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高中物理第10章 试题解析48

高中物理第10章 试题解析48
高中物理第10章 试题解析48

高中精品试题

第十章交变电流

学案48 交变电流的产生和描述

一、概念规律题组

1.图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动,不能产生正弦式交变电流的是()

2.下面关于交变电流的说法中正确的是()

A.交流电器设备上所标的电压值和电流值是交变电流的峰值

B.用交流电流表和电压表测定的数值是交变电流的瞬时值

C.给定的交变电流数值,在没有特别说明的情况下指的都是有效值

D.跟交变电流有相同的热效应的直流电数值是交变电流的有效值

3.一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动,线圈平面位于如图1甲所示的匀强磁场中.通过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示,下列说法正确的是()

图1

A.t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大

B.t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变

C.t2、t4时刻线圈中磁通量最大

D.t2、t4时刻线圈中感应电动势最小

二、思想方法题组

4.两个完全相同的电热器,分别通以图2甲、乙所示的峰值相等的矩形交变电流和正弦交变电流,则这两个电热器的电功率之比P甲∶P乙等于()

A.2∶1 B .2∶1 C .4∶1 D .1∶1 5.一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图3所示,由图可知( )

图3

A .该交流电的电压的有效值为100 V

B .该交流电的频率为25 Hz

C .该交流电压瞬时值的表达式为u =100sin 25t V

D .若将该交流电压加在阻值为100 Ω的电阻两端,则该电阻消耗的功率为50 W

一、正弦式交流电产生的原理

图4

矩形线框绕垂直于匀强磁场的轴O 转动时,线圈的两条边切割磁感线产生感应电动势,如图4所示.设线圈的匝数为n ,转动角速度为ω,两对边分别为l 1和l 2(其中ab 边为l 1,ad 边为l 2).

若从中性面开始计时,经时间t 转到如图所示位置.则t 时间线框转过ωt 角. ab 边产生的电动势

e 1=nBl 1ω·1

2l 2sin ωt.

cd 边产生的电动势 e 2=nBl 1ω·1

2

l 2sin ωt.

由右手定则可知:e 1和e 2环绕方向相同.

故总电动势e =e 1+e 2=nBl 1l 2ωsin ωt =nBSωsin ωt. 其中nBSω为电动势的最大值.

【例1】如图5所示,边长为l的正方形线圈abcd的匝数为n,ad边的中点和bc边的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界上,磁感应强度为B,线圈与外电阻R构成闭合电路,整个线圈的电阻为r.现在让线圈以OO′连线为轴,以角速度ω匀速转动,从图示时刻开始计时,求:

(1)闭合电路中电流瞬时值i的表达式;

(2)当t=π

4ω时,电阻R两端的电压值.

[规范思维]

[针对训练1]在匀强磁场中,一矩形金属框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图6所示,产生的交变电动势的图象如图7所示,则()

图6图7

A.t=0.005 s时线框的磁通量变化率为零

B.t=0.01 s时线框平面与中性面重合

C.线框产生的交变电动势有效值为311 V

D.线框产生的交变电动势频率为100 Hz

二、正弦式交流电的图象的应用

OO ′以角速度ω逆时针匀速转动.若以线圈平面与磁场夹角θ=45°时为计时起点,如图(b)所示,并规定当电流自a 流向b 时为正方向.则下面所示的四幅图中正确的是( )

图8

[规范思维]

图9

[针对训练2]小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势与时间成正弦函数关系,如图9所示,此线圈与一个R=10 Ω的电阻构成闭合电路,不计电路的其他电阻,下列说法正确的是()

A.交变电流的周期为0.125 s

B.交变电流的频率为8 Hz

C.交变电流的的有效值为 2 A

D.交变电流的的最大值为4 A

三、非正弦交流电有效值的计算方法

只有正弦式交变电流才能用的关系,其他交变电流都不满足这一关系,只能根据有效值的定义进行计算.计算时要注意两点,一:若交变电流正负半周最大值不相等时,应分段计算电热;二:取一个周期计算电热.

【例3】如图10所示为一交变电流的i-t图象,该交变电流的有效值为多少?

[规范思维]

[针对训练3]

图11

如图11所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为B.电阻为R 、半径为L 、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O 轴以角速度ω匀速转动(O 轴位于磁场边界).则线框内产生的感应电流的有效值为( )

A.BL 2ω2R

B.2BL 2ω2R

C.2BL 2ω4R

D.BL 2ω4R

四、交流电四值的比较和应用

【例4】 一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图12甲所示.已知发电机线圈内阻为5.0 Ω,现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡,如图乙所示,则( )

图12

A .电压表V 的示数为220 V

B .电路中的电流方向每秒钟改变50次

C .灯泡实际消耗的功率为484 W

D .发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J [针对训练4]

图13

如图13所示,在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T ,转轴O 1O 2垂直于磁场方向,线圈电阻为2 Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈转过60°时的感应电流为1 A .那么( )

A .线圈消耗的电功率为4 W

B .线圈中感应电流的有效值为2 A

C .任意时刻线圈中的感应电动势为e =4cos

2πT

t D .任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ=T πsin 2π

T t

【基础演练】

1.如下图所示的线圈中产生了交变电流的是( )

2.一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图14所示.由图可知( )

图14

A .该交流电的电压瞬时值的表达式为u =100sin (25t) V

B .该交流电的频率为25 Hz

C .该交流电的电压的有效值为100 2 V

D .若将该交流电压加在阻值为R =100 Ω的电阻两端,则电阻消耗的功率是50 W 3.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,下列说法正确的是( ) A .在中性面时,通过线圈的磁通量最大 B .在中性面时,感应电动势最大

C .穿过线圈的磁通量为零时,感应电动势也为零

D .线圈每个周期内通过中性面两次,电流方向改变一次

4.一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流的电动势e =2202sin 100πt V ,那么( )

A .该交变电流的频率是100 Hz

B .当t =0时,线圈平面恰好与中性面垂直

C .当t =1

200

s 时,e 有最大值

D .该交变电流电动势的有效值为220 2 V

5.如图15甲所示,为一种调光台灯电路示意图,它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度.给该台灯接220 V 的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示,则此时交流电压表的示数为( )

图15

A .220 V

B .110 V

C.220

2

V

D.1102

V

6.电吹风是电动机带动风叶转动的装置,电热丝给空气加热得到热风.设电动机线圈和电热丝的总电阻为R ,接在一电压为u =U 0sin ωt 的交流电源上,若已知电吹风使用时消耗的功率为P ,通过电热丝和电动机线圈的总电流为I ,则有( )

A .P>U 20

2R

B .P>I 2R

C .P =I 2R

D .P =

22U 0

I 【能力提升】

7.在两块金属板上加上交变电压u =Umsin

T

t ,当t =0时,板间有一个电子正好处于静止状态.下面关于电子以后的运动情况的判断正确的是( )

A .t =T 时,电子回到原出发点

B .电子始终向一个方向运动

C .t =T/2时,电子将有最大速度

D .t =T/2时,电子的位移最大

=60 2 V 的霓虹灯的两端.

