Skip to content

Latest commit

 

History

History
7540 lines (6441 loc) · 131 KB

高中物理题.md

File metadata and controls

7540 lines (6441 loc) · 131 KB

高中物理题

运动

AD

x=vt

a=v/t

同向:x=7,a=6

反向:x=-3,a=-14

B

A:加速度是速度变化量和时间共同决定

B:加速度:速度变化快慢

C:不同向,方向改变

D:同向,质点速度一定增大

BC

A:形状大小不能忽略

D:转动

C:环绕地球,可以看作质点

AD

D:加速度减小时,速度增大,但比较慢

B

设路程为3s

t=2s/V+s/v2

$\overline v=3s/t=28km/h$

联立,V=35

D

A:位移方向和运动方向不一定相同

C:单向直线才相等

D

B:a表示速度的变化率

D:加速度不变,速度变化,变化率相同,是匀变速

D

ABC:根据x-a公式,位移大小至少由初速度,末速度,加速度三个物理量中的2个确定

D

C

A

BC

D:概念不同

C

AB:地球自西向东旋转,所以看到太阳东升西落。如果清晨,飞机向东飞行,飞机相对太阳向东,乘客看到仍从东升起;向西看不到,错误

CD:看到西边升起,必须傍晚,且相对地球向西,飞机自东向西飞行速度大于地球自转速度,C正确

C

AB:水平速度相同,飞机上看,物体自由落体,AB错误

CD:有水平速度,所以是平抛,C正确

先算到刹车的时间t,再比较是否大于4s,再用

$v^2-v_0^2=2ax$ 求出x

求a:

$x_2-x_1=at^2$

第二种方法:中间时刻的瞬时速度=平均速度,算出2段平均速度,中间时间10s,x为总位移的一般,然后计算

求$v_0$:代公式

ABC

C:第2次到第三次闪光的位移:根据连续相等时间的位移之比:1:3:5,位移差相等,所以8-x=x-2,x=5

D:不知道初速度是不是0开始

ABC

作差:$v_1^2-v_2^2=\frac{(v_0-v^t)^2}4>0$

$v_1>v_2$

C

B

设位移x,通过前一半位移所用时间为$t_1$,通过后一半位移所用时间为$t_2$

$\frac x 2=\frac 1 2at_1^2$

$x=\frac 1 2a(t_1+t_2)^2$

联立,$t_2=(\sqrt 2 -1)t_1$

$\frac{v_2-v_1}T$

AB

D:题目条件无法判断

C

$\sqrt n-\sqrt{n-1}$

最后一辆刚准备出发,第一辆最先出发,最远,第二辆第二远

7:16=x:320

x=140

a=2.25

v0=1.5

$\frac{2x(t_1-t_2)}{t_1t_2(t_1+t_2)}$

④:2个

C:速度改变量:△v=at=gt=10×5=50

AB

AC

D

运动学图像

(1)

A:0-2s:匀速直线,v=3m/s;2-6s:静止;6-8s:与正方向相反的匀速直线运动,v=-6m/s

B:0-2s:匀加速直线,a=3m/s^2:2-6s:匀速直线;6-7s:匀减速,7-8s:与正方向相反的匀加速,a=(-6-6)/2=6m/s^2

(2)

A:

x=-6-0=-6m

s=6+|-6-6|=18m

B:

7s时,速度为0,为正向最大位移处

x=30

s=36

火箭上升是向上推力减向下的重力,55s后关闭发动机,意味着55s后只受重力作用,所以55-80s处为g

55-80s,a<0,但是v>0,方向向上,所以80s处为最大高度

(1) g=-240/(80-55)=-9/6

(2) 8750

(3)上升时间$t_1=80s$,下降时间$t_2=\sqrt{\frac{2h}{g}}=42.7s$

$t=t_1+t_2=122.7s$

A:斜率k不为0,速度肯定不为0

C:t1是,相交,说明到了同一位置相遇,但是t=0时位置不同,所以t1时位移不同

AB

D:斜率k是速度,所以Q速度一直大于P

AC

BC

AB:都从0时刻为起点出发,所以A正确

ACD

C:0-4s面积为0,位移为0,所以物体一直在出发点负方向上

BD

BD

B:说法换成加速度先向上后向下正确

C

3s末,t直接代3,而不是4

C

BCD

D:v-t图,位移是面积

C

D:在物理中,加速度的正负号只是代表方向,而不是大小

A

平均速率=路程/时间

D:动能增大了,合外力做正功

BC

自由落体

不能用$△h=gt^2$,不是位移差,是一段位移

相等时间位移比△h=1:3:5:7

△h=5/16H

H=3.2m

距离地面高度:$h_2=7/16H=1.4m$

(2)

$h=\frac 1 2 gt^2$

$t=\sqrt{\frac{2h}g}=0.8s$

总时间0.8s,间隔4段,所以△t=0.8/4=0.2s

总时间t,1滴水下落时间:$△t=\frac {t}{n-1}$

$h=\frac 1 2g△t^2$

$=\frac 1 2g\frac {t^2}{(n-1)^2}$

第一滴落下,第三滴开始下落,间隔两段,△h=1:3:5

$h'=\frac 3 4h$

$=\frac{3gt^2}{8(n-1)^2}$

①→$g=\frac{2h(n-1)}{t^2}$

方法1:

设总高度:h,总时间:$t_0$

列方程组:

$h=\frac 1 2 gt^2$

$h-196=\frac 1 2g(t_0-4)^2$

方法2:平均速度法

4s内中间速度=平均速度:$\overline{v_0}=196/4=49m/s$

4s中间时刻$t_1$, $0-t_1$的平均速度为49m/s

根据$v=gt$

$t_1=\frac{v_t}g=\frac{49}{9.8}=5s$

$t_0=5s+4/2=7s$

$h=\frac 1 2t^2=\frac 1 2 ×9.8×7^2$

方法1:

算出上升时间,下降时间,加起来

方法2:

算出上升速度,列方程

$v_0=\sqrt{2gh}=3m/s$

a=-g

x=-10m

$x=v_0t-\frac 1 2gt^2$

求解,舍小于0的解

D

速率没有方向,只有大小

D

g始终向下

BD

身体重心上升了身高的一半,0.9m

B

向上为正方向,抛出点上方,h取正;下方,h取负

下方:解方程舍去t<0的根

v=40

x=60

g=-10

x=$v_0t-\frac 1 2gt^2$

$60=40t-5t^2$

t=2或t=6

如果在抛出点下方,x=-60,舍去t<0的根

方法1:

$h=\frac 1 2gt^2$

$h=H-△h=\frac 1 2g(T-△t)^2$

解方程组

方法2:平均速度法

最后4s平均速度=4s中间时刻$t_1$瞬时速度:$\overline v=196/4=49m/s$

$t_1=\frac v g=\frac{49}{9.8}=5s$

$t=5+4/2=7s$

$h=\frac 1 2gt^2=240.1m$

设杆下端初始位置到窗口上沿距离为h,

$h=\frac 1 2gt^2$

$h+2+1.45=\frac 1 2g(T+0.3)^2$

h=5m

126.25m

B

ma=mg-f

$a=\frac 1 3g$

$f=\frac 2 3mg$

C:速度改变量:|-20-30|=50m/s

D:5m/s

AB

追及和相遇

速度相等,相距最远;位移相等,追上

△S>S:相撞

△S<S:不相撞

△S=S:临界

∴△S≤S:不相撞

方法1:图像

$△S=\frac{(v_1-v_2)t}{2}≤S$

临界即$v_a=v_b$时

$v_1-at=v_2$

$t=\frac{v_1-v_2}{a}$

$\frac{(v_1-v_2)^2}{2a}≤S$

$a≥\frac{(v_1-v_2)^2}{2S}$

方法2:

v_a=v_b时,

若△≤S,则不相撞

即$△S=x_a-x_b$

$=(v_1t-\frac 1 2at^2)-v_2t$

$=(v_1-v_2)t-\frac 1 2at^2$

$a≥\frac{(v_1-v_2)^2}{2S}$

108km/h=30m/s

反应时间位移:$x_1=vt=30×0.5=15$

刹车过程位移:$x_2=\frac{v_2}{2a}=\frac{30^2}{2×4}=112.5m$

$x=x_1+x_2=15+112.5=127.5m$

速度相等经历时间:

$t=\frac{v_2-v_1}{a}=\frac{6-20}{-0.8}=17.5s$

客车位移:$x_1=\frac{v_2^2-v_1^2}{2a}=227.5m$

货车位移:$x_2=v_2t=6×17.5=105m$

$x_1&gt;x_2+120$,会相撞

乙平均速度:$\overline v=\frac{v_2}{2}=5m/s$,A速度<B的平均速度,所以B静止时A仍未追上B

$v_2^2=2ax_B$

$x_B=25m$

$x_B+S=v_1t$

t=8s

经过8s追上

D

CD

两车v_0,a相同,所以刹车时间、位移相同,设刹车时间为t,刹车位移$s=v_0t-\frac 1 2t^2$

后车运动时间为2t,位移$s'=v_0t+s=v_0t+v_0't-\frac 1 2t^2$

所以刹车前两车相距至少为$△s=s'-s=v_0t$,

又因为$0=v_0-at$,所以$v_0=at$,代入$s=v_0t-\frac 1 2t^2$,

得$s=at^2-\frac 1 2at^2=\frac 1 2at^2$,

再将$v_0=at$代入$△s=v_0t$,$△s=at^2$,所以△s=2s

BCD

根据v-t图,乙追上甲时,x相等,图像上围成的面积相等,则$v_乙=2v_0$,但是不知道追上乙车所用时间,所以不能求出乙车走的路程

A

相遇时不相撞,直接按照相遇处理

a=0.5m/s

D:b位移一直大于a位移

AC

AB:0-10s,乙速度一直大于甲,10-20s,甲速度一直大于乙,所以0-10s远离,10-20s靠近

C

$t_1$处刚好相遇

$\frac 1 2t_1$时,根据图像,甲比乙多走$\frac 3 4S$,当初始距离$d=\frac 3 4S$时,恰巧相遇

D

仔细读题:相向

C

C

和$s_2$没有关系

$s_1&lt;s_0$不相遇

$s_1=s_0$相遇1次

$s_1&gt;s_0$相遇2次

ABC

相互作用

重力

质量不均匀的3个球,重心在球心位置分别如图,球受到Q给的弹力都指向重心

C

AC

C

ACD

B:磁铁不用接触

D:惯性

A

力是物体间的相互作用,方式可能是接触、吸引、挤压等

C

C

AD

B:重力,支持力,吸引力三力平衡

C:牛三:铁块对磁板压力大小=磁板对铁块支持力大小,磁板对铁块支持力大小=铁块重力与吸引力的矢量和

D:是作用力和反作用力

AC

C

弹力

D

B

B

B:垂直

CD

A:压力大小=重力

压力和支持力是相互作用力,因为它们是作用于不同物体的两个力;重力和支持力是平衡力,因为它们作用于同一物体

C

C

B

ACD

A受到向下的重力,向上的拉力,B对A向下引力和B对A向上的支持力,4力平衡,因为拉力和重力大小相等,所以B对A向下引力和B对A向上支持力相等,所以F1>0,但不一定等于mg

AB当成整体, 重力2mg,向上拉力mg,还有向上支持力mg

D

C:对N,N弹簧不受力,所以绳子也不受力,对a,保持平衡需要M弹簧提供支持力,即M处于压缩状态,这种情况M不可能处于拉伸状态

AD

$F_1=k(l_0-l_1),F_2=k(l_2-l_0)$ 联立

C

摩擦力

AB:与相对运动

CD

(2)行李匀加速运动的时间

(3)如果提高传送带的运行速率,行李能较快到B处,求行李从A传送到B的最短时间和传送带对应的最小运行速率

(1)a=F/m直接计算

f=4N a=1m/s^2

(2)

设行李匀加速时间为t,末速度1m/s

v=at带入,t=1s

(3)行李从A一直匀加速到B时,传送时间最短,则

$L=\frac 1 2at_{min}^2$

t=2s

v=at=2m/s

C

B:没相对运动趋势,摩擦力为0

C:不知道是否光滑

AD

D:相对

C

静止

D

如果2个摩擦力都不为0也可选

B

上爬:重力和向上的静摩擦力平衡

下滑:重力和向上的滑动摩擦力平衡

C

主动轮:提供动力,轮子相对地面向后走,静摩擦力,方向向前

从动轮:地面给的摩擦力向前,滑动摩擦力,向后

D

ACD

$m_1:N_1=m_1gcosa,f_1=m_1gsina$

$m_2:N_2=m_2gcosb,f_2=m_2gsinb$

$m_1&gt;m_2, cosa&gt;cosb, sina&lt;sinb$

$N_1&gt;N_2,f_1,f_2$无法比较

整体分析,只受重力和支持力,水平方向无运动趋势,f=0

静止

ACD

A:受力平衡

B:B向左匀直,$F=f_B+f$,则$f=F-f_B=F-T$,根据牛三,地面受到摩擦力≥F-T

C:滑动摩擦与相对速度无关

D:2F拉木板B,B开始加速,但是AB之间压力,μ不变,所以摩擦力大小不变,A受到摩擦力大小仍为T

AD

3, 5

(2)墙壁受到压力为__

(1)匀速下滑,物体受到重力,压力,墙壁支持力和滑动摩擦力,由平衡条件得:f=mg

(2)

根据滑动摩擦力公式:f=μN

得出$N=\frac{mg}{μ}$

支持力和摩擦力,10N,14.6N

100N

B

D

A

A

受力分析

受力分析

力的合成

B

C

A

A

C

B

D

ABD

力的分解

A

A

正交分解:F1,F2夹角只能为直角

A

BC

定滑轮不改变力的大小

AB

D

$F_Acos60°=F_B$

$F_Bsin60°=G$

$F_A=\frac{2\sqrt3}{3}G=,F_B=\frac{\sqrt 3}{3}G$

带入G=100

别忘记Fn

B

分解mg为左下的F2,向右的F1即可

D

Fn反向延长,和mg,F放在一个矩形最直观

F=mg/tanθ

Fn=mg/sinθ

A

μ不能用,因为没有滑动

A

$F_合=mg=10N$

根据合力公式,得最大夹角120°,细绳和竖直夹角为60°,

1/2sin60°即可

A

B

作受力分析图,绳和竖直方向角度为θ

mg=2Fcosθ

A:θ>60°,$F_A>G$

C:不在同一直线无法平衡,不是一对平衡力,加上重力才能保持平衡

D:力的合成为矢量合成,不能加减大小

B

牛顿运动定律

牛一

乘坐热气球飘在空中,由于地球自转,一昼夜就能周游世界:不可行

C

(1)

