2022高考物理二轮复习名师专题点津系列――变加速运动doc高中物理.docx

2010高考物理二轮复习名师专题点津系列――变加速运动一、特别提示所谓变加速运动即加速度（大小或方向或两者同时）变化的运动其轨迹可以是直线也可以是曲线；从牛顿第二定律的角度来分析即物体所受的合外力是变化的。本章涉及的中学物理中几种典型的变加速运动如：简谐运动圆周运动带电粒子在电场、磁场和重力场等的复合场中的运动原子核式结构模型中电子绕原子核的圆周运动等。故涉及到力学、电磁学及原子物理中的圆周运动问题。二、典型例题例1一电子在如图3-1所示按正弦规律变化的外力作用下由静止释放则物体将：A、作往复性运动B、t1时刻动能最大C、一直朝某一方向运动D、t1时刻加速度为负的最大。评析电子在如图所示的外力作用下运动根据牛顿第二定律知先向正方向作加速度增大的加速运动历时t1；再向正方向作加速度减小的加速运动历时(t2~t1)；(0~t2)整段时间的速度一直在增大。紧接着在(t2~t3)的时间内电子将向正方向作加速度增大的减速运动历时(t3~t2)；(t3~t4)的时间内电子向正方向作加速度减小的减速运动根据对称性可知t4时刻的速度变为0（也可以按动量定理得0~t4时间内合外力的冲量为0冲量即图线和坐标轴围成的面积）。其中（0~t2）时间内加速度为正；(t2~t4)时间内加速度为负。正确答案为：C。注意公式中F、间的关系是瞬时对应关系一段时间内可以是变力；而公式或只适用于匀变速运动但在变加速运动中也可以用之定性地讨论变加速运动速度及位移随时间的变化趋势。上题中如果F-t图是余弦曲线如图3-2所示则情况又如何？如果F-t图是余弦曲线则答案为A、B。例2如图3-3所示两个完全相同的小球和分别在光滑的水平面和浅凹形光滑曲面上滚过相同的水平距离且始终不离开接触面。球是由水平面运动到浅凹形光滑曲线面再运动到水平面的所用的时间分别为t1和t2试比较t1、t2的大小关系：A、t1>t2B、t1=t2C、t1<t2D、无法判定评析小球滚下去的时候受到凹槽对它的支持力在水平向分力使之在水平方向作加速运动；而后滚上去的时候凹槽对它的支持力在水平方向分力使之在水平方向作减速运动根据机械能守恒定律知最后滚到水平面上时速度大小与原来相等。故小球在整个过程中水平方向平均速度大水平距离一样则所用时间短。答案：A。例3如图3-4所示轻弹簧的一端固定在地面上另一端与木块B相连。木块A放在B上。两木块质量均为竖直向下的力F作用在A上A、B均静止问：（1）将力F瞬间撤去后A、B共同运动到最高点此时B对A的弹力多大？（2）要使A、B不会分开、力F应满足什么条件？评析（1）如果撤去外力后A、B在整个运动过程中互不分离则系统在竖直向上作简揩运动最低点和最高点关于平衡位置对称如图3-5所示设弹簧自然长度为A、B放在弹簧上面不外加压力F且系统平衡时如果弹簧压至O点压缩量为b则：。外加压力F后等系统又处于平衡时设弹簧又压缩了A则：即：。当撤去外力F后系统将以O点的中心以A为振幅在竖直平面内上下作简谐运动。在最低点：方向向上利用牛顿第二定律知该瞬间加速度：方向向上；按对称性知系统在最高点时：方向向下。此时以B为研究对象进行受力分析如图3-6所示按牛顿第二定律得：（2）A、B未分离时加速度是一样的且A、B间有弹力同时最高点最容易分离。分离的临界条件是：（或者：在最高点两者恰好分离时对A有：表明在最高点弹簧处于自然长度时将要开始分离即只要：时A、B将分离）。所以要使A、B不分离必须：。例4如图3-7所示在空间存在水平方向的匀强磁场（图中未画出）和方向竖直向上的匀强电场（图中已画出）电场强度为E磁感强度为B。在某点由静止释放一个带电液滴它运动到最低点恰与一个原来处于静止状态的带电液滴b相撞撞后两液滴合为一体并沿水平方向做匀速直线运动如图所示已知的质量为b的2倍的带电量是b的4倍（设、b间静电力可忽略）。（1）试判断、b液滴分别带何种电荷？（2）求当、b液滴相撞合为一体后沿水平方向做匀速直线的速度及磁场的方向；（3）求两液滴初始位置的高度差。评析（1）设b质量为则带电量为4q因为如果带正电要向下偏转则必须：；而对b原来必须受力平衡则：。前后相矛盾表明带负电b带正电。（2）设为与b相撞前的速度下落的过程中重力、电场力做正功由动能定理有：。由于b原来处于静止状态：。由以上两式可得：、b相撞的瞬间动量守恒：。得而电荷守恒故：、b碰撞后粘在一起做匀速直线运动按平衡条件得：则：。所以：例5如图3-8所示一单匝矩形线圈边长分别为、b电阻为R质量为m从距离有界磁场边界高处由静止释放试讨论并定性作出线圈进入磁场过程中感应电流随线圈下落高度的可能变化规律。评析线圈下落高度时速度为：下边刚进入磁场时切割磁感线产生的感应电动势：。产生的感应电