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实验八描绘小电珠的伏安特性曲线第九章恒定电流1.会选择实验器材,控制电路及测量电路.2.会根据电路进行正确的实物连线.3.会实验操作,描绘出小电珠的伏安特性曲线.【目标要求】内容索引NEIRONGSUOYIN考点一教材原型实验考点二拓展创新实验实验技能储备实验技能储备011.实验原理(1)实验原理图:如图1甲;(2)测多组小电珠的U、I的值,并绘出I-U图象;(3)由图线的斜率反映电流与电压和的关系.图1电阻2.实验器材小电珠“3.8V,0.3A”、电压表“0~3V~15V”、电流表“0~0.6A~3A”、、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔.3.进行实验及数据处理(1)将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如图乙所示的电路.(2)移动滑动变阻器触头位置,测出12组左右不同的电压值U和电流值I,并将测量数据填入自己设计的表格中.滑动变阻器(3)数据处理①在坐标纸上以U为横轴,I为纵轴,建立直角坐标系.②在坐标纸上描出各组数据所对应的点.③将描出的点用的曲线连接起来,得到小电珠的伏安特性曲线.4.注意事项(1)电路的连接方式:①电流表应采用接法:因为小电珠(3.8V,0.3A)的电阻很小,与量程为0.6A的电流表串联时,电流表的分压影响很大.②滑动变阻器应采用接法:目的是使小电珠两端的电压能从0开始连续变化.平滑外分压式(2)闭合开关S前,滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为0的一端,使开关闭合时小电珠的电压能从0开始变化,同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝.(3)I-U图线在U0=1.0V左右将发生明显弯曲,故在U=1.0V左右绘点要密,以防出现较大误差.5.误差分析(1)由于电压表不是理想电表,内阻并非无穷大,会带来误差,电流表外接,由于电压表的分流,使测得的电流值于真实值.(2)测量时读数带来误差.(3)在坐标纸上描点、作图带来误差.大考点一教材原型实验02例1(2020·陕西省黄陵县中学期中)现要用伏安法描绘一只标值为“2.5V,0.6W”小灯泡的I-U图线,有下列器材供选用:A.电压表(0~3V,内阻3kΩ;0~15V,内阻10kΩ)B.电流表(0~0.6A,内阻0.5Ω;0~3A,内阻0.1Ω)C.滑动变阻器(10Ω,2A)D.滑动变阻器(100Ω,1.0A)E.蓄电池(电动势6V,内阻不计)图2(
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实验十测定电源的电动势和内阻第九章恒定电流1.掌握用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻的方法.2.掌握用图象处理实验数据的方法.3.掌握实物图连接的技巧.【目标要求】内容索引NEIRONGSUOYIN考点二安阻法测电动势和内阻考点三伏阻法测电动势和内阻考点一伏安法测电源的电动势和内阻考点一伏安法测电源的电动势和内阻01基础回扣1.实验原理闭合电路欧姆定律.2.实验器材电池、电压表、电流表、、开关、导线、坐标纸和刻度尺.滑动变阻器3.实验步骤(1)电流表用A的量程,电压表用V的量程,按图1连接好电路.(2)把滑动变阻器的滑片移到接入电路阻值最的一端.(3)闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表有明显示数并记录一组数据(I1,U1).用同样的方法再测量几组I、U值,填入表格中.(4)断开开关,拆除电路,整理好器材.图10.63大4.实验数据处理(2)用作图法处理数据,如图2所示.①图线与纵轴交点为;②图线斜率的绝对值为.图2电源电动势E内阻r5.误差分析(1)偶然误差:主要来源于电压表和电流表的读数以及作U-I图象时描点不准确.(2)系统误差①若采用图3所示电路本实验的误差来源于电压表的分流,通过电流表的电流小于干路电流,由E=U+Ir得知,电动势E测<E真,若将内阻与电源并联等效为电源,则示数为通过电源的电流,所测内阻为等效电源的内阻(如图虚线框所示),则r测<r真.因RV≫r,故E测≈E真,r测≈r真.图3②若采用图4所示电路,将电源与串联等效为电源,如图虚线所示,示数为等效电源的电压,为干路电流,由闭合电路欧姆定律E=U+I(r+RA),E测=E真,r测=r+RA,若RA未知,由于RA与r很接近,所以r测误差较大,故一般不采用此种接法;但若RA已知,此法可测r的准确值.图46.注意事项(1)为了使路端电压变化明显,可使用内阻较的旧电池.(2)电流不要过大,应小于0.5A,读数要快.(3)要测出不少于6组的(I,U)数据,变化范围要大些.(4)若U-I图线纵轴刻度不从零开始,则图线和横轴的交点不再是短路电流,内阻应根据r=||确定.大例1(2020·山东卷·14)实验方案对实验测量的精度有直接的影响,某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究.实验室提供的器材有:干电池一节(电动势约1.5V,内阻小于1Ω);电压表V(量程3V,内阻约3kΩ);电流表A
