高一物理典型例题汇总.docx
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高一物理典型例题汇总
高一物理必修1知识集锦及典型例题
各部分知识网络
(一)运动的描述:
-(D表示物体位置的变动,可用从起点到终点的有向线段表示,是矢量1(2》位移的大小小于或等于路程
Q)物理意义:
表示物休位置变化的快慢
[平均速度严巻方向与位移方向相同
(推述运动的物理量v速度
⑶与速率的区别与联系2②平均速度二
瞬时速度*当加-0时山二号^方向为那一刻的运动方向「①速厦是矢童,而逋率是标量平均速率=遐遅
时何艸砲卒时间
③瞬时速度的大小等于瞬时速率
[■物理意义:
表示物体速度变化的快慢
I加速度峠定小=汪汽速度的变化率人单位m/乳是矢量'
〔方向:
与速度变化的方向相同■与速度的方向关系不确定
运动的描述
[意义:
表示位移随时何的变化规律应用:
①判断运动性质〔匀速、变速、静止)俨一E图象丿②判斯运动方向(正方向、负方向)
1③比较运动快慢
I④确定也移或时间等
图象](意义:
表示速度随时间的变化规律
应用:
①确定某时刻的速度
②求位移(面积)
I图象]③判斷运匪性质(静止、匀速、匀变速、非匀变速)
4判断运动方向(正方向、负方向〉
5出较加速度大小等
X
[根据纸带上点谨的疏密判断运动情况
'实验:
用打点计时器测速度{求两点间的平均速度卫=善
.粗略求瞬时速度’当心取很小的值时,瞬时速度釣等于平均速度
测匀变速直线运动的加速度:
△
x=aT2,o(a6a5a』(a3a?
aJ
a2
(3T)
「物理意义:
表不物体速度蛮化的快馒
定义2=耳^(速度的变化率人单位m/d矢量.
其方向与速度变化的方向相同,与速度方向的关系不确定、速度、速度变化量与加速度的区别
'意义;表示位移随时间的变化规律
应用:
①判斯运动性质(匀速、变速、静止)
卩一£图象」②判断运动方向(正方向、负方向)
③比较运动快慢
咽—II
、④确定位務或时间
靈臾匸表示速度随时间的变化规律
应用:
①确定某时刻的速度
2求位移(面积)
3判断运动性质(静止、匀速、匀变速、非匀变速)
4判断运动方向(正方向、负方向)
•⑤比较加速度大小等
匀变速直线运€动的规律
咱由落体运动
la=g
,加速度恒定•速度均匀变化]Vt=v^+at工=Sf+*亦
<—说=2a工
一询+讪吟一y-二叫
a与v同向,加速运动;a与v反向,减速运动。
(二)力:
(力是物低问的相互作用力的槪念{力的相互性、矢最性
L力的三要素、力的图示
'万有引力四种基本J电磁相互作用相互作用[强相互作用
'弱相互作用
力的分类
按性质分类,重力、弹力”犀撫力等
按效果分类:
动力、阻力Ji力、压力、支持力等
i产生:
由于地球?
I引
如向:
竖直向下
力W大小iG=mg
重心心是重力的等效作用点*均匀物休的重心在几何中心.
;物体的重心不一定在物体上
『产生|①物休直接接触
②接能处物体发生了欝性形变J方向;彈力的方向与施力物体的形变方向相反■与受力物体的形变方向相轲.
1在接粧面上产生的弹力的方向与接融面垂直
2绳产生的弹力方向沿绳指向爛收嫡的方向.胡克定律^F-kx
[产生:
①物体接融且挤压
2接融血粗糙
3有相对运动趋势
方向:
沿接触面的切线•与相对运动趋势方向相反•大小』<FWF.
