2.(华南师大附中08届高三综合测试)某青年的质量是某少年质量的两倍,该青年能施的最大拉力是该少年能施最大拉力的两倍。设想该青年和少年在太空中拔河,他们最初静止地呆在空中,然后分别抓紧细绳的两端尽力对拉。那么,对拉时青年和少年的加速度大小之比是( )
A.2:1 B.1:1
C.1:2 D.1:4
[例2](山东沂源一中08届高三模块终结性检测)设洒水车的牵引力不变,所受的阻力与车重成正比,洒水车在平直路面上原来匀速行驶,开始洒水后,它的运动情况将是( )
A.继续做匀速运动
B.变为做匀加速运动
C.变为做匀减速运动
D.变为做变加速运动
导示:选择D。分析洒水车水平方向受力:牵引力F、阻力f;由题意知f= kmg
根据牛顿第二定律,有F-kmg=ma;
洒水车开始洒水后,质量m减小,a变大。
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解决两类基本问题的思路是:“两画一分析”即:画出物体受力图、运动过程示意图,分析物理过程;
注意:加速度是联系运动和力的桥梁。
类型二力和加速度的瞬时对应性
[例3](山东沂源一中08届高三模块终结性检测)如图4所示,小球用两根轻质橡皮条悬吊着,且AO呈水平状态,BO跟竖直方向的夹角为α,那么在剪断某一根橡皮条的瞬间,小球的加速度情况是( )
A、不管剪断哪一根,小球加速度均是零
B、剪断AO瞬间,小球加速度大小a=gtanα
C、剪断BO瞬间,小球加速度大小a=gcosα
D、剪断BO瞬间,小球加速度大小a=g/cosα
导示:对小球进行受力分析,当橡皮条剪断前
AO上作用力TAO=mgtanα;
BO上作用力TBO=mg/cosα。
橡皮条剪断瞬间,橡皮条上的作用力仍然保持原来的大小和方向,所以,剪断AO瞬间,小球所受合力与TAO等大反向,小球加速度大小a=gtanα;剪断BO瞬间,小球所受合力与TBO等大反向,小球加速度大小a=a=g/cosα。故BD正确。
类型三图象问题
图象问题包括:识别图象、读图(从图象中获取信息)、用图象法解题和画图。经常采用“数形结合”的方法。
[例4] (南通市2008届高三基础调研测试)下面四个图象分别表示四个物体的位移、速度、加速度和摩擦力随时间变化的规律.其中反映物体受力不可能平衡的是7.BC
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导示:本题是一道识图题;A图表示物体匀速直线运动;D图中物体,当外力F与阻力f始终相等的话,也可能作匀速直线运动。物体受力不平衡,则必有加速度,由此B、C选项正确。
[例5] (如东中学08届高三第二阶段测试)物体A、B、C均静止在同一水平面上,它们的质量分别为mA、mB、mC,与水平面的动摩擦因数分别为μA、μB、μC,用平行于水平面的拉力F分别拉物体A、B、C,所得加速度a与拉力F的关系图线如图2所示,A、B两直线平行,则以下正确的是( )
A、μA=μB=μC
B、μA<μB=μC
C、mA<mB<mC
D、mA<mB=mC
导示: 选择B。根据题目所描述的情景,对物体,由牛顿第二定律得:
F-μmg=ma
变形得:a=
F-μg
a-F图线的斜率表示1/m,所以,mA=mB<mC;
a-F图线在纵轴上的截距表示-μg,
所以,μA<μB=μC。
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1.(镇江中学08届高三第一学期期中考试卷)静止在光滑水平面上的物体,受到一个水平拉力,当拉力开始作用瞬间( )
A、物体立即具有速度和加速度
B、物体立即具有加速度但速度为零
C、物体立即具有速度但加速度为零
D、物体的速度和加速度该时刻都为零
[例1](山东临沂市08届高三上学期期中考试)在山东省临沂市某一旅游景区,建有一山坡滑草运动项目,该山坡可看成倾角θ=30°的斜面,一名游客连同滑草装置总质量m=80kg,他从静止开始匀加速下滑,在时间t=5s内沿斜面滑下的位移x=50m。(不计空气阻力,取g=10m/s2,结果保留2位有效数字)问:
(1)游客连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力F为多大?
(2)滑草装置与草皮之间动摩擦因数μ为多大?
导示:(1)由位移公式
沿斜面方向,由牛顿第二定律得:
联立并代入数值后,得
(2)在垂直斜面方向上,
;又
联立并代入数值后,得
4.(07江苏大市)电阻R与两个完全相同的晶体二极管D1和D2连接成如图所示的电路,a、b端的电势差Uab=10V时,流经a点的电流为0.01A;当Uab=-0.2V时,流经a点的电流仍为0.01A,则电阻R的阻值为( )
A.1020Ω B.1000Ω C.980Ω D.20Ω
3.(07江苏大市)现在以下实验器材:电源,电键,导线,滑动变阻器,电流表,电压表(待测元件另给),利用所给器材能完成的物理实验是( )
A.测定电源电动势和电阻
B.测金属丝的电阻率
C.探究电源的输出功率与外电阻R的关系
D.描绘小灯泡的伏安特性曲线
2.
