2012届高考物理第一轮能力提升复习
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第五课时 单元知识整合
解答:①匀速直线运动或静止状态；
②F合=ma； ③F’=-F；
④等大、反向、作用在相互作用的两物体上。
1、理想化实验：就是人们根据研究问题的需要，抓住主要因素。忽略次要因素，对物理过程进行科学抽象，从而进行逻辑推理的思维过程，这种过程的抽象是建立在可靠的事实基础上的。
2、对比法：在研究作用力和反作用力与平衡力的区别时，就利用了对比法作了全面的对照，从而加深了理解和认识。
3、控制变量法：当研究一个物理量与其他多个物理量之间的关系时，可先设定其他物理量中只有一个变化，再来研究其他物理量与该设定的变量之间的关系，同理依次研究与其他变量的关系。如探究物体的加速度与合外力和质量的关系时，我们就用了控制变量法。
4、图象法：在研究两个物理量之间的关系时，可利用图象法将其关系直观地显示出来，以便更准确地研究它们之间相互依赖相互制约的关系，如探究加速度a与合外力F的关系，可作a-F图象。
5、假设法：当物体的运动状态或受力情况不明确时，可以根据物理题意义作出某一假设，从而根据物理规律进行推断、验证或讨论。如可设定加速度的方向，建立牛顿第二定律的方程，求出a，从而判断物体的运动情况。
6、极限分析法：用“放大”或“缩小”的思想把物理过程所蕴含的临界状态“暴露”出来的方法。
7、程序法：依顺序对研究对象或其物理过程进行分析研究的方法，要注意确定对象与对象之间、过程与过程之间的物理关系（F、a、v、s、t等关系）。
8、“超重”、“失重”分析法：当物体具有向上或向下的加速度a时，物体就“超重ma”或“失重ma”，这样就能够迅速快捷地判断物体对支持物的压力或对悬绳的拉力。
9、整体法与隔离法：在确定研究对象或物理过程时，经常使用的方法，整体法与隔离法是相对的。
10、解决力学问题的基本思路：研究谁---受什么力---做什么运动---遵循什么规律---能建立哪些物理关系。
类型一临界极值问题
两物A、B分离的临界条件：从力的观点看， NAB=0；从运动学观点看，分离瞬间A、B的速度和加速度仍相等。
【例1】如图示，在倾角30°的光滑斜面上，并排放着质量分别是mA=10kg和mB=2kg的A、B两物块，一个劲度系数k=400N/m的轻弹簧一端与物块B相连，另一端与固定挡板相连，整个系统处于静止状态，现对A施加一沿斜面向上的力F，使物块A沿斜面向上作匀加速运动，已知力 F在前0.2s内为变力，0.2s后为恒力，g取10m/s2 ， 求F的最大值和最小值。
导示：根据题意分析可知，在前0.2s内物体A、B一起作匀加速直线运动，0.2s后A、B将分离。
在t=0时，弹簧被压缩x1=(mA+mB)g/k；
在t=0.2s时，设弹簧被压缩x2，则
k x2-mBgsin30°=mBa
x1- x2=at2/2；得a=11m/s2
所以， Fmin = (mA + mB) a =132N
Fmax = mAg sinα + mAa = 160N
类型二相对运动问题
【例2】（通州市08届高三第一次调研卷）在一水平面上静止放着一长L＝10cm、质量M＝50g的金属板，在板上有一质量为m＝50g的小铝块，铝块与板间的动摩擦因数μ1＝0.03，金属板与水平面间的动摩擦因数μ2＝0.01．现让铝块在金属板上由A端以初速度v0=0.4m/s（相对于水平面）开始运动，求铝块从开始运动到脱离金属板所经历的时间t．(取g=10m/s2)
导示：当铝块未脱离金属板前，铝块与金属板间始终有相互作用的摩擦力存在．铝块做匀减速运动，加速度为a1=μg
铝块通过的路程分别为：s1=v0t-a1t2/2
金属板做匀加速运动，加速度为a2 ，
金属板通过的路程分别为：
铝块脱离金属板时必有
联立求解可得 ； （舍去）
类型三与运动和力相关的图象问题
【例3】 （南通市08届高三一轮模拟卷）如图甲示，质量分别为m1=1kg 和m2=2kg 的A、B两物块并排放在光滑水平面上，若对A、B分别施加大小随时间变化的水平力F1和F2 ，若 F1=（9-2t）N，F2=（3+2t）N,则
（1）经多少时间t0两物块开始分离？
（2）在同一坐标乙中画出两物块的加速度a1和a2随时间变化的图象
（3）速度的定义为v=ΔS/Δt，“v-t”图线下的“面积”在数值上等于位移ΔS；加速度的定义为a=Δv/Δt ，则“a-t”图线下的“面积”在数值上应等于什么？
（4）试计算A、B两物块分离后2s的速度各多大？
导示： （1）对整体： F1 + F2 =(m1+m2) a；所以，
a=12/3=4m/s2
设两物块间的作用力为T，对A：F1 -T= m1 a
所以，T= F1 - m1 a = 5 ?2 t
当T=0时，两物块分离， ∴ t0= 2.5 s，
（分离前两物块的加速度相同为4m/s2 ）
（2）分离后，对A： a1= F1/m1=(9-2t) m/s2
t>2.5s，对B ：a2= F2/m2=(1.5+t) m/s2
画出两物块的a-t 图线，如图丙所示
（3）“a-t”图线下的“面积”在数值上等于速度的变化Δv。
（4）由（3）算出图线下的“面积”即为两物块的速度，所以，VA=（4.5+2.5）×4 / 2=14m/s，
VB=（4 × 2.5）+（4+6）× 2 / 2 = 20 m/s。
类型四探究实验
