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高中物理动量定理解题技巧及经典题型及练习题(含答案)及解析

高中物理动量定理解题技巧及经典题型及练习题(含答案)及解析
高中物理动量定理解题技巧及经典题型及练习题(含答案)及解析

高中物理动量定理解题技巧及经典题型及练习题(含答案)及解析

一、高考物理精讲专题动量定理

1.观赏“烟火”表演是某地每年“春节”庆祝活动的压轴大餐。某型“礼花”底座仅0.2s 的发射时间,就能将质量为m =5kg 的礼花弹竖直抛上180m 的高空。(忽略发射底座高度,不计空气阻力,g 取10m/s 2)

(1)“礼花”发射时燃烧的火药对礼花弹的平均作用力是多少?(已知该平均作用力远大于礼花弹自身重力)

(2)某次试射,当礼花弹到达最高点时爆炸成沿水平方向运动的两块(爆炸时炸药质量忽略不计),测得前后两块质量之比为1:4,且炸裂时有大小为E =9000J 的化学能全部转化为了动能,则两块落地点间的距离是多少? 【答案】(1)1550N ;(2)900m 【解析】 【分析】 【详解】

(1)设发射时燃烧的火药对礼花弹的平均作用力为F ,设礼花弹上升时间为t ,则:

212

h gt =

解得

6s t =

对礼花弹从发射到抛到最高点,由动量定理

00()0Ft mg t t -+=

其中

00.2s t =

解得

1550N F =

(2)设在最高点爆炸后两块质量分别为m 1、m 2,对应的水平速度大小分别为v 1、v 2,则: 在最高点爆炸,由动量守恒定律得

1122m v m v =

由能量守恒定律得

2211221122E m v m v =

+ 其中

121

4m m = 12m m m =+

联立解得

1120m/s v =

230m/s v =

之后两物块做平抛运动,则 竖直方向有

212

h gt =

水平方向有

12s v t v t =+

由以上各式联立解得

s=900m

2.质量为m 的小球,从沙坑上方自由下落,经过时间t 1到达沙坑表面,又经过时间t 2停

在沙坑里.求:

⑴沙对小球的平均阻力F ;

⑵小球在沙坑里下落过程所受的总冲量I . 【答案】(1)122

()

mg t t t + (2)1mgt 【解析】

试题分析:设刚开始下落的位置为A ,刚好接触沙的位置为B ,在沙中到达的最低点为C.⑴在下落的全过程对小球用动量定理:重力作用时间为t 1+t 2,而阻力作用时间仅为t 2,以竖直向下为正方向,有: mg(t 1+t 2)-Ft 2=0, 解得:

方向竖直向上

⑵仍然在下落的全过程对小球用动量定理:在t 1时间内只有重力的冲量,在t 2时间内只有总冲量(已包括重力冲量在内),以竖直向下为正方向,有: mgt 1-I=0,∴I=mgt 1方向竖直向上 考点:冲量定理

点评:本题考查了利用冲量定理计算物体所受力的方法.

3.如图所示,足够长的木板A 和物块C 置于同一光滑水平轨道上,物块B 置于A 的左端,A 、B 、C 的质量分别为m 、2m 和3m ,已知A 、B 一起以v 0的速度向右运动,滑块C 向左运动,A 、C 碰后连成一体,最终A 、B 、C 都静止,求:

(i )C 与A 碰撞前的速度大小

(ii )A 、C 碰撞过程中C 对A 到冲量的大小. 【答案】(1)C 与A 碰撞前的速度大小是v 0; (2)A 、C 碰撞过程中C 对A 的冲量的大小是3

2

mv 0. 【解析】 【分析】 【详解】

试题分析:①设C 与A 碰前速度大小为1v ,以A 碰前速度方向为正方向,对A 、B 、C 从碰

前至最终都静止程由动量守恒定律得:01(2)3?0m m v mv -+= 解得:10

v v =. ②设C 与A 碰后共同速度大小为2v ,对A 、C 在碰撞过程由动量守恒定律得:

012 3(3)mv mv m m v =+-

在A 、C 碰撞过程中对A 由动量定理得:20CA I mv mv =- 解得:03

2

CA I mv =-

即A 、C 碰过程中C 对A 的冲量大小为03

2

mv . 方向为负.

考点:动量守恒定律 【名师点睛】

本题考查了求木板、木块速度问题,分析清楚运动过程、正确选择研究对象与运动过程是解题的前提与关键,应用动量守恒定律即可正确解题;解题时要注意正方向的选择.

4.如图所示,在倾角θ=37°的足够长的固定光滑斜面的底端,有一质量m =1.0kg 、可视为质点的物体,以v 0=6.0m/s 的初速度沿斜面上滑。已知sin37o=0.60,cos37o=0.80,重力加速度g 取10m/s 2,不计空气阻力。求: (1)物体沿斜面向上运动的加速度大小;

(2)物体在沿斜面运动的过程中,物体克服重力所做功的最大值; (3)物体在沿斜面向上运动至返回到斜面底端的过程中,重力的冲量。

【答案】(1)6.0m/s 2(2)18J (3)20N·s ,方向竖直向下。 【解析】 【详解】

(1)设物体运动的加速度为a ,物体所受合力等于重力沿斜面向下的分力为:

F=mg sin θ

根据牛顿第二定律有:

F=ma ;

解得:

a =6.0m/s 2

(2)物体沿斜面上滑到最高点时,克服重力做功达到最大值,设最大值为v m ;对于物体沿斜面上滑过程,根据动能定理有:

21

2

0m W mv -=-

解得

W =18J ;

(3)物体沿斜面上滑和下滑的总时间为:

0226

2s 6

v t a ?=

== 重力的冲量:

20N s G I mgt ==?

方向竖直向下。

5.甲图是我国自主研制的200mm 离子电推进系统, 已经通过我国“实践九号”卫星空间飞行试验验证,有望在2015年全面应用于我国航天器.离子电推进系统的核心部件为离子推进器,它采用喷出带电离子的方式实现飞船的姿态和轨道的调整,具有大幅减少推进剂燃料消耗、操控更灵活、定位更精准等优势.离子推进器的工作原理如图乙所示,推进剂氙原子P 喷注入腔室C 后,被电子枪G 射出的电子碰撞而电离,成为带正电的氙离子.氙离子从腔室C 中飘移过栅电极A 的速度大小可忽略不计,在栅电极A 、B 之间的电场中加速,并从栅电极B 喷出.在加速氙离子的过程中飞船获得推力. 已知栅电极A 、B 之间的电压为U ,氙离子的质量为m 、电荷量为q .