静止或匀直

(2)

向左匀减速或向右匀加速

(3)

向左匀加速或向右匀减速

BD

CD

BCD

C

惯性减小,运动状态易改变

B:上抛最高点受力不平衡

AC

A

A

D

CD

C

AB:称质量

C:弹簧秤称重力

两极重力比赤道重力大

AC

$t=\sqrt{\frac{2g}{h}}$

$v^2=2gh, v=\sqrt{2gh}$

C

没摩擦力,斜面体abc下滑时,小球只受重力和支持力,合力竖直向下,所以碰到斜面之前竖直下落

C

D

A:合外力越大,a越大,但速度不一定越大,静止到受力可能a很大,v很小

D

速度与倾角有关

B

开始受3个力平衡,则有f=F1-F2=10-2=8N

物体处于静止状态,说明最大静摩擦力大于等于8N,

撤去F1,外力为2N,小于8N,所以物体仍处于平衡,合力为0

D

不正确的

A

BC

C

不受外力,物体保持静止或匀直

C

A

A 不符合牛一

C

AD

A

B

C

物体大小,形状相对研究的问题可以忽略不计,物体可以看作质点,是理想化模型

绝对光滑水平面不存在,也是理想化模型

AB

B

B

D

bcad

B

牛二

CD应是加速度,不是速度

C

受力分析:刚接触弹簧为A点,压缩到最大为B点,接触弹簧到压缩最大,中间有个O点是平衡状态,合力为0

A到O:a↓,加速直线,$mg>F_N,F_合=mg-kx$

O:合力为0,a=0,v到最大值

O到B:a↑,减速直线,$mg<F_N,F_合=kx-mg$,是最低点,v=0

B

地面有摩擦力,没说忽略摩擦力

$F_1=μm_1g+m_1a$

$F_2=μm_2g+m_2a$

分别提$m_1,m_2$,两式相除,化简,得

$F_1:F_2=m_1:m_2$

然后计算$F_2$

C:片面,力和加速度应该同时

A

CD

C

A:合力与a,m无关

B:物体质量与受力无关

CD

D

C

A

A

C

开始时,匀直,F=f,F减小,F<f,合力方向与运动方向相反,牵引力减小,合力增大,a增大

D

BCD

BD

C

C

BCD

0.5N

3.5m/s^2

(1)

水平:f=Fcosθ

竖直:N=Fsinθ+mg

根据f=μN

得$μ=\frac{Fcosθ}{Fsinθ+mg}=0.5$

(2)

F-μmg=ma

a=5m/s^2s

A

AD

B

D

$Fcos60°=μ(mg-Fsin60°)$

$Fcos30°=μ(mg-Fsin30°)$

联立

B

木块和斜面体有相对滑动,但无相对加速度,可以当做两物体间相对静止,摩擦力达到最大静摩擦力

A

b受重力,支持力,弹簧拉力和绳的拉力,剪断绳的瞬间,绳的拉力消失,但弹簧拉力瞬间不变,b受摩擦力方向向右

AD

D:方向可能改变

AC

CD

A:a方向

B:可能为0,比如火箭发射瞬间

D:合外力方向和v方向相同时加速

C

A

摩擦力产生加速度

C

设物体A质量为m,根据牛二,

F1=ma1=5m,F2=ma2=m

F1,F2合力范围:4m≤F≤6m

然后求a

C

D

0.8kg

牛三

被拉动是因为F>f

C

C:下落的物体受重力,不接触

D

小磅秤:$F_N=mg+T_1$

大磅秤:$F_N=Mg+mg+T_1-T_1$ 对大木箱而言,重力不是mg,要减去人向上的作用力

D

A:受到弹力,摩擦力,重力:3对作用力与反作用力

B:重力,B给A的弹力,给A的摩擦力,斜面给B的摩擦力,外力,支持力:6对

哪个弹簧形变量最大?

一样大。都是F,不管左边是是什么,x=F/k。1 2情况相同,3 4相比3的a比4大

压力和支持力是相互作用力,因为它们是作用于不同物体的两个力;重力和支持力是平衡力,因为它们作用于同一物体

A

D

B

D

平衡力:同一物体

D:分解的力是作用效果,不是实际存在的

B

A

牛三:两车之间拉力大小相等,有拉力后两车同时受力同时运动。

拉力相等,根据牛二,m大的a小,v=at可得,v大的m小,有人的车厢质量大,运动慢

C

AB:竖直方向受重力和墙对木块的静摩擦力,是一对平衡力

C:水平方向受外力F和墙对木块的支持力,是一对平衡力

AD

物体与皮带间的,有支持力和静摩擦力

B

a减小为0,但是v没有

B

BC

匀速时:f=F1=6N

2m/s

0.3

受到阻力后a=F/m=8/3

设原来速度为v,对速度减半过程,由$v^2-v_0^2=2ax$,

得$(\frac v 2)^2-v^2=2(-a)x$,

$v=\sqrt{\frac{8ax}3}=8m/s$

所以减速运动时间:t=v/a=8/(8/3)=3s

重力,弹力,支持力,摩擦力

物体对地球的吸引力 地球

弹力 物体

桌面 水平向右

物体受到的弹力

C

A:作用力和反作用力

B:桌面对A的摩擦力水平向左

C:作用力和反作用力,但不平衡

D:平衡力

B

由于质量不可忽略,当加速启动时,钢绳有合外力,牛二得,摩托车拉钢绳的力大于货物拉钢绳的力

摩托车匀速行驶时,钢绳处于平衡状态,摩托车接钢绳的力=货物拉钢绳的力,而货物拉钢绳的力与钢绳拉货物的力是一对作用力和反作用力,大小相等

AB

不对,是飞机向后喷出的气体,飞机给气体向后的力,气体给飞机向前的力

小鸟飞行时,翅膀对空气产生作用力,而空气对翅膀产生反作用力,所以小鸟就可以飞行了。

BD

k的大小由F/ma的单位规定决定

ABD

AD

D

B:要防止的,不是利用

B

D

C

C:物体受重力,支持力,摩擦力作用,支持力和静摩擦力施力物体是斜面,故斜面对物体的力是这两个力的合力,与重力二力平衡

B

C

D

D

C

摩擦力小于拉力

应用——共点力平衡问题

整体:

$F-μm_1g-μm_2g=0$

对2:

$F-F'1-μm_2g=0,F'=kx$

可得:

$kx=μm_1g$

解得:

$x=\frac{μm_1g}{k}$

所以距离为$L+x=L+\frac μ k m_1g$

A

$2Fcos30°=m_1g$

$2m_2g\frac{\sqrt 3}2=m_1g$

$m_1:m_2=\sqrt 3$

A

AB:是可能,就正确

A:当静摩擦力沿斜面向上时,有T+f=mgsinθ,加上水平恒力相当于增加绳子的拉力T,静摩擦力f会减小

B:当静摩擦力沿着斜面向下时,有T=f+mgsinθ,加上水平衡力相当于增加绳子的拉力T,静摩擦力f会增加

CD:由于物体静止不动,所以轻绳向上拉力始终=P物体的重力

D

未加F时,木块A在水平地面受弹簧弹力F,和静摩擦力$F_A$作用,且$F_2=F_B=kx=F_A=F_A=kx=8N$,

木块B在水平地面上受弹簧弹力$F_2$和静摩擦力$F_B$作用,且$F_2=F_B=kx=8N$,在木块B上施加F后,由于$F_2+F<μG_B$,故木块B仍静止,所受摩擦力仍未静摩擦力,大小$F_B=F_2+F=9N$,木块A受力情况不变

C

C:不受外力保持静止或匀直,受到外力,运动状态改变,正确

A

Q向右的摩擦力,P受到Q向左的摩擦力,P受到桌面的2μmg

A

D

受力分析:

因为物体匀速运动,水平竖直均受力平衡:

$Fcosθ=μ(mg-Fsinθ)$

得$F=\frac{μmg}{cosθ+μsinθ}=\frac{μmg}{\sqrt{1+μ^2}sin(α+θ)}$,可知F有最小值,先减小后增大。

F功率:

$P=Fvcosθ=\frac{μmgcosθ}{cosθ+μsinθ}=\frac{μmgv}{1+μtanθ}$,θ增大,tanθ增大,所以功率一直减小

AC

整体分析,有竖直方向:

$Fsinθ+N=(m_1+m_2)g$,则

$N=m_1g+m_2g-Fsinθ$

水平方向:f=Fcosθ,所以AC正确

AC

还有弹簧对P的弹力

C

恰好静止:说明斜面对物块的摩擦力=最大静摩擦力,

受力分析:

f=mgsinθ

N=mgcosθ

f=μN

mgsinθ=μmgcosθ

施加F时:

斜面垂直方向:$N=(mg+F)cosθ$

因而最大静摩擦力为:$f=μN=μ(mg+F)cosθ=(mg+F)sinθ$,

故合力仍为0,物块静止,

摩擦力由mgsinθ增大到(F+mg)sinθ

应用——动力学两类问题

受力分析:

$F_合=F-mgsinθ-f$

$f=μmgcosθ$

由牛二:

$a=\frac{F_合}m=2.4m/s^2$

v=at=12m/s

$x=\frac 1 2at^2=30m$

受力分析:

$F_N=mg-Fsinθ$

$f=μF_N$

$F_合=Fcosθ-f$

$F_合=ma=Fcosθ-μ(mg-Fsinθ)$

可知为匀变速

$a=\frac{v^2-v_0^2}{2x}=0.2m/s^2$

可知为匀减速

$F=\frac{m(a+μg)}{(cosθ+μsinθ)}≈0.44N$

(1)μ?

撤去F前,匀速:

F=μmg

μ=0.2

撤去F后:

$a=\frac f m=2m/s^2$

$x=\frac{v^2}{2a}=4m$

50N

斜面上的物体,沿斜面的合力减去摩擦力,还有物体mg沿斜面的分力

$F_合=F-μmgcosθ-mgsinθ=0.4$

$v=at=2$

$x_1=\frac 1 2at^2=5$

撤去F后:

$a=\frac{μmgcosθ+mgsinθ}m=g(sinθ+μcosθ)=7.6$

上滑距离:$x_2=\frac{v^2-v_0^2}{2a}≈0.26m$

最远距离:$x=x_1+x_2=5.26m$

设撤去F前位移$x_1$,受到:

$f=μmg, a_减=μg=2m/s^2$

$x-x_1=\frac 1 2at^2=4m$

所以$x_1=1m$

物块全程用动能定理:

$Fx_1-fx=0$

F=15N

上抛到最高点,合力不为0,速度为0

合外力方向是a方向,和v方向没直接关系

CD

牛二:F-mg=ma,因为a>g,所以F>2mg,手突然停止向上运动时,弹力开始见效,当弹簧弹力=重力时,a=0,物体因为惯性继续上升,此时弹力<重力,a反向增大

C

C

设牵引力为F,洒水车质量m,阻力为kmg,根据牛二:

F-kmg=ma

$a=\frac F m-kg$

开始时F=kmg,a=0, 随着m↓,a↑,所以a逐渐增大

D

三力平衡,$F_2⊥F_3$,合力大小与$F_1$大小相同方向相反。由牛二,F=ma,物体质量不变,a方向与受力方向一致。所以三个力单独产生的加速度也遵循适量三角形法则,则去掉$F_3$,a=2

B

BD

$\frac{F_3}m$

方向与$F_3$相反

$ma_1=F-μmg$

$ma_2=\frac F 2-μmg$

F=6

μ=0.2

(2)A到B时间最短,a为多少?

(1)t=6s

应用——超重和失重

地面:

$F=m_1g=800N$

升降机:举起120kg,可得物体失重,升降机有向下的a,对重物:

$m_2g=F=m_2a$

$a=\frac{m_2g-F}{m_2}=3.33m/s^2$

以3.33m/s^2的加速度加速下降/减速上升

起重机最大拉力:$F_拉=1.4·10^4·10=1.4·10^5N$

加速上升,物体超重:

F=mg+ma

F=1100N

$F&lt;F_拉$

所以不会断裂

物体没有滑动,最大静摩擦力=滑动摩擦力,

减小物体对地面的压力,物体开始滑动

$f=μN$

$F_拉=k△x&lt;f$

超重:$F_n>mg→F_拉<μN$,不能拉动

失重:$F_n<mg→F_拉≥μN$,可以拉动

$mg-N=ma$

$F_拉≥μN$

$a≥\frac{mg-\frac{k△x}{μ}}{m}=\frac{g-k△x}{μm}$

(1)作v-t图求面积

(2)求出三段位移相加

0-2加速上升

$F_1-mg-ma_1$

$h_1=\frac 1 2a_1t_1^2$

$v_1=a_1t_1$

$v_1=10m/s, h_1=10m$

2-5s匀速上升

$h_2=v_1t_2=30m$

5-7s减速上升

$mg-F_3=ma_3$

$a_3=5m/s^2$

$t_3=\frac{v_1}{t_3}=2s$

$t_1=t_3$,所以7s末电梯速度恰好为0

$h_3=\frac 1 2v_1t_3=10m$

总位移:$h=h_1+h_2+h_3=50m$

BD

抛出时,阻力和重力同方向,速度最大,阻力f=kv最大,所以合力最大,a最大

子弹最高点时只受重力作用,阻力为0,a=g,落地时速度到达下降阶段最大,向上阻力最大,和重力合力最小,a最小

AC

BD

B

(1)

mg-F=ma

$m=\frac{F}{g-a}=\frac{600}{10-5}=120kg$

(2)

F-mg=ma

$a=\frac{F-mg}{m}=5m/s^2$

向上匀加速/向下匀减速

0-2:$a_1=2,F_支-mg=ma_1$

5-8:$a_2=0,F_支=mg$

10-12:$a_3=-1,,mg-F_支=ma_1$

600

500

450

绳子断裂后,拉力消失,箱子只受重力作用,和物体做自由落体运动,a=g,完全失重,箱子和物体之间没有力的作用

B

F

B

失重,不受力

D

BC

物体:

mg-T=ma

得,绳子拉力T=m(g-a)

人:

N=mg-T=Mg-m(g-a)=(M-m)g+ma

根据牛三,人对地面压力N'=N

C

2.5 48

$m_1g-F=m_1a_1$

$a_1=g-\frac{F}{m_1}=10-600/80=2.5$

电梯匀加速上升:

$F=m_2g=m_2a_2$

$m_2=\frac{F}{g+a_2}=48$

10kg

8m 8m/s

260N

连接体问题

整体法:$a=\frac{F}{m_A+m_B}$

左:隔离B:

$N_1=m_Ba$

$N_1=\frac{m_B}{m_A+m_B}·F$

右:隔离A:

$N_2=m_Aa$

$N_2=\frac{m_A}{m_A+m_B}·F$

ACD

整体法:

$F-f_D=(m_A+m_B)a$

$f_D=μ(m_A+m_B)g$

$a=\frac{F-μ(m_A+m_B)g}{m_A+m_B}$

隔离A:A受mg,支持力,向右的f

$f_A=m_Aa$

$f_A=\frac{m_A}{m_A+m_B}[F-μ(m_A+m_B)g]$

$=\frac{m_AF}{m_A+m_B}-μm_Ag$

先隔离$m_1,a_1=\frac{F}{m_1}=3m/s^2$

隔离$m_2,a_2=\frac {F}{m_2}=2m/s^2$

整体法:$a=\frac{F}{m_1+m_2}$

代入$a_1,a_2$

$F_1=15N,F_2=10N$

AD

静止:

(2)α不变,a≠0,$T_b=0$时

B:不知道具体数值无法判断

D:仅根据作用力大小无法判断

AC:扫题

AC

BC

整体:

$(M+m)a=(M+m)gsinθ-μ_1(M+m)gcosθ$

a=g(sinθ-μ_1cosθ)

设A对B摩擦力方向沿斜面向下,大小为f,则

mgsinθ+f=ma,则

$f-ma-mgsinθ=-μ_1mgcosθ$,负号表示摩擦力沿斜面向上

匀速:都受力平衡,

A必然没有水平方向的摩擦力,$f_A=0$

B受到向右的拉力,又受力平衡,必然C给B的摩擦力向左,因此BC间的摩擦力$f_B=F$

C除了受到B给向右的摩擦力,还受到桌面向左的摩擦力,又受力平衡,因此C和桌面的摩擦力$f_C=F$

匀加速:

A必然受到B给的向右的摩擦力,大小是ma,即AB间的摩擦力$f_A=ma$

设桌面与C的摩擦力为$f_C$,整体而言:

$F-f_C=3ma$

所以C与桌面摩擦力大小为$f_C=F-3ma$

对C而言,还收到B给的向右的摩擦力$f_B$,对C:

$f_B-f_C=ma$

则BC间的摩擦力$f_B=f_C+ma=F-2ma$

BD

解析:先整体求a,然后隔离求AB间的作用力

整体:

$F_1-F_2-μm_Ag-μm_Bg=(m_A+m_B)a$

$a=\frac{F_1-F_2}{m_A+m_B}-μg$

A:A水平方向受推力$F_1$,B对A的作用力N,地面摩擦力

$F_1-μm_Ag-N=m_Aa$

$N=F_1-μm_Ag-m_Aa$

$=F_1-\frac{m_A(F_1-F_2)}{m_A+m_B}$

$N_1=50N$

$N_2=20N$

(3) 2

B

对m:要产生滑动摩擦,$a=F_N/m=6/2=3m/s^2$

整体:$F-μ(m+M)=(m+M)a$

F=16.5N

一车西瓜的a都是相互的,m的加速度也是a,m产生的加速度是合外力的结果,所以是ma

B

整体:$a=\frac{F}{m_A+m_B}$

$a=4m/s^2$

对B:

$N=m_Ba=12N$

A

AC

(2)

$k=\frac F x=\frac{mg}{l}=gk_斜=0.250N/m$

D:当O位置确定,弹簧测力计A示数也确定,由于重物重力确定,两力大小与方向均一定因此弹簧测力计B的大小与方向也一定,不需要改变拉力多次试验

3.60N

D

(3)

① 改变弹簧测力计B拉力的大小

② 减小重物M的质量(或换更大量程的弹簧测力计)

瞬时性问题

平衡时:

$F_N=mg=kx$

下拉后:

$F_N'=k(x+△x)$

$a=\frac{F_N'-mg}{m}$

$=\frac{k(x+△x-mg)}{m}$ 第一步mg=kx,约掉

$=\frac{k△x}{m}$

($F_合=k△x$)

得a=2.5

A

C

烧断前:

乙:mg=T

甲:向上:2mg,向下:mg+T=2mg

后:

乙:只有mg,a=g,↓

甲:向上2mg,向下的mg,合力mg,a=g,↑

B

弹簧问题:

μ=0时,形变→恢复,加速度减小的加速直线运动,恢复原长速度最大

μ≠0时,加速度减小的加速直线运动,a=0时v有最大值,得kx=μmg时速度最大,得,恢复原长之前的O’点速度已经最大,是平衡位置,过了O’,弹力<f,题中,加速度向左,越来越大

D

B

0

F/m

a减小的加速直线运动

轻杆连接AB,突然抽走C,A B的加速度是多少?

抽走后,物体自由落体,$F_N$和N消失

换成弹簧:

A:a=0

B:N消失,a=2g,↓

临界问题

$F&gt;g(μ_1+μ_2)(m+M)$

整体:$a=\frac{F_合}{m+M}$

隔离m:$a=\frac{F_合}{m}=\frac{mgtanα}{m}=gtanα$

所以 $F_0=(m+M)gtanα$

$F&gt;F_0$:a大,物体沿斜面上飞

$F&lt;F_0$:a小,物体沿斜面下滑

→a

ma=Tcosα-Nsinα ①

mg=Tsinα+Ncosα ②

α不变时,当a变大:

  • N不变,T增大:①可行,②:左边不符合mg不变
  • T不变,N减小:①可行,②同上
  • T增大,N减小:可行

T增大,N减小→临界现象:N=0

$ma_0=Tcosα$

mg=Tsinα

$a_0=\frac{mgtanθ}{m}=g$

结论:

a<g:N≠0,小球未离开斜面

a=g:N=0,小球未离开斜面

a>g:小球飞起离开斜面,其中α减小,满足:ma=Tcosα mg=Tsinα

光滑时:

T=ma

$a=\frac T m$

$F_1=2ma=\frac{2mT}m=2T$

粗糙时:

$T=ma+f$

$a=\frac{T-f}{m}$

$F_2=2ma+2f=\frac{2m(T-f)}m+2f=2(T-f)+2f=2T$

所以$F_1=F_2$

B

不滑落,在车上达到速度一样,就是相对静止,

μmg=ma

a=μg

由$v^2-v_0^2=2ax$,初速度为0

$a=\frac{v^2}{2x}$

由μmg=ma,μg=a,带入a

$x=\frac{v^2}{2μg}$

设斜面与水平方向夹角为α(取锐角),受力分析,当球对水平扯面的压力为0时为临界条件,此时小球的加速度最大。

设斜面对小球支持力为F,受力分析:

Fsinα=ma

a=gtanα(问题:扫题联立没有数据)

a不得超过gtanα

对照相机受力分析,受重力,3个支架的支持力,3个支架平衡力的合力应=重力,即3Fcosθ=mg

$F=\frac{2\sqrt 3}{9}$

C

BD

斜面匀加速→平面匀减速

v-t图:2段倾斜直线

a-t图:2段水平线

f-t图:2段水平线,水平面摩擦力大

s-t图:物体匀加速阶段,$x=\frac 1 2 at^2$,应是抛物线,不是直线

C

AD

其他

质量m的物体,受水平力F的作用,在粗糙的水平面运动,正确的是ACD

A. 如果物体做加速直线运动,F一定做正功

B. 如果物体做减速直线运动,F一定做负功:可能同向或者反向

C. 如果物体做减速直线运动,F可能做正功

D. 如果物体做匀速直线运动,F一定做正功

用力将重物竖直提起,先从静止开始匀加速上升,然后匀速上升。如果前后两过程的运动时间相同,不计空气阻力,则

A. 加速过程中拉力做的功>匀速过程中拉力做的功

A. 加速过程中拉力做的功<匀速过程中拉力做的功

A. 加速过程中拉力做的功=匀速过程中拉力做的功

D. 上述三种情况都有可能

质量0.5kg的物体从高处自由下落,下落前2s内重力队物体做功是多少?这2s内重力对物体做功的平均功率是多少?2s末,重力对物体做功的即时功率是多少?

$h=\frac 1 2 gt^2=20m$

W=mgh=5*20=100J

平均功率:$P=\frac W t=100/2=50W$

2s末速度:v=gt=10*2=20m/s

重力做功的瞬时功率:$P=mgv=0.51020=100w$

质量2000kg,额定功率80kW的汽车,在平直公路行驶的最大速度为20m/s,若汽车从静止开始做匀加速直线运动,$a=2m/s^2$,运动中的阻力不变。求:

① 汽车所受阻力的大小

② 汽车做匀加速运动的时间

③ 3s末汽车的瞬时功率

④ 汽车在匀加速运动中牵引力所做的功

P=fv

$f=\frac P v=80000/20=4000N$

F-f=ma

$F=f+ma=4000+2×10^3×2=8000N$

∴ 匀加速运动的最大速度:$v=\frac P F=10m/s$

匀加速运动的时间:t=v/a=10/2=5s

3s末速度:v=at=2*3=6m/s

瞬时功率:P=Fv=8000×6=48000w=48kW

∵ 匀加速时间为5s,

∴ 匀加速位移:$x=\frac 1 2at^2=25m$

牵引力做功:W=Fs=80000*25=200000J

铁路提速。列车阻力与速度平方成正比,即$F_f=kv^2$

① 计算列车分别以120km/h, 40km/h的速度行驶时,机车功率大小的比值

② 举例其他需要解决的技术问题,例如,为了减少列车在高速行驶中的振动,需要把原先的有缝轨道改为无缝轨道。举例说明

$F_f=kv^2$

$P=Fv=kv^3$

$p_1=27p_2$

② 向心力$F=m\frac{v^2}r$,可知,m,v一定时,半径越大,向心力越小。火车速度越大,需向心力越大,通过增大弯道半径,减小向心力

机车从静止开始沿平直轨道做匀加速运动,所受阻力不变。在此过程中,正确的是AD

A. 机车输出功率逐渐增大

B. 机车输出功率不变

C. 任意两相等时间内,机车动能变化相等

D. 在任意两相等的时间内,机车动量变化大小相等

一个25kg的小孩从高度3m的话题顶端静止开始滑下,滑到底端速度为2m/s,关于力对小孩做的功,下列正确的是_

A. 合外力做功50J

B. 阻力做功500J:-700J

C. 重力做功500J:750J

D. 支持力做功50J:与位移垂直,不做功

v-t图,速度增大,合外力做正功,速度减小,合外力做负功

宋晓磊:4页6题

质量1kg的质点静止于光滑水平面上,t=0开始,第1s内收到2N的水平外力,第2s收到同方向的1N的外力作用,正确的是AD

A. 0-2s内外力的平均功率是9/4w

B. 第2s内外力做功5/4J

C. 第2s末外力的瞬时功率最大

D. 第1s内与第2s内质点动能增加量的比值是4/5

车总质量920kg,16s内从静止加速到100km/h(27.8m/s),收到恒定阻力1500N,假设它做匀速直线运动,动力系统提供的牵引力为3100N,最高时速120km/h(33.3m/s)做匀速直线运动时,动力系统输出功率为50kw.

塔式起重机,在起重机将质量m=5×10^3kg的重物竖直吊起的过程中,重物由静止开始向上匀加速直线运动,加速度a=0.2m/s^2,当起重机输出功率达到允许的最大值时,保持该功率知道重物做$v_m=1.02m/s$的匀速运动,取g=10,不计额外功,求:

(1)起重机允许输出的最大功率

(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2s末的输出功率

5.1×10^4W

5s 2.04×10^4W

完全弹性碰撞/能量动量双守恒碰撞/没有能量损失的碰撞

$\frac 1 2 m_1v_{10}^2+\frac 1 2m_2v_{20}^2=\frac 1 2m_1v_1^2+\frac 1 2m_2v_2^2$

=>$v_{10}-v_{20}=v_2-v_1$

$m_1v_{10}+m_2v_20=m_1v_1+m_2v_2$

$v_{10}+v_1=v_{20}+v_2(v_{10}&gt;v_1)$

$e=\frac{v_2-v_1}{v_{10}-v_{20}}$

e=1:完全弹性碰撞(相互靠近速度=相互远离速度)

0<e<1:完全非弹性碰撞(碰到后黏在一起)

完全弹性碰撞:

m1=m2:质量相等,交换速度

$v_{20}=0$

用手将5kg的铅球水平抛出,落到3.6m远的地上,铅球在空中运动0.6s,正确的是ABD

A. 手对铅球做功90J

B. 铅球落地时动能180J

C. 铅球落地时动能90J

D. 重力做功90J

两个质量相同的物体A,B,在同一高度,A物体自由落下,B物体沿光滑斜面下滑,则它们到达底面时(空气阻力不计)AC

A. 速率相同,动能相同

B. B物体速率大,动能也大

C. A,B两物体在运动过程中机械能都守恒

D. B物体重力做功比A物体重力做功多

斜面光滑,B运动过程中只有重力做功,所以AB机械能都守恒。初速度为0,高度相同,所以到达底面动能相同

在下列几种现象中,所选系统动量守恒的有(  )

A.原来静止在光滑水平面上的车,从水平方向跳上一个人,人车为一系统

B.运动员将铅球从肩窝开始加速推出,以运动员和铅球为一系统:初动量为0,末动量不为0

C.从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中,以重物和车厢为一系统:初动量不为0,末动量为0

D.光滑水平面上放一斜面,斜面也光滑,一个物体沿斜面滑下,以重物和斜面为一系统:物体沿斜面下滑时,向下的动量增大

A:水平方向受合外力为0,所以水平方向动量守恒

判断动量是否守恒:

  1. 动量守恒条件:系统受到的合外力为0
  2. 动量定义

曲线运动

合力方向与初速度方向不一致:不可能是直线运动

曲线运动合力方向指向轨道弯曲的内侧:B正确

B

(作图)