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实验十一练习使用多用电表第九章恒定电流1.了解多用电表的构造和工作原理.2.会用多用电表测量电压、电流.3.测量定值电阻和二极管的正负极.4.会用多用电表进行简单的电路故障分析.【目标要求】内容索引NEIRONGSUOYIN考点一教材原型实验考点二拓展创新实验实验技能储备实验技能储备011.认识多用电表(1)多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等,并且每一种测量项目都有几个量程.(2)外形如图1所示:上半部分为表盘,表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度;下半部分为选择开关,它的四周刻有各种测量项目和量程.图1多用电表面板上还有:欧姆表的欧姆调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正、负插孔(表笔插入“+”插孔,表笔插入“-”插孔).红黑2.用多用电表测量小灯泡的电压和电流按如图2甲所示的电路图连好电路,将多用电表选择开关置于_________挡,测小灯泡两端的电压.图2按如图乙所示的电路图连好电路,将选择开关置于挡,测量通过小灯泡的电流.直流电压直流电流3.用多用电表测定值电阻的阻值(1)原理电路图I与Rx的对应相当于待测电阻Rx=0,调节R使I=Ig=,相当于待测电阻Rx=∞,此待测电阻为Rx,I=刻度特点表头电流满偏Ig处,对应欧姆表零刻度(右侧)表头电流I=0处,对应欧姆表∞刻度(左侧)表头电流I与电阻Rx一一对应,但不是线性关系,表盘刻度不均匀(2)测量步骤①估测待测电阻值.②欧姆挡调零.③将被测电阻接在红黑表笔之间.④读数:指针示数乘以倍率.⑤使用完毕:选择开关置于或,长期不用应取出电池.“OFF”挡交流电压最高挡(3)注意事项①区分“机械零点”与“欧姆零点”.机械零点是表盘刻度侧的“0”位置,机械调零对应的是表盘下边中间的指针定位螺丝;欧姆零点是指刻度盘侧的“0”位置,欧姆调零对应的是欧姆调零旋钮.②使指针指在中值附近,否则换挡.③测电阻时每换一次挡必须重新.④手不能接触表笔的金属杆.⑤测量电阻时待测电阻要与其他元件和断开.左右欧姆调零电源4.用多用电表测二极管的正、反向电阻(1)认识二极管:晶体二极管由半导体材料制成,它的符号如图3所示,左端为正极,右端为负极.特点:当给二极管加正向电压时电阻,当给二极管加反向电压时电阻.图3很小很大(2)用多用电表测二极管的正、反向电阻①测二极管正向电阻:将多
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第九章恒定电流第1讲电路的基本概念及电路分析1.了解电流的定义、定义式,会推导电流的微观表达式.2.理解电阻的概念,掌握电阻定律.3.理解欧姆定律并学会应用欧姆定律分析问题.4.理解电功、电功率、焦耳定律,会区分纯电阻电路和非纯电阻电路的特点.【目标要求】内容索引NEIRONGSUOYIN考点四电功、电功率电热、热功率考点一电流的概念及表达式考点二欧姆定律及电阻定律考点三电路的串联、并联课时精练考点一电流的概念及表达式011.电流形成的条件:导体中有;导体两端存在.2.电流的标矢性:电流是标量,但有方向,定向移动的方向规定为电流的方向.基础回扣自由电荷电压正电荷电流的三种表达式及其比较技巧点拨1.(电流的定义式)某兴趣小组调查一条河流的水质情况,通过计算结果表明,被污染的河里一分钟内有相当于6C的正离子和9C的负离子向下游流去,则取样时这条河流的等效电流大小和方向分别是A.0.25A顺流而下B.0.05A顺流而下C.0.25A逆流而上D.0.05A逆流而上跟进训练12√解析在一分钟内通过横截面的总电荷量为q=6C-9C=-3C,所以电流I==0.05A,方向与河水的流动方向相反,即电流的方向为逆流而上,选项D正确.2.(电流的微观表达式)如图1所示,一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ,棒内单位体积自由电子数为n,自由电子的质量为m、电荷量为e.在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向移动的平均速率为v,则金属棒内的电场强度大小为12图1√12考点二欧姆定律及电阻定律02基础回扣1.部分电路欧姆定律(1)内容:导体中的电流跟导体两端的成正比,跟导体的成反比.(2)表达式:I=.电压电阻(3)适用范围:导电和导电,不适用于气态导体或半导体元件.金属电解质溶液(4)导体的伏安特性曲线(I-U)图线.(如图2).图2①比较电阻的大小:图线的斜率k=tanθ=,图中R1R2(选填“>”“<”或“=”);②线性元件:伏安特性曲线是过原点的直线的电学元件,适用于欧姆定律;③非线性元件:伏安特性曲线是的电学元件,不适用于欧姆定律.>曲线2.电阻定律(1)内容:同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成,与它的横截面积S成;导体电阻还与构成它的有关.(2)公式:R=.其中l是导体的长度,S是导体的横截面积,ρ是导体的,其国际单位是,符号为.正比反比材料电阻率
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第九章恒定电流第2讲闭合电路的欧姆定律1.了解电动势的物理含义,理解并会应用闭合电路欧姆定律.2.掌握路端电压和电流的关系及电源的U-I图象.【目标要求】内容索引NEIRONGSUOYIN考点四含容电路的分析考点一闭合电路的分析与计算考点二电路的功率及效率问题考点三电源的U-I图象考点五电路故障分析课时精练考点一闭合电路的分析与计算01闭合电路的欧姆定律(1)内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成,跟内、外电阻之和成;(2)公式:I=(只适用于电路);E=U外+U内或E=U外+(适用于电路).基础回扣正比反比纯电阻Ir任意1.路端电压与外电阻的关系技巧点拨2.动态分析常用方法(1)程序法:遵循“局部—整体—局部”的思路,按以下步骤分析(如图1):图1(2)结论法:“串反并同”,应用条件为电源内阻不为零.①所谓“串反”,即某一电阻的阻值增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小,反之则增大.②所谓“并同”,即某一电阻的阻值增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大,反之则减小.例1(2019·江苏卷·3)如图2所示的电路中,电阻R=2Ω.断开S后,电压表的读数为3V;闭合S后,电压表的读数为2V,则电源的内阻r为A.1ΩB.2ΩC.3ΩD.4Ω考向1闭合电路的有关计算图2√解析当断开S后,电压表的读数等于电源的电动势,即E=3V;联立解得r=1Ω,A正确,B、C、D错误.