(1)求在一个小时内,霓虹灯发光时间有多长.

(2)试分析为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象?

(已知人眼的视觉暂留时间约为1

16 s)

学案48 交变电流的产生和描述

【课前双基回扣】 1.C 2.CD

3.B [t 1、t 3时刻通过线圈的磁通量Φ的绝对值最大,磁通量变化率ΔΦ

Δt =0,此时感应

电动势、感应电流为零,线圈中感应电流方向改变,A 错误,B 正确;t 2、t 4时刻线圈中磁通量为零,磁通量的变化率最大,即感应电动势最大,C 、D 错误.]

4.B [甲为矩形交变电流,它的大小恒为I m ,方向做周期性的变化,而电流通过电阻的热功率跟电流的方向无关,所以矩形交变电流通过电阻R 的热功率P 甲=I m 2R ;乙为正弦

交变电流,计算热功率时要用电流的有效值:I =Im 2,所以P 乙=I 2

R =(Im 2)2R =Im 22R =P 甲2,

故P 甲P 乙=2

1

,B 正确.] 5.BD [根据图象可知该交变电流的最大值为100 V ,周期为4×10-

2 s ,所以频率为25 Hz.]

思维提升

1.只有闭合线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,才能产生正弦式交变电流.

2.有效值是根据电流的热效应来定义的.只有正弦式电流才有:E =Em 2,I =Im

2.求电

功、电热、电表示数,铭牌标识,指的都是有效值.

3.线圈在中性面位置特点:Φ最大,e =0,电流换方向,线圈在垂直中性面位置特点:Φ=0,ΔΦ

Δt

最大,e 最大.

4.若线圈从中性面开始计时,表达式为e =E m ·sin ωt ,若线圈从垂直中性面开始计时,表达式为e =E m cos ωt.

【核心考点突破】

例1 (1)i =nBl 2ω2(R +r )sin ωt (2)2nBl 2ωR

4(R +r )

解析 (1)沿O ′O 方向看去,磁场分布的侧视图如下图所示.由图可知,线圈转动时

只有一条边切割磁感线,产生感应电动势,在t 时刻线圈的电动势为:

e =nBlv 1=nBlv·sin ωt 其中v =ω·l

2

解得e =1

2

nBl 2ωsin ωt

根据闭合电路欧姆定律可知,闭合电路中的电流为: i =e R +r =nBl 2ω2(R +r )

sin ωt. (2)由电流瞬时值表达式知,t =π4ω时,流过电阻R 的电流为i 1=nBl 2ω2(R +r )sin(ω·π

4ω)=

2nBl 2ω

4(R +r )

由部分电路欧姆定律知,t =

π

时, 电阻R 两端电压为u =i 1R =2nBl 2ωR

4(R +r )

.

[规范思维] 当线圈从中性面位置开始计时时,电流的瞬时值表达式才是正弦形式,而从垂直中性面位置开始计时时为余弦形式,还要注意:E m =nBS ω中,S 为有效面积,且与线圈的形状无关.

例2 D [由楞次定律知,t =0时,感应电流方向为负,线圈平面与中性面的夹角为π

2

θ=π4,线圈再转过π4到达中性面,所以,在线圈转过π4的过程中电流在减小,θ=π

4时,i =0,因而只有D 项正确.]

[规范思维] 解答本题应注意以下三方面: (1)t =0时刻感应电流的方向;

(2)利用t =0时刻的速度确定感应电动势大小; (3)判定t =0时刻后短时间内电流的变化趋势. 例3 1.9 A

解析 从题图可知交流电周期

T =0.4 s ,t 1=0.1 s ,t 2=0.1 s ,t 3=0.15 s ,t 4=0.05 s , 设其有效值为I ,则:

I 21Rt 1+I 22Rt 2+I 23Rt 3+I 24Rt 4=I 2

RT ,

其中I 1=3 A ,I 2=2 A ,I 3=1 A ,I 4=0, 代入上式,得I ≈1.9 A.

[规范思维] (1)计算有效值一般取交变电流的一个周期;

(2)不要盲目套用公式, 2倍关系只适用于正弦式交流电.

例4 D [由图甲可知,感应电动势最大值为220 2 V ,故其有效值为220 V ,电压表测量的是灯泡两端的电压,U =209 V ,A 错;交流电的周期T =0.02 s ,一个周期内电流的方向改变2次,故其方向每秒改变100次,B 错;灯泡消耗的功率P =I 2R =(22095+5)2

×95 W

=459.8 W ,C 错;发电机内阻每秒产生的热量Q =I 2rt =(22095+5

)2

×5×1 J =24.2 J ,D 对.]

[规范思维] 计算热量、电功率,电流表、电压表的示数等用的都是有效值.而计算电荷量需用平均电动势E =n ΔΦ

求解.

[针对训练]

1.B 2.C 3.D 4.AC

思想方法总结 1.交流的产生

(1)只要平面线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,就产生正弦式交流电,其变化规律与线圈的形状、与转动轴处于线圈平面内哪个位置无关.

(2)因e ∝ΔΦ

Δt

,故Φ-t 图象与e -t 图象总是互余的.

(3)线圈转动一周两次经过中性面,所以一个周期内电流方向改变两次. (4)当计时起点为中性面位置时,表达式为e =E m sin ωt.

当计时起点为线圈平面与磁场方向平行时,表达式为e =E m cos ωt.

2.正确理解交变电流的“四值”是解题关键.(1)求电荷量时要用平均值,由法拉第电磁感应定律E =n ΔΦ

Δt 求得;(2)交流电路中电表显示的是有效值;计算热量、功率、电功一

定要用有效值求解.(3)只有正(余)弦交变电流的有效值是最大值的

1

2

,其他交变电流的有效值要根据有效值的定义求解.(4)计算有效值一般取交变电流一个周期的时间,根据焦耳定律进行确定.

(5)求某一时刻的电流值时用到的是瞬时值 【课时效果检测】

1.BCD 2.BD 3.A 4.C 5.B 6.BD 7.BC

8.(1)2 400 s (2)见解析

解析 (1)如图所示,画出一个周期内交变电流的u -t 图象,其中阴影部分对应的时间表示霓虹灯不能发光的时间,根据对称性,一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t 1.

当u =u 0=60 2 V 时, 由u =1202sin ωt V 求得:t 1=

1600

s 再由对称性知一个周期内能发光的时间: t =T -4t 1=150 s -4×1600 s =1

75

s

再由比例关系求得一个小时内霓虹灯发光的时间为: t =3 6000.02×1

75

s =2 400 s.