(1)将该离子推进器固定在地面上进行试验.求氙离子经A 、B 之间的电场加速后,通过栅电极B 时的速度v 的大小;

(2)配有该离子推进器的飞船的总质量为M ,现需要对飞船运行方向作一次微调,即通过推进器短暂工作让飞船在与原速度垂直方向上获得一很小的速度Δv ,此过程中可认为氙离子仍以第(1)中所求的速度通过栅电极B .推进器工作时飞船的总质量可视为不变.求推进器在此次工作过程中喷射的氙离子数目N .

(3)可以用离子推进器工作过程中产生的推力与A 、B 之间的电场对氙离子做功的功率的比值S 来反映推进器工作情况.通过计算说明采取哪些措施可以增大S ,并对增大S 的实际意义说出你的看法. 【答案】(1)(2)

(3)增大S 可以通过减小q 、

U 或增大m 的方法.

提高该比值意味着推进器消耗相同的功率可以获得更大的推力. 【解析】

试题分析:(1)根据动能定理有

解得:

(2)在与飞船运动方向垂直方向上,根据动量守恒有:MΔv=Nmv 解得:

(3)设单位时间内通过栅电极A 的氙离子数为n ,在时间t 内,离子推进器发射出的氙离子个数为N nt =,设氙离子受到的平均力为F ',对时间t 内的射出的氙离子运用动量定理,F t Nmv ntmv ='=,F '= nmv

根据牛顿第三定律可知,离子推进器工作过程中对飞船的推力大小F=F '= nmv 电场对氙离子做功的功率P= nqU 则

根据上式可知:增大S 可以通过减小q 、U 或增大m 的方法. 提高该比值意味着推进器消耗相同的功率可以获得更大的推力. (说明:其他说法合理均可得分) 考点:动量守恒定律;动能定理;牛顿定律.

6.如图所示,两个小球A 和B 质量分别是m A =2.0kg,m B =1.6kg,球A 静止在光滑水平面上的M 点,球B 在水平面上从远处沿两球的中心连线向着球A 运动,假设两球相距L ≤18m 时存在着恒定的斥力F ,L >18m 时无相互作用力.当两球相距最近时,它们间的距离为d =2m,此时球B 的速度是4m/s.求:

(1)球B 的初速度大小; (2)两球之间的斥力大小;

(3)两球从开始相互作用到相距最近时所经历的时间. 【答案】(1) 09B m v s

= ;(2) 2.25F N =;(3) 3.56t s =

【解析】试题分析:(1)当两球速度相等时,两球相距最近,根据动量守恒定律求出B 球的初速度;(2)在两球相距L >18m 时无相互作用力,B 球做匀速直线运动,两球相距L≤18m 时存在着恒定斥力F ,B 球做匀减速运动,由动能定理可得相互作用力 (3)根据动量定理得到两球从开始相互作用到相距最近时所经历的时间.

(1)设两球之间的斥力大小是F ,两球从开始相互作用到两球相距最近时所经历的时间是t 。当两球相距最近时球B 的速度4B m v s

=,此时球A 的速度A v 与球B 的速度大小相

等, 4A B m v v s ==,由动量守恒定律可()0B B A B m v m m v =+得: 09B m v s

=;

(2)两球从开始相互作用到它们之间距离最近时,它们之间的相对位移Δx=L -d ,由功能关系可得: ()

'222

1122

B B A A B B

F X m v m v m v ?=

-+ 得:F=2.25N (3)根据动量定理,对A 球有0A Ft mv =-,得 3.56t s =

点晴:本题综合考查了动量定理、动量守恒定律和能量守恒定律,综合性较强.知道速度相等时,两球相距最近,以及知道恒力与与相对位移的乘积等于系统动能的损失是解决本题的关键.

7.如图所示,木块A 和四分之一光滑圆轨道B 静置于光滑水平面上,A 、B 质量m A =m B =2.0kg 。现让A 以v 0=4m/s 的速度水平向右运动,之后与墙壁发生弹性碰撞(碰撞过程中无机械能损失),碰撞时间为t =0.2s 。取重力加速度g =10m/s 2.求:

①A 与墙壁碰撞过程中,墙壁对木块平均作用力的大小; ②A 滑上圆轨道B 后,到达最大高度时与B 的共同速度大小. 【答案】(1) F =80N (2) v 1=2m/s 【解析】 【详解】

①以水平向左为正方向,A 与墙壁碰撞过程,无机械能能损失,则以原速率弹回,对A ,由动量定理得:Ft =m A v 0﹣m A ?(﹣v 0), 代入数据解得:F =80N ;

②A 滑上圆轨道B 后到达最大高度时,AB 速度相等,设A 、B 的共同速度为v ,系统在水

平方向动量守恒,以向左为正方向,由动量守恒得:m A v 0=(m A +m B )v 1, 代入数据解得:v 1=2m/s ;

8.用动量定理处理二维问题时,可以在相互垂直的x 、y 两个方向上分别进行研究。如图所示,质量为m 的小球斜射到木板上,入射的角度是θ,碰撞后弹出的角度也是θ,碰撞前后的速度大小都是v 。碰撞过程中忽略小球所受重力。若小球与木板的碰撞时间为?t ,求木板对小球的平均作用力的大小和方向。

【答案】2cos mv F t

θ

=?,方向沿y 轴正方向 【解析】 【详解】

小球在x 方向的动量变化为sin sin 0x p mv mv θθ?=-=

小球在y 方向的动量变化为cos (cos )2cos y p mv mv mv θθθ?=--= 根据动量定理y F t p ?=? 解得2cos mv F t

θ

=

?,方向沿y 轴正方向

9.如图甲所示,足够长光滑金属导轨MN 、PQ 处在同一斜面内,斜面与水平面间的夹角θ=30°,两导轨间距d =0.2 m ,导轨的N 、Q 之间连接一阻值R =0.9 Ω的定值电阻。金属杆ab 的电阻r=0.1 Ω,质量m=20 g ,垂直导轨放置在导轨上。整个装置处在垂直于斜面向上的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B =0.5 T 。现用沿斜面平行于金属导轨的力F 拉着金属杆ab 向上运动过程中,通过R 的电流i 随时间t 变化的关系图像如图乙所示。不计其它电阻,重力加速度g 取10 m/s 2。