例2(2019·贵州遵义市调研)如图3所示电路,电源内阻不可忽略,电表均为理想电表.开关S闭合后,在滑动变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中A.电压表与电流表的示数都减小B.电压表与电流表的示数都增大C.电压表的示数增大,电流表的示数减小D.电压表的示数减小,电流表的示数增大考向2闭合电路的动态分析图3√解析滑动变阻器R0的滑动端向下滑动时,R0接入电路的有效电阻减小,R外减小,由I=可知I增大,由U内=Ir可知U内增大,由E=U内+U外可知U外减小,故电压表示数减小.由U1=IR1可知U1增大,由U外=U1+U2可知U2减小,由I2=可知电流表示数减小,故A正确.1.(电源、电动势)(2020·广西南宁市期中)关于电源电动势E,下列说法中错误的是A.电动势E的单位与电势、电势差的单位相同,都是伏特VB.干电池和铅蓄电池的电动势是不同的C.电动势E可表示为
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考向01匀变速直线运动规律-备战2022年高考一轮复习考点微专题解决目标及考点:1.加速度等概念的理解2.刹车类问题\逆向思维问题3.推论中的比例应用例1一个物体从静止开始,以加速度a1做匀加速直线运动,经过时间t改为做加速度大小为a2的减速运动,又经过时间t物体回到开始位置,求两个加速度大小之比a1a2.答案1∶3解析根据题意可知:物体在第一个时间t内做匀加速直线运动,在第二个时间t内先做匀减速运动到速度为零然后反向加速,取初始速度方向为正方向,画出物体运动过程示意图如图所示.针对两个运动阶段由位移公式有x=12a1t2;-x=a1t·t+12(-a2)t2联立解得a1a2=13.例2如图所示为某型号货车紧急制动时(假设做匀减速直线运动)的v2-x图象(v为货车的速度,x为制动距离),其中图线1为满载时符合安全要求的制动图象,图线2为严重超载时的制动图象.某路段限速72km/h,是根据该型号货车满载时安全制动时间和制动距离确定的,现有一辆该型号的货车严重超载并以54km/h的速度行驶.通过计算求解:(1)驾驶员紧急制动时,该型号严重超载并以54km/h的速度行驶的货车制动时间和制动距离是否符合安全要求;(2)若驾驶员从发现险情到采取紧急制动措施的反应时间为1s,则该型号货车满载时以72km/h速度正常行驶的跟车距离至少应为多远.解析(1)根据速度位移公式v2-v02=2ax,有v2=2ax+v02,则图线斜率的一半表示加速度.根据题中图象得到:满载时,加速度大小为a1=5m/s2,严重超载时加速度大小为a2=2.5m/s2;设该型号货车满载时以v=72km/h=20m/s的速度减速,制动距离x1=v22a1=4002×5m=40m,制动时间为t1=va1=205s=4s;设该型号货车严重超载时以v′=54km/h=15m/s的速度减速,制动距离x2=v′22a2=1522×2.5m=45m>x1,制动时间为t2=v′a2=152.5s=6s>t1;所以驾驶员紧急制动时,该型号严重超载的货车制动时间和制动距离均不符合安全要求.(2)该型号货车在反应时间内做匀速直线运动x3=vt3=20×1m=20m,跟车距离最小值x=v22a1+x3=40m+20m=60m.拓展点刹车类问题的处理技巧——逆向思维法的应用刹车类问题:指匀减速到速度为零后即停止运动,加速度a突然消失,
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考向02追及\图像问题-备战2022年高考一轮复习考点微专题解决目标及考点:1.追及问题(一般求①能否追上②需要多长时间追上③最远\最短距离)2.图像问题(一般求①各自运动情况②对比速度\加速度大小③能否追上\某时刻距离)【例题1】甲、乙两车在同一直线轨道上同向行驶,甲车在前,速度为v1=8m/s,乙车在后,速度为v2=16m/s,当两车相距x0=8m时,甲车因故开始刹车,加速度大小为a1=2m/s2,为避免相撞,乙车立即开始刹车,则乙车的加速度至少为多大?答案6m/s2方法一:临界法设两车速度相同时均为v,所用时间为t,乙车的加速度大小为a2,则v1-a1t=v2-a2t=v,v1+v2t=v2+v2t-x0,解得t=2s,a2=6m/s2,即t=2s时,两车恰好未相撞,显然此后在停止运动前,甲的速度始终大于乙的速度,故可避免相撞.满足题意的条件为乙车的加速度至少为6m/s2.方法二:函数法甲、乙运动的位移:x甲=v1t-12a1t2,x乙=v2t-12a2t2避免相撞的条件为x乙-x甲<x0即12(a2-a1)t2+(v1-v2)t+x0>0代入数据有(a2-2)t2-16t+16>0不等式成立的条件是:Δ=162-4×16(a2-2)<0,且a2-2>0解得a2>6m/s2.【例题2】(2018河南洛阳一模)甲、乙两汽车在一平直公路上同向行驶.在t=0到t=t1的时间内,它们的vt图象如图所示.在这段时间内()A.汽车甲的平均速度比乙的大B.汽车乙的平均速度等于v1+v22C.甲、乙两汽车的位移相同D.汽车甲的加速度大小逐渐减小,汽车乙的加速度大小逐渐增大【答案】A【解析】试题分析:v-t图像中图线与横轴围成的面积代表位移,可知甲的位移大于乙的位移,而时间相同,故甲的平均速度比乙的大,A正确,C错误;匀变速直线运动的平均速度可以用来表示,乙的运动不是匀变速直线运动,所以B错误;图像的斜率的绝对值代表加速度的大小,则甲、乙的加速度均减小,D错误【例题3】(2016广东汕头质检)如图(甲)所示,A车原来临时停在一水平路面上,B车在后面匀速向A车靠近,A车司机发现后启动A车,以A车司机发现B车为计时起点(t=0),A、B两车的v-t图象如图(乙)所示.已知B车在第1s内与A车的距离缩短了x1=12m.(1)求B车运动的速度vB和A车的加速度a的大小.(2)若A、B
