tceic.com
简单学习网 让学习变简单
当前位置:首页 >> 学科竞赛 >>

高一奥赛寒假辅导一(带答案)


第一讲

力与运动

邹城一中高一物理奥赛寒假辅导

知识回顾 运动的相对性 如图所示,在直角墙角,立方块和三角块相互接触,若已知三角块 的速度和加速度为 V 和 a,试求立方块中心 C 的速度和加速度。

v

a vcc'

v

>a acc'

? vc'

vc

? ac'

ac

例 如图所示,直角曲杆OBC绕O轴在如图 5-19 所示的平面内转动,使套在其上的光滑小环沿固定直杆OA 滑动.已知OB=10cm,曲杆的角速度 ω=0.5rad/s,求 φ=60° 时,小环M的速度.

例 如图所示,一个半径为R的轴环O1 立在水平面上,另一个同样的轴环O2 以速度v从这个轴环旁通过,试 求两轴环上部交叉点A的速度vA与两环中心之距离d之间的关系.轴环很薄且第二个轴环紧邻第一个轴环.

关联 速度 例 如图 5-14 所示,缠在线轴上的绳子一头搭在墙上的光滑钉子A上,以恒定的速度v拉绳,当绳与竖直方向 成 α 角时,求线轴中心O的运动速度vO.设线轴的外径为R,内径为r,线轴沿水平面做无滑动的滚动.

例 如图所示,线轴沿水平面做无滑动的滚动,并且线端A点速度为v,方向水平.以铰链固定于点B的木板 靠在线轴上,线轴的内、外径分别为r和R.试确定木板的角速度 ω 与角 α 的关系.

1

第一讲

力与运动

邹城一中高一物理奥赛寒假辅导

例 如图所示,一个半径为R的轴环O1 立在水平面上,另一个同样的轴环O2 以速度v从这个轴环旁通过,试 求两轴环上部交叉点A的速度vA与两例 如图 5-8 所示,合页构件由三个菱形组成,其边长之比为 3∶ 2∶ 1, 顶点A3 以速度v沿水平方向向右运动,求当构件所有角都为直角时,顶点B2 的速度vB2.

典例 一个半径为 R 的重圆盘,在缠绕其上的两条不能拉伸的线绳上滚动,线绳两自由端被固定住,当圆盘运动时,两线 绳始终是拉紧的,在某一瞬间圆盘的角速度等于 ω,而两线绳之间的夹角为 θ,问:这一瞬间盘中心的速度是多 少?

小结:不同刚体上相对运动问题可以选用不同的参考系来分析,找相对速度,绝对速度,牵连速度,然后用运动 的合成分解规律建立。即 v绝对 ? v相对 ? v牵连 ( v AB ? v AC ? vCB ) 、 v相对 ? v绝对 - v牵连

2

第一讲

力与运动

邹城一中高一物理奥赛寒假辅导

牛顿运动定律

牛顿运动定律建立了物体的受力和物体运动的加速度之间的关系。因此,应用时分析物体的受力情况 和运动情况尤为重要。同时,要注重矢量的合成和分解。相对运动等知识的灵活运用,从而找出各物体的 受力与它的加速度之间的关系。
典型题例

