高考专题：力与直线运动.doc

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1、高考专题：力与直线运动【考纲要求】1．理解力和力矩的概念，能熟练应用直角三角形知识对力进行合成和分解运算。2．利用共点力作用下物体静止和匀速直线运动的条件（合力为零）来解答有关静力学问题。3．熟练掌握弹力、摩擦力的性质和特点，并应用牛顿运动定律分析匀变速直线运动物体的动力学特征。能简单分析非匀变速直线运动某些变化规律。4．理解惯性定律和牛顿第三定律，并能对竖直方向做变速运动物体的超、失重进行简单运算。【知识结构】【热点导析】1.力的性质力是物体对物体的作用，这一定义体现了力的物质性和相互性，也是判断一力是否存在和理解牛顿第三定律的

2、基础；力的矢量性要求力运算必须遵守平行四边形法则；力作用的瞬时性在牛顿第二定律中得到了体现；还有力对空间和时间的的积累性及作用的独立性体现在动量定理和动能定理中。2.力和运动物体的运动性质取决于初始条件和物体的受力情况及相互关系；物体做直线运动和曲线运动的区别在于力是否和速度共线；物体做匀变速运动还是非匀变速运动取决于力是否恒定；物体的速率是增加、减小还是不变取决于力与即时速度是夹锐角、钝角还是直角。对物体的受力情况和运动情况作出正确的分析和判断是解答动力学问题的关键。物体的加速度是运动学量和动力学量间联系的桥梁。对于较复杂的物理

3、过程，应注意画出相关的运动示意草图和各阶段的受力图。3.物体的平衡条件物体平衡分共点力平衡和固定转动轴平衡，条件分别为合力为零和合力矩为零。二力合力为零必等值反向；三力合力为零常作成二力合力与第三力等值反向，也可用拉密定理、解直角三角形、解相似三角形等方法解。四个及四个以上力合力为零更为采用正交分解法。【典型例析】例1如图1-2-1所示，跨过定滑轮的轻绳两端，分别系着物体A和B，物体A放在锐角为θ的斜面上，已知A物质量为m，A物与斜面最大静摩擦力是与斜面间弹力的μ倍（μ＜tgθ），滑轮摩擦不计，物体A要静止在斜面上，物体B质量的取

4、值范围为多少？在A静止的前提下，斜面体与地面间摩擦情况又如何？解析本题是静力学问题，运用平衡条件及正交分解法是解答该类问题的主要方法。先以B为研究对象，因为B静止所以有：T=mBg①再以A为研究对象，若A处于上滑的临界状态，有：T1=fm+mgsinθ②而=μN③N=mgsinθ④由①②③④可得:mB=m(sinθ+μcosθ)⑤同理，若A处于将要下滑的临界状态则有：T2+fm=mgsinθ⑥由①③④⑥可得：mB=m(sinθ-μcosθ)⑦由⑤⑦可得mB应满足的条件为：m(sinθ-μcosθ)≤mB≤m(sinθ+μcosθ)

5、在A静止的前提下，A和滑轮支架对斜面体的总作用力竖直向下，A、B和斜面C整体对地面只有向下的压力，地面与C间无摩擦力。说明处理静力学问题，首先要选取妥当的研究对象，进行受力分析和力的运算，其中摩擦力为被动力，要根据物体所受的其他力和所处的状态正确判断。隔离法和整体法的巧妙使用可简化解题步骤。如本题中A物加速下滑，则对A、B、C进行整体分析可知，整体中有成员有向左的加速度分量，地面对斜面体C应有向左的摩擦力。例2空间探测器从某一星球表面竖直升空，已知探测器质量为500kg（设为恒量），发动机推力为恒力，探测器升空后发动机因故障而突然

6、关闭，如图1-2-2所示是探测器从升空到落回星球表面的速度—时间图像，则由图像可判断该探测器在星球表面所能达到的最大高度是多少？发动机工作的推力又为多少？解析本题是根据图像来表达有关已知条件的。正确理解v-t图像各段斜率、各转折点、各块面积的含义是解答本题的关键。由图可知，空间探测器在t1=8秒时具有最大即时速度，t2=24秒时才达到最大高度，且其最大高度为图像中△OAB的面积，即hmax=×24×40m=480m空间探测器在8秒内在推动和星球重力作用下加速上升，在8秒后部只在星球重力作用下减速上升和加速回落。第一阶段加速度a1=

7、ms-2=5ms-2第二、三阶段加速度等为a2==-2.5ms-2据牛顿第二定律，第一阶段F-mg星=ma1①第二、三阶段-mg星=ma2②由①②得：F=m(a1-a2)=500×7.5N=375N说明运动过程的表达有多种方式，其中用图像和数据表达是最常见的两种方式，但都得转化为对运动过程的描述。再结合各阶段的受力分析应用牛顿运动定律建立力和运动的因果关系。例3如图1-2-3所示，在倾角θ=37°的足够长的固定的斜面上，有一质量m=1kg的物体，物体与斜面间动摩擦因数μ=0.2，物体受到沿平行于斜面向上的轻细线的拉力F=9.6N的

8、作用，从静止开始运动，经2s绳子突然断了，求绳断后多长时间物体速度大小达到22ms-1(sin37°=0.6g=10ms-2)。解析本题为典型的已知物体受力求物体运动情况的动力学问题，物体运动过程较为复杂，应分阶段进行过程分析，并找出各过程的相关量