高中物理必修一的知识点总结主要涵盖了力学和运动学的基础概念、匀变速直线运动的规律、相互作用和牛顿运动定律等内容。这些知识点是学习高中物理的关键,对于理解物质运动和能量转换有重要作用。通过总结,可以更好地理解和掌握这些知识,提高解题和应用能力。同时,也需要关注一些细节和易错点,如矢量性、相对性、独立性等,以避免在解题和应用中出现错误。
总的来说,高中物理必修一的知识点总结有助于学生更好地理解和掌握物理知识,为后续学习和应用打下坚实的基础。
高中物理必修一的知识点总结1
第一章运动的描述
一、基本概念
1、质点
2、参考系
3、坐标系
4、时刻和时间间隔
5、路程:物体运动轨迹的长度
6、位移:表示物体位置的变动。可用从起点到末点的有向线段来表示,是矢量。位移的大小小于或等于路程。
7、速度:
物理意义:表示物体位置变化的快慢程度。
分类平均速度:方向与位移方向相同
瞬时速度:
与速率的区别和联系速度是矢量,而速率是标量
平均速度=位移/时间,平均速率=路程/时间
瞬时速度的大小等于瞬时速率
8、加速度
物理意义:表示物体速度变化的快慢程度
定义:(即等于速度的变化率)
方向:与速度变化量的方向相同,与速度的方向不确定。(或与合力的方向相同)
二、运动图象(只研究直线运动)
1、x—t图象(即位移图象)
(1)、纵截距表示物体的初始位置。
(2)、倾斜直线表示物体作匀变速直线运动,水平直线表示物体静止,曲线表示物体作变速直线运动。
(3)、斜率表示速度。斜率的绝对值表示速度的大小,斜率的正负表示速度的方向。
2、v—t图象(速度图象)
(1)、纵截距表示物体的初速度。
(2)、倾斜直线表示物体作匀变速直线运动,水平直线表示物体作匀速直线运动,曲线表示物体作变加速直线运动(加速度大小发生变化)。
(3)、纵坐标表示速度。纵坐标的绝对值表示速度的大小,纵坐标的正负表示速度的方向。
(4)、斜率表示加速度。斜率的绝对值表示加速度的大小,斜率的正负表示加速度的方向。
(5)、面积表示位移。横轴上方的面积表示正位移,横轴下方的面积表示负位移。
三、实验:用打点计时器测速度
1、两种打点即使器的异同点
2、纸带分析;
(1)、从纸带上可直接判断时间间隔,用刻度尺可以测量位移。
(2)、可计算出经过某点的瞬时速度
(3)、可计算出加速度
第二章匀变速直线运动的研究
一、基本关系式v=v0+at
x=v0t+1/2at2
v2-vo2=2ax
v=x/t=(v0+v)/2
二、推论
1、vt/2=v=(v0+v)/2
2、vx/2=
3、△x=at2{xm-xn=(m-n)at2}
4、初速度为零的匀变速直线运动的比例式
应用基本关系式和推论时注意:
(1)、确定研究对象在哪个运动过程,并根据题意画出示意图。
(2)、求解运动学问题时一般都有多种解法,并探求最佳解法。
三、两种运动特例
(1)、自由落体运动:v0=0a=gv=gth=1/2gt2v2=2gh
(2)、竖直上抛运动;v0=0a=-g
四、关于追及与相遇问题
1、寻找三个关系:时间关系,速度关系,位移关系。两物体速度相等是两物体有最大或最小距离的临界条件。
2、处理方法:物理法,数学法,图象法。
五、理解伽俐略科学研究过程的基本要素。
第三章相互作用
一、三种常见的力
1、重力:由于地球对物体的吸引而产生的。大小:G=mg,方向:竖直向下,作用点:重心(重力的等效作用点)
2、弹力
(1)、形变、弹性形变、定义等。
(2)、产生条件:
(3)、拉力、支持力、压力。(按照力的作用效果来命名的)
(4)、弹簧的弹力的大小和方向,胡克定律F=kx
(5)、可用假设法来判断是否存在弹力。
3、摩擦力
(1)、静摩擦力:
①产生条件
②方向判断
③大小要用“力的平衡”或“牛顿运动定律”来解。
(2)滑动摩擦力:
①产生条件
②方向判断
③大小:f=uN。也可用“力的平衡”或“牛顿运动定律”来解。
(3)、可用假设法来判断是否存在摩擦力。
二、力的合成
1、定义:由分力求合力的过程。
