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文檔簡介
高考物理經典習題解析課程標準內容及要求核心素養及關鍵能力核心素養關鍵能力1.認識重力、彈力與摩擦力。從力的相互性及相對運動的角度理解彈力和摩擦力理解能力2.實驗二:通過實驗,了解胡克定律。科學探究實驗操作及數據處理能力3.知道滑動摩擦和靜摩擦現象,能用動摩擦因數計算滑動摩擦力的大小。科學推理分析推理和抽象思維能力4.實驗三:通過實驗,了解力的合成與分解,知道矢量和標量。科學探究及物理觀念實驗設計及結論分析;數學知識應用5.能用共點力的平衡條件分析生產生活中的問題。科學推理分析推理能力第1講重力彈力一、力1.定義:力是一個物體對另一個物體的作用。2.作用效果:使物體發生形變或改變物體的運動狀態(即產生加速度)。3.性質:力具有物質性、相互性、矢量性、獨立性等特征。二、重力1.產生:由于地球的吸引而使物體受到的力。注意:重力不是萬有引力,而是萬有引力豎直向下的一個分力。2.大小:G=mg,可用彈簧測力計測量。注意:(1)物體的質量不會變;(2)G的變化是由在地球上不同位置處g的變化引起的。3.方向:總是豎直向下。注意:豎直向下是和水平面垂直向下,不一定和接觸面垂直,也不一定指向地心。4.重心:一個物體的各部分都受到重力的作用,從效果上看,可認為各部分受到的重力作用集中于一點,這一點叫作物體的重心。(1)影響重心位置的因素:物體的幾何形狀;物體的質量分布。(2)不規則薄板形物體重心的確定方法:懸掛法。注意:重心的位置不一定在物體上。【自測1】下列關于重力的說法中正確的是()A.物體只有靜止時才受重力作用B.重力的方向總是指向地心C.地面上的物體在赤道上所受重力最小D.物體掛在彈簧測力計下,彈簧測力計的示數一定等于物體的重力答案C解析物體受到重力的作用,與物體的運動狀態無關,A錯誤;重力的方向總是豎直向下,不一定指向地心,B錯誤;赤道上重力加速度最小,因此地面上的物體在赤道上所受重力最小,C正確;物體掛在彈簧測力計下處于平衡狀態時,彈簧測力計的示數才等于物體的重力,D錯誤。三、彈力1.彈力(1)定義:發生形變的物體,要恢復原狀,對與它接觸的物體會產生力的作用。(2)產生條件①物體間直接接觸;②接觸處發生彈性形變。(3)方向:總是與施力物體形變的方向相反。2.胡克定律(1)內容:在彈性限度內,彈簧發生彈性形變時,彈力F的大小跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比。(2)表達式:F=kx①k叫作彈簧的勁度系數,單位是牛頓每米,符號是N/m;k的大小由彈簧自身性質決定。②x是彈簧長度的變化量,不是彈簧形變以后的長度。【自測2】下列圖中各物體均處于靜止狀態。圖中畫出了小球A所受彈力的情況,其中正確的是()答案C【自測3】一輕質彈簧原長為8cm,在4N的拉力作用下伸長了2cm,彈簧未超出彈性限度。則該彈簧的勁度系數為()A.40m/N B.40N/mC.200m/N D.200N/m答案D解析由胡克定律得勁度系數k=eq\f(F,x)=200N/m,選項D正確。命題點一彈力有無及方向的判斷1.“三法”判斷彈力有無2.彈力方向的判斷【例1】畫出圖1所示情景中物體A受力的示意圖。圖1答案如圖所示【變式1】如圖2所示,小車內沿豎直方向的一根輕質彈簧和一條與豎直方向成α角的細繩拴接一小球。當小車與小球相對靜止,一起在水平面上運動時,下列說法正確的是()圖2A.細繩一定對小球有拉力的作用B.輕彈簧一定對小球有彈力的作用C.細繩不一定對小球有拉力的作用,但是輕彈簧對小球一定有彈力D.細繩不一定對小球有拉力的作用,輕彈簧對小球也不一定有彈力答案D解析當小車勻速運動時,彈簧彈力大小等于小球重力大小,細繩的拉力FT=0;當小車和小球向右做勻加速直線運動時繩的拉力不能為零,彈簧彈力有可能為零,故D正確。命題點二彈力分析的“四類模型”問題1.輕繩、輕桿、彈性繩和輕彈簧的比較