静止开始:没有初速度和方向,所以开始两个力沿着合理方向做直线运动

F1突然增大:合力方向与v方向不同,改变了运动方向,大小不变,所以是匀加速曲线运动

v和合力方向是锐角,加速运动

速度增大

CD

平抛:重力是恒力

压缩弹簧:非匀变速直线运动

CD

AC

合外力不变:匀变速曲线

A

A:速率不变,方向可能变化,有a

曲线运动一定有加速度

B

运动方向就是速度方向

ABD

B:单向直线:S=x,除此之外路程>位移

ACD

BC

B

C

B

A点方向与x轴平行:不可能沿+x方向。恒力方向应在弧内

ABC

合成v,火车速度和雨滴速度为直角边,合力为斜边,得雨滴速度:v=20m/s

方向:合速度与竖直夹角为θ,$tanθ=\frac{v_火}{v_雨}$

x方向:匀直,合力为0

y方向:匀加速,a=0.5,合力F=ma

(1) $v_0=v_x=3m/s$

(2) x方向合力为0,物体合力=y方向合力,$F_合=F_y=ma_y$,

$F_合=1N$

(3) $v_x=3, v_y=4, 合成力:v=5m/s$

(4)

$x_x=v_xt=12m$

$x_y=\frac 1 2at^2=4m$

$x=\sqrt{x_x^2+x_y^2}=40m$

图上60°为准

圆柱体运动:实际运动,斜边运动

C

B

t=d/船速

C

C

B

$x=v_t$

$t=d/v_2$

$x=\frac{v_1}{v_2}d$

C

角速度是ω,v=ωr

A

C

BC

y轴匀速,x轴匀加速,

设为轨迹任一点速度方向与水平方向的夹角,

$tanθ=\frac{v_y}{v_x}=\frac{v_y}{at}$,随着时间增大α减小,即切线方向与水平夹角减小曲线逐渐平缓

B

(1) 正对岸,80s

(2) 400m

C

C

轨迹一定是曲线

C

水平加速度=0,合加速度=竖直方向加速度,所以加速度方向大小允不变

BC

平抛

转化为平抛射程问题

$t=\sqrt{\frac{2h}{g}}$

$x=vt$

$v_t=\frac{v_0}{sinθ}$

$v_y=\frac{v_0}{tanθ}$

又因为$v_y=gt$

所以$t=\frac{v_y}{g}=\frac{v_0}{gtanθ}$

$v=\sqrt{v_x^2+v_y^2}=\sqrt{v_0^2+(gt)^2}$

t=4s

$h=\frac 1 2gt^2=80m$

速度看图求解

B点垂直方向速度:中间时刻速度=(初速度+末速度)/2=平均速度$=\frac{H}{2△t}$

$v_0=5×2/0.1=100cm/s=1m/s$

$v_{By}=\frac{5×8}{0.1×2}=200cm/s=2m/s$

AB水平方向速度均相同,都在飞机正下方

竖直方向B先A后,距离越来越大

D

C

方法一:

$\frac{h}{\frac S 2}=tan60°$

$h=4\sqrt 3m$

方法二:

位移与水平方向夹角为γ,

α,γ角度值不是2:1,正切值是2:1

$tanα=\frac{h}{\frac S 2}$

$tanγ=\frac h S$

$tanα:tanγ=2:1$

令竖直位移为h,水平位移x,

$x=v_0t=Lcosθ$

$h=\frac 1 2gt^2=Lsinθ$

竖直方向得到$t=\sqrt{2Lsinθ}g$

联立,

$v_0=Lcosθ\sqrt{\frac{g}{2Lsinθ}}$

A

$tanα=\frac{gt}{v_0}$,正比例

B

A:下标2是0的话正确

BC

设初速度为$v_0$,则从抛出点运动到A的时间$t_1=\frac{x_1}{v_0}$

从抛出点到B的时间$t_1=\frac{x_2}{v_0}$,

竖直方向有$\frac 1 2gt_2^2-\frac 1 2gt_1^2=h$

带入$t_1,t_2$,$v_0=\sqrt{\frac{(x_2^2-x_1^2)g}{2h}}$

A

几何关系的理解应用

得出t的表达式,尽量用已知的物理量描述

$\frac h x=\frac{gt}{2v_0}$

(1) $t_1:t_2=\frac{tanα}{tanβ}$

(2)水平位移比:$x_1:x_2=\frac{v_0t_1}{v_0t_2}=\frac{tanα}{tanβ}$

(3)高度之比:

因为$h=\frac 1 2gt^2$

$h_1:h_2=t_1^2:t_2^2=\frac{tan^2α}{tan^2β}$

由几何关系,物体落在斜面上时与水平方向夹角为β-α,

有平行四边形定则知,竖直分速度

$v_g=v_0tan(β-α)$

到达斜面的速度$v=\frac{v_0}{cos(β-α)}$

根据$v_y=gt$得,飞行时间$t=\frac{v_y}{g}=v_0tan(β-α){g}$

$v_y=gt=10m/s$

$v_0=\frac{v_y}{tan45°}=10m/s$

$v_A=10\sqrt 2m/s$

$h_1=\frac 1 2gt^2=5m$

$s_1=v_0t=10m$

落地:已知$v_0=10$

$v_y'=v_0tan60°=10\sqrt 3m/s$

$v_B=\sqrt{v_0}{cos60°}=2v_0=20m/s$

$v_g'=gt'$

$t'=\frac{v_y'}{g}=\sqrt 3s$

$H=\frac 1 2gt^2=15m$

$S=v_0t=10\sqrt 3m$

A:$v=L\sqrt{\frac{g}{2H}}$

B

B

D

t=1s

$s=10\sqrt{2}$

匀速圆周

(1) 相距最近,两质点正好转动角度相差2π时,相距最近题意得再次相距最近用时为t,则

$ω_At-ω_Bt=2π$

因为$ω_A=\frac{2π}{T_1},ω_B=\frac{2π}{T_2}$,

所以$t=\frac{T_1T_2}{T_2-T_1}$(同×n)

(2) 两质点相距最远用时:

转动角度相差(2n-1)π时,相距最远,第一次相距最远时:

$ω_At-ω_Bt=π$

得出$t=\frac{T_1T_2}{2(T_2-T_1)}$

设OA=2r,OB=3r,角速度ω,质量m

B球:$T_{AB}=F_向=3mv^2r$

A球:$F_向'=T_{OA}-T_{AB}=2mv^2r$

联立:$T_{OA}=5mv^2r$

所以:5:3

A

B:a方向变化,不是匀变速

C

向心力是效果力,不是性质力,不能参与计算

B

匀速:T-mg

突然制动:F_向=T-mg

B

A

不打滑:线速度v相同

$a=\frac{v^2}{r}$

1:1

2:1

2:1

相同时间圈数:频率

$f_甲=\frac{60}{t}$

$f_乙=\frac{45}{t}$

$f_甲:f_乙=60:45=4:3$

带入$a=4π^2f^2r$

B

A

B:方向时刻改变

D

B

前后速度是不变的

2:3

先求线速度,然后求向心加速度

ω=θ/t

$a=ω^2r$

认为最大静摩擦力就是μmg,

临界条件和向心力大小比较,判断物体是否需要外力,比如绳子弥补向心力

$m\omega ^2_mr=μmg$

$ω_m=\sqrt{\frac{μg}{r}}$

$ω_1&lt;ω_m$,即$F_向<f_μ$

$ω_2&gt;ω_m$,即$F_向>f_μ$

(1) <,$T_1=0$

(2) >,

$F_向=mω_2^2r=\frac{3μmg}{2}=T_2+μmg$

$T_2=\frac 1 2μmg$

D

A

转弯时,静摩擦力提供向心力,不侧滑:

f≤μmg

又因圆周运动有:$f=m\frac{v^2}R$

得$v≤\sqrt{μgR}$

C

CD

C

D

D

C

D

D

温度刻度一端

内侧

重力 弹力 摩擦力

向心力

$F_向=F_合=mgtanθ$

$mgtanθ=\frac{4mπ^2r}{T^2}$

又因为r=Lsinθ,带入,

$T=\sqrt{\frac{4π^2Lsinθ}{gtanθ}}$

$F_向=mgtanθ=m\frac{v^2}{r}=mω^2r$

$a_向=gtanθ$

A

$F_向=F_f=m\frac{v^2}{r}$

$\frac{F_{f甲}}{F_{f乙}}=\frac{R_乙}{R_甲}$

因为$r_乙<r_甲$

所以$F_{f甲}<F_{f乙}$

A

合力提供向心力,作图

$mgtanθ=\frac{mv^2}{r}$

tanθ=h/d

所以$v=\sqrt{\frac{gRh}{d}}$

B

C

严谨点:$v=\sqrt{grtanθ}$

A

B

竖直面内圆周运动和模型

典型的处理成圆周运动的模型:

B点:圆周运动最低点,

$F_支-mg=F_向$

所以$F_支=mg+m\frac{v_B^2}{R}$

=mg+2mg

=3mg

由牛三得:$F_B=F_支=3mg$

C点:匀速直线运动,$F_合=0$

$F_N=mg$

(1)没有支撑物:绳模型

临界条件:$v=\sqrt{gr}$

过最高点:$v≥\sqrt{gr}$ =没有挤压,>向下挤压

不能过最高点:<

(2)①有支撑物:杆模型

能过最高点:v≥0

杆对球的作用力:$mg=F_N$

<:作用力向上,$mg-m\frac{v^2}{r}$

=:无作用力

>:向下,$mg+m\frac{v^2}{r}$

讨论:杆能被压缩,弹力可以向上、向下

绳子:只能向下,不能向上

刚好过最高点

B:$F_向=T-mg$

$T=mg+m\frac{v^2}{r}$

比向心力大

C:重力=向心力,拉力=0

D

AB

BC

D

不滑下:$f=μF_N=mg$

转动:$F_N=mω^2r$

D

A

B

A:最小值0

B:v增大,$F_向=m\frac{v^2}{r}$,增加

BCD

(1)最高点:$T_1+mg=m\frac{v_1^2}{r}$

$T_1=1N$

(2) $T_2+mg=m\frac{v_2^2}{r}$

(1)$F_1+mg=mω^2r$

$F_1=0.88N$,方向竖直向下

(2)对杆中心小球分析,设下端杆对球的作用力为$F_2$,牛二:

$F_2+mg-F_1=m\frac L 2ω^2$

$F_2=0.32N$,方向竖直向下,所以杆对O的作用力是0.32N,方向竖直向下

4720N

T-mg=ma

C

D

分为竖直面内圆周运动和

思路:

① 竖直面内圆周运动,$v_m=\sqrt{gR}$

② 平抛运动

$t=\sqrt{\frac{4R}{g}}$

$x=v_0t=\sqrt{gR}·\sqrt{4R}{g}=2R$

万有引力与天体运动

万有引力

$\frac{r^3}{T^2}=k$ 同一中心天体,k是常数

用比例式求解

30倍

设地球半径为r,则小行星半径为2.77r

$\frac{r_小^3}{T_小^2}=\frac{r^3}{T_地^2}$

$T_小=\sqrt{\frac{r_小^3}{r^3}}T_地$

≈4.6年

C:宇宙是转动的

ABC

突然消失:切线方向匀速直线

增加:向心

减少:离心

B

C

$k=\frac{r^3}{T^2}$

$T=\frac{2π}{ω},v=ωr→T=\frac{2πr}{v}$

然后联立求解

$\sqrt{\frac{1}{2.6}}$

B

$\frac{GMm}{r^2}=m\frac{4π^2}{T^2}r$

A

$\frac{GMm}{r^2}=m\frac{4π^2}{T^2}r$

$r=\sqrt[3]{\frac{GMT^2}{4π^2}}$

r:R=1:9

C

D

C:$v=\frac{2π}{T}R$得,速度之比为$\sqrt[3]{3}:1$

D:质量不知道

B

ABD

D

ACD

$k=\frac{r^3}{T^2}$

$\frac{T_1}{T_2}=\sqrt{\frac{r_1^3}{r_2^3}}=8:1$

8:1

开普勒第三定律,化简比例式:

$T=16\sqrt{2}T_地≈22.6年$

卡文迪许测出G大小

AB

BCD

A

CD

BD

B

A

天体运动

$G\frac{Mm}{r^2}=m\frac{4π^2}{T^2}r$

T=1年=?s

r=500s×3×10^8m/s

$M_太=\frac{4π^2r^3}{GT^2}$

B

物体质量$m=\frac{G}{g}=160/10=16kg$

$a=5m/s^2$

设火箭离地面高度h,火箭上物体受到支持力为N,物体受到重力为mg',

牛二:N-mg'=ma

$g'=\frac{N-ma}{m}=\frac{90-16×5}{16}=\frac 5 8m/s^2$

h高处:$g'=\frac{GM}{(R+h)^2}$

地球表面:$g=\frac{GM}{R^2}$

联立以上各式,$h=3R=1.92×10^4km$

$\frac{GMm}{r^2}=m\frac{4π^2}{T^2}r$

$M=\frac{4π^2r^3}{GT^2}$

又$M=ρV=ρ\frac 4 3πr^3$

所以行星密度$ρ=\frac M V=\frac{3π}{GT^2}$

测飞船绕行星运动的时间就可测密度

设两星球质量为$m_1,m_2$,做圆周运动的半径为$r_1,r_2$,

万有引力提供向心力得:

$G\frac{m_1m_2}{R^2}=m_1\frac{4π^2}{T^2}r_1$

$G\frac{m_1m_2}{R^2}=m_2\frac{4π^2}{T^2}r_2$

且$r_1+r_2=R$

联立,$m_1+m_2=\frac{4π^2R^3}{GT^2}$

$mg=G\frac{Mm}{R^2}$

$g=\frac{GM}{R^2}$

$v_0→h=\frac{v_0^2}{2g}=\frac{v_0^2R^2}{2GM}$

所以 $\frac{H_地}{H_x}=k=\frac{R_地^2M_x}{R_x^2M_地}$

$M_地:M_x=k$

B

D

C

C改成离地面高度2R处为1/9mg

$mg=G\frac{Mm}{R^2}$

$g=\frac{GM}{R^2}$,R越大,g越小

C

$\frac{g_月}{g_地}=\frac 1 6=\frac{M_月R_地^2}{M_地R_月^2}$

D

D

$g=\frac{GM}{R^2}=\frac{GρV}{r^2}=\frac{Gρ\frac 4 3πR^3}{R^2}=\frac{4GρRπ}{3}$

$\frac{g_太}{g_地}=\frac{ρ_太}{R_太}{ρ_地R_地}$

$g_太=g_0\frac{ρ'R'}{ρR}$

C

$mg=G\frac{Mm}{R^2}$

$g=\frac{GM}{R^2}$

$\frac{g_火}{g_地}=\frac{M_火R_地^2}{M_地R_火^2}=p/q^2$

A

地球表面:$\frac{GMm}{R^2}=mg$

$M=\frac{gR^2}{G}$

$G\frac{Mm}{r^2}=m\frac{4π^2}{T^2}r$

$r=\sqrt[3]{\frac{GMT^2}{4π^2}}$

又$GM=gR^2$

$r=\sqrt[3]{\frac{gR^2T^2}{4π^2}}$

带入值,$≈4×10^8m$

比较g即可

$\frac{GMm}{R^2}=mg$

$g=\frac{GM}{R^2}$

9:4

$G\frac{Mm}{r^2}=m\frac{4π^2}{T^2}r$

$\frac{GMm}{R^2}=mg$

联立,$T=2π\sqrt{\frac R g}$

带入数据,T=1.4h

$G\frac{m_1m_2}{L^2}=m_1\frac{4π^2}{T^2}r_1$

$G\frac{m_1m_2}{L^2}=m_2\frac{4π^2}{T^2}r_2$

则$m_1r_1=m_2r_2$

又$r_1+r_2=L$

得$r_1=\frac{m_2}{m_1+m_2}L$

带入①得$T=2π\sqrt{\frac{L}{G(m_1+m_2)}}$

A:$T=\sqrt{\frac{4π^2r^3}{GM}}$,G减小T变大

B:$G\frac{Mm}{r^2}=mω^2r,ω=\sqrt{\frac{GM}{r^3}}$,G减小ω减小

C:大爆炸认为星球以不同速度向外运动,则距离逐渐增加,公转半径逐渐增大

D:$G\frac{Mm}{r^2}=m\frac{v^2}r,v=\sqrt{\frac{GM}r}$,G减小v减小

A

$\frac{GMm}{r^2}=\frac{4π^2r}{T^2}$

$T=\frac{2πr}v$

ACD

N年后相遇,即N年后地球比行星多转一圈,则周期比为$\frac{N}{N-1}$,

带入开3

B

人造卫星

$v_地=7.9km/s$

$M_月:M_地=1/81$

$R_月:R_地=1/4$

$v=\sqrt{\frac{GM}{R}}=\sqrt{gR}$

$\frac{v_月}{v_地}=\sqrt{\frac{M_月}{M_地}·\frac{R_地}{R_月}}=\sqrt{\frac{1}{81}·4}=\frac 2 9$

$v_月=v_地·\frac 2 g=1.8km/s$

由万有引力提供向心力,且有ω,选择

$\frac{GMm}{r^2}=mω^2r$

由题意得:

r=2.5R

$gR^2=GM$

所以

$ω=\sqrt{\frac{GM}{r^2}}$

$=\sqrt{\frac{gR^2}{(\frac 5 2 R)^3}}$

$=\frac 2 5\sqrt{\frac{2g}{5R}}$

A

C

r=R+h

$v=\sqrt{\frac{GM}{r}}=\sqrt{\frac{gR^2}{R+h}}$

$T=\sqrt{\frac{4π^2r^3}{GM}}=\sqrt{\frac{4π^2(R+h)^3}{gR^2}}$

$r=\sqrt{\frac{GMT^2}{4π^2}}$

$=\sqrt{\frac{gR^2T^2}{4π^2}}$

代入数值,$=4.2×10^7m$

$h=r-R=4.2×10^7-6.4×10^6&gt;735km$

$g_天=\frac F m$

$G\frac{mM}{R_天^2}=m\frac{4π^2}{T^2}R_天$

$M=\frac{4π^2R_天^3}{GT^2}$

R未知,黄金代换:$g_天R_天^2=GM$

$M=\frac{F_3T_4}{16π^4Gm^3}$

(1) 物体不是卫星,不能以同步卫星公式计算

同步:$ma_1=mω^2r=mω^26R$

物体:$m'a_2=m'ωR$

$a_1:a_2=6:1$

(2)

同步:$F_万=F_向→G\frac{mM}{(6R)^2}=m_1a_1$

近地:$F_万'=F_向'→G\frac{mM}{R^2}=ma_2$

$a_1:a_2=1:36$

$T_1=24h&gt;T_2=\frac{36}{24}h$

所以

$r_1&gt;r_2$

$v_1&lt;v_2$

$ω_1&lt;ω_2$

$a_1&lt;a_2$

AD

$G\frac{Mm}{r^2}=m\frac{v^2}{r}=m\omega ^2r=m(\frac{2\pi}{T})^2=ma_n$

$r=\sqrt[3]{\frac{GMT^2}{4π^2}}$

$\frac{r_1}{r_2}=\sqrt[3]{\frac{T_1^2}{T_2^2}}$

$\frac{GMm}{r^2}=mg$

$g=\frac{GM}{r^2}$

$\frac{g_1}{g_2}=\sqrt[3]{(\frac{T_2}{T_1})^4}$

B

AC

A

ACD

曲线运动综合

F1和合力同直线,撤掉时,合力为F1,做匀加速

不同直线:撤掉时,做匀变速曲线

AC

C

$\frac{24}{7}d$

斜面问题:思路:平面几何关系

(1)

$\frac h x=tanθ$

$h=\frac 1 2gt^2$

$x=v_0t$

带入①

$tanθ=\frac{gt}{2v_0}$

$t=\frac{2v_0tanθ}{g}$

根据t求位移

$s=\frac{h}{sinθ}=\frac{\frac 1 2gt^2}{sinθ}=\frac{2v_0^2tan^2θ}{gsinθ}$

(2)

$v_t$与斜面平行时,与斜面距离最大

$v_y=v_0tanθ$

$v_y=gt$

$t=\frac{v_0tanθ}g$

找到向心力来源是关键

$F_合=F_向=mgtanθ=m\frac{v^2}r$

$v=\sqrt{grtanθ}$

$tanθ=\frac{v^2}{gr}$

B

AB

B点:$mg=F_向=m\frac{v^2}{r}$

所以$v_B=\sqrt{gr},t=\sqrt{\frac{2·2R}{g}}$

$x_{AC}=v_Bt$

AD

B

C

曲线运动:a和v不共线

两个互成角度且不为0的匀变速曲线运动的合运动,a和v有可能共线也有可能不共线,所以可能是直线/曲线运动。由于加速度不为0,且为定值,一定做匀变速运动

C

B

B

A


BD

曲线运动的加速度方向不一定变化,比如平抛

AC

D:错误,是2倍关系

C

功和能

  1. 分析受力
  2. 求分力做功

受重力,支持力,摩擦力

(1)

W=Fx:

$W_G=Fxcos(90°+α)=-mg s sinα$

$W_N=Fxcos90°=0$

$W_f=-fs=-μmgcosα$

(2)

$W_G=mgx sinα&gt;0$

$W_N=0$

$W_f=-μmg xcosα&lt;0$

$f_1=f_2$

$f_1=f_2=μmg$

m:

$W_{f_1}=f_1x'cos180°=-μmg(S+L)$

$W_{f_2}=fxcos0°=μmg S$

$v_B=\sqrt{2gh}$

$t=\sqrt{\frac{2h}{gsin^2θ}}$

(1)平均功率

$P=\frac{W_G}{t}=\frac{mgh}{\sqrt\frac{2h}{gsin^2θ}}$

(2)

$P=mg v_t cosα=mgv_Bcosθ$

$f=fv_Bcos180°=-fv_B$

(1)

当v=2m/s时,牵引力未达到最大值

$F=\frac P v_1=3×10^4N$

ma=F-f

所以$a=\frac{F-f}{m}$

=5m/s^2

(2)

速度达到最大值,F=f

∴P=Fv=fv

$v=\frac P f=15m/s$

200N是踢时的力,50m是踢后的位移,要求做的功,必须知道踢出的速度,根据动能定理可求

D

物体受向上拉力,向下重力,a向上

ma=F-mg

F=mg+ma

克服拉力做功:一定是正的

D

第三秒内的做功,x=0,W=0

D

拉力:支持力减小,摩擦力减小,合力小

推力:支持力增大,摩擦力增大,合力大

C

A对B摩擦力做功,B有位移,做负功

C

C

做功一样的,结果:粗糙平面有f

光滑面a>粗糙面a,光滑面t<粗糙面t,光滑面v>粗糙面v

B

P=Fv

A

W=Pt肯定正确

AD

$f_阻=kv^2$

$P=f_阻v=kv^3$

$P=f_阻·2v=8kv^3=8P$

C

P=Fv,功率不变,加速过程中,v↑,F↓

$a=\frac{F-f}{m}$,阻力不变,a↓

A

AB:

对小球受力分析:Tcosθ=mg,Tsinθ=ma

a=tanθ,

汽车做初速度为0的匀加速运动,运动4s,可以根据匀加速公式求出汽车长度和4s末速度

CD:水平方向受到牵引力和摩擦力,摩擦力未提供,只能求出水平方向的合力,不能求出牵引力,所以不能求牵引力做的功和功率

AB

支持力方向始终与x方向一致

D

(1) 匀速运动时

$f=F=\frac{P}{v_m}=2.5×10^3N$

匀加速运动:

F-f=ma

$F=f+ma=7.5×10^3N$

末速度$v=\frac P F=5m/s$

由v=at,t=v/a=5s

(2) 关闭发动机后,

$a=\frac F m=0.5m/s^2$

由$v^2=2ax$

x=225m

质量是2000kg、额定功率为80kW的汽车,在平直公路上行驶中的最大速度为20m/s。若汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为2m/s^2,运动中的阻力不变。

求:①汽车所受阻力的大小。

②汽车做匀加速运动的时间。

③3s末汽车的瞬时功率。

④汽车在匀加速运动中牵引力所做的功。

(1)

$P_额=f_阻v_m$

f=P/v=4000N

(2)t时刻汽车功率为额定功率

$P_额=Fv_1$

F=ma+f=8000N

$v_1=at=2t$,t=5s

(3)3s速度v=at=6m/s

$P=Fv_3=8000×6=4.8×10^4W$

(4)

F=ma+f=8000N

$x=\frac 1 2at^2=25s$

W=Fx=20000J

一质量m=2Kg的铅球从离地面H=2m高处自由下落,陷入沙坑h=2cm深处,求沙子对铅球的平均阻力

平均阻力:匀减速

$W_G=mg(H+h)$

$W_{\overline F}=-\overline Fh$

$△E_k=0$

$mg(H+h)-\overline Fh=0$

$\overline F=mg\frac{H+h}{h}$

如果没告诉陷入沙坑h,告诉陷入时间t,求解?

动量定理:I=△p,$Ft=mv-mv_0$

$mg(T+t)-\overline Ft=0$

$\overline F=mg\frac{T+t}{t}$

动能定理

C:初速度为0,初动能为0;末速度为0,末动能为0,末-初=0,不做功

CD

受力分析:

N+Fsinα=mg

f=μN

ma=Fcosα-f

联立,$a=\frac{Fcosα-μ(mg-Fsinθ)}{m}$

根据$2ax=v^2-0$

$v=\sqrt{\frac{2s[Fcosα-μ(mg-Fsinθ)]}{m}}$

方法2:动能定理

物体受重力,支持力,拉力

拉力始终与速度垂直,不做功

缓慢拉:时刻平衡

重力做功只与初末位置的高度有关

W-mgl(1-cosθ)=0

C

末速度:v;初速度:0

位移:x

弹力做正功,摩擦力做负功

$W-μmgx=\frac 1 2mv^2-0$

$W=\frac 1 2mv^2+μmgx$

小球升高:重力势能增加,重力做负功

阻力:做负功

$-mg·2l-W_f=\frac 1 2mv^2-\frac 12mv_0^2$

最高点:$mg=\frac{mv^2}{l}$

最低点:$7mg-mg=\frac{mv_0^2}{l}$(张力是7mg指向圆心,重力是mg背离圆心)

$W_f=-mg·2l-\frac 1 2mgl+\frac 1 2·6mgl=\frac{mgl}{2}$

C

mg(H+h)-fh=0-0

$W_f=-fh=-mg(H+h)$

$F=-\frac{mg(H+h)}{h}$

BD:总是错误,是先正功后负功

C:初,末动能不相等,做功

1-3s内,不做功

A

B

合外力做功=动能变化量:合外力做功为2J

W-mgh=2J-0

W=12J

BC

80J改50算

初动能算出初速度:

$E_{k1}=\frac 1 2mv^2$

$v=\sqrt{\frac{2E_{k1}}{m}}=10m/s$

根据末速度0,初速度为v,平均速度为v/2

$x=\frac{v} 2·t$

t=25/5=5s

D

A:匀速圆周:合外力提供向心力,始终与v垂直,不做功

B

$mgh-W=\frac 1 2mv^2-\frac 1 2mv_0^2$

C

$-fd=0-\frac 1 2mv^2$

$-fx=0-\frac 1 2m(2v)^2$

C

光滑轴:没摩擦力

至少:末动能为0;初动能为0

均匀正方形金属片:几何中心就是重心,手做正功,重力做负功

$W-G(\frac{\sqrt 2a-a}{2})=0-0$

C

W=Fs

$v^2-0=2as_1$

$(2v)^2-v^2=2as_2$

C

托着物体未产生摩擦:动摩擦因数μ不能使用

D

A

人做功为初动能

中途只有重力做功

$W_人=E_{k0}$

$mgh=11E_{k0}-E_{k0}$

所以

$W_人=\frac{1}{10}mgh=7.32J$

$W_1-W_2=0-0$

$W_1:W_2=1:1$

$W_1=F_1S_1$ 动力:0-1s

$W_2=F_2S_2$ 阻力:0-4s

比较S:1:4

$F_1:F_2=4:1$

t1刚到地面

t1-t2:合力向下,a向下,a↓的加速下落运动

t2-t3:合力向上,人做向下的减速运动

t2弹力与重力大小相等,方向相反,合力为0,速度最大,动能最大

t3-t4:合力向上,a向上,向下减速运动

t4:静止

C

仔细读题:AB段克服摩擦力做功

AB段:摩擦力是变力,BC段摩擦力是恒力

A→C:mgR-W_AB-W_{BC}=0

$W_{AB}=mgR-W_{BC}$

=mgR=μmgR

动能定理:$W_1-mgL(1-cosθ)=0$

拉力做功:$W_1=mgL(1-cosθ)$

C

S=W=Fx

$S=W=△E_k=\frac 1 2mv^2$

求S即可

C

$W_1-W_2=△E_k=0$

$W_1=W_2$

$Fx_1=f(x_1+x_2)$

BC

机械能守恒定律

缓慢:每一时刻动能相等

弹簧本身被拉长了,所以物体上升高度<H

k△x=mg

△x=mg/k 弹簧拉长

$△E_p=mgx$

x=H-△x

C

设物体在桌面为A点,最高点B点,最低点C点,

A点为0势能面,重力势能为0

根据动能守恒定律:

$E_A=E_B=E_C$

$\frac 1 2mv_0^2=mg(H-h)=E_C$

C

选取石头落地地面为0势能面

解法1:状态

$\frac 1 2mv_0^2+mgh=\frac 1 2mv_t^2$

$v_t=15m/s$

解法2:过程

$mgh=\frac 1 2mv_t^2-\frac 1 2mv_0^2$

$v_t=15m/s$

解法3:运动学,以$v_0$方向为正方向,则x为-10m

$x=v_0t+\frac 1 2at^2$

$-10=5t-\frac 1 2at^2$ 解出t,

$v_t=v_0+gt=-15m/s$ 取了向上为正方向

改为平抛/斜抛/竖直下抛:落地速度也是15m/s

要先分析

角度一样,但是r不同,角速度一定不一样

物体做圆周运动,只有重力做功→机械能守恒定律

$mgl=\frac 1 2mv_1^2, v=\sqrt{2gl}$

$mg 2l=\frac 1 2mv_2^2, v=\sqrt{4gl}$

$a=\frac{v^2}{r}$

$a_1=\frac{v_1^2}{l}=2g$

$a_2=\frac{v_2^2}{2l}=2g$

最低点:

$T_1-mg=ma$

$T_2-mg=ma$

所以最低点拉力相同

CD

机械能守恒定律应用

B加速上升,重力势能,动能都增加

B机械能增加量=A机械能减少量

BD

选取铁链上方为0等势面,铁链长l

开始铁链重心在等势面下方$\frac l 4$处,

列状态方程求解:$E_1=E_2$

$E_1=E_{p1}+E_{k1}=-mg\frac l 4+0$ 开始动能为0

$E_2=E_{p2}+E_{k2}=-mg\frac l 2+\frac 1 2mv^2$

因为机械能守恒,$E_1=E_2$

所以$-mg\frac l 4=-mg\frac l 2+\frac 1 2mv^2$

所以$v=\sqrt{\frac{gl}{2}}$

a-b:a↓的加速运动,b点a=0,v最大

C:

c→d过程:过程方程,只看初末

设c到d为H,a到d为x

$mgH-\frac 1 2kx^2=\frac 1 2mv_d^2-\frac 1 2mv_c^2$

初,末动能都为0

所以$mgH-\frac 1 2kx^2=0$

$mgH=\frac 1 2kx^2$,弹性势能增加量=重力势能减少量

D:

c到b:

设c→b为h,a→b为y

$mgh-\frac 1 2ky^2=\frac 1 2mv_b^2-0$

$△E_k=\frac 1 2mv_b^2$

重力势能一部分转化为弹性势能,一部分转化成动能,所以c到b动能不等于重力势能

BC

斜抛运动,只受重力作用,且不计空气阻力:机械能守恒

使用过程方程(最好把过程方程转化成动能定理:左边做功,右边动能变化):

$mgh=\frac 1 2mv_B^2-\frac 1 2mv_A^2$

所以$E_{k_B}=mgh+\frac 1 2mv_0^2$

B

因为以$a=\frac g 2$下落,a<g,所以一定受阻力

f=mg-ma

$=mg-\frac 1 2mg$

$=\frac 1 2mg$

因为有阻力做功,所以机械能不守恒

根据动能定理:

$mgh-fh=\frac 1 2mv^2-0$

$mgh-\frac 1 2mgh=△E_k$

机械能减少量=多出来的/克服阻力做的功

动能增加$\frac 1 2mgh$

ACD

运动:竖直面内的圆周运动(杆模型):

光滑,只有重力做功

所以:机械能守恒

从B→C:$v_c=0$恰好从C出来

$-mg·2R=\frac 1 2mv_C^2-\frac 1 2mv_B^2$

$V_B=2\sqrt{gR}$

所以$v_0≥2\sqrt{gr}$,小球能从C出来

(1)

$V_C=\sqrt{gR}$,没有挤压→

$-mg·2R=\frac 1 2mv_C^2-\frac 1 2mv_B^2$

$V_B=\sqrt{5gR}$

$V_C&gt;\sqrt{gR}$,挤压上管壁→$V_B>\sqrt{5gR}$

$V_C&lt;\sqrt{gR}$,挤压下管壁(且要>最小速度)→$2\sqrt{gR}<V_B<\sqrt{5gR}$


扩展:圆管改成圆面,相当于绳模型,不计摩擦,求恰好通过C点时B点需要的速度$v_0$的条件

运动:竖直面内的圆周运动,不计摩擦

所以机械能守恒

从B→C:

$-mg·2R=\frac 1 2mv_c^2-\frac 1 2mv_0^2$

所以$v_0=\sqrt{5gr}$

条件:m=1kg

分析:平抛运动

(1)

$h=\frac 1 2gt^2=45m$

$l_{OA}=\frac{h}{sinθ}=75m$

x=60m

(2)

$v_0=\frac x t=20m/s$

(3)

从O到A:

$mgh=\frac 1 2mv^2-\frac 1 2mv_0^2$

$E_{k_A}=mgh+\frac 1 2mv_0^2=650J$

动力学典型问题

弹簧

先受力分析:

剪断绳子前:物体受重力,绳子拉力,弹簧拉力,弹簧拉力和mg合成,与绳子拉力等大反向

剪断前:

$F_合=F=mgtanθ$

剪断瞬间:重力不变,弹簧拉力不变,绳子拉力消失

ma=mgtanθ

a=gtanθ

右上连接绳子时:

剪断前(和连接弹簧相同):$F_合=F=mgtanθ$

剪断后物体进行竖直面的圆周运动,剪断瞬间:

v=0

$F_向=m\frac{v^2}{R}=0$

要让向心力为0,则mg必须有$F_1'$反向的分力mgcosθ抵消向心力

$F_1'=mgcosθ$

此时,绳子切线方向就是mgsinθ,就是绳子剪断瞬间的合外力

$F_合=mgsinθ$

a=gsinθ

A:受重力和支持力$F_N$

B:受A压力$F_N'$,重力,弹簧向上弹力和原长比较的$kx_0$

A上施加F后:(A,B连在一起,加速度一定相同)

对A:$F+F_N'-m_Ag=m_Aa$

对B:$kx_0-m_Bg-F_N'=m_Ba$

(这时F,弹簧弹力,F_N都是变力)

所以AB分离时:

  • $F_N=0$
  • $v_A=v_B$
  • 加速度相同

$F-m_Ag=m_Aa$

$kx_1-m_bg=m_Ba$

①所以AB分离时,F最大

所以 $F_M=m_Ag+m_Aa=4.41N$

② 所以

$x_1=\frac{m_B(g+a)}{k}$

$x_0=\frac{(m_A+m_B)g}{k}$

$△x=x_0-x_1$

因为F是变力,所以需要动能定理求F做功

$W_F-(m_A+m_B)g△x-\frac 1 2k△x^2=\frac 1 2mv^2-0$

$v^2=2a△x=9.64×10^{-2}J$

方法1:

初始位置:下面弹簧受两个物体重力

$F_1=m_1g+m_2g$

被压缩长度:$x_1=\frac{F_1}{k_2}=\frac{(m_1+m_2)g}{k_2}$

上边木块离开弹簧时:下面弹簧$k_2$的弹力$F_2=mg$,

被压缩长度:$x_2=\frac{F_2}{k_2}=\frac{m_2g}{k_2}$

所以下面木块移动距离:$x=x_1-x_2=\frac{m_1g}{k_2}$

方法2:

根据胡克定律:

下面弹簧压力由$(m_1+m_2)g$减少到$m_2g$,减少了$m_1g$,所以下面弹簧长度增加了$l=\frac{m_1g}{k_2}$

原状态:

$k_1$压缩量:$m_1g=k_1x_1→x_1=\frac{m_1g}{k_1}$

$k_2$压缩量:$(m_1+m_2)g=k_2x_2→x_3=\frac{(m_1+m_2)g}{k_2}$

末状态:

$k_1$,伸长量为:$x_2=\frac{m_2g}{k_1}$

$k_2$恢复原长,$x_3'=0$

所以,物块2上升高度:

$h_2=x_2=\frac{(m_1+m_2)g}{k_2}$

物块2重力势能增加:

$△E_{p_2}=m_2gh=m_2gx_3=m_2g×\frac{(m_1+m_2)g}{k_2}=m_2g^2\frac{m_1+m_2}{k_2}$

物块1重力势能增加量:

$△E_{p_1}=m_1gh=m_1g(x_1+x_2+x_3)=m_1(m_1+m_2)g^2(\frac{1}{k_1}+\frac{1}{k_2})$

根据机械能守恒定律:小球从开始下落到弹簧被压缩到最短过程中,小球重力势能转化为弹簧的弹性势能、内能,则重力做功=克服阻力做的功和弹簧最大弹性势能之和,所以:

$mg(H-L+x)=W_弹+W_f$

$W_f=f(H-L+x)$

联立得:

$W_弹=(mg-f)(H-L+x)$

$(mg-f)(H-L+x)$

μ=0

受力分析:

A受到F和弹簧弹力,做a↓加速

B受到弹簧弹力,做a↑加速

两者弹簧弹力同为kx

图像法,A逐渐减小,B逐渐增大,

v相同时,B斜率大,速度大;

a相同时,A对应斜下方B相同斜率的地方,此时A速度大

动量守恒

动量和冲量

I=Ft:F是恒力

$I_g=mgt$

$I_N=F_nt$

$I_合=mgsinθ$

斜面长$L=\frac{H}{sinθ}$

$L=\frac 1 2at^2$

$t=\sqrt{\frac{2L}{gsinθ}}$

t带入3个冲量式子即可

B:不严谨,应是合外力冲量大小和动量变化大小相同

C:平抛:初动量,末动量方向不同,冲量是mg,方向不变

D:推桌子不动,桌子动量是0,推力冲量不为0

先选正方向

以动能定理求做功,初末速度都是v,所以弹簧对小球做功为0

A:只要F不为0,t不为0,冲量一定不为0

B:

平抛:△P和I方向相同

斜抛:最小速度对应最小动量

匀速圆周:v大小不变,方向时刻变化,$E_k=\frac 12mv^2;p=mv$,所以动量时刻变化

动能不变只能说明速度大小不变;匀速圆周运动方向时刻变化,所以动量可能变化

CD:都可能做正负功

D

动量变化率:$\frac{△p}{△t}$

△p:0-mv

△E_k=0-\frac 1 2mv^2

$\frac{△p}{△t}$:△p不变,直接接住和伸出再引到胸前,t不同

B

受力分析:

上升时:受mg,向下的f

下降时:受mg,向上的f

由于空气阻力,$v_0>v_t$

上抛到落地:重力做功为0

$W_f=-f·2H$

$W_f=△E_k=-2fH$,机械能减少量就是-2fH,转化为了热能

A:t不为0,冲量肯定不为0

B:上升过程:$△p_1=0-mv_0$

下降过程:$△p_2=mv_t-0$

因为$v_0>v_t$,所以$|△p_1|>|△p_2|$

C

D:有摩擦力,物体没有被拉动,说明物体处于平衡状态,受到合外力为0,所以合力对物体的冲量为0

BD

根据动能定理,物体下落v相等,因为角度不一样,所以v的水平方向分量一定不一样

设高度h,下落时间$t=\sqrt{\frac{2h}{gsin^2θ}}$,θ越大,t越小,所以两者时间不同

下落时间求法:

机械能守恒定律:$mgh=\frac 12mv^2$,

到斜面底端,$v=\sqrt{2gh}$

牛二:mgsinθ=ma

a=gsinθ

下滑时间$t=\frac v a=\frac{\sqrt{2gh}}{gsinθ}=\frac {1}{sinθ}\sqrt{\frac{2h}{g}}$

A:重力冲量:I=mgt,t不同,I一定不同

B:由动能定理可知,合力冲量=动量的变化,物体下滑过程中,动量变化大小mv相等,因为斜面倾角不同,动量方向不同,动量不同,则合力冲量不同

C:到达底端时动量的水平分量:$mvcosθ=m\sqrt{2gh}cosθ$

D

轻推时,b跟着a一起,△v变化大,所以I较大,a给b的冲量大

猛击时,b没有运动,△v几乎等于0,所以I较小,a给b的冲量小

作用力就是滑动摩擦力f=μmg

B

下落时间t=1s

$v_y=10m/s$

$v_x=10m/s$

tanθ=1

θ=45°

合速度$v=10\sqrt2$

$p=mv=\sqrt 2kg·m/s$

-20

16

$△p=p_2-p_1=36kgm/s$

B选项改成合外力冲量大小

A:冲量方向和动量方向不一定相同:比如平抛,冲量方向竖直向下,动量方向是轨迹的切线方向

B:动量定理:合力冲量=物体动量的变化,所以冲量大小=动量变化量大小

C:动量增量方向与合力冲量方向相同,与动量方向不一定相同,比如减速直线运动,动量增量的方向和动量方向相反

D:增量的大小:矢量;大小的增量:绝对值,不是一回事

AB:动量变化,说明速度变化,可能是大小,也可能只是方向、二者都有,所以速率不一定变化

CD:速率变化,说明速度大小一定变了,动量一定变化

BC

AB:p=mv,动量由二者大小共同决定

CD:$p=\sqrt{2mE_k}$,物体动能相等,如果质量不等,则动量不相等,即使质量相等,物体动量大小相等,动量方向不一定相同,动量不一定相同

C

动量:$p=mv=\sqrt{2mE_k}$,是矢量

动能:$E_k=\frac 1 2mv^2=\frac{p^2}{2m}$,是标量,没有方向

A:动能不变,质量和速度均不变,动能一定不变

B:动能不变,速度大小不变,但方向可能改变

C:动量相等,质量可能不等,则动能不一定相等

D:动能相等,速度方向和质量都可能不等,则动量不一定相等

A

题目给出动量相等了

动量p=mv

动能$E_k=\frac 1 2mv^2$

$E_k=\frac{p^2}{2m}$

动量相等,则质量大动能小

A

B

D:滑下v的方向不同,动量不同

F

方法:动量变化量=合外力的冲量,由动量定理分析解题

由动量定理可知:物体动量变化量:

△p=mgt=80kgm/s,方向竖直向下

则物体动量大小改变了80kgm/s,方向竖直向下,由动量定理可知,物体受到冲量为:

I=mgt=80kgm/s,方向竖直向下

A

B

A:动量是矢量,动量方向就是v方向,上抛竖直落下,平抛斜落下,所以动量不同

BD:都只受重力作用,只有重力做功,初末位置高度相同,所以$W_g=mgh$

根据动能定理,$E_k-E_{k_0}=W_G$,

因为$E_{k_0}=\frac 1 2mv^2$相同,所以两球着地动能相同

C:两球初始高度相同,a竖直上抛,b平抛,a运动时间长,所以重力对a球冲量比b大

BD

Ft

选向上为正方向

80

-40

-120

动量定理

分析物体刚落地到速度为0这段时间:

设高度为h,落到石头上杯子为1,落在草地上为2,

刚落到石头上和草地上速度都为$\sqrt{2gh}$

到最终速度为0:取向下为正方向,动量变化量都为:

$△p=mv_1'-mv1$

$=0-mv_1$

$=-mv_1$ ($p_1,p_2$相同)

水泥地上:$△p_1=F_1t_1→F_1=\frac{△p_1}{t_1}$

海绵地板:$△p_2=F_2t_2→F_2=\frac{△p_2}{t_2}$

由于$p_1,p_2$相同,但是$t_1<t_2$,

$F_1&gt;F_2$

作用时间短,动量变化快,冲击力大

D

原长15m橡皮绳往下落:则这15m为自由落体,用时$\sqrt{2gh}=\sqrt 3s$,

之后受到mg和橡皮绳向上的弹力

初末速度都为0,

取向下为正方向

给出位移:动能定理

$mg(h+△l)=\overline F_N△L=0$

$\overline F=\frac{mg(h+△l)}{△l}$

给出t:动量定理

高处下落,到运动停止用时4s,则自由落体时间t=4s

$mgt-\overline F_N(t-\sqrt{3})=0-0$

$\overline F=\frac{mgt}{t-\sqrt 3}$

最后结果:1176N

重要

落地瞬间$v=\sqrt{2gh}=10m/s$

根据动量定理,取向下为正方向

$△p=mv_1-mv_0$

$=0-mv_0=-600kgm/s$

I=△p,

Ft=△p

$\overline F=\frac{-600}{1.2}=-500N$(这是合外力平均作用力)

求的是蹦床给的平均作用力

演员落地受到mg和蹦床给的向上的弹力,(向下为正方向)

$F_合=mg-F_N=-500N$

$F_N=1100N$(这是大小)

方向竖直向上

取向上为正方向,设弹簧弹力对物体A的冲量为I,上升和下落t相同,

对物体A由动量定理可得:

I-mgt=mv-0

对B:

-Mgt=-Mu-0

联立可解得:I=mv+mu

D

动量变化量=冲量

D

I=△p,I<0,所以△p<0,说明动量变化量方向与正方向相反

C

A:质量m的物体,以恒定加速度a运动时,在一段时间内动量变化量为m△v=ma△t

BCD:都只受重力作用

BCD

动量定理:

△P=Ft

$t=\frac{0-mv_0}{F}$

C

不知道2物体质量,F=ma判断错误

Ft=△p

$F=\frac{△p}{△t}$

B

C

AB:若有摩擦力,合力不是2倍关系,加速度不一定是2a,速度变化量也不一定是原来的2倍,所以错

D:W=Fx,两次时间相等,位移不相等

C(I=Ft)

D

C

把鸟初速看成0,末速度看成500m/s

鸟$v_0=0,v_t=500m/s$

所以$△p=mv_t$

由$\overline Ft=△p$

$\overline F=\frac{△p}{△t}$

设鸟长0.3m左右

$\overline F·\frac{0.3}{500}=1×500-0$

F约为10^6N

C

两车相撞时,人和车一起匀减速运动直到停止,此过程位移0.5m,设人随车运动时间为t,初速度28m/s,

根据

$\overline v=\frac{v+v_0}{2}=14$

$t=\frac{x}{\overline v}=0.5/14$

$△p=mv-mv_0=-1680kgm/s$

$\overline Ft=△p$

$\overline F=\frac{△p}{△t}=42000N$

(1)

冰壶在冰面上受到摩擦力做减速运动,设在A点速度为$V_A$,由动能定理:

$-μmgl=0-\frac 1 2mv_A$

$V_A=\sqrt{2μgl}$

(2)

设小球从O点到A点运动过程中受到冲量由动量定理可知:$I=mV_A-0$带入,得

$I=m\sqrt{2μgl}$

D

ABC

CD

AD

C

$△P=mv-mv_0=-6Ns$

说明物体动量增量一定与规定的正方向相反,不能说明原末动量的方向和大小,所以BCD错误

A

mgt

△p=mgt

30kgm/s

$t=\sqrt{2gh}$

$△p=mv-mv_0$

$=m\sqrt{2gh}$

以足球水平速度飞来为正方向,由动量定理得:

$Ft=mv-mv_0$

$F=\frac{mv-mv_0}{t}$

=24.5N

(1)

对整个过程由动量定理:

$(F-μmg)t_1-μmgt_2=0$

(2)

牛二

t=12s

动量守恒定律

B:$P_初=m_Bv_0$,方向向右

$P_末=m_Av_A+m_Bv_B=m_Bv_0$

AB

$P_初=(m+M)v_0$

$P_末=p_初$

$P_末=mv_1+Mv_2$

$mv_0+Mv_2=(m+M)v_0$

所以$v_2=v_0$

A

对象:甲,乙,球

初:$p_1=0$

末:$p_2=0$

这个问题是看球最后落在谁手里

如果到乙手里:$p_2=m_甲v_甲+(m_乙+m_球)v_乙$

所以:$m_甲v_甲+(m_乙+m_球)v_乙=0$

所以:$-mv_甲=(m_乙+m_球)v_乙$

所以:$v_甲>v_乙$

B

如果AB和C之间μ=0,则弹簧给A和B弹力相等;μ≠0,AB摩擦力不相等,以AB为系统,$f_A,f_B$是外力给的,动量不守恒

AC

光滑:满足动量守恒定律条件,水平方向动量守恒

是碰撞问题

取$v_1$方向为正方向

初:$p_1=m_1v_1+m_2v_2$

末:$p_2=m_1v_1'+m_2v_2'$

根据动量守恒定律:$p_1=p_2$

即$m_1v_1+m_2v_2=m_1v_1'+m_2v_2'$

$v_2'=\frac{m_1v_1+m_2v_2-m_1v_1'}{m_2}$

=8m/s(>0表明和正方向相同)

系统总动量没变化=系统动量守恒

B

B:$△p=m_1v_1+m_2v_2$,一个变大另一个一定变小

BCD

B

A:可以是变力,只考虑初末状态

C

取甲方向为正方向

(M+m)v-Mv=(M+m)v'+0

$v'=\frac{mv}{M+m}$

A

$m_1v_1-m_2v_2=0$

C:人停了船不会走,不然违反动量守恒定律条件

BD

取向右为正方向,

$0=m_乙v_2-m甲v_1+mv_3$

$v_3=-0.6m$

方向向左

子弹和枪筒是3者构成系统的内力

C

C

A:水平方向受到合外力为0,所以水平方向动量守恒

B:初动量为0,末动量不为0

C:重物和车厢为系统的末动量为0,初动量不为0

D:物体沿斜面下滑,向下动量增大

A

CD

BD

A:

$m_Av_A=m_Bv_B$

$m_A=2m_B$

所以$v_B=2v_A$

AD

A

动量守恒定律应用

沿斜面匀速下滑:合力为0,则动量守恒

弹簧压缩到最短:共速

$m_1v_1+m_2v_2=(m_1+m_2)v$

$v=\frac{m_1v_1+m_2v_2}{m_1+m_2}$

恰好水平:合力为0

$mv_0+m_av_a+(M-m_a)v_b$

$v_b=\frac{Mv_0-m_av_a}{M-m_a}$

$Mv_0$大小不确定,要分类讨论

若$Mv_0>m_av_a$

所以v_b>0,方向与$v_0$同向

若$Mv_0>m_av_a$

所以v_b<0,方向与$v_0$反向

若$Mv_0=m_av_a$

所以v_b=0

D:

爆炸瞬间,F相同,动量改变量相同,否则动量不守恒

$I_a=I_b=F△t=△p$

C

甲:碰撞后速度反向,v=0

ABC

BCD

C

物体与车构成系统

物体停止:和车共速

车与地面视为光滑

初:$mv_0=p_1$

末:$(m+M)v=p_2$

$p_1=p_2$

$v=\frac{mv_0}{m+M}$

B

动能定理:牵引力做功-阻力做功=车动能改变量,未给阻力等量,不可行

动量定理:车匀速到车厢脱钩速度为0过程中,动量为0

$f=F_车$,合力为0

$p_1=mv_0$

$p_2=(M-m)v$

所以$Mv_0=(M-m)v$

$v=\frac{mv_0}{M-m}$

A

$mv_0=mv_1+mv_2$

$\frac 1 2mv^2=\frac 1 2mv_1^2+\frac 1 2mv_2^2$

联立得:

$v_1=0$

$v_2=v_0$

以B为研究对象:$\overline F△t=△p=mv_0-0$

$\overline F=\frac{mv_0}{△t}$

$[Math Processing Error]m_1v_0=m_1v_1+m_2v_2$

$\frac 1 2mv_0^2=\frac 1 2m_1v_1^2+\frac 1 2m_2v_2^2$

$v_1=\frac{m_1-m_2}{m_1+m_2}v_0$

$v_2=\frac{2m_1}{m_1+m_2}v_0$

$[Math Processing Error]\frac 1 2m_1v_0^2=m_0gh$

$v_0=\sqrt{2gh}$

动量守恒定律应用二

1阶段:竖直面的曲线运动。斜面光滑:机械能守恒

$mgh=\frac 1 2mv_B^2-0$

$v_B=\sqrt{2gh}$

2阶段:m与M相互作用的系统:机械能守恒

$mv_B=(m+M)v_C$

存在功能关系:

$\frac 1 2 mv_B^2-\frac 1 2(m+M)v_C^2=△E_K$

$△E_K=Q=μmgL$

$μ=\frac{△E_K}{mgL}$

$I=△p=mv_B$

程序法:

1阶段:圆周运动,斜面光滑:机械能守恒

$mgR=\frac 1 2mv_0^2$

$v_0=\sqrt{2gR}$

2阶段:物块在木板上滑动。

规律:

  • 动量守恒:$mv_0=mv_1+Mv_2$
  • 功能关系(损失的动能转化为内能):$Q(=μmgL)=\frac 1 2mv_0^2-(\frac 1 2mv_1^2+\frac 1 2Mv_2^2)$

3阶段:m平抛,两物体相互关联

m:

$x_{AB}=v_1t$

$t=\sqrt{\frac{2h}g}$

M:匀速直线

$x_{AB}=v_2t'$

$t'=t+0.2s$

BD

D

(1) 共速

$mv_0=(m+M)v$

$v=\frac{mv_0}{m+M}$

(2) 不共速

$mv_0=mv_1+mv_2$

$v_2=\frac{m(v_0-v_1)}{M}$

相对静止:共速

(1)小木板滑上长木板到二者相对静止经历的时间

(2)题中滑行最大距离

(1)设二者相对静止速度为$v_1$,相对运动距离为s,在木块和木板相互作用过程中,二者组成的系统合外力为0,系统动量守恒

$mv_0=(m+M)v_1$

相对静止的共同$v_1=\frac{mv_0}{m+M}$ ②

对木板用动量定理:

$μmgt=mv_1$

二者相对静止经历的时间$t=\frac{Mv_0}{μ(m+M)g}$

(2)

系统全过程,由动量守恒得:

$μmgs=\frac 1 2mv_0^2-\frac 1 2(m+M)v_1^2$

由②⑤得

$L=\frac{Mv_0^2}{2μ(m+M)g}$

程序法:运动分3阶段:

  1. 共速,动量守恒
  2. 光滑:匀速直线到B。如果不光滑,是匀减速
  3. 竖直面内圆周运动

1阶段:$mv_0=(m+M)v_1$

2阶段:$v_B=v_1=\frac{mv_0}{m+M}$

3阶段:有压力

$2(m+M)g=(m+M)\frac{v_c^2}{R}$

$v_c=\sqrt{2gr}$

$-(m+M)g·2R=\frac 1 2(m+M)v_c^2-\frac 1 2(m+M)v_B^2$

联立,子弹射入木块前瞬间速度:

$v=\frac{m+M}{m}\sqrt{6gR}$

两次系统不一样:第一次是木块和子弹,第二次是木块和木板

(1)

子弹穿过B过程中系统动量守恒,以子弹初速度方向为正方向:

由动量守恒定律得:

$mv_0=m_2v_B+mv$

v=80m/s

(2)

AB系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:

$m_2v_b=(m_1+m_2)v_共$

$v_共=0.12m/s$

(2)最后M圆周运动的高度h是多少?