(2)很明显霓虹灯在工作过程中是忽明忽暗的,而熄灭的时间间隔最长只有1

300

s(如图中t 2+t 3那段时间),由于人的眼睛具有视觉暂留现象,而这个视觉暂留时间约为1

16

s ,远大于1

300

s ,因此经过灯光刺激的人眼不会因为短暂的熄灭而有所感觉.

易错点评

1.对交流电产生过程中感应电动势e 、磁通量Φ、磁通量变化量ΔΦ和磁通量变化率

ΔΦ

Δt 间的关系不清楚,误认为磁通量为零,感应电动势就为零,磁通量最大,则感应电动势最大,不能准确把握中性面的意义或不能把图象和物理过程联系起来也是出错的主要原因.

2.不能正确写出交流电的瞬时值表达式,分不清什么时候用正弦,什么时候用余弦,注意从中性面位置计时,用正弦;从Φ=0位置计时,用余弦.

3.第5题涉及到了有效值的计算,是错误多发处.计算时一般取一个周期的时间,根据这一时间内电流的变化规律和焦耳定律进行运算.

4.对交流的“四值”理解不到位,造成错误.如求电荷量不知道用平均值,判断电容器的击穿电压不知道用最大值等等.

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物理 1.一中子与一质量数为A(A>1)的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核静止,则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( ) A. B. C. D. [解析] 1.设中子质量为m,则原子核的质量为Am。设碰撞前后中子的速度分别为v0、v1,碰后原子核的速度为v2,由弹性碰撞可得mv0=mv1+Amv2,m=m+Am,解得v1=v0,故=,A正确。 2.很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放,形成一很长的竖直圆筒。一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置,其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始下落。条形磁铁在圆筒中的运动速率( ) A.均匀增大 B.先增大,后减小 C.逐渐增大,趋于不变 D.先增大,再减小,最后不变[解析] 2.对磁铁受力分析可知,磁铁重力不变,磁场力随速率的增大而增大,当重力等于磁场力时,磁铁匀速下落,所以选C。 3.(2014大纲全国,19,6分)一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动。当物块的初速度为v时, 上升的最大高度为H,如图所示;当物块的初速度为时,上升的最大高度记为h。重力加速度大小为g。物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为( )

A.tan θ和 B.tan θ和 C.tan θ和 D.tan θ和 [解析] 3.由动能定理有 -mgH-μmg cos θ=0-mv2 -mgh-μmg cos θ=0-m()2 解得μ=(-1)tan θ,h=,故D正确。 4.两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇。下列说法正确的是( ) A.波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1-A2| B.波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1+A2 C.波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移 D.波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅 [解析] 4.两列振动方向相同的相干波相遇叠加,在相遇区域内各质点仍做简谐运动,其振动位移在0到最大值之间,B、C项错误。在波峰与波谷相遇处质点振幅为两波振幅之差,在波峰与波峰相遇处质点振幅为两波振幅之和,故A、D项正确。

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A.B.C.D. 6.如图所示,一轻弹簧竖直固定在地面上,一物体从弹簧上方某高处自由下落,并落在弹簧上,弹簧在压缩过程中始终遵守胡克定律.从球接触弹簧开始,直到把弹簧压缩到最短为止,小球的加速度大小() A.一直变大B.一直变小C.先变大后变小D.先变小后变大 7.如图所示,某同学在擦黑板.已知黑板擦对黑板的压力为8N,与黑板间的动摩擦因数为0.4,则黑板擦与黑板间的滑动摩擦力为() A.2N B.3.2N C.20N D.32N 8.已知一些材料间动摩擦因数如下: 材料钢﹣钢木﹣木木﹣金属木﹣冰 动摩擦因数0.250.300.200.03 质量为1kg的物块放置于水平面上,现用弹簧秤沿水平方向匀速拉动此物块时, 读得弹簧秤的示数为3N,则关于两接触面的材料可能是(取g=10m/s2)()A.钢﹣钢B.木﹣木C.木﹣金属D.木﹣冰 9.物体A放在物体B上,物体B放在光滑的水平面上,已知m A=6kg,m2=2kg,A、B间动摩擦因数μ=0.2,如图.现用一水平向右的拉力F作用于物体A上,g=10m/s2,则下列说法中正确的是() A.当拉力F<12N时,A静止不动 B.当拉力F=16N时,A对B的摩擦力等于4N C.当拉力F>16N时,A一定相对B滑动 D.无论拉力F多大,A相对B始终静止

高中物理电磁学经典例题

高中物理典型例题集锦 (电磁学部分) 25、如图22-1所示,A、B为平行金属板,两板相距为d,分别与电源两极相连,两板 的中央各有小孔M、N。今有一带电质点,自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N三点在同一竖直线上),空气阻力不计,到达N点时速度恰好 为零,然后按原路径返回。若保持两板间的电压不变,则: A.若把A板向上平移一小段距离,质点自P点下落仍能返回。 B.若把B板向下平移一小段距离,质点自P点下落仍能返回。 C.若把A板向上平移一小段距离,质点自P点下落后将穿过 N孔继续下落。 图22-1 D.若把B板向下平移一小段距离,质点自P点下落后将穿过N 孔继续下落。 分析与解:当开关S一直闭合时,A、B两板间的电压保持不变,当带电质点从M向N 运动时,要克服电场力做功,W=qU AB,由题设条件知:带电质点由P到N的运动过程中,重力做的功与质点克服电场力做的功相等,即:mg2d=qU AB 若把A板向上平移一小段距离,因U AB保持不变,上述等式仍成立,故沿原路返回, 应选A。 若把B板下移一小段距离,因U AB保持不变,质点克服电场力做功不变,而重力做功 增加,所以它将一直下落,应选D。 由上述分析可知:选项A和D是正确的。 想一想:在上题中若断开开关S后,再移动金属板,则问题又如何(选A、B)。 26、两平行金属板相距为d,加上如图23-1(b)所示的方波形电压,电压的最大值为U0,周期为T。现有一离子束,其中每个 离子的质量为m,电量为q,从与两板 等距处沿着与板平行的方向连续地射 入两板间的电场中。设离子通过平行 板所需的时间恰为T(与电压变化周图23-1 图23-1(b)

人教版高中物理必修二重难点(精心集合直接打印)