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考向03相互作用-备战2022年高考一轮复习考点微专题解决目标及考点:1.弹力分析2.动杆与定杆;活杆与死杆3.摩擦力的分析4.叠放体、连接体平衡问题【例题1】如图所示,质量为m的小球套在竖直固定的光滑圆环上,轻绳一端固定在圆环的最高点A,另一端与小球相连.小球静止时位于环上的B点,此时轻绳与竖直方向的夹角为60°,则轻绳对小球的拉力大小为()A.2mgB.3mgC.mgD.32mg答案C解析对B点处的小球受力分析,如图所示,则有FTsin60°=FNsin60°FTcos60°+FNcos60°=mg解得FT=FN=mg,故C正确.【例题2】如图所示,物体A、B在力F作用下一起以大小相等的速度沿F方向匀速运动,关于物体A所受的摩擦力,下列说法正确的是()A.甲、乙两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相同B.甲、乙两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相反C.甲、乙两图中物体A均不受摩擦力D.甲图中物体A不受摩擦力,乙图中物体A受摩擦力,方向和F相同答案D解析用假设法分析:甲图中,假设A受摩擦力,与A做匀速运动在水平方向所受合力为零不符合,所以A不受摩擦力;乙图中,假设A不受摩擦力,A将相对B沿斜面向下运动,则知A受沿F方向的摩擦力.【例题3】(2016·湖北华师一附中等八校联考)如图7所示,两竖直木桩ab、cd固定,一不可伸长的轻绳两端固定在a、c端,绳长为L,一质量为m的物体A通过轻质光滑挂钩挂在轻绳中间,静止时轻绳两端夹角为120°。若把轻绳换成自然长度为L的橡皮筋,物体A悬挂后仍处于静止状态,橡皮筋处于弹性限度内。若重力加速度大小为g,关于上述两种情况,下列说法正确的是()A.轻绳的弹力大小为2mgB.轻绳的弹力大小为mgC.橡皮筋的弹力大于mgD.橡皮筋的弹力大小可能为mg【参考答案】B【名师解析】设两杆间的距离为s,细绳的总长度为L,静止时轻绳夹角为120°,由于重物的拉力的方向竖直向下,所以三个力之间的夹角都是120°。根据矢量的合成可知,三个力的大小是相等的,故轻绳的弹力大小为mg,选项A错误,B正确;若把轻绳换成自然长度为L的橡皮筋,橡皮筋受到拉力后长度增大,杆之间的距离不变,所以重物静止后两根绳子之间的夹角一定小于120°,两个分力之间的夹角减小,而合力不变,所以两个分力减小,即橡皮筋的弹力小于mg,选项C、D错误。【例题4】(多选)如图所示,电灯
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考向04动态平衡\临界问题-备战2022年高考一轮复习考点微专题解决目标及考点:1.受力分析基本思路2.解决动态平衡的主要三个方法3.临界问题【例1】(多选)如图所示,质量分别为mA、mB的A、B两个楔形物体叠放在一起,B靠在竖直墙壁上,在水平力F的作用下,A、B静止不动,则()A.A物体受力的个数可能为3B.B受到墙壁的摩擦力方向可能向上,也可能向下C.力F增大(A、B仍静止),A对B的压力也增大D.力F增大(A、B仍静止),墙壁对B的摩擦力也增大【答案】AC【解析】隔离A物体,若A、B间没有静摩擦力,则A受重力、B对A的支持力和水平力F三个力作用,选项A正确;将A、B看作一个整体,整体在竖直方向上受到重力和摩擦力,所以墙对B的摩擦力方向只能向上,选项B错误;若F增大,则F在垂直B斜面方向的分力增大,所以A对B的压力增大,选项C正确;对A、B整体受力分析,由平衡条件知,竖直方向上有f=GA+GB,因此当水平力F增大时,墙壁对B的摩擦力不变,选项D错误。【例2】用轻质细线把两个质量未知小球悬挂起来,如图所示,今对小球a持续施加一个向左偏下30º的恒力,并对小球b持续施加一个向右偏上30º的同样大的恒力,最后达到平衡,则表示平衡状态的图可能是()【答案】A【解析】把两个小球看成一个整体,左下的力与右上的力相互平衡,剩下绳子拉力与重力平衡,所以整体外部的绳子方向一定与重力同一直线,故选A。【例3】如图2所示,用一根细线系住重力为G的小球,开始细线在作用于O点的拉力下保持竖直位置,小DACabBABCD球与倾角为α的光滑斜面体接触,处于静止状态,小球与斜面的接触面非常小。现保持小球位置不动,沿顺时针方向改变拉力方向,直到拉力方向与斜面平行。在这一过程中,斜面保持静止。下列说法正确的是()A.细线对小球的拉力先减小后增大B.斜面对小球的支持力先增大后减小C.斜面对地面的摩擦力一直减小,方向向右D.细线对小球的拉力的最小值等于Gsinα【答案】D【解析】以小球为研究对象,对其受力分析,如图所示,因保持小球位置不动,故小球处于动态平衡,由图知在题设的过程中,FT一直减小,FN一直增大,当细线与斜面平行时,FT与FN垂直,FT有最小值,且FTmin=Gsinα,故选项A、B错误,D正确;选整体为研究对象,细线的拉力在水平方向的分量一直在增大,方向向右,所以地面对斜面的摩擦力一直增
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考向05牛二两类动力学问题-备战2022年高考一轮复习考点微专题解决目标及考点:1.基本力学单位制2.受力分析问题3.两类动力学问题例1如图所示,质量为4kg的小球用细绳拴着吊在行驶的汽车后壁上,绳与竖直方向夹角为37°。已知g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:(1)当汽车以a=2m/s2向右匀减速行驶时,细线对小球的拉力和小球对车后壁的压力;(2)当汽车以a′=10m/s2的加速度向右匀减速运动时,细线对小球的拉力和小球对车后壁的压力。【解析】(1)当汽车以a=2m/s2向右匀减速行驶时,小球受力分析如图。由牛顿第二定律得:FT1cosθ=mg,FT1sinθ-FN=ma代入数据得:FT1=50N,FN=22N由牛顿第三定律知,小球对车后壁的压力大小为22N。(2)当汽车向右匀减速行驶时,设车后壁弹力为0时(临界条件)的加速度为a0,受力分析如图所示。