1、力与运动的关系 例 1、如图所示,竖直光滑杆上有一个小球和两根弹簧,两弹簧的一端各与小球相连,另一端分别 用销钉 M、N 固定于杆,小球处于静止状态,设拔去销钉 M 瞬间,小球加速度大小为 12m/s 。若 不拔去销钉 M 而拔去销钉 N 瞬间,小球的加速度可能是(取 g=10m/s2) A、22m/s2,竖直向上 C、2m/s2,竖直向上 2、变力与直线运动: (1 变力作用下物体的运动情况分析: 将弹簧与物体相连时,在物体运动过程中,弹簧的弹力大小往往发生变化,这时我们要结合物体的受力及 其速度来分析物体的运动情况,尤其要抓住合外力、速度的最小和最大的状态,及合外力、速度即将反向 的状态进行分析。 (2)特殊变力作用下的直线运动: 中学阶段主要研究的特殊变力有:与时间成正比的变力;与位移成正比的变力。 例 2、如图所示,质量可以不计的弹簧,平行于水平面,左端固定,右端自由;物块停放在弹簧右端的位置 O(接触但不相挤压) 。现用水平力把物块从位置 O 推到位置 A,然后由静止释放,物块滑到位置 B 静止。 下列说法中正确的有( ) A、物块由 A 到 B,速度先增大后减小,通过位置 O 的瞬时速度最大,加速度为零 B、物块由 A 到 B,速度先增大后减小,通过 A、O 之间某个位置时速度 最大,加速度为零 C、物块通过位置 O 以后作匀减速直线运动 D、物块通过 A、O 之间某个位置时,速度最大,随后作匀减速直线运动 3、临界问题: 如果问题中涉及到临界状态,分析时要抓住物体运动状态变化的临界点,分析在临界点的规律和满足 的条件。一般来说,当物体处于临界状态时,往往具有双重特征。如在某两个物体即将分离的临界状态, 一方面相互作用的弹力为零(分离的特征) ,另一方面又具有相同的加速度(没有分离的特征) 。 例 3、如图所示,A、B 两木块质量分别为 mA 和 mB 紧挨着并排放在水平桌面上,A、B 间的接触面是光滑 的,且与水平面成θ 角。A、B 和水平桌面之间的静摩擦因数和动摩擦因数均为μ 。开始时 A、B 均静止, 现施一水平推力 F 作用于 A,要使 A、B 向右加速运动且 A、B 之间不发生相对滑动, 则(1)μ 的数值应满足什么条件? (2)推力 F 的最大值不能超过多少?(不考虑转动)
3
2

M

B、22m/s2,竖直向下 D、2m/s2,竖直向下
N

A

O

B

F

A

θ

B

第一讲

力与运动

邹城一中高一物理奥赛寒假辅导

4、如图所示,一个弹簧台秤的秤盘和弹簧的质量都不计,盘内放一个质量 m=12kg 并处于静止 的物体 P,弹簧的劲度系数为 k=300N/m,现给 P 施加一个竖直向上的力 F,使 P 从静止开始始 终向上作匀加速直线运动, 在这过程中, 头 0.2s 内 F 是变力, 在 0.2s 以后的 F 是恒力, 取 g=10m/s , 则物体 P 做匀加速运动的加速度 a 的大小为 N。
错解】F 最大值即 N=0 时,F-mg=ma ,F=210(N)
2

F P

m/s2,F 的最小值是

N,最大值是

【错解原因】错解原因是对题所叙述的过程不理解。把平衡时的关系 G=F+N,不自觉的贯穿在解题中。 (1)【分析解答】解题的关键是要理解 0.2s 前 F 是变力,0.2s 后 F 的恒力的隐含条件。即在 0.2s 前物体受力和 0.2s 以后受力有较 大的变化。 以物体 P 为研究对象。物体 P 静止时受重力 G、称盘给的支持力 N。 因为物体静止,∑F=0 N=mg= kx0 ① x0=0.15m ② (2)此时物体 P 受力如图 2-31 受重力 G,拉力 F 和支持力 N′ 据牛顿第二定律有 F+N′-mg=ma ③

当 0.2s 后物体所受拉力 F 为恒力,即为 P 与盘脱离,即弹簧无形变,由 0~0.2s 内物体的位移为 x0。物体由静止开始运动,则

将式①,②中解得的 x0=0.15m 代入式③解得 a=7.5m/s2 4

第一讲

力与运动

邹城一中高一物理奥赛寒假辅导

(3)F 的最小值由式③可以看出即为 N′最大时,即初始时刻 N′=N=kx。 代入式③得 Fmin+Kx0-mg=ma Fmin=mg-kX0+ma =12× (7.5+10)-800× 0.15 =90(N) F 最大值即 N=0 时,Fmax-mg=ma Fmax=210(N)