輕繩輕桿彈性繩輕彈簧質量大小0000受外力作用時形變的種類拉伸形變拉伸形變、壓縮形變、彎曲形變拉伸形變拉伸形變、壓縮形變受外力作用時形變量大小微小,可忽略微小,可忽略較大,不可忽略較大,不可忽略彈力方向沿著繩,指向繩收縮的方向既能沿著桿,也可以跟桿成任意角度沿著繩,指向繩收縮的方向沿著彈簧,指向彈簧恢復原長的方向彈力大小變化情況可以突變可以突變不能突變不能突變2.計算彈力大小的三種方法(1)根據胡克定律進行求解。(2)根據力的平衡條件進行求解。(3)根據牛頓第二定律進行求解。模型1物體與物體間的彈力【例2】(2020·山東濟南市期末學習質量評估)如圖3所示,水平地面上有一個由四塊完全相同石塊所組成拱形建筑,其截面為半圓環,石塊的質量均為m。若石塊接觸面之間的摩擦忽略不計,則P、Q兩部分石塊之間的彈力為()圖3A.eq\r(2)mg B.2eq\r(2)mgC.eq\f(\r(2),2)mg D.eq\f(mg,2)答案A解析對石塊P受力分析如圖所示。由幾何關系知:θ=eq\f(180°,4)=45°根據平衡條件得,Q對P作用力為FN2=eq\f(mg,cos45°)=eq\r(2)mg,A正確,B、C、D錯誤。模型2繩的彈力【例3】(2020·重慶市部分區縣第一次診斷)如圖4所示,水平直桿OP右端固定于豎直墻上的O點,長為L=2m的輕繩一端固定于直桿P點,另一端固定于墻上O點正下方的Q點,OP長為d=1.2m,重為8N的鉤碼用質量不計的光滑掛鉤掛在輕繩上且處于靜止狀態,則輕繩的彈力大小為()圖4A.10N B.8NC.6N D.5N答案D解析設掛鉤所在處為N點,延長PN交墻于M點,如圖所示,同一條繩子拉力相等,根據對稱性可知兩邊的繩子與豎直方向的夾角相等,設為α,則根據幾何關系可知∠NQM=∠NMQ=α,故NQ=MN,即PM等于繩長;根據幾何關系可得sinα=eq\f(PO,PM)=eq\f(1.2,2)=0.6,則cosα=0.8,根據平衡條件可得:2FTcosα=G,解得FT=5N,故D正確。模型3彈簧的彈力【例4】(多選)如圖5所示是鍛煉身體用的拉力器,并列裝有四根相同的彈簧,每根彈簧的自然長度都是40cm,某人用600N的力把它們拉長至1.6m,則()圖5A.人的每只手受到拉力器的拉力為300NB.每根彈簧產生的彈力為150NC.每根彈簧的勁度系數為125N/mD.每根彈簧的勁度系數為500N/m答案BC解析每只手的拉力均為600N,故選項A錯誤;每根彈簧的彈力為F=eq\f(600,4)N=150N,故選項B正確;每根彈簧的勁度系數k=eq\f(F,x)=eq\f(150,1.6-0.4)N/m=125N/m,故選項C正確,D錯誤。模型4桿的彈力【例5】(多選)張鵬同學在家幫媽媽洗完衣服后,掛在如圖6所示的晾衣架上晾曬,A、B為豎直墻壁上等高的兩點,AO、BO為長度相等的兩根輕繩,CO為一根輕桿。轉軸C在AB中點D的正下方,A、O、B在同一水平面上。∠AOB=60°,∠DOC=30°,衣服質量為m,重力加速度為g。