2、合成法则:平行四边形定则或三角形定则。
3、求合力的方法
①作图法(用刻度尺和量角器)
②计算法(通常是利用直角三角形)
2、合力与分力的大小关系
三、力的分解
1、分解法则:平行四边形定则或三角形定则、
2、分解原则:按照实际作用效果分解(即已知两分力的方向)
3、把一个已知力分解为两个分力
①、已知两个分力的方向,求两个分力的大小。(解是唯一的)
②、已知一个分力的大小和方向,求另一个分力的大小和方向,(解是唯一的)
(注意:通过作平行四边形或三角形判断)
4、合力和分力是“等效替代”的关系。
三、实验:探究求合力的方法(或“验证平行四边形定则”)
第四章牛顿运动定律
一、牛顿第一定律
1、内容:(揭示物体不受力或合力为零的情形)
2、两个概念:①、力
②、惯性:(一切物体都具有惯性,质量是惯性大小的唯一量)
二、牛顿第二定律
1、内容:(不能从纯数学的角度表述)
2、公式:F合=ma
3、理解牛顿第二定律的要点:
①式中F是物体所受的一切外力的合力。
②矢量性
③瞬时性
④独立性
⑤相对性
三、牛顿第三定律
作用力和反作用力的概念
1、内容
2、作用力和反作用力的特点:
①等值、反向、共线、异点
②瞬时对应
③性质相同
④各自产生其作用效果
3、一对相互作用力与一对平衡力的异同点
四、力学单位制
1、力学基本物理量:长度(l)质量(m)时间(t)
力学基本单位:米(m)千克(kg)秒(s)
2、应用:用单位判断结果表达式,能肯定错误(但不能肯定正确)
五、动力学的两类问题。
1、已知物体的受力情况,求物体的运动情况(v0vtx)
2、已知物体的运动情况,求物体的受力情况(F合或某个分力)
3、应用牛顿第二定律解决问题的一般思路
(1)明确研究对象。
(2)对研究对象进行受力情况分析,画出受力示意图。
(3)建立直角坐标系,以初速度的方向或运动方向为正方向,与正方向相同的力为正,与正方向相反的力为负。在Y轴和X轴分别列牛顿第二定律的方程。
(4)解方程时,所有物理量都应统一单位,一般统一为国际单位。
4、分析两类问题的基本方法
(1)抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁——加速度。
(2)分析流程图
六、平衡状态、平衡条件、推论
1、处理方法:解三角形法(合成法、分解法、相似三角形法、封闭三角形法)和正交分解法
2、若物体受三力平衡,封闭三角形法最简捷。若物体受四力或四力以上平衡,用正交分解法
七、超重和失重
1、超重现象和失重现象
2、超重指加速度向上(加速上升和减速下降),超了ma;失重指加速度向下(加速下降和减速上升),失ma。
高中物理必修一知识点总结
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1、参考系:描述一个物体的运动时,选来作为标准的的另外的物体。
运动是绝对的,静止是相对的。一个物体是运动的还是静止的,都是相对于参考系在而言的。
参考系的选择是任意的,被选为参考系的物体,我们假定它是静止的。选择不同的物体作为参考系,可能得出不同的结论,但选择时要使运动的描述尽量的简单。
通常以地面为参考系。
2、质点:
①定义:用来代替物体的有质量的点。质点是一种理想化的模型,是科学的抽象。
②物体可看做质点的条件:研究物体的运动时,物体的大小和形状对研究结果的影响可以忽略。且物体能否看成质点,要具体问题具体分析。
③物体可被看做质点的几种情况:
(1)平动的物体通常可视为质点.
(2)有转动但相对平动而言可以忽略时,也可以把物体视为质点.
(3)同一物体,有时可看成质点,有时不能.当物体本身的大小对所研究问题的影响不能忽略时,不能把物体看做质点,反之,则可以.
注(1)不能以物体的大小和形状为标准来判断物体是否可以看做质点,关键要看所研究问题的性质.当物体的大小和形状对所研究的问题的影响可以忽略不计时,物体可视为质点.
(2)质点并不是质量很小的点,要区别于几何学中的“点”.