【评析】本题若称盘质量不可忽略,在分析中应注意 P 物体与称盘分离时,弹簧的形变不为 0,P 物体的位移就不等于 x0,而应等于 x0-x(其中 x 即称盘对弹簧的压缩量)。
5、如图所示,质量 M=8kg 的小车放在水平光滑的平面上,在小车右端加一水平恒力 F=8N。当小车向右运 动的速度达到 1.5m/s 时,在小车前端轻轻地放上一个大小不计,质量为 m=2kg 的小物块,物块与小车间的 动摩擦因数μ =0.2,小车足够长。求从小物块放上小车开始,经过 t=1.5s 小物块相对地通过的位移大小为多 少?(g=10m/s2)
开始一段时间,物块相对小车滑动,两者间相互作用的滑动摩擦力的大小为 Ff=μ mg=4N.物块在 Ff 的作用下 加速,加速度为 am=F/m=2m/s2. 小车在推力 F 和 f 的作用下加速,加速度 aM=(F-f)/M=0.5m/s2. m M F

初速度为υ 0=1.5m/s,设经过时间 t1,两者达到共同速度υ ,则有:υ =amt1=υ 0+aMt1 代入数据可得:t1=1s,υ =2m/s 在这 t1 时间内物块向前运动的位移为 s1 =1m.以后两者相对静止,相互作用的摩擦力变为静摩擦力将两者作为一个整体, 在 F 的作用下运动的加速度为 a,则 F=(M+m)a 得 a=0.8m/s2. 在剩下的时间 t2=t-t1=0.5s 时间内,物块运动的位移为 s2=υ at2,得 s2=1.1m. 大小为 s=s1+s2=2.1m. 答:经过 t=1.5s 小物块通过的位移大小为 2.1m.
5

1 t2+ 2 可见小物块在总共 1.5s 时间内通过的位移

第一讲

力与运动

邹城一中高一物理奥赛寒假辅导

4、联结体

所谓“联结体”就是一个系统内有若干个物体,它们的运动情况和受力情况都一种关系联 系起来. 若联结体内 (即系统内) 各物体只有相同的加速度时应先把这联结体当成一个整体 (看 成一个质点) .分析这类问题的一般方法是: (l)将系统中的每个物体隔离开来分别进行受力分析; (2)对每个物体用牛顿第二、三定律列方程,有的物体可以列互为正交方向上的两个方程; (3)根据具体情况确定各物体的运动特征量般(如速度、加速度)之间的关系. 在解决联结体问题时确定各物体加速度之间的关系是十分必要的.
6、如图所示,一轻绳两端各系重物 m1 和 m2,挂在车厢内的定滑轮上,滑轮摩擦不计,m2>m1,m2 静止在

车厢地板上,当车厢以加速度 a 向右作匀加速运动时,m2 仍在原处不动。求此时 m2 对地板的压力为多大? 这时 m2 与地板间的动摩擦因数至少为多大才能维持这种状态?

m1 m2

7、如图所示,尖劈 A 的质量为 mA,一面靠在光滑的竖直墙上,另一面与质量为 mB 的光滑棱柱 B 接触,B

可沿光滑水平面 C 滑动,求 A、B 的加速度 aA 和 aB 的大小及 A 对 B 的压力。

6

第一讲

力与运动

邹城一中高一物理奥赛寒假辅导

A α B

8、如图所示,A、B 两个楔子的质量都是 8.0kg,C 物体的质量为 384kg,C 和 A、B 的接触面与水平的夹

角均为 45°。水平推力 F=2920N,所有摩擦均忽略不计。求: (1)A 和 C 的加速度。 (2)B 对 C 的作用力的大小和方向
A 45° C B 45°