則()圖6A.CO桿所受的壓力大小為2mgB.CO桿所受的壓力大小為eq\f(2\r(3),3)mgC.AO繩所受的拉力大小為eq\r(3)mgD.BO繩所受的拉力大小為mg答案AD解析設繩AO和繩BO拉力的合力為F,以O點為研究對象,O點受到衣服的拉力(大小等于衣服的重力mg)、CO桿的支持力F1和兩繩的合力F,受力分析如圖甲所示,根據平衡條件得:F1=eq\f(mg,cos60°)=2mg,由牛頓第三定律可知CO桿所受的壓力大小為2mg,故A正確,B錯誤;甲乙F=mgtan60°=eq\r(3)mg,將F分解,如圖乙所示,繩AO和繩BO所受拉力的大小均為F2,由F=2F2cos30°,解得F2=mg,故C錯誤,D正確。命題點三“活結”和“死結”與“動桿”和“定桿”問題類型1“活結”和“死結”問題1.活結:當繩繞過光滑的滑輪或掛鉤時,由于滑輪或掛鉤對繩無約束,因此繩上的力是相等的,即滑輪只改變力的方向不改變力的大小。2.死結:若結點不是滑輪或掛鉤,而是固定點時,稱為“死結”結點,此時兩側繩上的彈力不一定相等。【例6】(2020·全國卷Ⅲ,17)如圖7所示,懸掛甲物體的細線拴牢在一不可伸長的輕質細繩上O點處;繩的一端固定在墻上,另一端通過光滑定滑輪與物體乙相連。甲、乙兩物體質量相等。系統平衡時,O點兩側繩與豎直方向的夾角分別為α和β。若α=70°,則β等于()圖7A.45° B.55°C.60° D.70°答案B解析對O點進行受力分析,如圖所示。因為甲、乙物體質量相等,所以F1與F2大小相等,合成的平行四邊形為菱形,α=70°,則∠1=∠2=55°,F1和F2的合力與F3等大反向,β=∠2,故B正確。【變式2】(2020·山東泰安市適應性考試)如圖8所示,一不可伸長的輕繩左端固定于O點,右端跨過位于O′點的光滑定滑輪懸掛一質量為1kg的物體,OO′段水平,O、O′間的距離為1.6m,繩上套一可沿繩自由滑動的輕環,現在輕環上懸掛一鉤碼(圖中未畫出),平衡后,物體上升0.4m,物體未碰到定滑輪。則鉤碼的質量為(sin53°=0.8)()圖8A.1.2kg B.1.6kgC.eq\r(2)kg D.eq\f(\r(2),2)kg答案A解析重新平衡后,繩子形狀如圖所示,設鉤碼的質量為M,由幾何關系知,繩子與豎直方向夾角為θ=53°,根據平衡條件可得2FTcos53°=Mg,FT=mg,解得M=1.2kg,故A正確,B、C、D錯誤。類型2“動桿”和“定桿”問題1.動桿:若輕桿用光滑的轉軸或鉸鏈連接,當桿處于平衡時,桿所受到的彈力方向一定沿著桿,否則會引起桿的轉動。如圖9甲所示,C為轉軸,B為兩繩的結點,輕桿在緩慢轉動過程中,彈力方向始終沿桿的方向。圖92.定桿:若輕桿被固定不發生轉動,則桿所受到的彈力方向不一定沿桿的方向,如圖乙所示。【例7】(2020·天津市南開中學月考)如圖10為兩種形式的吊車的示意圖,OA為可繞O點轉動的輕桿,輕桿的重力不計,AB為纜繩,當它們吊起相同重物時,桿OA在圖10(a)、(b)中的受力分別為Fa、Fb,則下列關系正確的是()圖10A.Fa=Fb B.Fa>FbC.Fa<Fb D.大小不確定答案A解析對題圖中的A點受力分析,則由圖甲可得Fa=Fa′=2mgcos30°=eq\r(3)mg由圖乙可得tan30°=eq\f(mg,Fb′)則Fb=Fb′=eq\r(3)mg故Fa=Fb。