高中物理必修2全册复习 一、 第五章 曲线运动 (一)、知识网络 (二)重点内容讲解 1、物体的运动轨迹不是直线的运动称为曲线运动,曲线运动的条件可从两个角度来理解:(1)从运动学角度来理解;物体的加速度方向不在同一条直线上;(2)从动力学角度来理解:物体所受合力的方向与物体的速度方向不在一条直线上。曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向,曲线运动是一种变速运动。 曲线运动是一种复杂的运动,为了简化解题过程引入了运动的合成与分解。一个复杂的运动可根据运动的实际效果按正交分解或按平行四边形定则进行分解。合运动与分运动是等效替代关系,它们具有独立性和等时性的特点。运动的合成是运动分解的逆运算,同样遵循平等四边形定则。 2、平抛运动 平抛运动具有水平初速度且只受重力作用,是匀变速曲线运动。研究平抛运动的方法是利用运动的合成与分解,将复杂运动分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。其运动规律为:(1)水平方向:a x =0,v x =v 0,x= v 0t 。 (2)竖直方向:a y =g ,v y =gt ,y= gt 2 /2。 (3)合运动:a=g ,2 2y x t v v v +=,22y x s +=。v t 与v 0方向夹角为θ,tan θ= gt/ v 0,s 与x 方向夹角为 曲线运动

α,tan α= gt/ 2v 0。 平抛运动中飞行时间仅由抛出点与落地点的竖直高度来决定,即g h t 2= ,与v 0无关。水平射程s= v 0g h 2。 3、匀速圆周运动、描述匀速圆周运动的几个物理量、匀速圆周运动的实例分析。 正确理解并掌握匀速圆周运动、线速度、角速度、周期和频率、向心加速度、向心力的概念及物理意义,并掌握相关公式。 圆周运动与其他知识相结合时,关键找出向心力,再利用向心力公式F=mv 2/r=mr ω2 列式求解。向心力可以由某一个力来提供,也可以由某个力的分力提供,还可以由合外力来提供,在匀速圆周运动中,合外力即为向心力,始终指向圆心,其大小不变,作用是改变线速度的方向,不改变线速度的大小,在非匀速圆周运动中,物体所受的合外力一般不指向圆心,各力沿半径方向的分量的合力指向圆心,此合力提供向心力,大小和方向均发生变化;与半径垂直的各分力的合力改变速度大小,在中学阶段不做研究。 对匀速圆周运动的实例分析应结合受力分析,找准圆心的位置,结合牛顿第二定律和向心力公式列方程求解,要注意绳类的约束条件为v 临=gR ,杆类的约束条件为v 临=0。 2. 平抛运动的规律 [例2]小球以初速度v 0水平抛出,落地时速度为v 1,阻力不计,以抛出点为坐标原点,以水平初速度v 0方向为x 轴正向,以竖直向下方向为y 轴正方向,建立坐标系 (1) 小球在空中飞行时间t (2) 抛出点离地面高度h (3) 水平射程x (4) 小球的位移s (5) 落地时速度v 1的方向,反向延长线与x 轴交点坐标x 是多少? [思路分析](1)如图在着地点速度v 1可分解为水平方向速度v 0和竖直方向分速度v y , 而v y =gt 则v 12=v 02+v y 2=v 02+(gt)2 可求 t=g v v 2 021- (2)平抛运动在竖直方向分运动为自由落体运动 h=gt 2 /2= 2g ·21g 2 021v v -= g v v 220 21- (3)平抛运动在水平方向分运动为匀速直线运动 x=v 0t= g v v v 2 210- (4)位移大小s=22h x += g v v v v 2324 1402120+- 位移s 与水平方向间的夹角的正切值 tan θ=x h =02 0212v v v - (5)落地时速度v 1方向的反方向延长线与x 轴交点坐标x 1=x/2=v 0 g v v 22 21-

高三物理试卷分析

高三物理试卷分析 一.试题综述 试题突出了对中学物理主干知识的考查,突出了对学生基本能力的考查,对中学物理教 学具有一定的指导意义。试卷能体现物理学科的特点,能体现对考生基本素质和能力的考查。试卷有较好的区分度和较大的难度。但从题中看仍然是重庆卷模式,没有全国卷的味道,考 试内容太多,让很多老师复习进度就被打乱了!本次一诊题目能力立意很好,但电学实验那 个计算内阻数字设计不科学,很好的一个分压式命题,让多少学生在运算中望而却步,出题 人没有注意到这是理科综合考试,不是考数字运算。这套物理试题过多地保留了重庆高考题 创新的影子,试卷中有好几道题提法上欠准确,不严谨,与全国卷重情景,重过程,注重多 对象、多过程的分析来考查学生能力不相符。全套题,为了体现所谓的“知识迁移能力”、“物理来源于生活”,堆砌了大量的假情境,让学生无所适从,偏、怪、冷。如计算题的第 一题24题,完全是个带电粒子在电磁场中运动的特殊的问题,复习到了,学生回答很容易,没复习到,学生很难作答,既不能体现考查基本的物理思维、方法,又不能考查能力与技巧。纯是偏题,信度较差,总分12分的题县平均分仅为2.1分。再如16题与21题,考试知识 载体相似度太高,21题没有体现出压轴选择题的技巧性,有为考而考的嫌疑,并且创设的情 境“载流超导线圈”提法怪异学生难以理解,重力加速度突然增大有失物理实际,而且B选 项的作用力指向不明确,让学生费解,题目本身难以理解超越了物理、数学模型的构建。反 之16题较好,考查学生两次建模能力。本试卷同一物理模型多次重复出现,三次考察了斜 面模型。选修模块3-3、3-4、3-5难度差异太大,3-5过程过多,且对半衰期要求过高。 总分15分的题县平均分仅为3.4分。选做题3-5的选择题的五个选项考点太单一,计算题 的过程太复杂,计算量大了。总的来说高考适应性考试物理试卷是一份考能力的试卷,但难 度太大,信度较差。 二、卷面中主要存在的问题: 1.对基本概念理解不透彻,对基本规律掌握不准确,基本技能不能够灵活运用。选择题 失分较多;总分48分的选择题题县平均分为29.1分。 2.对实验重视程度不够,实验题得分率低;总分15分的题县平均分仅为7.8分。 3.答题过程中不能认真读题,审题不清; 4.答题过程表述不规范,卷面书写混乱; 5.数学计算能力差,不能完成物理题中的数学计算。计算题25题总分20分,县平均分 仅为2.5分。