3、时间和时刻:
时刻是指某一瞬间,用时间轴上的一个点来表示,它与状态量相对应;时间是指起始时刻到终止时刻之间的间隔,用时间轴上的一段线段来表示,它与过程量相对应。
4、位移和路程:
位移用来描述质点位置的变化,是质点的由初位置指向末位置的有向线段,是矢量;
路程是质点运动轨迹的长度,是标量。
5、速度:
用来描述质点运动快慢和方向的物理量,是矢量。
(1)平均速度:是位移与通过这段位移所用时间的比值,其定义式为,方向与位移的方向相同。平均速度对变速运动只能作粗略的描述。
(2)瞬时速度:是质点在某一时刻或通过某一位置的速度,瞬时速度简称速度,它可以精确变速运动。瞬时速度的大小简称速率,它是一个标量。
6、加速度:用量描述速度变化快慢的的物理量。
加速度是矢量,其方向与速度的变化量方向相同(注意与速度的方向没有关系),大小由两个因素决定。
易错现象
1、忽略位移、速度、加速度的矢量性,只考虑大小,不注意方向。
2、混淆速度、速度的增量和加速度之间的关系。
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1.力是物体对物体的作用。⑴力不能脱离物体而独立存在。⑵物体间的作用是相互的。
2.力的三要素:力的大小、方向、作用点。
3.力作用于物体产生的两个作用效果。使受力物体发生形变或使受力物体的运动状态发生改变。
4.力的分类:
⑴按照力的性质命名:重力、弹力、摩擦力等。
⑵按照力的作用效果命名:拉力、推力、压力、支持力、动力、阻力、浮力、向心力等。
5、重力(A)
1.重力是由于地球的吸引而使物体受到的力
⑴地球上的物体受到重力,施力物体是地球。⑵重力的方向总是竖直向下的。
2.重心:物体的各个部分都受重力的作用,但从效果上看,我们可以认为各部分所受重力的作用都集中于一点,这个点就是物体所受重力的作用点,叫做物体的重心。
①质量均匀分布的有规则形状的均匀物体,它的重心在几何中心上。
②一般物体的重心不一定在几何中心上,可以在物体内,也可以在物体外。一般采用悬挂法。
3.重力的大小:G=mg
6、弹力(A)
1.弹力
⑴发生弹性形变的物体,会对跟它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力。
⑵产生弹力必须具备两个条件:①两物体直接接触;②两物体的接触处发生弹性形变。
2.弹力的方向:物体之间的正压力一定垂直于它们的接触面。绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向,在分析拉力方向时应先确定受力物体。
3.弹力的大小:弹力的大小与弹性形变的大小有关,弹性形变越大,弹力越大.
弹簧弹力:F=Kx(x为伸长量或压缩量,K为劲度系数)
4.相互接触的物体是否存在弹力的判断方法:如果物体间存在微小形变,不易觉察,这时可用假设法进行判定.
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1、质点:
(1)没有形状、大小且有质量的点
(2)质点是一个理想化模型,实际并不存在
(3)一个物体是否能看成质点并不取决于这个物体的大小,而是看所研究的问题中物体的形状大小和物体上各部分运动情况的差异是否为可以忽略的次要因素,要具体问其具体分析。
2、加速度(A)
(1)加速度的定义:加速度是表示速度改变快慢的物理量,它等于速度的改变量跟发生这一改变量所用时间的比值,定义式:
(2)加速度是矢量,它的方向是速度变化的方向
(3)在变速直线运动中,若加速度的方向与速度方向相同,则质点做加速运动;若加速度的方向与速度方向相反,则则质点做减速运动.
(1)表示物体运动快慢的物理量,它等于位移s跟发生这段位移所用时间t的比值。即v=s/t。速度是矢量,既有大小也有方向,其方向就是物体运动的方向。在国际单位制中,速度的单位是(m/s)米/秒。
(2)平均速度是描述作变速运动物体运动快慢的物理量。一个作变速运动的物体,如果在一段时间t内的位移为s,则我们定义v=s/t为物体在这段时间(或这段位移)上的平均速度。平均速度也是矢量,其方向就是物体在这段时间内的位移的方向。
(3)瞬时速度是指运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度。从物理含义上看,瞬时速度指某一时刻附近极短时间内的平均速度。瞬时速度的大小叫瞬时速率,简称速率.