【例4】（07江苏卷，第13题）如图３（a）所示，质量为Ｍ的滑块Ａ放在气垫导轨Ｂ上，Ｃ为位移传感器，它能将滑块Ａ到传感器Ｃ的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块Ａ的位移－时间（s-t）图象和速率－时间（v-t）图象。整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为l、高度为h。（取重力加速度g=9.8m/s2，结果可保留一位有效数字）
（１）现给滑块Ａ一沿气垫导轨向上的初速度，Ａ的v-t图线如图３(b)所示。从图线可得滑块Ａ下滑时的加速度a= m/s2 ,摩擦力对滑块Ａ运动的影响 。（填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”）
（２）此装置还可用来验证牛顿第二定律。实验时通过改变 ，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；实验时通过改变 ，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系。
（３）将气垫导轨换成滑板，滑块Ａ换成滑块Ａ’，给滑块Ａ’一沿滑板向上的初速度，Ａ’的s-t图线如图３（c）。图线不对称是由于 造成的，通过图线可求得滑板的倾角θ＝ （用反三角函数表示），滑块与滑板间的动摩擦因数μ＝
导示:：本题以位移传感器为背景，通过位移传感器将滑块Ａ到传感器Ｃ的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块Ａ的位移－时间（s-t）图象和速率－时间（v-t）图象
（1）由图３(b)可知，滑块Ａ向上滑动和向下滑动时加速度大小都约为a=vt ＝6m/s2,因此，摩擦力对滑块Ａ运动的影响不明显，可忽略。
（2）根据控制变量法，当滑块A质量一定时，可以通过改变斜面高度h，从而改变滑块A所受的合外力F=Mgsinθ=Mgh/l，研究加速度与力成正比的关系；当F=Mgsinθ=Mgh/l一定时，可以通过改变滑块A的质量M、斜面高度h，且使Mh不变，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系。
（3）由图３(b)可知，斜面长l约为0.64m，滑块Ａ’上升时间t1=0.4s，下滑时间t2=0.6 s；得到滑块Ａ’ 上升时加速度a1≈8m/s2；下滑时加速度a2≈3.6m/s2；
根据牛顿第二定律，a1=gsinθ+μgcosθ，a2=gsinθ-μgcosθ；
代入有关数据得θ≈arcsin0.58；μ≈0.3
1、如图(a）所示，水平面上质量相等的两木块A、B用一轻弹簧相连接，整个系统处于平衡状态．现用一竖直向上的力F拉动木块A，使木块A向上做匀加速直线运动，如图(b）所示．研究从力F刚作用在木块A的瞬间到木块B刚离开地面的瞬间这一过程，并且选定该过程中木块A的起点位置为坐标原点，则图（C）中可以表示力F和木块A的位移x之间关系的是（ ）
2、我们将质点的运动与物体的转动进行对比,可以看到它们的规律有许多相似之处,存在着较强的对应性。如：运动的位移与转动的角度、运动的速度与转动的角速度、运动的加速度a与转动的角加速度β(其中β=Δω/Δt);力是产生加速度的原因，而且F合=ma，力矩是产生角加速度的原因，而且M合=Iβ（其中的I叫转动惯量）。则下列关于角加速度β的单位、转动惯量I的单位（国际单位制主单位）正确的是 （ ）
A、m/s2、N B、rad/s2、N
C、rad/s2、kg•m2 D、m/s2、kg•m2
3、(湖南省07届高三百校大联考一6)．如图所示，质量分别为m1和m2的两物块放在水平地面上，与水平地面间的动摩擦因数都是μ（μ≠０），用轻弹簧将两物块连接在一起．当用水平力F作用在m1上时，两物块均以加速度α做匀加速运动，此时，弹簧伸长量为x．若用水平力F／作用在m1上时，两物块均以加速度α／＝２α做匀加速运动，此时，弹簧伸长量为x／．则下列关系正确的是 （）
A．F／＝２FB．x／＝２x
C．F／＞２FD．x／＜２x
4、物体A、B都静止在同一水平面上，它们的质量分别是mA和mB，与水平面之间的动摩擦因数分别为μA、μB。用平行于水平面的力F分别拉物体A、B，得到加速度a和拉力F的关系图象分别如图中A、B所示．
（1）利用图象求出两个物体的质量mA和mB．
甲同学分析的过程是：从图象中得到F=12 N时，A物体的加速度aA=4 m／s2，B物体的加速度aB=2 m／s2，根据牛顿定律导出：m=F/a，所以mA＝3kg，mB=6kg．
乙同学的分析过程是：从图象中得出直线A、B的斜率为： kA＝tan45°＝1，kB＝tan26°34’＝0．5，而k＝1/m，所以mA=1 kg，mB＝2 kg
请判断甲、乙两个同学结论的对和错，并分析错误的原因．如果两个同学都错，分析各自的错误原因后再计算正确的结果．
（2）根据图象计算A、B两物体与水平面之间动摩擦因数μA和μB的数值．
5、物块A的质量为2.0kg，放在水平面上，在水平力F作用下由静止开始做直线运动，水平力F随物块的位移S变化的规律如图所示，最后物块停在距出发点28m处．
（1）试分段说明物块A的运动情况及加速度情况；
（2）求物块开始运动后5s末的速度．
答案：1、A 2、C 3、D
4、（1）甲、乙都错，甲把错F当作合力，对乙：图中k≠tan45°。 （2）μA=0.2，μB=0.1
5、（1）略。 （2）5.5m/s。