高中物理题库难题解析

第二章 直线运动 运动学基本概念 变速直线运动 (P .21) ***12.甲、乙、丙三辆汽车以相同的速度经过某一路标,以后甲车一直做匀速直线运动,乙车先加速后减速运动,丙车先减速后加速运动,它们经过下一路标时的速度又相同,则( )。[2 ] (A)甲车先通过下一个路标 (B)乙车先通过下一个路标 (C)丙车先通过下一个路标 (D)三车同时到达下一个路标 解答 由题知,三车经过二路标过程中,位移相同,又由题分析知,三车的平均速度之间存在:乙v > 甲v > 丙v ,所以三车经过二路标过程中,乙车所需时间最短。 本题的正确选项为(B )。 (P .21) ***14.质点沿半径为R 的圆周做匀速圆周运动,其间最大位移等于_______,最小位移等于________,经过 9 4 周期的位移等于_________.[2 ] 解答 位移大小为连接初末位置的线段长,质点做半径为R 的匀速圆周运动,质点的最大位移等于2R ,最小位移等于0,又因为经过T 49周期的位移与经过T 4 1 周期的位移相同,故经过 T 4 9 周期的位移的大小等于R 2。 本题的正确答案为“2R ;0;R 2” (P .22) ***16.一架飞机水平匀速地在某同学头顶飞过,当他听到飞机的发动机声从头顶正上方传来时,发现飞机在他前上方约与地面成60°角的方向上,据此可估算出此飞机的速度约为声速的____________倍.(2000年,上海卷)[5] 解答 飞机发动机的声音是从头顶向下传来的,飞机水平作匀速直线运动,设飞机在人头顶正上方时到地面的距离为Y ,发动机声音从头顶正上方传到地面的时间为t ,声音的速度为v 0,于是声音传播的距离、飞机飞行的距离和飞机与该同学的距离组成了一直角三角形,由图2-1可见: X =v t , ① Y =v 0t , ② =Y X tan300 , ③ 图2-1

高中物理必修一经典例题附解析

华辉教育物理学科备课讲义 A.大小为2N,方向平行于斜面向上 B.大小为1N,方向平行于斜面向上 C.大小为2N,方向垂直于斜面向上 D.大小为2N,方向竖直向上 答案:D 解析:绳只能产生拉伸形变, 绳不同,它既可以产生拉伸形变,也可以产生压缩形变、弯曲形变和扭转形变,因此杆的弹力方向不一定沿杆. 2.某物体受到大小分别为 闭三角形.下列四个图中不能使该物体所受合力为零的是 ( 答案:ABD 解析:A图中F1、F3的合力为 为零;D图中合力为2F3. 3.列车长为L,铁路桥长也是 桥尾的速度是v2,则车尾通过桥尾时的速度为 A.v2

答案:A 解析:推而未动,故摩擦力f=F,所以A正确. .某人利用手表估测火车的加速度,先观测30s,发现火车前进540m;隔30s 现火车前进360m.若火车在这70s内做匀加速直线运动,则火车加速度为 ( A.0.3m/s2B.0.36m/s2 C.0.5m/s2D.0.56m/s2 答案:B 解析:前30s内火车的平均速度v=540 30 m/s=18m/s,它等于火车在这30s 10s内火车的平均速度v1=360 10 m/s=36m/s.它等于火车在这10s内的中间时刻的速度,此时刻Δv v1-v36-18

两根绳上的张力沿水平方向的分力大小相等. 与竖直方向夹角为α,BC与竖直方向夹角为 .利用打点计时器等仪器测定匀变速运动的加速度是打出的一条纸带如图所示.为我们在纸带上所选的计数点,相邻计数点间的时间间隔为0.1s. ,x AD=84.6mm,x AE=121.3mm __________m/s,v D=__________m/s 结果保留三位有效数字)

(完整word版)高中物理功和功率典型例题解析

功和功率典型例题精析 [例题1] 用力将重物竖直提起,先是从静止开始匀加速上升,紧接着匀速上升,如果前后两过程的时间相同,不计空气阻力,则[ ] A.加速过程中拉力的功一定比匀速过程中拉力的功大 B.匀速过程中拉力的功比加速过程中拉力的功大 C.两过程中拉力的功一样大 D.上述三种情况都有可能 [思路点拨]因重物在竖直方向上仅受两个力作用:重力mg、拉力F.这两个力的相互关系决定了物体在竖直方向上的运动状态.设匀加速提升重物时拉力为F1,重物加速度为a,由牛顿第二定律F1-mg=ma, 匀速提升重物时,设拉力为F2,由平衡条件有F2=mg,匀速直线运动的位移S2=v·t=at2.拉力F2所做的功W2=F2·S2=mgat2. [解题过程] 比较上述两种情况下拉力F1、F2分别对物体做功的表达式,不难发现:一切取决于加速度a与重力加速度的关系. 因此选项A、B、C的结论均可能出现.故答案应选D. [小结]由恒力功的定义式W=F·S·cosα可知:恒力对物体做功的多少,只取决于力、位移、力和位移间夹角的大小,而跟物体的运动状态(加速、匀速、减速)无关.在一定的条件下,物体做匀加速运动时力对物体所做的功,可以大于、等于或小于物体做匀速直线运动时该力做的功. [例题2]质量为M、长为L的长木板,放置在光滑的水平面上,长木板最右端放置一质量为m 的小物块,如图8-1所示.现在长木板右端加一水平恒力F,使长木板从小物块底下抽出,小物块与长木板摩擦因数为μ,求把长木板抽出来所做的功.

[思路点拨] 此题为相关联的两物体存在相对运动,进而求功的问题.小物块与长木板是靠一对滑动摩擦力联系在一起的.分别隔离选取研究对象,均选地面为参照系,应用牛顿第二定律及运动学知识,求出木板对地的位移,再根据恒力功的定义式求恒力F的功. [解题过程] 由F=ma得m与M的各自对地的加速度分别为 设抽出木板所用的时间为t,则m与M在时间t内的位移分别为 所以把长木板从小物块底下抽出来所做的功为 [小结]解决此类问题的关键在于深入分析的基础上,头脑中建立一幅清晰的动态的物理图景,为此要认真画好草图(如图8-2).在木板与木块发生相对运动的过程中,作用于木块上的滑动摩擦力f 为动力,作用于木板上的滑动摩擦力f′为阻力,由于相对运动造成木板的位移恰等于物块在木板左端离开木板时的位移Sm与木板长度L之和,而它们各自的匀加速运动均在相同时间t内完成,再根据恒力功的定义式求出最后结果.