【變式3】水平橫梁一端A插在墻壁內,另一端裝有一小滑輪B,輕繩的一端C固定于墻壁上,另一端跨過滑輪后懸掛一質量為m=10kg的重物,∠CBA=30°,如圖11所示,則滑輪受到輕繩的作用力的大小為(g取10N/kg)()圖11A.50N B.20NC.100N D.50eq\r(3)N答案C解析由題意可得,對滑輪B受力分析,滑輪受到繩子的作用力應為圖中兩段繩中拉力F1和F2的合力,因同一根繩張力處處相等,都等于物體的重力,即F1=F2=G=mg=100N,用平行四邊形定則作圖,由于拉力F1和F2的夾角為120°,則有合力F=100N,所以滑輪受繩的作用力為100N,方向與水平方向成30°角斜向下。課時限時練(限時:25分鐘)對點練1彈力有無及方向的判斷1.(多選)關于彈力,下列說法正確的是()A.彈力的方向總是與施力物體形變的方向相反B.輕繩中的彈力方向一定沿著繩并指向繩收縮的方向C.輕桿中的彈力方向一定沿著輕桿D.在彈性限度內,彈簧的彈力大小與彈簧的形變量成正比答案ABD2.圖中光滑小球都與下表面接觸,則小球一定受支持力的是()答案C3.在日常生活及各項體育運動中,有彈力出現的情況比較普遍,如圖1所示的情況就是一個實例。當運動員踩壓跳板使跳板彎曲到最低點時,下列說法正確的是()圖1A.跳板發生形變,運動員的腳沒有發生形變B.運動員受到的支持力是運動員的腳發生形變而產生的C.此時跳板對運動員的支持力和運動員的重力等大D.此時跳板對運動員的支持力大于運動員的重力答案D解析發生相互作用的物體均要發生形變,故A錯誤;發生形變的物體,為了恢復原狀,會對與它接觸的物體產生彈力的作用,運動員受到的支持力是跳板發生形變產生的,B錯誤;在最低點,運動員雖然處于瞬時靜止狀態,但接著運動員要加速上升,故此時跳板對運動員的支持力大于運動員的重力,C錯誤,D正確。對點練2彈力的分析和計算4.如圖2所示,質量均為m的木塊A和B,用一個勁度系數為k的輕質彈簧連接,最初系統靜止,現在用力緩慢拉A直到B剛好離開地面,則這一過程A上升的高度為()圖2A.eq\f(mg,k) B.eq\f(2mg,k)C.eq\f(3mg,k) D.eq\f(4mg,k)答案B解析最初彈簧處于壓縮狀態,根據平衡條件對A有kΔl1=mg,B剛好離開地面時彈簧處于拉伸狀態,根據平衡條件對B有kΔl2=mg,這一過程A上升的高度為Δl1+Δl2=eq\f(2mg,k),故選項B正確。5.如圖3所示,與豎直墻壁成53°角的輕桿一端斜插入墻中并固定,另一端固定一個質量為m的小球,水平輕質彈簧處于壓縮狀態,彈力大小為eq\f(3,4)mg(g表示重力加速度),則輕桿對小球的彈力大小為()圖3A.eq\f(5,3)mg B.eq\f(3,5)mgC.eq\f(4,5)mg D.eq\f(5,4)mg答案D解析小球處于靜止狀態,其合力為零,對小球受力分析,如圖所示,由圖中幾何關系可得F=eq\r((mg)2+(\f(3,4)mg)2)=eq\f(5,4)mg,選項D正確。對點練3“活結”和“死結”與“動桿”和“靜桿”問題6.(2020·河北唐山二調)如圖4所示,一光滑小球與一過球心的輕桿連接,置于一斜面上靜止,輕桿通過光滑鉸鏈與豎直墻壁連接,已知小球所受重力為G,斜面與水平地面間的夾角為60°,輕桿與豎直墻壁間的夾角也為60°,則輕桿和斜面受到球的作用力大小分別為()圖4A.G和G B.eq\f(1,2)G和eq\f(\r(3),2)GC.eq\f(\r(3),2)G和eq\f(1,2)G D.eq\r(3)G和2G答案A解析對小球受力分析,桿對小球的彈力F方向沿桿斜向上與水平方向成30°角,斜面對球的彈力FN方向垂直于斜面斜向上與水平方向成30°角,重力方向豎直向下,如圖所示,由幾何關系可知三力互成120°角,根據平衡條件知,三力可以構成一首尾相連的等邊三角形,則小球對斜面和輕桿的力有FN=F=G,根據牛頓第三定律可知,斜面和輕桿受到小球的作用力大小有FN′=F′=G,選項A正確。