(1)求金属杆的速度v 随时间t 变化的关系式; (2)请作出拉力F 随时间t 的变化关系图像; (3)求0~1 s 内拉力F 的冲量。

【答案】(1)5t =v (2)图见解析;(3)0.225 N s F I =? 【解析】

【详解】

(1)设瞬时感应电动势为e ,回路中感应电流为i ,金属杆ab 的瞬时速度为v 。 由法拉第电磁感应定律:e Bd =v 闭合电路的欧姆定律:e

i R r

=+ 由乙图可得,0.5i t = 联立以上各式得:5t =v

(2)ab 沿导轨向上运动过程中,由牛顿第二定律,得: sin F Bid mg ma θ--=

由第(1)问可得,加速度25m /s a = 联立以上各式可得:0.050.2F t =+ 由此可画出F -t 图像:

(3)对金属棒ab ,由动量定理可得: sin F I mgt BIdt m θ--=v

由第(1)问可得: 1 s t =时,=5 m/s v 联立以上各式,得:0.225 N s F I =?

另解:由F -t 图像的面积可得1

(0.20.25) 1 N s =0.225 N s 2

F I =+???

10.如图所示,质量为m =1.0 kg 的物块A 以v 0=4.0 m/s 速度沿粗糙水平面滑向静止在水平面上质量为M =2.0 kg 的物块B ,物块A 和物块B 碰撞时间极短,碰后两物块粘在一起.已知物块A 和物块B 均可视为质点,两物块间的距离为L =1.75 m ,两物块与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.20,重力加速度g =10 m/s 2.求:

(1)物块A 和物块B 碰撞前的瞬间,物块A 的速度v 的大小; (2)物块A 和物块B 碰撞的过程中,物块A 对物块B 的冲量I ; (3)物块A 和物块B 碰撞的过程中,系统损失的机械能ΔE . 【答案】(1)3 m/s (2)2 N·s,方向水平向右(3)

【解析】试题分析:物块A 运动到和物块B 碰撞前的瞬间,根据动能定理求得物块A 的速度;以物块A 和物块B 为系统,根据动量守恒求得碰后两物块速度,再根据动量定理求得物块A 对物块B 的冲量.以物块A 和物块B 为系统,根据能量守恒求得系统损失的机械能.

(1)物块A 运动到和物块B 碰撞前的瞬间,根据动能定理得

,解得

(2)以物块A 和物块B 为系统,根据动量守恒得:,

以物块B 为研究对象,根据动量定理得:

,解得

,方向水平向右

(3)以物块A 和物块B 为系统,根据能量守恒得

解得:

11.小物块电量为+q ,质量为m ,从倾角为θ的光滑斜面上由静止开始下滑,斜面高度为h ,空间中充满了垂直斜面匀强电场,强度为E ,重力加速度为g ,求小物块从斜面顶端滑到底端的过程中: (1)电场的冲量. (2)小物块动量的变化量.

【答案】(1q 2sin E h

g

θ方向垂直于斜面向下(2)2m gh 方向沿斜面向下 【解析】

(1)小物块沿斜面下滑,根据牛顿第二定律可知:sin mg ma θ=,则:sin a g θ= 根据位移与时间关系可以得到:

21sin sin 2h g t θθ=,则:12sin h

t g

θ= 则电场的冲量为:2sin Eq h

I Eqt g

θ==

方向垂直于斜面向下 (2)根据速度与时间的关系,小物块到达斜面底端的速度为:gsin v at t θ==? 则小物块动量的变化量为:

12sin sin 2sin h

p mv mg t mg m gh g

θθθ?====方向沿斜面向下. 点睛:本题需要注意冲量以及动量变化量的矢量性的问题,同时需要掌握牛顿第二定律以及运动学公式的运用.

12.根据牛顿第二定律及运动学相关方程分别推导动能定理和动量定理的表达式.

【答案】该推导过程见解析 【解析】

设一个质量为m 的物体,初速度为0v ,在水平合外力F (恒力)的作用下,运动一段距离x 后,速度变为t v ,所用的时间为t

则根据牛顿第二定律得:F ma =,根据运动学知识有22

02t v v ax -=,联立得到

22011

22

t mv mv Fx -=,即为动能定理. 根据运动学知识:0

t v v a t

-=

,代入牛顿第二定律得:0t Ft mv mv =-,即为动量定理.

人教版高中物理必修二知识点及题型总结

第五章曲线运动 一、知识点 (一)曲线运动的条件:合外力与运动方向不在一条直线上 (二)曲线运动的研究方法:运动的合成与分解(平行四边形定则、三角形法则) (三)曲线运动的分类:合力的性质(匀变速:平抛运动、非匀变速曲线:匀速圆周运动) (四)匀速圆周运动 1受力分析,所受合力的特点:向心力大小、方向 2向心加速度、线速度、角速度的定义(文字、定义式) 3向心力的公式(多角度的:线速度、角速度、周期、频率、转)(五)平抛运动 1受力分析,只受重力 2速度,水平、竖直方向分速度的表达式;位移,水平、竖直方向位移的表达式 3速度与水平方向的夹角、位移与水平方向的夹角 (五)离心运动的定义、条件 二、考察内容、要求及方式 1曲线运动性质的判断:明确曲线运动的条件、牛二定律(选择题)2匀速圆周运动中的动态变化:熟练掌握匀速圆周运动各物理量之间的关系式(选择、填空) 3匀速圆周运动中物理量的计算:受力分析、向心加速度的几种表

示方式、合力提供向心力(计算题) 3运动的合成与分解:分运动与和运动的等时性、等效性(选择、填空) 4平抛运动相关:平抛运动中速度、位移、夹角的计算,分运动与和运动的等时性、等效性(选择、填空、计算) 5离心运动:临界条件、最大静摩擦力、匀速圆周运动相关计算(选择、计算) 第六章万有引力与航天 一、知识点 (一)行星的运动 1地心说、日心说:内容区别、正误判断 2开普勒三条定律:内容(椭圆、某一焦点上;连线、相同时间相同面积;半长轴三次方、周期平方、比值、定值)、适用范围(二)万有引力定律 1万有引力定律:内容、表达式、适用范围 2万有引力定律的科学成就 (1)计算中心天体质量 (2)发现未知天体(海王星、冥王星) (三)宇宙速度:第一、二、三宇宙速度的数值、单位,物理意义(最小发射速度、最大环绕速度;脱离地球引力绕太阳运动;脱离太阳系)