4、匀速直线运动(A)
(1)定义:物体在一条直线上运动,如果在相等的时间内位移相等,这种运动叫做匀速直线运动。
根据匀速直线运动的特点,质点在相等时间内通过的位移相等,质点在相等时间内通过的路程相等,质点的运动方向相同,质点在相等时间内的位移大小和路程相等。
高中物理必修一的知识点总结5
第一节认识运动
机械运动:物体在空间中所处位置发生变化,这样的运动叫做机械运动。
运动的特性:普遍性,永恒性,多样性
参考系
1.任何运动都是相对于某个参照物而言的,这个参照物称为参考系。
2.参考系的选取是自由的。
(1)比较两个物体的运动必须选用同一参考系。
(2)参照物不一定静止,但被认为是静止的。
质点
1.在研究物体运动的过程中,如果物体的大小和形状在所研究问题中可以忽略是,把物体简化为一个点,认为物体的质量都集中在这个点上,这个点称为质点。
2.质点条件:
(1)物体中各点的运动情况完全相同(物体做平动)
(2)物体的大小(线度)<<它通过的距离
3.质点具有相对性,而不具有绝对性。
4.理想化模型:根据所研究问题的性质和需要,抓住问题中的主要因素,忽略其次要因素,建立一种理想化的模型,使复杂的问题得到简化。(为便于研究而建立的一种高度抽象的理想客体)
第二节时间位移
时间与时刻
1.钟表指示的一个读数对应着某一个瞬间,就是时刻,时刻在时间轴上对应某一点。两个时刻之间的间隔称为时间,时间在时间轴上对应一段。
△t=t2—t1
2.时间和时刻的单位都是秒,符号为s,常见单位还有min,h。
3.通常以问题中的初始时刻为零点。
路程和位移
1.路程表示物体运动轨迹的长度,但不能完全确定物体位置的变化,是标量。
2.从物体运动的起点指向运动的重点的有向线段称为位移,是矢量。
3.物理学中,只有大小的物理量称为标量;既有大小又有方向的物理量称为矢量。
4.只有在质点做单向直线运动是,位移的大小等于路程。两者运算法则不同。
第三节记录物体的运动信息
打点记时器:通过在纸带上打出一系列的点来记录物体运动信息的仪器。(电火花打点记时器——火花打点,电磁打点记时器——电磁打点);一般打出两个相邻的点的时间间隔是0.02s。
第四节物体运动的速度
物体通过的路程与所用的时间之比叫做速度。
平均速度(与位移、时间间隔相对应)
物体运动的平均速度v是物体的位移s与发生这段位移所用时间t的比值。其方向与物体的位移方向相同。单位是m/s。
v=s/t
瞬时速度(与位置时刻相对应)
瞬时速度是物体在某时刻前后无穷短时间内的平均速度。其方向是物体在运动轨迹上过该点的切线方向。瞬时速率(简称速率)即瞬时速度的大小。
速率≥速度
第五节速度变化的快慢加速度
1.物体的加速度等于物体速度变化(vt—v0)与完成这一变化所用时间的比值
a=(vt—v0)/t
2.a不由△v、t决定,而是由F、m决定。
3.变化量=末态量值—初态量值……表示变化的大小或多少
4.变化率=变化量/时间……表示变化快慢
5.如果物体沿直线运动且其速度均匀变化,该物体的运动就是匀变速直线运动(加速度不随时间改变)。
6.速度是状态量,加速度是性质量,速度改变量(速度改变大小程度)是过程量。
第六节用图象描述直线运动
匀变速直线运动的位移图象
1.s-t图象是描述做匀变速直线运动的物体的位移随时间的变化关系的曲线。(不反映物体运动的轨迹)
2.物理中,斜率k≠tanα(2坐标轴单位、物理意义不同)
3.图象中两图线的交点表示两物体在这一时刻相遇。
匀变速
直线运动的速度图象
1.v-t图象是描述匀变速直线运动的物体岁时间变化关系的图线。(不反映物体运动轨迹)
2.图象与时间轴的面积表示物体运动的位移,在t轴上方位移为正,下方为负,整个过程中位移为各段位移之和,即各面积的代数和。
高中物理必修一的知识点总结6
一、探究形变与弹力的关系
弹性形变(撤去使物体发生形变的外力后能恢复原来形状的物体的形变)范性形变(撤去使物体发生形变的外力后不能恢复原来形状的物体的形变)3、弹性限度:若物体形变过大,超过一定限度,撤去外力后,无法恢复原来的形状,这个限度叫弹性限度。
二、探究摩擦力
滑动摩擦力:一个物体在另一个物体表面上相当于另一个物体滑动的时候,要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力。
说明:摩擦力的产生是由于物体表面不光滑造成的。
三、力的合成与分解
(1)若处于平衡状态的物体仅受两个力作用,这两个力一定大小相等、方向相反、作用在一条直线上,即二力平衡
(2)若处于平衡状态的物体受三个力作用,则这三个力中的任意两个力的合力一定与另一个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上
(3)若处于平衡状态的物体受到三个或三个以上的力的作用,则宜用正交分解法处理,此时的平衡方程可写成
①确定研究对象;
②分析受力情况;
③建立适当坐标;
④列出平衡方程
四、共点力的平衡条件
1.共点力:物体受到的各力的作用线或作用线的延长线能相交于一点的力
2.平衡状态:在共点力的作用下,物体保持静止或匀速直线运动的状态.
说明:这里的静止需要二个条件,一是物体受到的合外力为零,二是物体的速度为零,仅速度为零时物体不一定处于静止状态,如物体做竖直上抛运动达到点时刻,物体速度为零,但物体不是处于静止状态,因为物体受到的合外力不为零.
