 ?g
t ? 0.24 s


代入数据得

(2)要使物块恰好不从车厢滑出,须物块到车面右端时与小车有共同的速度 v′,则

? m2 v? 0 ? (m1 ? m2 )v
由功能关系有



1 1 ? 2 ? ?m1 ? m2 ?v? 2 ? ?m2 gL m2 v0 2 2
代入数据解得



? =5m/s v0

故要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车的速度 v0 ′不能超过 5m/s。 4、解(1)小球到 A 点的速度如图所示,由图可知 -----------2 分 (2) 由平抛运动规律得: -----------1 分 -----------1 分 -----------1 分 -----------1 分
8

(3)取 A 点为重力势能的零点,由机械能守恒定律得:

-----------2 分 代入数据得: -----------1 分

由圆周运动向心力公式得: 代入数据得: -----------1 分

-----------2 分

5.解析: (1)子弹击中滑块过程动量守恒, 则: (2 分) 代入数据解得:v =10m/s (2 分)

(2) 子弹击中滑块后与滑块一起在摩擦力的作用下向左作匀减速运动, 设其加速度大 小为 a,则: ? (m ? m0 ) g ? (m ? m0 )a 由匀变速运动的规律得: vt ? (2 分) (2 分)

1 2 at ? L 2

代入数据得: t ? 1s, (t ? 4s 舍去)

(2 分) 代入数据得: v A ? 6 m/s

(3)滑块从 O 点滑到 A 点时的速度 v A ? v ? at (1 分)

设滑块从 A 点滑上轨道后通过最高点 B 点时的速度 v B ,由机械能守恒定律:

1 1 2 2 ( m ? m 0 )v A ? ( m ? m 0 ) g ? 2 R ? ( m ? m0 )v B 2 2
代入数据得: vB ? 2 5m / s (1 分) 滑块离开 B 点后做平抛运动,飞行时间 t ? ? 而 S AC ? v B t ?

(2 分)

2 ? 2R g

(1 分)

(1 分)

代入数据得: S AC ?

4 5 m/s (1 分) 5
9

6、 解:设系统加速度为 a ,斜面与滑块的相互作用力为 N 和 N′。两物体受力如图所示 (1)滑块与斜面体间没有摩擦力,由牛顿第二定律, 对滑块,竖直方向: N cos? ? m g 由牛顿第三定律得 联立①②得 ①
?
N

N ? N? mg N? ? cos ?
mg tan ? M

② ③ ④ ⑤ ⑥
mg

qE

(2)对斜面体,水平方向: N ? sin ? ? Ma 联立③④解得

a?

(3)对整体: qE ? ( M ? m)a

联立⑤⑥得

E?

( M ? m)m g t an ? Mq


Mg

?
⑧ ⑨ ⑩
N?

斜面体发生位移 s 的过程中, 电场力对滑块做正功 W ? qEs

( M ? m)mgs tan ? M ( M ? m)mgs tan ? 故系统电势能减少 M
联立⑦⑧解得

W ?

评分:①②③④⑤⑥⑦⑧每式 2 分,⑨⑩每式 1 分

10


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