(完整版)高中物理经典选择题(包括解析答案)

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。

动量冲量和动量定理典型例题精析

动量、冲量和动量定理·典型例题精析 [例题1]质量为m的物体,在倾角为θ的光滑斜面上由静止开始下滑.如图7-1所示.求在时间t内物体所受的重力、斜面支持力以及合外力给物体的冲量. [思路点拨]依冲量的定义,一恒力的冲量大小等于这力大小与力作用时间的乘积,方向与这力的方向一致.所以物体所受各恒力的冲量可依定义求出.而依动量定理,物体在一段时间t内的动量变化量等于物体所受的合外力冲量,故合外力给物体的冲量又可依动量定理求出. [解题过程]依冲量的定义,重力对物体的冲量大小为 I G=mg·t, 方向竖直向下. 斜面对物体的支持力的冲量大小为 I N=N·t=mg·cosθ·t,

方向垂直斜面向上. 合外力对物体的冲量可分别用下列三种方法求出. (1)先根据平行四边形法则求出合外力,再依定义求出其冲量. 由图7-1(2)知,作用于物体上的合力大小为F=mg·sinθ,方向沿斜面向下. 所以合外力的冲量大小 I F=F·t=mg·sinθ·t. 方向沿斜面向下. (2)合外力的冲量等于各外力冲量的矢量和,先求出各外力的冲量,然后依矢量合成的平行四边形法则求出合外力的冲量. 利用前面求出的重力及支持力冲量,由图7-1(3)知合外力冲量大小为 方向沿斜面向下.

或建立平面直角坐标系如图7-1(4),由正交分解法求出.先分别求出合外力冲量I F在x,y方向上分量I Fx,I Fy,再将其合成. (3)由动量定理,合外力的冲量I F等于物体的动量变化量Δp. I F=Δp=Δmv=mΔv=m(at)=mgsinθ·t. [小结] (1)计算冲量必须明确计算的是哪一力在哪一段时间内对物体的冲量. (2)冲量是矢量,求某一力的冲量除应给出其大小,还应给出其方向. (3)本题解提供了三种不同的计算合外力冲量的方法.

新人教版八年级数学下册勾股定理典型例题分析

新人教版八年级下册勾股定理典型例习题 一、经典例题精讲 题型一:直接考查勾股定理 例1.在ABC ?中,90C ∠=?. ⑴已知6AC =,8BC =.求AB 的长 ⑵已知17AB =,15AC =,求BC 的长分析:直接应用勾股定理 222a b c += 解:⑴2210AB AC BC =+= ⑵228BC AB AC =-= 题型二:利用勾股定理测量长度 例题1 如果梯子的底端离建筑物9米,那么15米长的梯子可以到达建筑物的高度是多少米? 解析:这是一道大家熟知的典型的“知二求一”的题。把实物模型转化为数学模型后,.已 知斜边长和一条直角边长,求另外一条直角边的长度,可以直接利用勾股定理! 根据勾股定理AC 2+BC 2=AB 2, 即AC2+92=152,所以AC 2 =144,所以AC=12. 例题2 如图(8),水池中离岸边D 点1.5米的C 处,直立长着一根芦苇,出水部分B C的长是0.5米,把芦苇拉到岸边,它的顶端B 恰好落到D 点,并求水池的深度AC. 解析:同例题1一样,先将实物模型转化为数学模型,如图 2. 由题意可知△AC D中,∠ACD=90°,在Rt △ACD 中,只知道CD =1.5,这是典型的利用勾股定理“知二求一”的类型。 标准解题步骤如下(仅供参考): 解:如图2,根据勾股定理,AC 2+CD 2=A D2 设水深AC= x 米,那么AD =A B=AC+CB =x +0.5 x2+1.52=( x +0.5)2 解之得x =2. 故水深为2米. 题型三:勾股定理和逆定理并用—— 例题3 如图3,正方形ABCD 中,E 是BC 边上的中点,F 是AB 上一点,且AB FB 4 1= 那么△DEF 是直角三角形吗?为什么? C B D A

(完整版)人教版高中物理必修一知识点超详细总结带经典例题及解析(20200921053238)

高中物理必修一知识点运动学问题是力学部分的基础之一,在整个力学中的地位是非常重要的,本章是讲运动的初步概念,描述运动的位移、速度、加速度等,贯穿了几乎整个高中物理内容,尽管在前几年高考中单纯考运动学题目并不多,但力、电、磁综合问题往往渗透了对本章知识点的考察。近些年高考中图像问题频频出现,且要求较高,它属于数学方法在物理中应用的一个重要方面。 第一章运动的描述 专题一:描述物体运动的几个基本本概念 ◎ 知识梳理 1.机械运动:一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动,简称运动,它包括平动、转动和振动等形式。 2 .参考系:被假定为不动的物体系。 对同一物体的运动,若所选的参考系不同,对其运动的描述就会不同,通常以地球为参考系研究物体的运动。 3 .质点:用来代替物体的有质量的点。它是在研究物体的运动时,为使问题简化,而引入的理想模型。仅凭物体的大小不能视为质点的依据,如:公转的地球可视为质点,而比赛中旋转的乒乓球则不能视为质点。 ' 物体可视为质点主要是以下三种情形: (1) 物体平动时; (2) 物体的位移远远大于物体本身的限度时; (3) 只研究物体的平动,而不考虑其转动效果时。 4 .时刻和时间 (1) 时刻指的是某一瞬时,是时间轴上的一点,对应于位置、瞬时速度、动量、动能等状态量,通常说的“2 秒末”,“速度达2m/s 时”都是指时刻。 (2) 时间是两时刻的间隔,是时间轴上的一段。对应位移、路程、冲量、功等过程量.通常说的“几秒内”“第几秒内”均是指时间。 5 .位移和路程 (1) 位移表示质点在空间的位置的变化,是矢量。位移用有向线段表示,位移的大小等于有向线段的长度,位移的方向由初位置指向末位置。当物体作直线运动时,可用带有正负号的数值表示位移,取正值时表示其方向与规定正方向一致,反之则相反。 (2) 路程是质点在空间运动轨迹的长度,是标量。在确定的两位置间,物体的路程不是唯一的,它与质点的具体运动过程有关。 (3) 位移与路程是在一定时间内发生的,是过程量,二者都与参考系的选取有关。一般情况下,位移的大小并不等于路程,只有当质点做单方向直线运动时,二者才相等。6.速度 (1) .速度:是描述物体运动方向和快慢的物理量。 (2) .瞬时速度:运动物体经过某一时刻或某一位置的速度,其大小叫速率。 (3) .平均速度:物体在某段时间的位移与所用时间的比值,是粗略描述运动快慢的。 ①平均速度是矢量,方向与位移方向相同。 第 1 页共28 页