3.共点力作用下物体的平衡条件:合力为零,即0
说明;
①三力汇交原理:当物体受到三个非平行的共点力作用而平衡时,这三个力必交于一点;
②物体受到N个共点力作用而处于平衡状态时,取出其中的一个力,则这个力必与剩下的(N-1)个力的合力等大反向。
③若采用正交分解法求平衡问题,则其平衡条件为:FX合=0,FY合=0;
④有固定转动轴的物体的平衡条件
五、作用力与反作用力
学过物理学的人都会知道牛顿第三定律,此定律主要说明了作用力和反作用的关系。在对一个物体用力的时候同时会受到另一个物体的反作用力,这对力大小相等,方向相反,并且保持在一条直线上。
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第一讲运动的描述(t、l、x、v、a、m)
一、质点、参考系和坐标系
1、机械运动:一个物体相对另外一个物体位置的变化。具有相对性。
2、质点:用来替代物体的具有质量的点。是高中物理引入的第一个理想模型。是具体物体理想化的抽象。
(1)物体可以看为质点的条件:只有当物体的大小、形状对研究的问题没有影响或者影响很小,才可以将物体看为质点。(不以大小论质点)
(2)理想模型。实际不存在
3、参考系:描述一个物体的运动时,选来作为参考的其他的物体
选取原则:(1)任意性(2)方便性(默认参考系为地面)(3)同一性
4、坐标系
二、时间、时刻和位移、路程
1、时刻和时间间隔(时间一去不复返,无负值)
(1)时刻:(某一瞬间)在时间坐标轴上代表一个位置、一个点。
对应物理量:位置、瞬间速度、瞬间加速度
(2)时间间隔:时间段。两个时刻之差。在时间坐标轴上代表一个点到另外一个点的线段。
对应物理量:位移、位置变化量、速度变化量、平均速度
2、位移和路程
(1)位移(矢量):物体空间位置变动的大小和方向。是起点指向终点的一条有向线段。
有大小、有方向,满足平行四边形运算法则
由初、末位置决定,与路径无关
大小:初、末位置间的线段长度
方向:由初位置指向末位置
(2)路程(标量):物体运动轨迹的长度
有大小、无方向,遵守算术运算
矢量大小比较:比较绝对值大小,正负只代表方向,不具备数学意义
三、运动快慢的描述——速度(矢量)
1、速度:位移与发生这段位移所用时间的比值,符号表示为v
(1)公式:V=△X/△t
(2)单位:1m/s=3.6Km/h
(3)矢量性:有大小、有方向,速度方向和物体运动方向相同。
(4)分类:瞬时速度:物体通过某个位置或者在某时刻的速度
平均速度:物体通过某个位移段或者在某个时间段(时间间隔)内的速度
(5)方向:瞬时速度与运动方向一致
平均速度与位移方向一致
2、平均速度和瞬时速度
瞬时速度为0说明物体此时刻静止,瞬时速度连续为0说明物体一直静止;平均速度为0的物体不一定是连续静止的
3、速率:
(1)瞬时速率:瞬时速度的大小,是标量。
(2)平均速率:路程与时间的比值,是标量。平均速率不等于平均速度的大小。
(3)平均速率≥平均速度(大小),在单向直线运动中“=”成立
四、速度变化快慢的描述——加速度(矢量)
1、加速度:速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值,符号表示为a
(1)公式:a=△V/△t,单位:m/s2
(2)矢量性:方向与速度变化量的方向相同
2、物体加减速的条件:
(1)物体加速度方向与速度方向一致或者成锐角,物体做加速运动,速度大小在增加。
(2)物体加速度方向与速度方向反向或者成钝角,物体做减速运动,速度大小在减小。
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一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,第1~6小题只有一个选项符合题目要求,第7~10小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1.我国《道路交通安全法》第六十七条规定:高速公路限速标志标明的时速不得超过一百二十公里。图示为高速公路上的限速标志,下列说法中正确的是导学号96930613()
A.限速值是指汽车行驶的平均速度
B.该限速值约为12m/s
C.汽车限速是因为汽车速度越大,惯性越大,难以刹车
D.汽车限速是因为汽车速度越大,刹车距离越大,容易发生交通事故
答案:D
解析:限速值指的是瞬时速度,A错;该限速值约为33m/s,B错;质量是惯性大小的量度,与汽车速度无关,C错;汽车速度越大,刹车距离越大,D正确。
2.一根轻绳的上端悬挂在天花板上,下端挂一灯泡,则导学号96930614()
A.灯泡受的重力和灯泡对绳的拉力是一对平衡力
B.灯泡受的重力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力
C.灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力
D.绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对平衡力