高中物理10大难点强行突破之九带电粒子在磁场中的运动

难点之九:带电粒子在磁场中的运动 一、难点突破策略 (一)明确带电粒子在磁场中的受力特点 1. 产生洛伦兹力的条件: ①电荷对磁场有相对运动.磁场对与其相对静止的电荷不会产生洛伦兹力作用. ②电荷的运动速度方向与磁场方向不平行. 2. 洛伦兹力大小: 当电荷运动方向与磁场方向平行时,洛伦兹力f=0; 当电荷运动方向与磁场方向垂直时,洛伦兹力最大,f=q υB ; 当电荷运动方向与磁场方向有夹角θ时,洛伦兹力f= q υB ·sin θ 3. 洛伦兹力的方向:洛伦兹力方向用左手定则判断 4. 洛伦兹力不做功. (二)明确带电粒子在匀强磁场中的运动规律 带电粒子在只受洛伦兹力作用的条件下: 1. 若带电粒子沿磁场方向射入磁场,即粒子速度方向与磁场方向平行,θ=0°或180°时,带电粒子粒子在磁场中以速度υ做匀速直线运动. 2. 若带电粒子的速度方向与匀强磁场方向垂直,即θ=90°时,带电粒子在匀强磁场中以入射速度υ做匀速圆周运动. ①向心力由洛伦兹力提供:R v m qvB 2 = ②轨道半径公式:qB mv R = ③周期:qB m 2v R 2T π=π=,可见T 只与q m 有关,与v 、R 无关。 (三)充分运用数学知识(尤其是几何中的圆知识,切线、弦、相交、相切、磁场的圆、轨迹的圆)构建粒子运动的物理学模型,归纳带电粒子在磁场中的题目类型,总结得出求解此类问题的一般方法与规律。 1. “带电粒子在匀强磁场中的圆周运动”的基本型问题 (1)定圆心、定半径、定转过的圆心角是解决这类问题的前提。确定半径和给定的几何量之间的关系是解题的基础,有时需要建立运动时间t 和转过的圆心角α之间的关系(T 2t T 360t π α=α=或)作为辅助。圆心的确定,通常有以下两种方法。 ① 已知入射方向和出射方向时,可通过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向的直线,两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图9-1中P 为入射点,M 为出射点)。

近三年高考物理试卷分析 doc

近三年高考物理试卷分析 一、对三年试卷的总体评价 1.较好地体现了命题指导思想与原则 三年来,命题遵循了教育部颁布的《普通高等学校招生全国统一考试分省命题工作暂行管理办法》,坚持“有助于高等学校选拔人才、有助于中等学校实施素质教育和有助于扩大高校办学自主权”的原则,体现了“立足于平稳过渡,着眼于正确导向,确保试题宽严适度”的指导思想。 2.试卷既遵循考试大纲,又体现地方特色 三年的试题严格按照《当年的普通高等学校招生全国统一考试大纲》和《普通高等学 校招生全国统一考试大纲的说明》的规定和要求命制试题,命题思路清晰,试题科学规范,未出现科学性、知识性错误;坚持能力立意,注重基础,突出主干知识;考查考生所学物理、化学、生物课程基础知识、基本技能的掌握程度和综合运用所学知识分析、解决问题的能力;某些试题体现四川特色。 3.试卷有较好的区分度,难度在合理范围控制试题难度,确保区分效果,三年的全卷的平均得分率为0.57,达到了较佳的区分度,Ⅰ卷和Ⅱ卷总体来看具有较高的信度、效度,合理的区分度和适当的难度,有利于人才的选拔;有利于中学教学,引导教学和复习回归教材。 4.注重理论联系实际 试题联系生产和生活实际,联系现代科技,强调知识应用,贴近生活,学以致用。如2006年试卷的4、6、11、14、22、26、28、29、30题; 2007年试卷的3、4、12、14、17、25、26、29、30题等;

2008年试卷的1、3、12、16、20、22、28、30题等。 这些试题均考查了考生运用理、化、生知识解决实际问题的能力,体现了理科学习的价值。 5.体现新课标精神,凸现了科学探究能力的考查 试卷注意体现了当前课程改革的精神和新课标的内容以及科学探究能力的考查,如2006年试卷的第22题、第26题、 2007年试卷的25题等,对课程改革起着良好导向作用. 6.突出学科特点,强调实验能力的考查 三张试卷有鲜明的理科特色,而实验题与教材联系更加紧密,坚持“来源于教材,但不拘泥教材”的思想,对中学实验教学有很好的指导作用。 1、对物理试题的基本评价 (1)试题结构非常稳定,难度有变化但幅度不大,试题由浅入深,由易到难,提高了物理试题的区分度,体现了“以能力立意”的命题原则. (2)全卷所考查的知识点的覆盖率较高,注重回归教材,这对促进考生注重双基,全面复习,减少投机有良好的导向作用。 知识点都是中学物理的核心内容,各部分知识考查比例为:力学53分,占44.2%;电学49分,占40. 8%;热学6分,占5%;光学6分,占5%;原子物理学6分,占5%,和大纲和教材内容的比例一致。特别注重了对牛顿第二定律、力和运动、功能关系、动量、机械能、电场、电磁感应等主干知识的考查。易中难的比例大约为1:7:2 。 2008年全卷考查的知识覆盖了考试大纲中17个单元中的14个(未涉及到电场、电磁场和电磁波、光的波动性和微粒性),涉及到30个知识点(Ⅱ级知识点考

高中物理牛顿第二定律经典例题

牛顿第二运动定律 【例1】物体从某一高度自由落下,落在直立于地面的轻弹簧上,如图3-2所示,在A点物体开始与弹簧接触,到B点时,物体速度为零,然后被弹回,则以下说法正确的是: A、物体从A下降和到B的过程中,速率不断变小 B、物体从B上升到A的过程中,速率不断变大 C、物体从A下降B,以及从B上升到A的过程中,速 率都是先增大,后减小 D、物体在B点时,所受合力为零 的对应关系,弹簧这种特 【解析】本题主要研究a与F 合 殊模型的变化特点,以及由物体的受力情况判断物体的 运动性质。对物体运动过程及状态分析清楚,同时对物 =0,体正确的受力分析,是解决本题的关键,找出AB之间的C位置,此时F 合 由A→C的过程中,由mg>kx1,得a=g-kx1/m,物体做a减小的变加速直线运动。在C位置mg=kx c,a=0,物体速度达最大。由C→B的过程中,由于mgf m′,(新情况下的最大静摩擦力),可见f m>f m′即是最大静摩擦力减小了,由f m=μN知正压力N减小了,即发生了失重现象,故物体运动的加速度必然竖直向下,所以木箱的运动情况可能是加速下降或减速上升,故A、B正确。另一种原因是木箱向左加速运动,由于惯性原因,木块必然向中滑动,故D 正确。 综合上述,正确答案应为A、B、D。 【例3】如图3-11所示,一细线的一端固定于倾角为45°度的光滑楔形滑块A 的顶端p处,细线的另一端栓一质量为m的小球,当滑块以2g的加速度向左运动时,线中拉力T等于多少? 【解析】当小球贴着滑块一起向左运动时,小球受到三个力作用:重力mg、线 中拉力T,滑块A的支持力N,如 图3-12所示,小球在这三个力作用 下产生向左的加速度,当滑块向左

高中物理10大难点强行突破(144页全套)

