1、专题二 牛顿运动定律与直线运动牛顿运动定律是解决动力学问题的基础,是高中物理学的基石,它的应用不仅仅局限于力学范畴,在电磁学与其他范畴也有广泛的应用,因此它一直是高考的热点内容,在高考试题中以选择题、计算题两种题型出现,以中等难度为主,是高考的必考内容直线运动是运动中的特殊情景,主要有匀速直线运动、匀变速直线运动、非匀变速直线运动及往返的直线运动等,是每年必考内容之一总结近年高考的命题趋势,考查的方式灵活多样,既有单独命题,又有综合命题,还常以实际问题为背景命题,如以交通、体育、人造卫星、天体物理和日常生活等方面的问题为背景,重点考查获取并处理信息,去粗取精,把实际问题转化成物理问题的能力复习
2、时既要注重知识的综合运用,又要注意思维的创新和方法的灵活选取2010年浙江卷 14题、 19题涉及了牛顿第二定律和直线运动,分别侧重了整体法、隔离法的应用和电磁学的结合 .2011年要关注受力分析和过程分析,同时要注意牛顿运动定律与曲线运动、万有引力、电磁学的综合应用与电磁场结合的直线运动【 例 1】 (2009 金 华 二中模 拟 )质 量 为 m, 带电 量 为+q的小球以一定初速度 v0与水平方向成 角射出,如 图211所示,如果在某方向加上一定大小的匀 强 电场 后,能保 证 小球仍能沿 v0方向做直 线 运 动 , 则 所加 电场 的最小 值为 ( ).A.B.C. D.图 211B
3、【 解析 】 (1)建如 图 甲所示坐 标 系, 设场 强 E与 v0成 角, 则 受力如 图 :由牛 顿 第二定律可得:Eqsin mgcosq=0 Eqcos mgsinq=ma 由 式得: E= 【 分析 】 由 题 意可知小球沿 v0方向做直 线 运动 , 设 小球的重力与 电场 力的合外力 为 F,判定小球的重力与 电场 力的合外力在 v0所在直 线上Emin= 选 B. (2)采用图解法求解,如图乙所示:从图中可得,过重力箭头到速度的反向延长线垂直线段最短,这段线段表示所求的最小电场力 ,则 E= 由 式得:选 B. 【 评析 】 带电粒子在复合场中的运动问题,实质是力学问题,其解
4、题的一般步骤仍然为: 确定研究对象;进行受力分析 (注意重力是否能忽略 );根据粒子的运动情况,运用牛顿运动定律、动能定理或能量关系列出方程式求解本题考查了力与运动的关系,难度较大,要善于挖掘题目的隐含条件,根据 “ 保证小球仍能沿方 v0向做直线运动 ” 的条件,推测合外力的情况,同时本题要能灵活运用图解法求解,比较方便、简捷 【 变式题 】 (2010四川 )如图 212所示,圆弧虚线表示正点电荷电场的等势面,相邻两等势面间的电势差相等光滑绝缘直杆沿电场方向水平放置并固定不动,杆上套有一带正电的小滑块 (可视为质点 ),滑块通过绝缘轻弹簧与固定点 O相连,并以某一初速度从 M点运动到 N点
5、,OMON.若滑块在 M、 N时弹簧的弹力大小相等,弹簧始终在弹性限度内,则 ( )ACA滑块从 M到 N的过程中,速度可能一直增大B滑块从位置 1到 2的过程中,电场力做的功比从位置 3到 4的小C在 M、 N之间的范围内,可能存在滑块速度相同的两个位置D在 M、 N之间可能存在只由电场力确定滑块加速度大小的三个位置【 例 2】 如 图 221所示,一个 弹 簧台秤的秤 盘质 量和 弹 簧 质 量都不 计 , 盘 内静止放置一个物体 P, P的 质 量 m=12kg, 弹 簧的 劲 度系数 k=300N/m.现 在给 P施加一个 竖 直向上的力 F,使物体 P从静止开始向上做匀加速直 线 运 动 ,已知在 t=0.2s内 F是 变 力,在 0.2s以后 F是恒力, g=10m/s2.求:(1)物体 P匀加速运 动 的加速度;(2)F的最小 值 和最大 值 各是多小?弹簧类问题