由牛顿第二定律得:FT2sinθ=ma0,FT2cosθ=mg代入数据得:a0=gtanθ=10×34m/s2=7.5m/s2因为a=10m/s2>a0所以小球飞起来,FN′=0所以,当汽车以a′=10m/s2向右匀减速运动行驶时,由牛顿第二定律得FT2cosθ′=mg。FT2sinθ′=ma′代入数据得FT2=402N。答案(1)50N22N(2)402N0一、单位制基本单位:基本物理量的单位.基本物理量共七个,m\s\kg\mol\cd\A\K其中力学有三个,是长度、质量、时间,单位分别是米、千克、秒.注意:牛顿(N)不是基本单位。二、牛顿定律1.牛顿第一定律(1)内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.(2)意义:①揭示了物体的固有属性:一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律又叫惯性定律;②揭示了力与运动的关系:力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,即力是产生加速度的原因.2.牛顿第二定律(1)内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同.(2)表达式:F=ma.(3)适用范围①牛顿第二定律只适用于惯性参考系,即相对于地面静止或匀速直线运动的参考系.②牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子等)、低速运动(远小于光速)的情况.4.牛顿第三定律1.作用力和反作用力:两个
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考向06牛二综合应用-备战2022年高考一轮复习考点微专题解决目标及考点:1、瞬时问题2、超重失重问题3、连接体问题4、滑板与传送带问题【例题1】如图甲、乙中小球m1、m2原来均静止,现如果均从图中B处剪断,已知图甲中的弹簧和图乙中的下段绳子(m1=m2)(1)它们的拉力将分别如何变化?(2)如果均从图中A处剪断,则图甲中的弹簧和图乙中的下段绳子的拉力又将如何变化呢?(3)试分析分别剪断A瞬间和剪断B瞬间每个小球的加速度?(只断一处)【答案】(1)弹簧和下段绳的拉力都变为0.(2)弹簧的弹力来不及变化,下段绳的拉力变为0.(3)甲图中,若断A,由于弹簧未形变,所以拉力不变,m1小球受力m1g+m2g,所以加速度为2g,m2小球受拉力和重力平衡,所以加速度为0;若断B,m2小球只受重力,所以加速度为g,m1受力平衡,加速度为0。乙图中,若断A,下端绳子拉力瞬间为0,两个小球整体相对静止地做自由落体运动,所以加速度均为g;若断B,下端绳子拉力瞬间为0,上端绳子拉力瞬间由2G变为G,m2小球加速度g,m1小球加速度为0一、瞬时问题1.牛顿第二定律的表达式为:F合=ma,加速度由物体所受合外力决定,加速度的方向与物体所受合外力的方向一致.当物体所受合外力发生突变时,加速度也随着发生突变,而物体运动的速度不能发生突变.2.轻绳、轻杆和轻弹簧(橡皮条)的区别:(1)轻绳和轻杆:剪断轻绳或轻杆断开后,原有的弹力将突变为0.(2)轻弹簧和橡皮条:当轻弹簧和橡皮条与其它物体连接时,轻弹簧或橡皮条的弹力不能发生突变.二、超重与失重问题1.超重(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象.(2)产生条件:物体具有向上的加速度.2.失重(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象.(2)产生条件:物体具有向下的加速度.技巧:判断超重与失重的重要方法——看物体的加速度方向。向上(不一定竖直向上,只要有向上趋势即可)则超重,向下(不一定竖直向下,只要有向下趋势即可)则失重。三、连接体问题1.连接体的类型(1)弹簧连接体(2)物物叠放连接体(3)轻绳连接体(4)轻杆连接体2.处理连接体问题的方法整体法的选取原则若连接体内各物体具有相同的加速度,且不需要求物体之间的作用力,可以把它们看成一个整体,分析整体受到的外力,应用牛顿第二定律求出加速度
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考向07曲线运动-备战2022年高考一轮复习考点微专题解决目标及考点:1.曲线运动的条件和特征2.小船渡河模型3.连接体速度问题例1如图所示,“嫦娥号”探月卫星在由地球飞向月球时,沿曲线从M点向N点飞行的过程中,速度逐渐减小,在此过程中探月卫星所受合力方向可能是下列图中的()【答案】C【解析】从M运动到N的曲线轨迹,由轨迹可知,符合情况的受力情况只有BC;题中说明是减速运动,所以符合情况的只有C。1、曲线运动的轨迹凹的开口为受力方向2、曲线运动中某点的切线方向为物体的瞬时速度方向3、瞬时速度方向与受力方向的夹角θ作为判断加速/减速的判断依据。夹角θ大于90°则减速,小于90°则加速,等于90°则速度不变。一、物体运动分类及其原因直线运动条件:受到合外力与初速度在同一直线即可。在这条件成立条件下,①和②区别在于合外力是否为0,即有无加速度a的存在,有则①,无则②。在①成立的条件下,③和④的区别在于a是否恒定(方向、大小都不变才叫恒定),恒定则③,不恒定则④。在③成立的条件下,⑤和⑥的区别在于a与初速度v是否同向,同向加速,异向减速。曲线运动的条件:受到合外力与初速度不在同一直线即可。在这条件成立条件下,⑦和⑧区别在于合外力(或者加速度)是否恒定,恒定则为⑦,不恒定则为⑧。而A和B的区别就在于合外力与初速度是否在同一直线。⑦中的代表有:平抛、斜抛等,它们的合外力只有重力,恒定力;而熟知的匀速圆周运动是属于⑧的。二、两个直线运动的合运动性质的判断标准:看合初速度方向与合加速度方向是否共线.两个互成角度的分运动合运动的性质两个匀速直线运动匀速直线运动一个匀速直线运动、一个匀变速直线运动匀变速曲线运动两个初速度为零的匀加速直线运动匀加速直线运动两个初速度不为零的匀变速直线运动如果v合与a合共线,为匀变速直线运动如果v合与a合不共线,为匀变速曲线运动三、小船模型中的两个问题渡河时间最短当船头方向垂直河岸时,渡河时间最短,最短时间tmin=dv船渡河位移最短如果v船>v水,当船头方向与上游河岸夹角θ满足v船cosθ=v水时,合速度垂直河岸,渡河位移最短,等于河宽d如果v船<v水,当船头方向(即v船方向)与合速度方向垂直时,渡河位移最短,等于dv水v船四、连接体速度问题关键:沿着绳子/杆方向的速度相等原则:把物体的实际速度分解为垂直于绳(杆)和平行于绳(杆)两个分量,根据沿绳(杆)