答案:C
解析:灯泡受的重力和绳对灯泡的拉力是一对平衡力,选项A、B错误;灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力,绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对作用力和反作用力,选项C正确,选项D错误。
3.一串小灯笼(五只)彼此用轻绳连接,并悬挂在空中,在稳定水平风力作用下发生倾斜,悬绳与竖直方向的夹角为30°,如图所示,设每个红灯笼的质量均为m,则自上往下第二只灯笼对第三只灯笼的拉力大小为导学号96930615()
A.23mgB.233mg
C.833mgD.8mg
答案:A
解析:以下面三个灯笼作为整体为研究对象,进行受力分析,如图:
竖直方向:Tcos30°=3mg
得:T=3mgcos30°=23mg
故选A。
4.几位同学为了探究电梯启动和制动时的运动状态变化情况,他们将体重计放在电梯中,一位同学站在体重计上,然后乘坐电梯从1层直接到10层,之后又从10层直接回到1层。用照相机进行了相关记录,如图所示。图1为电梯静止时体重计的照片,图2、图3、图4和图5分别为电梯运动过程中体重计的照片。根据照片推断正确的是导学号96930616()
A.根据图2推断电梯一定处于加速上升过程,电梯内同学可能处于超重状态
B.根据图3推断电梯一定处于减速下降过程,电梯内同学可能处于失重状态
C.根据图4推断电梯可能处于减速上升过程,电梯内同学一定处于失重状态
D.根据图5推断电梯可能处于加速下降过程,电梯内同学一定处于超重状态
答案:C
解析:由图可知,图2、图5示数大于重力为超重,电梯可能加速上升或减速下降,图3、图4示数小于重力,失重可能向下加速,也可能向上减速,C正确。
5.质量为m的金属盒获得大小为v0的初速度后在水平面上最多能滑行s距离,如果在盒中填满油泥,使它的总质量变为2m,再使其以v0初速度沿同一水平面滑行,则它滑行的距离为导学号96930617()
A.s2B.2s
C.s4D.s
答案:D
解析:设金属盒与水平面间的动摩擦因数为μ,未装油泥有-μmg=ma①
-v20=2as②
装满油泥后有:-μ2mg=2m?a′③
-v20=2a′?s′④
解①②③④可得:s′=s
6.放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系如图甲所示,物块速度v与时间t的关系如图乙所示。取重力加速度g=10m/s2。由此两图象可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为导学号96930618()
A.m=1.5kg,μ=0.4B.m=0.5kg,μ=0.4
C.m=0.5kg,μ=0.2D.m=1kg,μ=0.2
答案:B
解析:结合F-t图象和v-t图象,分析物块在各段内的受力和运动情况,利用各段的运动规律和牛顿第二定律求解。由题中图象所给的信息可知,当外力F等于3N时,物块做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得F1-μmg=ma,由图象可得F1=3N,a=ΔvΔt=4-04-2m/s2=2m/s2;当外力等于2N时,物块做匀速运动,则F2=μmg,其中F2=2N;将两式联立解得m=0.5kg,μ=0.4。
7.如图所示,清洗楼房光滑玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中,工人及其装备的总重量为G,且视为质点。悬绳与竖直墙壁的夹角为α,悬绳对工人的拉力大小为F1,墙壁对工人的弹力大小为F2,则导学号96930619()
A.F1=Gsinα
B.F2=Gtanα
C.若工人缓慢下移,增加悬绳的长度,但F1与F2的合力不变
D.若工人缓慢下移,增加悬绳的长度,则F1减小,F2增大
答案:BC
解析:作出人的受力图如图所示
可得F1=Gcosα
F2=Gtanα
当增加悬绳长度,α减小
F1与F2均减小
F1与F2的合力始终等于重力,综上所述B、C正确。
8.如图a所示,一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端放置一物体(物体与弹簧不连接),初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体上,使物体开始向上做匀加速运动,拉力F与物体位移x的关系如图b所示(g=10m/s2),则正确的结论是导学号96930620()
A.物体与弹簧分离时,弹簧处于压缩状态
B.物体的加速度大小为5m/s2
C.物体的质量为2kg
D.弹簧的劲度系数为7.5N/cm
答案:BC
解析:以物体为研究对象,由牛顿第二定律并结合图象得
10+4k-mg=ma
30-mg=ma
又4k=mg
由以上三式解得m=2kg
a=5m/s2k=5N/cm
所以B、C正确,D错误。
由题意知,物体与弹簧分离时,弹簧处于自然伸长状态,A错误。