高中物理10大难点强行突破 目录 难点之一:物体受力分析 (1) 难点之二:传送带问题………………………………………………………………难点之三:圆周运动的实例分析……………………………………………………难点之四:卫星问题分析……………………………………………………………难点之五:功与能……………………………………………………………………. 难点之六:物体在重力作用下的运动………………………………………………. 难点之七:法拉第电磁感应定律……………………………………………………难点之八:带电粒子在电场中的运动………………………………………………难点之九:带电粒子在磁场中的运动………………………………………………. 难点之十:电学实验………………………………………………. …………………

难点之一物体受力分析 一、难点形成原因: 1、力是物体间的相互作用。受力分析时,这种相互作用只能凭着各力的产生条件和方向要求,再加上抽象的思维想象去画,不象实物那么明显,这对于刚升入高中的学生来说,多习惯于直观形象,缺乏抽象的逻辑思惟,所以形成了难点。 2、有些力的方向比较好判断,如:重力、电场力、磁场力等,但有些力的方向难以确定。如:弹力、摩擦力等,虽然发生在接触处,但在接触的地方是否存在、方向如何却难以把握。 3、受力分析时除了将各力的产生要求、方向的判断方法熟练掌握外,同时还要与物体的运动状态相联系,这就需要一定的综合能力。由于学生对物理知识掌握不全,导致综合分析能力下降,影响了受力分析准确性和全面性。 4、教师的教学要求和教学方法不当造成难点。教学要求不符合学生的实际,要求过高,想一步到位,例如:一开始就给学生讲一些受力个数多、且又难以分析的物体的受力情况等。这样势必在学生心理上会形成障碍。 二、难点突破策略: 物体的受力情况决定了物体的运动状态,正确分析物体的受力,是研究力学问题的关键。受力分析就是分析物体受到周围其它物体的作用。为了保证分析结果正确,应从以下几个方面突破难点。 1. 2.受力分析的依据:各种性质力的产生条件及各力方向的特点 3.受力分析的步骤: 为了在受力分析时不多分析力,也不漏力,一般情况下按下面的步骤进行: (1)确定研究对象—可以是某个物体也可以是整体。 (2)按顺序画力 a.先画重力:作用点画在物体的重心,方向竖直向下。 b.次画已知力 c.再画接触力—(弹力和摩擦力):看研究对象跟周围其他物体有几个接触点(面),先对某个接触点(面)分析,若有挤压,则画出弹力,若还有相对运动或相对运动的趋势,则再画出摩擦力。分析完一个接触点(面)后,再依次分析其他的接触点(面)。 d.再画其他场力:看是否有电、磁场力作用,如有则画出。 (3)验证: a.每一个力都应找到对应的施力物体 b.受的力应与物体的运动状态对应。 说明: (1)只分析研究对象受的根据性质命名的实际力(如:重力、弹力、摩擦力等),不画它对别的物体的作用力。 (2)合力和分力不能同时作为物体所受的力。 (3)每一个力都应找到施力物体,防止“漏力”和“添力”。 (4)可看成质点的物体,力的作用点可画在重心上,对有转动效果的物体,则力应画在实际位置上。(5)为了使问题简化,常忽略某些次要的力。如物体速度不大时的空气阻力、物体在空气中所受的浮力等。(6)分析物体受力时,除了考虑它与周围物体的作用外,还要考虑物体的运动情况(平衡状态、加速或减速),当物体的运动情况不同时,其情况也不同。 4. 受力分析的辅助手段 (1)物体的平衡条件(共点力作用下物体的平衡条件是合力为零) (2)牛顿第二定律(物体有加速度时)

高一物理试卷分析.

XX高中XX学年第一学期期中考试 高一物理试卷分析 高一物理备课组XX 本次考试所采用试卷为高一物理备课组自行命题的《XX中学2015-2016学年第一学期期中考试高一物理试卷》,共XX名高一学生参加了此次考试。 一、试卷结构及分值比例 二、试卷评价 (一)综合评价 1.题型多样。 全卷共21道题,满分100分。单选题14道,共42分;填空题4道14空,每空2分,共28分;计算题3道,设置多个小问,3道分别为8分、12分、10分,共30分。 2.内容全面,知识覆盖面较广。 (1)《运动的描述》:本章考察了各个运动学物理量的概念、强调矢量的方向性。(2)《匀变速直线运动的研究》:本章考察了速度公式、位移公式、速度位移关系式、探究小车速度随时间变化的规律实验、自由落体运动、位移图像和速度图像、有效数据等知识点3.注重对基础知识和基本技能的考查,能力要求相对偏低。本试卷总体难度系数为0.42。 通过考察考生对基本物理概念和基本物理规律的了解、认识、理解和应用,考察了考生的理解能力、综合分析能力和处理实际解决实际问题的能力,试卷命题符合学科教学目标的基本要求,全面准确检测上半学期所教学内容的落实情况。 4.区分度较好。试题表述准确、简洁,难易结合,循序渐进,如同样是位移速度关系式的考察,既有直接数据代入公式求解的简单单过程问题,也有相对复杂一些的多过程问题(最后一道计算题)。 (二)试题评价 单选题的特点 1.轻松上手。没有出现难题怪题,全部为平时要求的甚至训练过的类似试题。考生容易上手,有利于考生进入考试状态,有助于考生正常发挥水平。 2.贴近生活,体现新课改。题目情景多取自生活中所熟悉的事例,体现知识回归生活和应用的新课程精神。 3.设置梯度,第12第14道设计了一定的难度梯度,第12考察了根据速度图像信息求位移应用。第4题要求学生速度概念、位移概念和空间上的概念提出了比较综合的要求。 填空题的特点 1.注重基础知识,体现教学难度重心下移的落实。 2.题中涉及的物理情景简单,利于建模,便于物理过程分析。 3.重视实验内容,强调基本的实验数据处理能力。 计算题的特点 1.考察全面到位,速度概念、速度公式、位移公式、速度位移关系式和自由落体运动规律等知识点都得到了考察。试题加强了理论联系实际和建模能力的考查,体现了以能力为目标的命题原则。 2.第20题只所以设置了4个小问,出发点是为了降低难度,引导学生处理刹车问题

高中物理难点分类解析滑块与传送带模型问题(经典)