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考向08平抛运动-备战2022年高考一轮复习考点微专题解决目标及考点:1.基本平抛规律2.有约束的平抛3.临界问题【例题1】(多选)(2017²江西南昌3月模拟)如图所示,空间有一底面处于水平地面上的正方体框架ABCD—A1B1C1D1,从顶点A沿不同方向平抛一小球(可视为质点).关于小球的运动,下列说法正确的是()A.落点在A1B1C1D1内的小球,落在C1点时平抛的初速度最大B.落点在B1D1上的小球,平抛初速度的最小值与最大值之比是1∶2C.运动轨迹与AC1相交的小球,在交点处的速度方向都相同D.运动轨迹与A1C相交的小球,在交点处的速度方向都相同【答案】ABC【解析】依据平抛运动规律有h=12gt2,得飞行时间t=2hg,水平位移x=v02hg,落点在A1B1C1D1内的小球,h相同,而水平位移xAC1最大,则落在C1点时平抛的初速度最大,A项正确.落点在B1D1上的小球,由几何关系可知最大水平位移xmax=L(L为正方体的棱长),最小水平位移xmin=22L,据v0=xg2h,可知平抛运动初速度的最小值与最大值之比vmin∶vmax=xmin∶xmax=1∶2,B项正确.凡运动轨迹与AC1相交的小球,位移偏转角β相同,设速度偏转角为θ,由平抛运动规律有tanθ=2tanβ,故θ相同,则运动轨迹与AC1相交的小球,在交点处的速度方向都相同,C项正确,同理可知D项错误.一、平抛基本条件:具有水平初速度,且只受重力的作用。二、基本规律1.位移关系2.速度关系3.分析方向:水平方向匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动4.规律的应用(1)飞行时间:由t=2hg知,时间取决于下落高度h,与初速度v0无关.(2)水平射程:x=v0t=v02hg,即水平射程由初速度v0和下落高度h共同决定,与其他因素无关.(3)落地速度v=vx2+vy2=v20+2gh,以θ表示落地速度与水平正方向的夹角,有tanθ=vyvx=2ghv0,落地速度与初速度v0和下落高度h有关.(4)速度改变量因为平抛运动的加速度为恒定的重力加速度g,所以做平抛运动的物体在任意相等时间间隔Δt内的速度改变量Δv=gΔt是相同的,方向恒为竖直向下,如图所示.(5)两个重要推论(1)做平抛运动的物体在任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点,即xB=xA2.推导:tanθ=yAxA-
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考向09圆周运动-备战2022年高考一轮复习考点微专题解决目标及考点:1.向心力、圆周运动基础知识2.竖直面圆周运动3.水平面圆周运动4.临界问题【例题1】(多选)“水流星”是一种常见的杂技项目,该运动可以简化为细绳一端系着小球在竖直平面内的圆周运动模型,如图所示,已知绳长为l,重力加速度为g,则()A.小球运动到最低点Q时,处于失重状态B.小球初速度v0越大,则在P、Q两点绳对小球的拉力差越大C.当v0>6gl时,小球一定能通过最高点PD.当v0<gl时,细绳始终处于绷紧状态【答案】CD【解析】小球运动到最低点Q时,由于加速度向上,故处于超重状态,选项A错误;小球在最低点时:FT1-mg=mv02l;在最高点时:FT2+mg=mv2l,其中12mv02-mg²2l=12mv2,解得FT1-FT2=6mg,故在P、Q两点绳对小球的拉力差与初速度v0无关,选项B错误;当v0=6gl时,得v=2gl,因为小球能通过最高点的最小速度为gl,则当v0>6gl时小球一定能通过最高点P,选项C正确;当v0=gl时,由12mv02=mgh得小球能上升的高度h=12l,即小球不能越过与悬点等高的位置,故当v0<gl时,小球将在最低点位置来回摆动,细绳始终处于绷紧状态,选项D正确.一、匀速圆周运动定义及特征定义:做圆周运动的物体,若在任意相等的时间内通过的圆弧长相等,就是匀速圆周运动.特征:速度大小不变,但是方向时刻改变,都与轨迹相切;加速度大小不变,但是方向时刻改变,都指向圆心,且与速度垂直。(所以匀速圆周运动是一个变速的曲线运动)条件:合外力大小不变且方向时刻指向圆心,始终与速度相切。二、描述匀速圆周运动的物理量定义、意义公式、单位线速度描述做圆周运动的物体运动快慢的物理量(v)(沿着圆周运动的速度=周长/周期)(1)v=ΔsΔt=2πrT=ωr(2)单位:m/s角速度描述物体绕圆心转动快慢的物理量(ω)(1)ω=ΔθΔt=2πT(2)单位:rad/s周期物体沿圆周运动一圈的时间(T)(1)T=2πrv=2πω,单位:s(2)f=1T,单位:Hz向心加速度(1)描述速度方向变化快慢的物理量(an)(2)方向指向圆心(1)an=v2r=rω2(2)单位:m/s2三、圆周运动的供需关系(这个说法是辅助理解的,并非教材说法)理解:物体能否做圆周运动是由向心力的供给和需求的关系决定的。当