1阶段:m与M作用,动量守恒

$mv_0=(m+M)v$

(子弹打木块模型,打进后位移很小,忽略)

二阶段:m和M圆周运动,摆到最高点,机械能守恒

$\frac 1 2(m+M)v^2=(m+M)gh$

所以:$F_拉-(m+M)g=(m+M)\frac{v^2}{L}$

这个运动是2个过程

① 打进m1过程,m1位移很小,弹簧没形变,和m2没相互作用,不构成系统

②m和m1共速与m2组成的系统

求的是第二个过程损失的动能全部转化成弹簧的弹性势能

$mv_0=(m+m_1)v_1$

$(m+m_1)v_1=(m+m_1+m_2)v_2$

$E_P=\frac 1 2(m+m_1)v_1^2-\frac 1 2(m+m_1+m_2)v_2^2$

一轮复习典型题

选取左图右液面为零势能面,

(看势能时,等势面以下液体当做不存在)

初状态:左边高L的液体重心距等势面L/2,则初状态$E_1=mg \frac L 2$

末状态:左右两边液体高度减半,重心在等势面上L/4处(=重心下移L/4);动能是所有水都有速度,所以,水的重量是4m,则末状态$E_2=mg\frac L 4+\frac 1 24mv^2$

根据机械能守恒定律,$E_1=E_2$,联立可求v

设小球A质量$m_A$

A:

1(A碰撞B瞬间的速度):$v_0=\sqrt{2g3x_0}=\sqrt{6gx_0}$

2:AB碰撞(只要是碰撞,动量都守恒):$m_Av_0=(m_A+m)v_1$

3:AB下落,到向上恰能回到O点(O点弹力为0),是复杂变速运动,只能机械能守恒定律。

选B最开始静止的水平面为零势能面,

碰撞瞬间机械能:$E_1=\frac 1 2(m_A+m)v_1^2+0+\frac 1 2kx_0^2$ 重力势能+动能+弹性势能

$E_2=0+(m_A+m)gx_0+0$ 动能+重力势能+弹性势能

$E_1=E_2$

所以$\frac 1 2(m_A+m)v_1^2+\frac 1 2kx_0^2=(m_A+m)gx_0$

m_A=

(2)最大值:a=0时

$(m_A+m)g=kx'$

机械能守恒:

$E_1=\frac 1 2(m_A+m)v_1^2+\frac 1 2kx_0^2$

$E_2'=\frac 1 2(m_A+m)v_m^2+\frac 1 2 kx'^2-(m_A+m_B)g(x'-x_0)$

求得$v_m$

C在B上滑动,和BA共同构成系统;C从B滑到A上,B不受力,做匀直,A受力匀加速,AB分开,AC共同构成系统。C和BA之间有摩擦力,机械能有损失

过程1:C从B滑到A,机械能有损失

$mv_0=mv_1+4mv_2$

$\frac 1 2mv_0^2-\frac 1 2mv_1^2-\frac 1 2mv_2^2=μmgL$

过程2:C从A到滑下,机械能有损失

$mv_1+2mv_2=mv_4+2mv_3$

$\frac 1 2mv_1^2+\frac 1 22mv_2^2-\frac 1 2mv_4^2-\frac 1 2 2mv_3^2=μmgL$

联立4个方程,解得

v_2

v_3

v_4

$mv=(m+m+2m+...)v_共$

$mv_共=\frac{1}{32}mv_0$

物块分别为m, 2m, 4m...,m碰撞若干次后都共速为$\frac{1}{32}$,求木块n个数

5

简谐振动

简谐振动

A:回弹的时候速度和回复力方向相同,x是负时,v正也有可能

B:回复力、回复力产生的加速度一定与位移方向相反

C:远离平衡位置动能↓势能↑

D:靠近平衡位置,势能↓,回复力↓,a↓

AD

A=0.1m

T=0.4s

f=2.5Hz

t=1.8s=4T+T/2

  • 路程:4A+4+2A=18A=1.8m
  • 位移:0

波峰:v=0,a为负的最大值

D

$\frac{x}{T_1}=v_1$

$\frac{x}{2T_2}=v_2$

又因为 $v_2=2v_1$

所以 $\frac{x}{2T_2}=\frac{2x}{T_1}$

所以 $T_2=\frac 1 4T_1$

D

a↑,x↑,远离平衡位置,v↓,动能↓,势能↑

D

动量相同:v相同,连续2次动量相同的位置,v相同即可,不是x同样也相同,可能相反

题中,从回到平衡位置,到下次离开平衡位置是在半个周期内,B再回到B是一个波峰内对应的2次,则A到第二次B是半个周期,路程是2A,则T=4,A=6cm

x为负,回复力是正,a是正

CD

两次经过同一位置:动量方向相反

ABC

BC

D

F=-kx

$a=\frac F m=\frac{-kx}{m}$

线性关系

C

ABC

CD

5cm

1.25hz

0.1s:正

0.3,0.5:负

0.7:正

0.4s 平衡位置

0.2s,负最大值

简谐振动应用

用t这个式子除以$T=2π\sqrt{\frac L g}$

$t=\frac 3 4T$

三要素:

负向最大速度:在平衡位置

振动方向:负向,斜率负

D

C

A:且方向与位移方向相反

B:可能是合力,分力

C

D

回复力相同,a相同,动能是标量,相同,弹性势能是标量,相同

A

A:重力提供mgtanθ

B:方向变化

C:切线反向

D

B

F=-kx=0

但是合力不为0。v不为0,向心力不为0

C

秒摆:T=2s

与m无关

C:与A无关,但是T=2s不变

ACD

C

BD:都不变

C

D

随着水流出,重心下降,水流完,重心恢复

C

$T=2π\sqrt{\frac L g}=2π×0.2=1.2s$

画图,0s从平衡位置往右

D

摆动加快:T减小→l减小或g增大

C

D

外力作用下的振动

涉及弹簧时,光滑,没有摩擦力做功, 只有弹力和重力做功,这时弹簧构成的系统机械能守恒,本身机械能不守恒

弹簧最大形变是能最大,原长势能最小

AC

AC

频率不变

驱动力:周期性外力

D:仅由驱动力决定

AC

$d_2:f_外=2Hz=120r/60s$

$d_1=2d_2=240r/60s$

D

B

CD

C

BD

B

B:周期性外力

ACD

纵坐标:振幅

横坐标:f

准确:不同频率的振幅

C

看振动图像

振幅最高点,a向下,受重力和支持力,$mg-F_支=ma→F_压<mg$

振幅最低点,a向上,$F_支-mg=ma→F_压>mg$

C

$f_固=\frac{20}{10}=2Hz$

$f_外=2Hz=120r/60s$

$T=\frac 1 f=0.5s$

$f=\frac 1 T=\frac{1}{2π}\sqrt{\frac g l}$

$l=\frac{g}{4π^2f^2}=1m$

由图像可知,共振时,$A_m=8cm$,设单摆偏角最大为θ,摆球能达到最大高度为h,由机械能守恒定律:

$\frac 1 2mv_m^2=mgh$

又h=l(1-cosθ),当θ很小时$1-cosθ=2sin^2\frac θ 2=\frac{A^2}{2l^2}$

解得$v_m=\frac A l \sqrt{gl}=0.25m/s$

摆球在最高点时加速度最大,

$mgsinθ=ma_m$

$a_m=gsinθ=gA/l$

$a_m=0.8m/s^2$

机械波

t=0到a:a是振源

振源开始怎么振动,其他各点就怎么振动

v=2m/s

T=4s

λ=vT=8m

ABD

B:振源+介质

C:不是一回事

同一种波在不同介质中f不变,波速v,波长A会变

D

方法:画出若干个波形图,找这两个点

方向:逆向复描

D

M为波源,向右传播;N为波源:向左传播

波峰:v=0,动能最小,势能最大

BD

ABC

经历△t第一次出现如图=是完整的一个周期

第n次:T=△t/n

A

C

波长>7m,<10m,AB=14m:AB不在一个周期

AB=14m=

  • $\frac 5 4λ$,λ=11.2m
  • $\frac 7 4λ$,λ=8m
  • $\frac 9 4$,λ=6米多

根据范围:AB只能是7/4λ

v=λ/T=80m

从起振到C点第一次波谷,经历了$\frac 3 4 T$,

则传到t点时间t=0.5-0.075=0.425s

$x=vt_c=34m$

AB

振动和波检测

C

A

图不清晰,ab对应不是3,5,a是2-3中间,b是5-6中间

C

纵波速度快,先到,所以P先振动

根据\frac{x}{v_1}-\frac{x}{v_2}=5s

x=36km

A

向左,平移1/4个波长

若沿正方向传播,经过△t传播距离为(n+3/4)λ,对应时间(n+3/4)T

若沿着负方向传播,经过△t传播距离为(n+1/4)λ,对应时间(n+1/4)T

C

B

静电场

下列离子由静止经电压为U的电场后,哪种粒子v最大?

A. 质子

B. 氘核

C. α粒子

D. 钠离子

根据动能定理,$v=\sqrt{\frac{2qU}m}$,q/m是核质比,核质比大的v最大

极板长l,板间距d,两极板间电势差为U,有质量为m,电量为q的正电荷和平行于板面以$v_0$的速度射入电场,一段时间后该点和恰好从极板边缘射出电场,求:

(1)正电荷射出电场时,沿电场方向偏移的距离

(2)正电荷射出电场时,偏转角度的正切值

一个质子 P 和一个α粒子,从同一位置垂直电场方向以相同的动量射入匀强电场,它们在电场中的运动轨迹是如图中的(C

P=mv

$y=\frac{qUl^2}{2mv^2_0d}$ 分子分母同×m→ $y=\frac{mqUl^2}{2P^2d}$

P相等,比较mq的乘积即可,α粒子是2,质子是1

∴ y方向α距离远

$y=\frac 1 2at^2=\frac 1 2 \frac{qE}m·t^2$

$l=v_0t→t=\frac {l}{v_0}$

联立:$y=\frac{qEl^2}{2mv_0^2}$

$qU_1=\frac 1 2mv^2$$mv^2=2qU_1$ (出B板的末速度=入平行板的初速度)

$y=\frac 1 2at^2=\frac{qU_2}{2md}·t^2$

$l=vt →t=\frac l u$

联立:

$y=\frac{qU_2l_2}{2mv^2d}$

$tanθ=\frac{qU_2l}{mv^2d}$

带入 $mv^2=2qU_1$

$y=\frac{U_2l^2}{4U_1d}$

$tanθ=\frac{U_2l}{2U_1d}$

与q/m(荷质比)无关

电动势

全电路欧姆定律

电压表示数两次分别为1.4V, 0.1A;1V,0.5A,求电源电动势E和内阻r

AB两点测的是外电路电势差

全电路欧姆定律:$E=U_外+Ir$

E=1.4+0.1r

E=1+0.5r

E=1.5V, r=1Ω

外电阻:250Ω

R=ρl/S,同一导线,ρ和S相同,电阻和长度成正比

∴ R_外(250Ω):800=x:40km

x=12.5km(<40km)

所以短路处距离A有12.5km

动态电路题型:串反并同(滑动变阻器电阻减小,并联的电压/电流表都减小,串联的增大)

部分R→整体I=$E/R_总$→部分I

【物理29-2】

M:电动机,电阻20Ω,电源电压12V(忽略电阻)时,电动机正常工作,

(1)求电压表示数

(2)求电动机输入,输出,热功率

(1)电动机不能使用欧姆定律:9.5错

串联电路电压之比=电阻之比,但不能用欧姆定律,8错

U=IR=0.25×20=5V

(2)电动机电压=12-5=7V

$P_入=UI=7×0.25=1.75W$

$P_热=I^2r=0.25^2×10=0.625W$

$P_出=1.75-0.625=1.125W$

四个电源,电动势为8V,r分别为1,2,3,4Ω,分别队R=2Ω的电阻供电,哪个输出功率最大?

内阻不是定值,不满足R=r,输出功率最大

r=1Ω,电流最大,输出功率最大

磁场

有一根导线,长0.2m,通过电流3A,受磁场力$F=6×10^{-2}N$,磁感应强度是多少?

如果该导线长度和电流都减小一半,磁感应强度是原来的?

$B=\frac F{IL}$

磁感应强度由场决定,场是场源电流产生的,电流是试探电荷产生的:场强不变,磁场力F变化(磁场强度不会因导线改变而改变)

根据左手定则,安培力向上,

F=BIL

BIL+T(张力)=mg

要使张力为0,F要增大。

电流或者磁场方向都不改变或者都改变可以。如果只改变1个,安培力向下,张力不能为0

质量m的导体MN静止于宽度为l的水平轨道上,通过MN的电流强度为I,匀强磁场的磁感应强度为B,其方向与水平面成θ角,求MN所受的支持力和摩擦力

做题步骤:三维视图转化为二维视图,平面图画受力分析,然后解题

$F_安=BIL$

$BILcosθ+N=mg$

$BILsinθ=f$

动量定理与电路结合在一起

在有界磁场中运动

如图,一束电子(电量为e)以速度v垂直射入,磁感应强度为B,宽度为d的匀强磁场中,穿过磁场时,速度方向与电子原来入射方向的夹角为30°,则

①电子的质量

②穿过磁场的时间

分析:

①速度偏角=圆心角

②θ=ωt,对应圆心角是30°,则T是完整周期的1/12,

$\frac{θ}{2π}=\frac t T$

$t=\frac{θT}{2π}$

$T=\frac{2πr}{v}$

解得 $T=\frac{2πm}{qB}$

$t=\frac{πm}{6eB}$ 带入①问m

$t=\frac{πd}{3v}$

圆形有界磁场,圆心O,磁感应强度为B,半径r,方向垂直曲面向里,质量m,带电量为q的正电荷从a沿ao射入磁场,离开磁场时,速度θ偏转了60°

(1)粒子做匀速圆周运动轨道半径

(2)粒子入射速度

根据$R=\frac{mv}{qB}$

$v=\frac{\sqrt{3}qBr}{m}$

(3)粒子在磁场中运动的时间

$t=\frac {θT}{2π}$

$T=\frac{2πm}{qB}$

联立:t=T/6

$t=\frac{πm}{3qB}$

一电荷量+q,质量m的小球从倾角为θ的固定静止光滑绝缘斜面上由静止开始下滑,斜面处于磁感应强度B的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向外,求小球在斜面上滑行的时间

正交

动量定理

光滑墙壁(竖着的)顶端,将质量m, 带电量+q的滑块自由释放,已知电场强度为E,磁感应强度为B,某时刻滑块v与a都水平,此时滑块距墙面的水平距离为x,求滑块此时距离墙的位置下落的高度

根据图,电场力向左, 还受重力,支持力(支持力向右)

状态1:qE=N

过程1:qE=N+qvB(一段时间内,一加速,产生向右的洛伦兹力)

状态2:恰好脱离墙面时

​ N=0

$qE=qv_1B$

$v_1=E/B$

过程2:脱离墙面

状态3:脱离墙面后,因g↑,受洛伦兹力↑,洛伦兹力方向逐渐向上偏转,直至向上垂直,这时滑块a与v都水平

$qv_2B=mg$

$v_2=\frac{mg}{qB}$

过程2用动能定理:

$mgh-qEx=\frac 1 2mv_2^2-\frac 1 2 mv_1^2$ 其他分量已知,求h

带入$v_1,v_2$

$h=\frac{m^2g-gE^2}{2q^2B^2}+\frac{gEx}{mg}$

匀速直线:$F_合=0$ ,受三个力合力为0,则任意两个力与第三个力等大反向。应是重力与电场力合成,与洛伦兹力反向。

作图,mg,$F_电$合成(右下),与洛伦兹力f等大反向;

已知洛伦兹力反向,磁场方向,v向右上

电磁感应

计算通过立方体的磁通量不是看方向,而是看穿入面还是穿出面

如果是穿过圆柱体,曲面进入曲面出,磁通量为0