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)

(完整版)勾股定理典型例题详解及练习(附答案)

典型例题 知识点一、直接应用勾股定理或勾股定理逆定理 例1:如图,在单位正方形组成的网格图中标有AB CD EF、GH四条线段, 其中能构成一个直角三角形三边的线段是() A.CD、EF、 GH C. AB、CD GH B.AB、EF、GH D. AB、CD EF 愿路分乐屮 1)題意分析’本题考查幻股定理及勾股定理的逆定理.亠 2)解題思器;可利用勾脸定理直接求出各边长,再试行判断?』 解答过整屮 在取DEAF中,Af=l, AE=2,根据勾股定理,得昇 EF = Q抡於十£尸° = Q +F二艮 同理HE = 2百* QH. = 1 CD = 2^5 计算发现W十◎血尸=(鸥31即血+曲=GH2,根据勾股定理的逆宦理得到UAAE、EF\ GH为辺的三角形是直毎三角形.故选B. * 縮題后KJ思专:* 1.勾股定理只适用于直角三角形,而不适用于说角三角形和钝角三角形? 因此」辭题时一宦妾认真分析题目所蛤■条件■,看是否可用勾股定理来解口* 2.在运用勾股左理时,要正确分析题目所给的条件,不要习惯性地认为就是斜 迫而“固执”地运用公式川二/十就其实,同样是S6

"不一罡就等于餌,疋不一罡就昱斜辺,KABC不一定就是直角三祐

3.直角三第形的判定条件与勾股定理是互逆的.区别在于勾股定理的运用是一个从 卅形s—个三角形是直角三角形)到懺 y =沖十沪)的过程,而直角三角形的判定是一 ①从嗦(一个三角形的三辺满足X二护+酹的条件)到偲个三角形是直角三角形)的过 程.a 4?在应用勾股定理解题叭聲全面地琴虑间题.注意m题中存在的多种可能性,遊免漏辭.初 例玉如圏,有一块直角三角形?椀屈U,两直角迫4CM5沁丸m?现将直角边AC沿直绘AD折蠡便它落在斜边AB上.且点C落到点E处, 则切等于(、* C/) "禎 B. 3cm G-Icni n題童分析,本题着查勾股定理的应用刎 :)解龜思路;車题若直接在△MQ中运用勾股定理是无法求得仞的长的,因为貝知遒一条边卫0的长,由题意可知,AACD和心迓门关于直线KQ对称.因而^ACD^hAED ?进一歩则有应RUm CZAED ED 丄AB,设UD=E2>黄泱,则在Rt A ABO中,由勾股定 理可得^=^(^+^=^83=100,得AB=10cm,在松迟DE 中,W ClO-fl)2= d驚解得尸 九4 解龜后的思琴尸 勾股定理说到底是一个等式,而含有未知数的等式就是方程。所以,在利用勾股定理求线段的长时常通过解方程来解决。勾股定理表达式中有三个量,如果条件中只有一个已知量,必须设法求出另一个量或求出另外两个量之间的关系,这一点是利用勾股定理求线段长时需要明确的思路。 方程的思想:通过列方程(组)解决问题,如:运用勾股定理及其逆定理求线段的长度或解决实际问题时,经常利用勾股定理中的等量关系列出方程来解 决问题等。 例3:一场罕见的大风过后,学校那棵老杨树折断在地,此刻,张老师正和占 明、清华、绣亚、冠华在楼上凭栏远眺。 清华开口说道:“老师,那棵树看起来挺高的。” “是啊,有10米高呢,现在被风拦腰刮断,可惜呀!” “但站立的一段似乎也不矮,有四五米高吧。”冠华兴致勃勃地说。 张老师心有所动,他说:“刚才我跑过时用脚步量了一下,发现树尖距离树根恰好3米,你们能求出杨树站立的那一段的高度吗?” 占明想了想说:“树根、树尖、折断处三点依次相连后构成一个直角三角

高中物理电学实验经典题型分析

教师:______ 学生:______ 时间:_____年_____月____日____段 例1、 用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下: 待测电阻R x (约100 Ω); 直流电流表(量程0~10 mA 、内阻50 Ω); 直流电压表(量程0~3 V 、内阻5 kΩ); 直流电源(输出电压4 V 、内阻不计); 滑动变阻器(0~15 Ω、允许最大电流1 A ); 开关1个,导线若干. 根据器材的规格和实验要求画出实验电路图. 【审题】本题只需要判断测量电路、控制电路的接法,各仪器的量程和电阻都已经给出,只需计算两种接法哪种合适。 【解析】用伏安法测量电阻有两种连接方式,即电流表的内接法和外接法,由于R x <v A R R ,故电流表应采用外接法.在控制电路 中,若采用变阻器的限流接法,当滑动变阻器阻值调至最大,通过负载的电流最小, I min = x A R R R E ++=24 mA >10 mA,此时电流仍超过电流表的量程,故滑动变阻器必须采 用分压接法.如图10-5所示. 课 题 电学实验经典题型分析