(07江苏大市)如图所示,两只相同的白炽灯D1、D2串联后接在电压恒定的电路中。若D1的灯丝断了,经过搭丝后(搭丝后灯泡电阻减小)然后与D2串联,重新接入原来的电路。假设在此过程中。灯丝电阻随温度变化的因素可忽略不计,且每只灯泡两端的电压均未超过其额定电压,则此时每只灯泡所消耗的功率与原来各自的功率相比,有( )
A.D1的功率变大 B.D1的功率变小
C.D2的功率变大 D.D2的功率变小
1.
(07江苏大市)在如图甲所示的电路中,电源电动势为3.0V,内阻不计,L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图所示.当开关闭合后( )
A.L1电流为L2的2倍
B.L1的电阻为7.5Ω
C.L1消耗的电功率为0.75W
D.L2消耗的电功率为0.375W
8.电路的分析、计算与设计:电路的分析、计算、电路的没计 (实验)是电路知识和各种方法、规律、技巧的有机结合,有利于培养同学们的综合分析能力和知识迁移能力。
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知识点一电阻的串并联及功率计算
电路中电阻的串并联、电路的分析与计算是本章的基础内容,它是实验设计、动态电路分析、含容电路分析、故障电路分析等的基础,所以要引起重视.
[例1]两个定值电阻,把它们串联起来,等效电阻是4 Ω,把它们并联起来,等效电阻是lΩ.
(1)这两个电阻的阻值各为多大?
(2)如果把两个电阻串联后接入一个电动势为E、内电阻为r的电源两极间,两电阻消耗的总功率等于P1;如果把两个电阻并联起来,接入同一个电源的两极间,两电阻消耗的总功率等于P2,若要求P1=9 W,且P2≥P1,求满足这一要求的E和r的范围.
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解不等式组在物理学中应用虽不是太多,但它对应的物理过程分析、可能出现的物理现象的结论起关键作用。
知识点二全电路中的各种功率
功率分配是电路中能的转化与守恒的具体运用,解题时应理清它们之间的关系。
[例2]如图所示中,发电机的内阻r=0.1Ω,负载电阻R=22Ω,导线电阻rL=0.1Ω,电路中的电流I=10 A.求:
(1)负载两端的电压UR.
(2)外电路上的电压U0.
(3)发电机的电动势.
(4)整个外电路上消耗的功率P外.
(5)负载上消耗的功率.
(6)导线上消耗的功率.
(?)发电机内部消耗的功率.
(8)发电机的功率.
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从本题可以看出,在闭合电路中涉及到的功率比较多,但只要理清它们间的关系,搞清楚能量流向,问题还是比较好解决的。
知识点三基本实验原理
在恒定电流一章中,实验是一项重点内容,解决各种实验题,基本实验是解决问题的基础,所以理解实验原理是关键。
[例3](07江苏卷)某同学欲采用如图所示的电路完成相关实验。图中电流表的量程为0.6A,内阻约0.1Ω;电压表的量程为3V,内阻约6 kΩ; G为小量程电流表;电源电动势约3V,内阻较小,下列电路中正确的是 ( )
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导示:测量一段金属丝的电阻,阻值较小,所以用伏安法测量时,应用电流表的外接法,A正确。测电源电动势与内电阻,原理是闭合电路欧姆定律,电源内阻与电流表内阻相差不太大,所以用电流表的外接法,B正确。测定小灯泡的伏安特性曲线,电压必需从零开始调节,滑动变阻器就连成分压式,C错。用半偏法测小量程电流表内电阻,电阻箱应与小量程电流表并联,D错。故选AB。
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本题中涉及到了本单元的四个实验,从这里我们可以看出,学好物理的关键在于能真正理解一些最基础的内容,而不在于做多少题目。
知识点四回路中电势高低的计算
在计算电路中各点的电势时,应事先假定某点电势为零电势,然后再求这些点与事先设定的零电势点之间的电压。这种问题的本质就是对电路的分析与计算,闭合电路欧姆定律、串并联的电阻、电流、电压关系理清楚了有益于解题。解题时应注意:无电流的电阻两端电热相等。
[例4]如图所示电路中R1=4Ω、R1=2.5Ω、R3=2Ω、R4=5Ω;电源电动势E=9 V,内阻r=0.5Ω.F点接地.
(1)S断开时,A、B、C、D各点电势多大?
(2)S闭合时,A、B、C、D各点电势多大?
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7.数学极值问题:不等式的极值、二次三项式的极值等常用来分析变值电阻的功率问题。
6.能量守恒思想:从能量角度看,电路是将其他形式的能(如化学能)通过电源转化为电能,然后再通过电功转化为其他形式的能(如内能、机械能等)的“桥梁”,整个过程能最的总量守恒。
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