9、如图所示,质量为 M 的光滑圆形滑块平放在桌面上,一细轻绳跨过此滑块后,

两端各挂一个物体,物体质量分别为 m1 和 m2,绳子跨过桌边竖直向下,所有摩 擦均不计,求滑块的加速度。
m1
7

m2

第一讲

力与运动

邹城一中高一物理奥赛寒假辅导

10、如图所示,两斜面重合的木楔 ABC 和 ADC 的质量均为 M,AD、BC 两面成水平,E 为质量等于 m 的 小滑块,楔块的倾角为α ,各接触面之间的摩擦均不计,系统放在水平台角上从静止开始释放,求两斜面 未分离前小滑块 E 的加速度。
A α α E D

B

C

8

第一讲

力与运动

邹城一中高一物理奥赛寒假辅导

5、质点系牛顿第二定律 对一个质点系而言,同样可以应用牛顿第二定律。 如果这个质点系在任意的 x 方向上受的合外力为 Fx,质点系中的 n 个物体(质量分别为 m1、m2、m3、??、 mn)在 x 方向上的加速度分别为 a1x、a2x、??、anx,那么有 Fx=m1a1x+m2a2x++mnanx 这就是质点系牛顿第二定律。 11、如图所示,质量为 M 的长木板放在光滑的斜面上,斜面倾角为?,要木板静止在斜面上,则木板上的质 量为 m 的人应以多大的加速度运动?向哪里运动? 讨论:若要木板以加速 a 沿斜面向上运动呢?

12、如图所示车厢 B 底面放置一物体 A,已知它们的质量为 mA=20kg,mB=30kg,在力 F=120N 作用下,B 由静止开始,2 秒内移动 5m,不计地面摩擦,求 A 在 B 内移动的距离。 解法一:对整体 F=MaC=mAaA+mBaB 代入数值得:120=20aA+30aB B 受常力,作匀速直线运动,有 1 1 S= aBt2 ,即 5= aB× 4 ,得 aB=2.5m/s2,aA=9/4m/s2 2 2 1 故 SA= aAt2 =4.5m;SAB=5-4.5=0.5m 为所求。 2 解法二(质心法):对整体 F=mac 得 ac=2.4m/s2 1 又 Sc= aCt2 =4.8m 2 (mA+mB)SC=mASA+mBSB 得:SA=4.5m,SB=5m,SAB=0.5m B A F

13、如图所示,质量为 M=10kg 的木楔 ABC 静止于粗糙的水平地面上,动摩擦因数μ =0.02。在木楔的倾角 θ 为 30°的斜面上,有一质量 m=1.0kg 的物块由静止开始沿斜面下滑。当滑行路程 s=1.4m 时,其速度 v=1.4m/s。在此过程中木楔没有动。 求①地面对木楔的支持力;
②地面对木楔的摩擦力的大小和方向.(g=10m/s
2

m

A M


B θ

C

9

第一讲

力与运动

邹城一中高一物理奥赛寒假辅导

6、参考系、惯性力 牛顿运动定律只在一类特殊的参照系中成立,简称惯性系。实验证明,地面已经是一个相当接近惯性系的 参照系。一般情况下,相对地面静止的或是匀速直线运动的参照系都可以看作惯性系。

14、水平传送带长度为 20m,以 2m/s 的速度作匀速运动,已知某物体与传送带间动摩擦因数为 0.1,如图 所示,求物体轻轻放到传送带一端开始到达另一端所需的时间(取 g=10m/s2)
v 牛顿运动定律不成立的参照系叫做非惯性系,非惯性系相对惯性系必然做加速运动或旋转运动。为了使牛 顿运动定律在非惯性系中也能使用,必须引力一个惯性力。这样的:如果非惯性系相对惯性系有平动加速度 a, 那么只有认为非惯性系中的所有物体都受到一个大小为 ma、方向与 a 的方向相反的惯性力,牛顿运动定律即可 照用。 15、例如,一物块 A 放在倾角为?的光滑斜面 B 上,问斜面 B 必须以多大的加速度运动,才能保持 A、B 相对静 止? N a ? A B mg ma