【总结】任一种控制电路必须能保证电路的安全,这是电学实验的首要原则,限流接法虽然简洁方便,但必须要能够控制电路不超过电流的额定值,同时,能够保证可获取一定的电压、电流范围,该题中,即便控制电流最小值不超过电流表的量程,因滑动变阻器全阻值相对电路其它电阻过小,电流、电压变化范围太小,仍不能用限流接法。 例2、在某校开展的科技活动中,为了要测出一个未知电阻的阻值R x,现有如下器材: 读数不准的电流表A、定值电阻R0、电阻箱R1、滑动变阻器R2、单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2、电源和导线。 ⑴画出实验电路图,并在图上标出你所选用器材的代码。 ⑵写出主要的实验操作步骤。 【解本测量仪器是电压表和电流表,当只有一个电表(或给定的电表不能满足要求时),可以用标析】 ⑵验电路如右图所示。 ⑵①将S2与R x相接,记下电流表指针所指位置。②将S2 与R1相接,保持R2不变,调节R1的阻值,使电流表的指 针指在原位置上,记下R1的值,则R x=R1。

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)

动量定理与动量守恒定律·典型例题解析

动量定理与动量守恒定律·典型例题解析 【例1】 在光滑的水平面上有一质量为2m 的盒子,盒子中间有一质量为m 的物体,如图55-1所示.物体与盒底间的动摩擦因数为μ现给物体以水平速度v 0向右运动,当它刚好与盒子右壁相碰时,速度减为 v 02 ,物体与盒子右壁相碰后即粘在右壁上,求: (1)物体在盒内滑行的时间; (2)物体与盒子右壁相碰过程中对盒子的冲量. 解析:(1)对物体在盒内滑行的时间内应用动量定理得:-μmgt = m mv t 0·-,=v v g 0022 (2)物体与盒子右壁相碰前及相碰过程中系统的总动量都守恒,设碰 撞前瞬时盒子的速度为,则:=+=+.解得=,=.所以碰撞过程中物体给盒子的冲量由动量定理得=-=,方向向右. v mv m v 22mv (m 2m)v v v I 2mv 2mv mv /61001212210v v 0043 点拨:分清不同的物理过程所遵循的相应物理规律是解题的关键. 【例2】 如图55-2所示,质量均为M 的小车A 、B ,B 车上 挂有质量为的金属球,球相对车静止,若两车以相等的速率M 4 C C B 1.8m/s 在光滑的水平面上相向运动,相碰后连在一起,则碰撞刚结束时小车的速度多大?C 球摆到最高点时C 球的速度多大? 解析:两车相碰过程由于作用时间很短,C 球没有参与两车在水平方向的相互作用.对两车组成的系统,由动量守恒定律得(以向左为正):Mv -Mv =

2Mv 1两车相碰后速度v 1=0,这时C 球的速度仍为v ,向左,接着C 球向左上方摆动与两车发生相互作用,到达最高点时和两车 具有共同的速度,对和两车组成的系统,水平方向动量守恒,=++,解得==,方向向左.v C v (M M )v v v 0.2m /s 222M M 4419 点拨:两车相碰的过程,由于作用时间很短,可认为各物都没有发生位移,因而C 球的悬线不偏离竖直方向,不可能跟B 车发生水平方向的相互作用.在C 球上摆的过程中,作用时间较长,悬线偏离竖直方向,与两车发生相互作用使两车在水平方向的动量改变,这时只有将C 球和两车作为系统,水平方向的总动量才守恒. 【例3】 如图55-3所示,质量为m 的人站在质量为M 的小车的右端,处于静止状态.已知车的长度为L ,则当人走到小车的左端时,小车将沿光滑的水平面向右移动多少距离? 点拨:将人和车作为系统,动量守恒,设车向右移动的距离为s ,则人向左移动的距离为L -s ,取向右为正方向,根据动量守恒定律可得M ·s -m(L -s)=0,从而可解得s .注意在用位移表示动量守恒时,各位移都是相对地面的,并在选定正方向后位移有正、负之分. 参考答案 例例跟踪反馈...;;.×·3 m M +m L 4 M +m M H [] 1 C 2h 300v 49.110N s 04M m M 【例4】 如图55-4所示,气球的质量为M 离地的高度为H ,在气球下方有一质量为m 的人拉住系在气球上不计质量的软绳,人和气球恰悬浮在空中处于静止状态,现人沿软绳下滑到达地面时软绳的下端恰离开地面,求软绳的长度.

高中物理必修1知识点汇总(带经典例题)

高中物理必修1 运动学问题是力学部分的基础之一,在整个力学中的地位是非常重要的,本章是讲运动的初步概念,描述运动的位移、速度、加速度等,贯穿了几乎整个高中物理内容,尽管在前几年高考中单纯考运动学题目并不多,但力、电、磁综合问题往往渗透了对本章知识点的考察。近些年高考中图像问题频频出现,且要求较高,它属于数学方法在物理中应用的一个重要方面。 第一章运动的描述 专题一:描述物体运动的几个基本本概念 ◎知识梳理 1.机械运动:一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动,简称运动,它包括平动、转动和振动等形式。 2.参考系:被假定为不动的物体系。 对同一物体的运动,若所选的参考系不同,对其运动的描述就会不同,通常以地球为参考系研究物体的运动。 3.质点:用来代替物体的有质量的点。它是在研究物体的运动时,为使问题简化,而引入的理想模型。仅凭物体的大小不能视为质点的依据,如:公转的地球可视为质点,而比赛中旋转的乒乓球则不能视为质点。’ 物体可视为质点主要是以下三种情形: (1)物体平动时; (2)物体的位移远远大于物体本身的限度时; (3)只研究物体的平动,而不考虑其转动效果时。 4.时刻和时间 (1)时刻指的是某一瞬时,是时间轴上的一点,对应于位置、瞬时速度、动量、动能等状态量,通常说的“2秒末”,“速度达2m/s时”都是指时刻。 (2)时间是两时刻的间隔,是时间轴上的一段。对应位移、路程、冲量、功等过程量.通常说的“几秒内”“第几秒内”均是指时间。 5.位移和路程 (1)位移表示质点在空间的位置的变化,是矢量。位移用有向线段表示,位移的大小等于有向线段的长度,位移的方向由初位置指向末位置。当物体作直线运动时,可用带有正负号的数值表示位移,取正值时表示其方向与规定正方向一致,反之则相反。 (2)路程是质点在空间运动轨迹的长度,是标量。在确定的两位置间,物体的路程不是唯一的,它与质点的具体运动过程有关。 (3)位移与路程是在一定时间内发生的,是过程量,二者都与参考系的选取有关。一般情况下,位移的大小并不等于路程,只有当质点做单方向直线运动时,二者才相等。6.速度 (1).速度:是描述物体运动方向和快慢的物理量。 (2).瞬时速度:运动物体经过某一时刻或某一位置的速度,其大小叫速率。

(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.