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考向10万有引力应用-备战2022年高考一轮复习考点微专题解决目标及考点:1.开普勒定律应用4.卫星飞行与同步卫星、天体追及问题2.万有引力应用5.双星系统3.天体质量与密度【例题1】某物理兴趣小组通过查资料得到以下量的具体数据(用字母表示):地球半径R,地球质量m,日地中心距离r,地球的近地卫星绕地球运行的周期T1,地球的同步卫星绕地球运行的周期T0,地球绕太阳运行的周期T。由此可知()A.太阳质量为23213rTRmTB.太阳质量为20323rmTTRC.地球同步卫星离地面的高度为(3T20T21-1)RD.地球同步卫星离地面的高度为(3T21T20-1)R【答案】AC【解析】设太阳质量为M,由万有引力提供向心力有GMmr2=m4π2T2r,在地球表面有Gmm′R2=m′4π2T21R,得M=r3T21mR3T2,A正确,B错误;由开普勒第三定律有R3T21=(R+h)3T20,可得地球同步卫星离地面的高度为h=(3T20T21-1)R,C正确,D错误。【例题2】我国发射的“天宫一号”和“神舟八号”在对接前,“天宫一号”的运行轨道高度为350km,“神舟八号”的运行轨道高度为343km.它们的运行轨道均视为圆周,则()A.“天宫一号”比“神舟八号”速度大B.“天宫一号”比“神舟八号”周期长C.“天宫一号”比“神舟八号”角速度大D.“天宫一号”比“神舟八号”加速度大【答案】B【解析】航天器在围绕地球做匀速圆周运动的过程中由万有引力提供向心力,根据万有引力定律和匀速圆周运动知识得GMmr2=mv2r=mrω2=mr(2π/T)2=ma,解得v=GMr,T=4π2r3GM,ω=GMr3,a=GMr2,而“天宫一号”的轨道半径比“神舟八号”的轨道半径大,可知选项B正确.一、开普勒三定律的理解和应用三定律内容:(记忆方式)1、椭圆定律:天体运动轨迹都是椭圆轨道2、面积定律:飞行天体与中心天体的连线在相等时间内扫过椭圆面积相等3、调和定律:a3T2=k注意:开普勒第三定律a3T2=k中,k值只与中心天体的质量有关,不同的中心天体k值不同.但该定律只能用在同一中心天体的两星体之间.二、万有引力1、公式F=Gm1m2r2,G为引力常量,G=6.67×10-11N·m2/kg2.2、适用条件(1)公式适用于质点间的相互作用,当两个物体间的距离远大于物体本身的大小时,物体可视为质点
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考向11功与能-备战2022年高考一轮复习考点微专题解决目标及考点:1.机车启动问题2.动能定理基本应用【例题1】在检测某种汽车性能的实验中,质量为3×103kg的汽车由静止开始沿平直公路行驶,达到的最大速度为40m/s,利用传感器测得此过程中不同时刻该汽车的牵引力F与对应的速度v,并描绘出如图所示的F-1v图象(图线ABC为汽车由静止到达到最大速度的全过程,AB、BO均为直线).假设该汽车行驶中所受的阻力恒定,根据图线ABC(1)求该汽车的额定功率;(2)该汽车由静止开始运动,经过35s达到最大速度40m/s,求其在BC段的位移大小.【答案】(1)8×104W(2)75m【解析】(1)图线AB表示牵引力F不变即F=8000N,阻力Ff不变,汽车由静止开始做匀加速直线运动;图线BC的斜率表示汽车的功率P不变,达到额定功率后,汽车所受牵引力逐渐减小,汽车做加速度减小的变加速直线运动,直至达到最大速度40m/s,此后汽车做匀速直线运动.由题图可知:当达到最大速度vmax=40m/s时,牵引力为Fmin=2000N由平衡条件Ff=Fmin可得Ff=2000N由公式P=Fminvmax得额定功率P=8×104W.(2)匀加速运动的末速度vB=PF,代入数据解得vB=10m/s汽车由A到B做匀加速运动的加速度为a=F-Ffm=2m/s2设汽车由A到B所用时间为t1,由B到C所用时间为t2、位移为x,则t1=vBa=5s,t2=35s-5s=30sB点之后,对汽车由动能定理可得Pt2-Ffx=12mvC2-12mvB2,代入数据可得x=75m.【例题2】如图8所示,传送带A、B之间的距离为L=3.2m,与水平面间的夹角θ=37°,传送带沿顺时针方向转动,速度恒为v=2m/s,在上端A点无初速度地放置一个质量为m=1kg、大小可视为质点的金属块,它与传送带的动摩擦因数为μ=0.5,金属块滑离传送带后,经过弯道,沿半径为R=0.4m的光滑圆轨道做圆周运动,刚好能通过最高点E。已知B、D两点的竖直高度差h=0.5m(g取10m/s2)求:(1)金属块经过D点时的速度;(2)金属块在BCD弯道上克服摩擦力做的功。【解析】(1)金属块在E点时,mg=mv2ER,解得vE=2m/s在从D到E过程中由动能定理得-mg·2R=12mv2E-12mv2D,解得vD=25m/s。(2)金属块刚刚放
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考向12动量定理-备战2022年高考一轮复习考点微专题解决目标及考点:1、理解动量、冲量基本概念及简单计算4、动量守恒定律的判断2、利用动量定理求动量、瞬间冲击力5、动量守恒的简单计算3、流体冲击中的作用力【例题1】(2015·重庆理综·3)高空作业须系安全带,如果质量为m的高空作业人员不慎跌落,从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动).此后经历时间t安全带达到最大伸长,若在此过程中该作用力始终竖直向上,则该段时间安全带对人的平均作用力大小为()A.m2ght+mgB.m2ght-mgC.mght+mgD.mght-mg【例题2】(2018·甘肃西峰调研)如图2所示,竖直面内有一个固定圆环,MN是它在竖直方向上的直径.两根光滑滑轨MP、QN的端点都在圆周上,MP>QN.将两个完全相同的小滑块a、b分别从M、Q点无初速度释放,在它们各自沿MP、QN运动到圆周上的过程中,下列说法中正确的是()A.合力对两滑块的冲量大小相同B.重力对a滑块的冲量较大C.弹力对a滑块的冲量较小D.两滑块的动量变化大小相同一、动量定理1、动量与动能动量动能公式P=mvEK=mv2/2物理意义描述物体的瞬时运动状态描述物体瞬时所具有的能量区别点矢量,状态量标量,状态量联系EK=P2/2m变化量若速度变化,则ΔEk可能为零;Δp一定不为零2、冲量与功冲量功公式I=FtW=FSsosα物理意义力作用在物体上并持续一段时间产生的效果。过程量力作用在物体上并使得物体在力方向移动一段距离。过程量区别点与位移无关与位移有关产生效果力持续了时间即有冲量,但不一定有明显的运动效果力使得物体移动了位移才有功的效果3、动量定理①物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化。Ft=mv’-mv。②动量定理是牛顿第二定律的另一种表达式,都反映物体运动状态改变的原因——合外力不为零。利用牛顿第二定律求解运动情况。在中学阶段,一般需要求产生的加速度,在匀变速运动的时候才可以求得初末运动的瞬时速度,而利用动量定理则不需要考虑中间的运动过程是否匀变速,只考虑初末状态。③动量定理Ft=mv’-mv既可以求恒力的作用效果,又可以求变力的作用效果(图像法)4、易错点:①某个力持续一段时间后不一定有明显的运动效果,例如支持力作用了一段时间,但是并没有明显的效果。②求力的冲量求力的冲量求某个力的冲量,就用该