9.如图所示,某一缆车沿着坡度为30°的山坡以加速度a上行,在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面,斜面上放一个质量为m的小物块,小物块相对斜面静止(设缆车保持竖直状态运行),则导学号96930621()
A.小物块受到的摩擦力方向平行斜面向下
B.小物块受到的滑动摩擦力大小为ma
C.小物块受到的静摩擦力大小为12mg+ma
D.小物块受到斜面的弹力大小为32mg
答案:CD
解析:以木块为研究对象,分析受力情况:木块受重力mg、斜面的支持力N和静摩擦力f,f沿斜面向上,故A错误;根据牛顿第二定律得:f-mgsin30°=ma,解得,f=12mg+ma,方向平行斜面向上,故C正确,B错误;小物块受到的支持力等于重力垂直于斜面的分力;故N=mgcos30°=3mg2;故D正确。
10.如图所示,传送带的水平部分长为L,传动速率为v,在其左
端无初速度释放一小木块,若木块与传送带间的动摩擦因数为μ,则木块从左端运动到右端的时间可能是导学号96930647()
A.Lv+v2μgB.Lv
C.2LμgD.2Lv
答案:ACD
解析:因木块运动到右端的过程不同,对应的时间也不同,若一直匀加速至右端,则L=12μgt2,可得t=2Lμg,C正确;若一直加速到右端的速度恰好与传送带速度v相等,则L=0+v2t,可得t=2Lv,D正确;若先匀加速到传送带速度v,再匀速到右端,则v22μg+v(t-vμg)=L,可得t=Lv+v2μg,A正确;木块不可能一直匀速至右端,B错误。
第Ⅱ卷(非选择题共60分)
二、填空题(共3小题,共16分。把答案直接填在横线上)
11.(4分)在“探究加速度与力、质量的关系”实验时,已提供了小车,一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线。为了完成实验,还须从下图中选取实验器材,其名称是____(漏选或全选得零分);并分别写出所选器材的作用_____。导学号96930622
答案:学生电源、电磁打点计时器、钩码、砝码(或电火花计时器、钩码、砝码)学生电源为电磁打点计时器提供交流电源;电磁打点计时器(电火花计时器)记录小车运动的位置和时间;钩码用以改变小车的质量;砝码用以改变小车受到拉力的大小,还可以用于测量小车质量。
解析:电磁打点计时器用来打点计时,以便测定加速度,要配备4~6V学生电源(交流电源)为其供电,通过改变砝码个数来改变拉力大小;钩码放在小车上来调节小车质量。也可用电火花计时器来代替学生电源和电磁打点计时器,因为电火花计时器使用220V交流电,不使用学生电源。
12.(6分)某实验小组利用图1所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验。导学号96930623
(1)在实验中必须将长木板右端垫高,目的是,当不挂钩码时小车能匀速运动时,表明已调好。
(2)为了减小误差,每次实验必须通过改变钩码的个数来改变小车所受合外力,获取多组数据。若小车质量为400g,实验中每次所用的钩码总质量范围应选_____组会比较合理。(填选项前的字母)
A.10g~40gB.200g~400gC.1000g~2000g
(3)图2中给出的是实验中获取的纸带的一部分:1、2、3、4、5是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点未标出,由该纸带可求得小车的加速度a=___。(计算结果保留三位有效数字)
(4)改变钩码的个数重复实验,得到加速度a与合外力F的关系如图3所示,分析线段OA,可得出实验结论是________。
答案:(1)平衡摩擦力(2)A(3)1.11m/s2(4)在质量不变的条件下,加速度与合外力成正比
解析:(1)实验中将长木板右端垫高,是为了平衡摩擦力。
(2)为减少实验误差,应满足M?m,所以应选A组钩码。
(3)a=x35-x134T2=1.11m/s2
(4)由图3可知,加速度与合外力成正比。
13.(6分)在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时,采用如图所示的实验装置,小车及车中的砝码质量用M`表示,沙桶质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打出的点计算出:导学号96930624
(1)保持小车受力不变,测量不同质量的小车在这个力作用下的加速度。某次实验中打出如图乙所示的纸带(打点计时器电源的频率为50Hz),则这个加速度值a=_____m/s2。
(2)一组同学在先保持沙桶质量一定,探究加速度与质量的关系,以下做法错误的是()
A.平衡摩擦力时,应将沙桶用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力
C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器电源
D.小车运动的加速度可用天平测出m以及小车质量M,直接用公式a=mg/M求出