高中物理动量定理试题经典及解析

高中物理动量定理试题经典及解析 一、高考物理精讲专题动量定理 1.如图所示,静置于水平地面上的二辆手推车沿一直线排列,质量均为m ,人在极短的时间内给第一辆车一水平冲量使其运动,当车运动了距离L 时与第二辆车相碰,两车以共同速度继续运动了距离L 时停。车运动时受到的摩擦阻力恒为车所受重力的k 倍,重力加速度为g ,若车与车之间仅在碰撞时发生相互作用,碰撞吋间很短,忽咯空气阻力,求: (1)整个过程中摩擦阻力所做的总功; (2)人给第一辆车水平冲量的大小。 【答案】(1)-3kmgL ;(2)10m kgL 【解析】 【分析】 【详解】 (1)设运动过程中摩擦阻力做的总功为W ,则 W =-kmgL -2kmgL =-3kmgL 即整个过程中摩擦阻力所做的总功为-3kmgL 。 (2)设第一辆车的初速度为v 0,第一次碰前速度为v 1,碰后共同速度为v 2,则由动量守恒得 mv 1=2mv 2 22101122 kmgL mv mv -= - 2 21(2)0(2)2 k m gL m v -=- 由以上各式得 010v kgL = 所以人给第一辆车水平冲量的大小 010I mv m kgL == 2.观赏“烟火”表演是某地每年“春节”庆祝活动的压轴大餐。某型“礼花”底座仅0.2s 的发射时间,就能将质量为m =5kg 的礼花弹竖直抛上180m 的高空。(忽略发射底座高度,不计空气阻力,g 取10m/s 2) (1)“礼花”发射时燃烧的火药对礼花弹的平均作用力是多少?(已知该平均作用力远大于礼花弹自身重力) (2)某次试射,当礼花弹到达最高点时爆炸成沿水平方向运动的两块(爆炸时炸药质量忽略

勾股定理练习题及问题详解(共6套)

勾股定理课时练(1) 1. 在直角三角形ABC中,斜边AB=1,则AB2 2 2AC BC+ +的值是() A.2 B.4 C.6 D.8 2.如图18-2-4所示,有一个形状为直角梯形的零件ABCD,AD∥BC,斜腰DC的长为10 cm,∠D=120°,则该零件另一腰AB的长是______ cm(结果不取近似值). 3. 直角三角形两直角边长分别为5和12,则它斜边上的高为_______. 4.一根旗杆于离地面12m处断裂,犹如装有铰链那样倒向地面,旗杆顶落于离旗杆地步16m,旗杆在断裂之前高多少m? 5.如图,如下图,今年的冰雪灾害中,一棵大树在离地面3米处折断,树的顶端落在离树杆底部4米处,那么这棵树折断之前的高度是米. 6. 飞机在空中水平飞行,某一时刻刚好飞到一个男孩子头顶正上方4000米处,过了20秒,飞机距离这个男孩头顶5000米,求飞机每小时飞行多少千米? 7. 如图所示,无盖玻璃容器,高18cm,底面周长为60cm,在外侧距下底1cm的点C处有一蜘蛛,与蜘蛛相对的容器的上口外侧距开口1cm的F处有一苍蝇,试求急于扑货苍蝇充饥的蜘蛛,所走的最短路线的长度. 8. 一个零件的形状如图所示,已知AC=3cm,AB=4cm,BD=12cm。求CD的长. 9. 如图,在四边形ABCD 中,∠A=60°,∠B=∠D=90°,BC=2,CD=3,求AB的长. 10. 如图,一个牧童在小河的南4km的A处牧马,而他正位于他的小屋B的西8km北 7km处,他想把他的马牵到小河边去饮水,然后回家.他要完成这件事情所走的最短路程是多少? 11如图,某会展中心在会展期间准备将高5m,长13m,宽2m的楼道上铺地毯,已知地毯平方米18元,请你帮助计算一下,铺完这个楼道至少需要多少元钱? 12. 甲、乙两位探险者到沙漠进行探险,没有了水,需要寻找水源.为了不致于走散,他们用两部对话机联系,已知对话机的有效距离为15千米.早晨8:00甲先出发,他以6千米/时的速度向东行走,1小时后乙出发,他以5千米/时的速度向北行进,上午10:00,甲、乙二人相距多远?还能保持联系吗?

高中物理弹簧模型经典题型汇总

弹簧专题 1、弹簧弹力的双向性 弹簧可以伸长也可以被压缩,因此弹簧的弹力具有双向性,亦即弹力既可能是推力又可能是拉力,这类问题往往是一题多解. 例1、如图3-7-15所示,质量为m的质点与三根相同的轻弹簧相连,静止时相邻两弹簧间的夹角均为0 120,已知弹簧a b 、对质点的作用力均为F,则弹簧c对质点作用力的大小可能为 ( ) A、0 B、F mg +C、F mg -D、mg F - 2、轻弹簧 高中物理中描述一类物体时常在其前面加上限定词“轻”,如“轻结点”、“轻绳”、“轻弹簧”、“轻杆”、“轻滑轮”等.“轻"主要可以理解为物体质量对所研究的物理问题影响很小,可以忽略不计,它是一种理想化的物理模型。根据牛顿第二定律F = ma知,由于“轻物体”质量为零,无论其加速度多大,所受合外力必然为零,与物体的运动状态无关.这也是它与常规物体的最大区别. 例2、如图4所示,4个完全相同的轻质弹簧都处于水平位置,他们的右端受到大小皆为F的拉力作用,而左端的情况各不相同:①中弹簧的左端固定在墙上,②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用,③中弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动,④中弹簧的左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动.若认为弹簧的质量都为零,以L1、L2、L3、L4依次表示4个弹簧的伸长量.则有() 3、质量不可忽略的弹簧 例3、如图所示,一质量为M、长为L的均质弹簧平放在光滑的水平面上,在弹簧右端施加一水平力F使弹簧向右做加速运动.试分析弹簧上各部分的受力情况. 答案解析F x =F L x 图3-7-15