16、如图所示,A、B 的质量分别为 m1=1kg,m2=2kg,A 与小车壁的静摩擦因数μ =0.5,B 与小车间的摩擦

不计,要使 B 与小车相对静止,小车的加速度应为多大?
由题意知:A 的运动趋势有两种. (1)当 A 有向下运动的趋势时,设小车的加速度为 a1,此时绳的拉力为 T1 则对 A:FN1=mAa1 …① mAg=uFN+T1…② 对 B:T1=mBa1 …③ 由①②③得:mAg=umAa1+mBa1 得 a:1=4m/s2 (2)当 A 有向上运动的趋势时,设小车的加速度为 a2,此时拉力为 T2 则 对 A:FN2=mAa2 …④ mAg+uFN2=T2…⑤
10

B A

第一讲

力与运动

邹城一中高一物理奥赛寒假辅导

对 B:T2=mBa2…⑥ 由④⑤⑥得:mAg+umAa2=mBa2 a2=6.7 m/s2 ∴4 m/s2≤a≤6.7 m/s2 答:小车的加速度应为 4 m/s2≤a≤6.7 m/s2.

11


推荐相关:

高一寒假物理竞赛辅导检测试题

高一寒假物理竞赛辅导检测试题 1.如图 1 所示,均匀直杆 AB 在 B 处用铰链无摩擦地连接, O 为棒的重心, OC 为一固定在 C 点的细绳,则铰链受 棒的作用力...


高一寒假化学奥赛结业考试

高一化学奥赛辅导专题 14页 1财富值 高一化学奥赛 暂无评价 8页 1财富值如要...5 时量:120 分钟 班级学号: 姓名: 成绩: 选择题每小题只有一个正确答案 1...


高一语文寒假作业——病句辨析(含详细答案)

高一语文寒假作业——病句辨析(含详细答案)_高一语文_语文_高中教育_教育专区。辨析并修改病句专项练习卷 1.下列各句中,语意明确的一句是( ) A.印度洋海啸发生...


【天津市2013-2014学年高一寒假作业(4)语文 Word版含答案

(四)【KS5U 首发】天津市 2013-2014 学年高一寒假作业 (4)语文 Word 版含答案 第Ⅰ卷(选择题,共 36 分) 一、(15 分,每小题 3 分) 1.下列词语中加点...


【天津市2013-2014学年高一寒假作业(3)语文 Word版含答案]

【天津市2013-2014学年高一寒假作业(3)语文 Word版含答案]_高中教育_教育专区...第Ⅱ卷(共 114 分) 四、(21 分) 13.翻译下列语句(8 分) (1)美言可以...


【山东省2013-2014学年高一寒假作业 语文(二)Word版含答案]

【山东省2013-2014学年高一寒假作业 语文(二)Word版含答案] 高一语文寒假生活(二)一、基础知识 1.下列词语中加点字,注音全对的一项是 A.粘 (nián)合. B....


【天津市2013-2014学年高一寒假作业(3)语文 Word版含答案

【天津市2013-2014学年高一寒假作业(3)语文 Word版含答案_高中教育_教育专区。...翻译下列语句(8 分) (1)美言可以市尊,美行可以加人。君子相送以言,小人相送...


【云南省2013-2014学年高一寒假作业 语文(2) Word版含答案]

(二) 【KS5U 首发】云南 2013-2014 学年高一寒假作业 (2)语文 Word 版含答案 一、基础知识 1.下列词语中加粗字词的读音全部正确 的一项是( .. A.孝悌 ....


浅谈高中生物奥赛辅导技巧

我本人自从 2001 年开始就从事高中生物奥赛辅导工作,先在湖南的 一所县属农村...利用星期六、日、节假日, 寒暑假进行辅导。特别是高一的暑假和高二的寒假两个...

网站首页 | 网站地图
All rights reserved Powered by 简单学习网 www.tceic.com
copyright ©right 2010-2021。
文档资料库内容来自网络,如有侵犯请联系客服。zhit325@126.com