(3)在保持小车及车中的砝码质量M一定,探究加速度与所受合外力的关系时,詹詹和彭彭二位同学得到的a―F关系分别如下图丙、丁所示(a是小车的加速度,F是细线作用于小车的拉力)。其原因分别是:
丙图:__________________________________
丁图:__________________________________
答案:(1)0.8(2)ACD(3)平衡摩擦力时倾角过大;倾角过小或没有平衡摩擦
解析:(1)a=Δs2T2=?3.53-1.93?×10-22×0.12m/s2
=0.8m/s2
(2)根据实验原理及操作步骤可知选项B正确,A、C、D错误。
(3)由丙图可知,F=0时,a不为零,说明平衡摩擦力时倾角过大。由丁图可知,F增大到一定值时才产生加速度a,说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。
三、论述、计算题(本题共4小题,共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
14.(10分)如图所示,倾角为θ=37°的光滑斜面体固定在一个小车上,小车与斜面体的总质量为M=2kg,斜面体上有一个质量m=0.5kg的小物块,小车放在光滑的水平桌面上,小车与一平行于桌面的细绳相连,绳的另一端跨过一不计摩擦的轻质定滑轮挂一个物块质量为m0,桌子固定于水平地面上。若把物块m0由静止释放(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:m0质量为多大时,物块m与斜面体恰好相对静止?导学号96930625
答案:m0=7.5kg
解析:根据牛顿第二定律,对m0有:m0g-T=m0a
对m和M整体:T=(m+M)a
对m:mgtanθ=ma
解得:m0=?M+m?gtan37°g-a
代数解得:m0=7.5kg
15.(10分)如图所示,固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动,推力F与小环速度v随时间变化规律如图所示,取重力加速度g=10m/s2。求:导学号96930626
(1)小环的质量m;
(2)细杆与地面间的倾角α。
答案:(1)1kg(2)30°
解析:由v-t图象可解得:a=vt=12m/s2,前2s内,由牛顿第二定律得:F1-mgsinα=ma
2s后满足:F2=mgsinα代入数据解得:m=1kg,α=30°。
16.(11分)如图所示,一小轿车从高为10m、倾角为37°的斜坡顶端从静止开始向下行驶,当小轿车到达底端时进入一水平面,在距斜坡底端115m的地方有一池塘,发动机在斜坡上产生的牵引力为2×103N,在水平地面上调节油门后,发动机产生的牵引力为1.4×104N,小轿车的质量为2t,小轿车与斜坡及水平地面间的动摩擦因数均为0.5(g取10m/s2)。求:导学号96930627
(1)小轿车行驶至斜坡底端时的速度;
(2)为使小轿车在水平地面上行驶而不掉入池塘,在水平地面上加速的时间不能超过多少?(轿车在行驶过程中不采用刹车装置)
答案:(1)10m/s(2)5s
解析:(1)小轿车在斜坡上行驶时,由牛顿第二定律得
F1+mgsin37°-μmgcos37°=ma1
代入数据得斜坡上小轿车的加速度a1=3m/s2
由v21=2a1x1=2a1h/sin37°
得行驶至斜坡底端时的速度v1=10m/s。
(2)在水平地面上加速时F2-μmg=ma2
代入数据得a2=2m/s2
关闭油门后减速μmg=ma3,代入数据得a3=5m/s2
关闭油门时轿车的速度为v2,
v22-v212a2+v222a3=x2
得v2=20m/s,t=v2-v1a2=5s
即在水平地面上加速的时间不能超过5s。
17.(13分)(石家庄市高一上学期期末)如图甲所示,质量为M=4kg的木板静止在水平面上,质量m=1kg的小滑块静止在木板的右端,可看成质点。已知木板与水平面间的动摩擦因数为μ1=0.1,小滑块与木板之间的动摩擦因数为μ2=0.4,重力加速度g=10m/s2。现用力F作用在木板M上,F随时间t变化的关系如图乙所示,求:导学号96930628
(1)t=1s时,小滑块和木板的速度大小;
(2)为使小滑块不从木板上滑落下来,木板的最小长度。
答案:(1)4m/s5m/s(2)0.75m
解析:(1)对小滑块:a1=μ2g=4m/s2
对木板:第1s内,
a2=F1-μ2mg-μ1?M+m?gM=5m/s2
第2s内,a3=F2-μ2mg-μ1?M+m?gM=2m/s2
t=1s时,小滑块的速度vm=a1t=4m/s
木板的速度vM=a2t=5m/s
(2)由于a3
a1t+a1Δt=a2t+a3Δt
解得:Δt=0.5s
滑块与木板在1.5s时,保持相对静止,0~1.5s内:
木板的位移s2=12a2t2+a2tΔt+12a3Δt2=5.25m
滑块的位移为s1=12a1t2+a1tΔt+12a1Δt2=4.5m
木板的最小长度L=s2-s1=0.75m
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