4、三、弹簧的弹力不能突变(弹簧弹力瞬时)问题 弹簧(尤其是轻质弹簧)弹力与弹簧的形变量有关,由于弹簧两端一般与物体连接,因弹簧形变过程需要一段时间,其长度变化不能在瞬间完成,因此弹簧的弹力不能在瞬间发生突变,即可以认为弹力大小和方向不变,与弹簧相比较,轻绳和轻杆的弹力可以突变。 例4、如图甲所示,一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上,L1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,L2水平拉直,物体处于平衡状态.求解下列问题: (1)现将线L2剪断,求剪断L2的瞬间物体的加速度. (2)若将图甲中的细线L1换成长度相同,质量不计的轻 弹簧,如图乙所示,其他条件不变,求剪断L2的瞬间物体 的加速度. 例5、如图所示,一光滑圆环竖直固定在地面上,三个完全相同的质量均为m的小球穿在圆环上,其中小球A位于圆环最高点,小球B、C位于同一高度,小球A与小球B之间、小 球A与小球C间用等长的轻质细绳相连,小球B与小球C用轻弹簧相连。两绳与 弹簧轴线构成正三角形,三个小球处于静止状态,此时弹簧处在伸长状态,且F 弹=mg,小球A与小球B间轻绳拉力为F1,剪断小球与小球C间细绳的瞬间,小 球A与小球B间细绳拉力为的大小为F2,则F1与F2的比值为() A.1:1B.2:1C.2?√3 3D.1+√3 2 5、弹簧串、并联组合 弹簧串联或并联后劲度系数会发生变化,弹簧组合的劲度系数可以用公式计算,高中物理不要求用公式定量分析,但弹簧串并联的特点要掌握:弹簧串联时,每根弹簧的弹力相等;完全相同的两根弹簧并联时,每根弹簧的形变量相等. 串联:F=K 1?x 1 =K 2 ?x 2 则有:?x=?x 1 +?x 2 =F(1 K 1 +1 K 2 ) 等效思想,设等效劲度系数为K’则有K 等效=(1 K 1 +1 K 2 )

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

高二物理动量定理的应用

动量定理的应用(2)·典型例题解析 【例1】 500g 的足球从1.8m 的高处自由下落碰地后能弹回到1.25m 高,不计空气阻力,这一过程经历的时间为1.2s ,g 取10m/s 2,求足球对地面的作用力. 解析:对足球与地面相互作用的过程应用动量定理,取竖直向下为 正,有-Δ=′-其中Δ=--=-×-×=--=,′=-=-××=(mg N)t mv mv t 1.2 1.21.20.60.50.1(s)v 2gh 210 1.2522221810 21251012h g h g .. -,==××=,解得足球受到向上的 弹力='+=+×=+=5(m /s)v 2gh 210 1.86(m /s)N mg 0.51055560(N)1v v v t ().(). -+?056501 由牛顿第三定律得足球对地面的作用力大小为60N ,方向向下. 点拨:本例也可以对足球从开始下落至弹跳到最高点的整个过程应用动量定理:mgt 总-N Δt =0-0,这样处理更为简便. 从解题过程可看出,当Δt 很短时,N 与mg 相比较显得很大,这时可略去重力. 【例2】如图51-1所示,在光滑的水平面上有两块前后并排且靠在一起的木块A 和B ,它们的质量分别为m 1和m 2,今有一颗子弹水平射向A 木块,已知子弹依次穿过A 、B 所用的时间分别是Δt 1和Δt 2,设子弹所受木块的阻力恒为f ,试求子弹穿过两木块后,两木块的速度各为多少? 解析:取向右为正,子弹穿过A 的过程,以A 和B 作为一个整体, 由动量定理得=+,=,此后,物体就以向右匀速运动,接着子弹要穿透物体. f t (m m )v v A v B 112A A A ??f t m m 1 12+ 子弹穿过B 的过程,对B 应用动量定理得f Δt 2=m 2v B -m 2v A , 解得子弹穿出后的运动速度=+.B B v B f t m m f t m ??11222 + 点拨:子弹穿过A 的过程中,如果只将A 作为研究对象,A 所受的冲量

高中物理曲线运动经典题型总结(可编辑修改word版)

42+ 32 【题型总结】 专题五曲线运动 一、运动的合成和分解 1.速度的合成:(1)运动的合成和分解(2)相对运动的规律v甲地=v甲乙+v乙地 例:一人骑自行车向东行驶,当车速为 4m/s 时,他感到风从正南方向吹来,当车速增加到 7m/s 时。他感到风从东南方向(东偏南45o)吹来,则风对地的速度大小为() A. 7m/s B. 6m/s C. 5m/s D. 4 m/s 解析:“他感到风从正南方向(东南方向)吹来” ,即风相对车的方向是正南方向(东南方向)。而风相 对地的速度方向不变,由此可联立求解。 解:∵θ=45°∴V 风对车=7—4=3 m/s ∵V 风对车 +V 车对地 =V 风对地 V 风对 ∴V 风对地= =5 答案:C 2.绳(杆)拉物类问题 m/s V 风对 V 车对 ① 绳(杆)上各点在绳(杆)方向上的速度相等 ②合速度方向:物体实际运动方向 分速度方向:沿绳(杆)伸(缩)方向:使绳(杆)伸(缩) 垂直于绳(杆)方向:使绳(杆)转动 例:如图所示,重物M 沿竖直杆下滑,并通过绳带动小车m 沿斜面升高.问:当滑轮右侧的绳与竖直方向成θ 角,且重物下滑的速率为v 时,小车的速度为多少? 解:方法一:虚拟重物M 在Δt 时间内从A 移过Δh 到达C的运动,如图(1)所示,这个运动可设想为两 个分运动所合成,即先随绳绕滑轮的中心轴O 点做圆周运动到B,位移为Δs1,然后将绳拉过Δs2到C. 1 若Δt 很小趋近于0,那么Δφ→0,则Δs1=0,又OA=OB,∠OBA=β=2 (180°- Δφ)→90°.亦即Δs1近似⊥Δs2,故应有:Δs2=Δh·cosθ ?s 2 因为?t = ?h ?t ·cosθ,所以v′=v·cosθ 方法二:重物M 的速度v 的方向是合运动的速度方向,这个v 产生两个效果:一是使绳的这一端绕滑轮做顺时针方向的圆周运动;二是使绳系着重物的一端沿绳拉力的方向以速率v′运动,如图(2)所示,由图可知,v′=v·cosθ. (1)(2) V 风对 θ

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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