滑块—木板模型 例1如图1所示,光滑水平面上放置质量分别为m、2m的物块A和木板B,A、B间的最大静摩擦力为μmg,现用水平拉力F拉B,使A、B以同一加速度运动,求拉力F的最大值。 分析:为防止运动过程中A落后于B(A不受拉力F的直接作用,靠A、B间的静摩擦力加速),A、B 一起加速的最大加速度由A决定。解答:物块A能获得的最大加速度为:.∴A、B 一起加速运动时,拉力F的最大值为:. 变式1例1中若拉力F作用在A上呢如图2所示。解答:木板B能获得的最大加速度为:。∴A、B一起加速运动时,拉力F的最大值为: . 变式2在变式1的基础上再改为:B与水平面间的动摩擦因数为(认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力),使A、B以同一加速度运动,求拉力F的最大值。 解答:木板B能获得的最大加速度为:,设A、B一起加速运动时,拉力F的最大值为F m,则: 解得: 《 例2 如图3所示,质量M=8kg的小车放在光滑的水平面上,在小车右端加一水平恒 力F,F=8N,当小车速度达到1.5m/s时,在小车的前端轻轻放上一大小不计、质量m=2kg的物体,物体与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长,求物体从放在小车上开始经t=1.5s通过的位移大小。(g 取10m/s2) 解答:物体放上后先加速:a1=μg=2m/s2,此时小车的加速度为:,当小车与物体达到共同速度时:v共=a1t1=v0+a2t1,解得:t1=1s ,v共=2m/s,以后物体与小车相对静止: (∵,物体不会落后于小车)物体在t=1.5s内通过的位移为:s= a1t12+v共(t-t1)+ a3(t-t1)2=2.1m

练习1如图4所示,在水平面上静止着两个质量均为m=1kg、长度均为L=1.5m的木板A和B,A、B 间距s=6m,在A的最左端静止着一个质量为M=2kg的小滑块C,A、B与C之间的动摩擦因数为μ1=0.2,A、B与水平地面之间的动摩擦因数为μ2=0.1。最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力。现在对C施加一个水平向右的恒力F=4N,A和C开始运动,经过一段时间A、B相碰,碰后立刻达到共同速度,C瞬间速度不变,但A、B并不粘连,求:经过时间t=10s时A、B、C的速度分别为多少(已知重力加速度g=10m/s2) 解答:假设力F作用后A、C一起加速,则:,而A能获得的最 大加速度为:,∵,∴假设成立,在A、C滑行6m的过程中:,∴v1=2m/s,,A、B相碰过程,由动量守恒定律可得:mv1=2mv2 ,∴v2=1m/s,此后A、C相对滑动:,故C匀速运动; ,故AB也匀速运动。设经时间t2,C从A右端滑下:v1t2-v2t2=L∴t2=1.5s,然后A、B分离,A减速运动直至停止:a A=μ2g=1m/s2,向 左,,故t=10s时,v A=0.C在B上继 续滑动,且C匀速、B加速:a B=a0=1m/s2,设经时间t4,C.B速度相 等:∴t4=1s。此过程中,C.B的相对位移为:,故C没有从B的右端滑下。然后C.B一起加速,加速度为a1,加速的时间为: ,故t=10s时,A、B、C的速度分别为0,2.5m/s,2.5m/s. $ 练习2如图5所示,质量M=1kg的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数,在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数 ,取g=10m/s2,试求: (1)若木板长L=1m,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N,经过多长时间铁块运动到木板的右端 (2)若在铁块上施加一个大小从零开始连续增加的水平向右的力F,通过分析和计算后。(解答略)答案如下:(1)t=1s,(2)①当F≤N时,A、B相对静止且对地静止,f2=F;,②当2N6N时,A、B发生相对滑动,N. 滑块问题 1.如图所示,有一块木板静止在光滑且足够长的水平面上,木板质量为M=4kg,长为L=;木板右端放着一

高中物理圆周运动典型例题解析1

圆周运动的实例分析典型例题解析 【例1】用细绳拴着质量为m 的小球,使小球在竖直平面内作圆周运动,则下列说法中,正确的是[ ] A .小球过最高点时,绳子中张力可以为零 B .小球过最高点时的最小速度为零 C .小球刚好能过最高点时的速度是Rg D .小球过最高点时,绳子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相 反 解析:像该题中的小球、沿竖直圆环内侧作圆周运动的物体等没有支承物的物体作圆周运动,通过最高点时有下列几种情况: (1)m g m v /R v 2当=,即=时,物体的重力恰好提供向心力,向心Rg 加速度恰好等于重力加速度,物体恰能过最高点继续沿圆周运动.这是能通过最高点的临界条件; (2)m g m v /R v 2当>,即<时,物体不能通过最高点而偏离圆周Rg 轨道,作抛体运动; (3)m g m v /R v m g 2当<,即>时,物体能通过最高点,这时有Rg +F =mv 2/R ,其中F 为绳子的拉力或环对物体的压力.而值得一提的是:细绳对由它拴住的、作匀速圆周运动的物体只可能产生拉力,而不可能产生支撑力,因而小球过最高点时,细绳对小球的作用力不会与重力方向相反. 所以,正确选项为A 、C . 点拨:这是一道竖直平面内的变速率圆周运动问题.当小球经越圆周最高点或最低点时,其重力和绳子拉力的合力提供向心力;当小球经越圆周的其它位置时,其重力和绳子拉力的沿半径方向的分力(法向分力)提供向心力. 【问题讨论】该题中,把拴小球的绳子换成细杆,则问题讨论的结果就大相径庭了.有支承物的小球在竖直平面内作圆周运动,过最高点时:

(1)v (2)v (3)v 当=时,支承物对小球既没有拉力,也没有支撑力; 当>时,支承物对小球有指向圆心的拉力作用; 当<时,支撑物对小球有背离圆心的支撑力作用; Rg Rg Rg (4)当v =0时,支承物对小球的支撑力等于小球的重力mg ,这是有支承物的物体在竖直平面内作圆周运动,能经越最高点的临界条件. 【例2】如图38-1所示的水平转盘可绕竖直轴OO ′旋转,盘上的水平杆上穿着两个质量相等的小球A 和B .现将A 和B 分别置于距轴r 和2r 处,并用不可伸长的轻绳相连.已知两球与杆之间的最大静摩擦力都是f m .试分析角速度ω从零逐渐增大,两球对轴保持相对静止过程中,A 、B 两球的受力情况如何变化? 解析:由于ω从零开始逐渐增大,当ω较小时,A 和B 均只靠自身静摩擦力提供向心力. A 球:m ω2r =f A ; B 球:m ω22r =f B . 随ω增大,静摩擦力不断增大,直至ω=ω1时将有f B =f m ,即m ω=,ω=.即从ω开始ω继续增加,绳上张力将出现.12m 112r f T f m r m /2 A 球:m ω2r =f A +T ;B 球:m ω22r =f m +T . 由B 球可知:当角速度ω增至ω′时,绳上张力将增加△T ,△T =m ·2r(ω′2-ω2).对于A 球应有m ·r(ω′2-ω2)=△f A +△T =△f A +m ·2r(ω′2-ω2). 可见△f A <0,即随ω的增大,A 球所受摩擦力将不断减小,直至f A =0

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