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考向13动量守恒-备战2022年高考一轮复习考点微专题解决目标及考点:1.动量守恒的判断4、弹簧、滑板、滑块组合模型2.碰撞模型5、子弹与木块模型3.反冲模型、人船模型【例题1】(7分)如图所示,坡道顶端距水平面高度为h,质量为m1的小物块A从坡道顶端由静止滑下,进入水平面上的滑道时无机械能损失,为使A制动,将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上,另一端与质量为m2的挡板B相连,弹簧处于原长时,B恰位于滑道的末端O点。A与B碰撞时间极短,碰后结合在一起共同压缩弹簧,已知在OM段A、B与水平面间的动摩擦因数均为μ,其余各处的摩擦不计,重力加速度为g,求:(1)物块A在与挡板B碰撞前瞬间速度v的大小;(2)弹簧最大压缩量为d时的弹性势能Ep(设弹簧处于原长时弹性势能为零)。一、动量守恒定律1.内容如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为零,这个系统的总动量保持不变.2.表达式(1)p=p′,系统相互作用前总动量p等于相互作用后的总动量p′.(2)m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′,相互作用的两个物体组成的系统,作用前的动量和等于作用后的动量和.(3)Δp1=-Δp2,相互作用的两个物体动量的变化量等大反向.(4)Δp=0,系统总动量的增量为零.3.适用条件(1)理想守恒:不受外力或所受外力的合力为零.(2)近似守恒:系统内各物体间相互作用的内力远大于它所受到的外力.(3)某一方向守恒:如果系统在某一方向上所受外力的合力为零,则系统在这一方向上动量守恒.二、碰撞、反冲、爆炸1.碰撞(1)定义:相对运动的物体相遇时,在极短的时间内它们的运动状态发生显著变化,这个过程就可称为碰撞.(2)特点:作用时间极短,内力(相互碰撞力)远大于外力,总动量守恒.(3)碰撞分类①弹性碰撞:碰撞后系统的总动能没有损失.②非弹性碰撞:碰撞后系统的总动能有损失.③完全非弹性碰撞:碰撞后合为一体,机械能损失最大.2.反冲(1)定义:当物体的一部分以一定的速度离开物体时,剩余部分将获得一个反向冲量,这种现象叫反冲运动.(2)特点:系统内各物体间的相互作用的内力远大于系统受到的外力.实例:发射炮弹、爆竹爆炸、发射火箭等.(3)规律:遵从动量守恒定律.3.爆炸问题爆炸与碰撞类似,物体间的相互作用时间很短,作用力很大,且远大于系统所受的外力,所以系统动量守恒.考点:动量守恒的判断【例题2】
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考向11.5机械能与能量守恒-备战2022年高考一轮复习考点微专题【例题1】(2016·苏北四市模拟)如图5所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成,轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接,其中轨道AB、CD段是光滑的,水平轨道BC的长度s=5m,轨道CD足够长且倾角θ=37°,A、D两点离轨道BC的高度分别为h1=4.30m、h2=1.35m。现让质量为m的小滑块自A点由静止释放。已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:图5(1)小滑块第一次到达D点时的速度大小;(2)小滑块最终停止的位置距B点的距离。解析(1)小滑块从A→B→C→D过程中,由动能定理得mg(h1-h2)-μmgs=12mv2D-0将h1、h2、s、μ、g代入得:vD=3m/s。(2)对小滑块运动全过程应用动能定理,设小滑块在水平轨道上运动的总路程为s总。有:mgh1=μmgs总将h1、μ代入得:s总=8.6m故小滑块最终停止的位置距B点的距离为2s-s总=1.4m。答案(1)3m/s(2)1.4m【例题2】(2016·哈尔滨六中二模)某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛,比赛路径如图6所示。可视为质点的赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动L后,由B点进入半径为R的光滑竖直半圆轨道,并通过半圆轨道的最高点C,才算完成比赛。B是半圆轨道的最低点,水平直线轨道和半圆轨道相切于B点。已知赛车质量m=0.5kg,通电后以额定功率P=2W工作,进入竖直半圆轨道前受到的阻力恒为Ff=0.4N,随后在运动中受到的阻力均可不计,L=10.0m,R=0.32m,g取10m/s2。图6(1)要使赛车完成比赛,赛车在半圆轨道的B点对轨道的压力至少为多大?(2)要使赛车完成比赛,电动机至少工作多长时间?(3)若电动机工作时间为t0=5s,当半圆轨道半径为多少时赛车既能完成比赛且飞出的水平距离又最大?水平距离最大是多少?解析(1)赛车恰通过C点的条件是mg=mv2CR解得最小速度vC=gR由B到C过程应用机械能守恒定律得12mv2B=12mv2C+mg·2R在B点应用牛顿第二定律得FN-mg=mv2BR;联立解得vB=5gR=4m/sFN=6mg=30N由牛顿第三定律得,赛车对轨道的压力FN′=FN=30N。(2)由A到B过程克服摩擦力做功产生的热量
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