7.(2020·遼寧葫蘆島第一次模擬)如圖5所示,細繩一端固定在A點,另一端跨過與A等高的光滑定滑輪B后懸掛一個砂桶Q(含砂子)。現有另一個砂桶P(含砂子)通過光滑掛鉤掛在A、B之間的細繩上,穩定后掛鉤下降至C點,∠ACB=120°,下列說法正確的是()圖5A.若只增加Q桶中的砂子,再次平衡后P桶位置不變B.若只增加P桶中的砂子,再次平衡后P桶位置不變C.若在兩桶內增加相同質量的砂子,再次平衡后P桶位置不變D.若在兩桶內增加相同質量的砂子,再次平衡后Q桶位置上升答案C解析對砂桶Q受力分析,Q受到細繩的拉力大小FT=GQ,設AC、BC之間的夾角為θ,對C點受力分析可知C點受三個力而平衡,由題意知,C點兩側的繩張力相等,故有2FTcoseq\f(θ,2)=GP,聯立可得2GQcoseq\f(θ,2)=GP,故只增加Q桶中的砂子,即只增加GQ,夾角θ變大,P桶上升,選項A錯誤;若只增加P桶中的砂子,即只增加GP,夾角θ變小,P桶下降,選項B錯誤;由2GQcoseq\f(θ,2)=GP可知,當θ=120°時,GQ=GP,此時,若在兩砂桶內增加相同質量的砂子,上式依然成立,則PQ桶的位置均不變,選項C正確,D錯誤。8.(多選)(2020·福建漳州市第一次教學質檢)橡皮筋具有與彈簧類似的性質,如圖6所示,一條質量不計的橡皮筋豎直懸掛,勁度系數k=100N/m,橡皮筋上端安裝有拉力傳感器測量橡皮筋的彈力。當下端懸掛一個鉤碼,靜止時拉力傳感器讀數為10N,現將一個完全相同的鉤碼輕輕掛在第一個鉤碼的下方,取g=10m/s2,則()圖6A.懸掛第二個鉤碼的瞬間,拉力傳感器的讀數仍為10NB.懸掛第二個鉤碼的瞬間,鉤碼間的彈力大小是20NC.懸掛第二個鉤碼后,拉力傳感器的讀數恒為20ND.懸掛第二個鉤碼后,鉤碼運動速度最大時下降的高度為10cm答案AD解析懸掛第二個鉤碼的瞬間,橡皮筋長度還沒發生變化,根據胡克定律,橡皮筋拉力大小仍為10N,鉤碼間的彈力大小仍是10N,A正確,B錯誤;懸掛第二個鉤碼后,橡皮筋繼續伸長,拉力傳感器的讀數從10N繼續增大,直到彈力等于兩個鉤碼的重力時,拉力傳感器的讀數才為20N,C錯誤;設懸掛第一個鉤碼穩定時橡皮筋的伸長量為x1,kx1=G,懸掛第二個鉤碼后,鉤碼運動速度最大時,鉤碼受力平衡,設此時又伸長x2,則k(x1+x2)=2G,代入數據,可得x2=10cm,D正確。
高考復習時間安排進入高三,考生應該如何復習才最有效呢?這是考生們最為關心的,下面為考生們準備了一套有效的高三復習計劃,希望對于考生們的高考復習有所幫助。高三復習計劃第一輪復習基礎能力過關(8月中3月初)全面閱讀教材,查漏補缺,使知識系鏡化。并配合單元訓練,提升應用能力。第二輪復習棕合能力突破(3月初~5月中)明碚重點,突破難點,把握知識內部聯系。加強解瓶訓練,提升實戰能力。第三輪復習應用能力提高(5月中5月底)檢驗復習,強化記憶。自選模擬題,按考試要求自考,提前進入考試狀態。高三階段怎樣安排自己的時間?在高三階段,復習課程的時間和內容應靈活安排,因為套個人的學習習慣和方法等方面都有所不同,學習時間和課程內容應因人而異。根據自已的情況你可以制訂一個短期或長期的學習時間要排表。若某一科目是你的劣勢,你可以多花些時間去學習,優勢科目應繼續拔高。總之,要根據你自己的實際情況制訂計劃,不要好高鷺遠,故
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