[产生;①物体接触且挤压
2接蝕
3有相对运动方向,沿首接触面的切线与相对运动方向相反:
大小tF^/iFy
合力与分力;等效代替关系
力的合成連守的定则:
平行四边形定则与分解[合力范HdFj-FaKF^Fi+fi
.正交分解
力学中
常见的1
三种力
滑动摩攘力<
F=KX.
实验:
探究力的平行四边形定则。
研究弹簧弹力与形变量的关系:
(三)牛顿运动定律:
f伽利略的“理想斜面实验”和“科学推理”
内容:
「顿第一定律J
I惯性
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使
它改变这种状态为止.
k定义:
物体具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质
-量度:
质量是物体惯性大小的唯一量度
表现形式:
惯性大,物体运动状态难以改变,惯性小,运动状态容易
改变
牛顿运动定律及其应用
「内容:
物体的加速度与所受合外力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同
公式:
F合=ma此式成立的条件是各物理量的单位均用国际单位
『内容:
两物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,而且作用在同一条直线上
牛顿第三定律v
「同性:
力的性质相同
作用力与〈异体:
分别作用在两个不同的物体上反作用力
I同时产生、同时变化、同时消失
由受力情况确定运动情况两类基本问题
厂1由运动情况确定受力情况
牛顿定律
的应用■-
超重和失重
力和加速度的瞬时分析
临界问题和极值问题的分析
■整体法与隔离法
实验:
用控制变量法探究加速度与力、质量的关
(四)共点力作用下物体的平衡:
「静止平衡状态■
物体的平
衡
I匀速运动
{Fx合=0
Fy合=0
「合成法正交分解法
I常用方法<矢量三角形动态分析法
相似三角形法
1正、余弦定理法
二、典型例题
例题仁某同学利用打点计时器探究小车速度随时间变化的关系,所用交流电的频率为50
Hz,下图为某次实验中得到的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、67为计数点,相邻
两计数点间还有3个打点未画出.从纸带上测出x1=3.20cm,x2=4.74cm,x3=6.40cm,x4
=8.02cm,x5=9.64cm,x6=11.28cm,x7=12.84cm.
(1)请通过计算,在下表空格内填入合适的数据(计算结果保留三位有效数字);
D.速度为零,加速度一定为零
例3.一滑块由静止开始,从斜面顶端匀加速下滑,第5s末的速度是6m/s。
求:
(1)第4s末的速度;
(2)头7s内的位移;(3)第3s内的位移。
例4.公共汽车由停车站从静止出发以0.5m/W的加速度作匀加速直线运动,同时一辆汽车以36km/h的不变速度从后面越过公共汽车。
求:
(1)经过多长时间公共汽车能追上汽车?
(2)后车追上前车之前,经多长时间两车相距最远,最远是多少?
例5.静止在光滑水平面上的物体,受到一个水平拉力,在力刚开始作用的瞬间,下列说法中正确的是
A.物体立即获得加速度和速度
B.物体立即获得加速度,但速度仍为零
C.物体立即获得速度,但加速度仍为零
D.物体的速度和加速度均为零
例6.质量m=4kg的物块,在一个平行于斜面向上的拉
力F=40N作用下,从静止开始沿斜面向上运动,如图所示,
已知斜面足够长,倾角37°,物块与斜面间的动摩擦因数尸0.2,力F作用了5s,求物块在5s内的位移及它在5s末的速度。
(g=lOm/S2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
例7.在天花板上用竖直悬绳吊一重为
G的小球,小球受几个力
?
这些力的反作用力是哪些
力?
这些力的平衡力是哪些力?
例8.如图所示,质量为m的物块放在倾角为的斜面上,斜面体的质量为M,斜面与物块无摩擦,地面光滑,现对斜面施一个水平推力F,要使物块相对斜面静止,力F应多大?
例9.如图所示,一质量为m的小球在水平细线和与竖直方向成
状态,试分析剪断细线的瞬间,小球加速度的大小和方向。
角的弹簧作用下处于静止
例10.一个人站在体重计的测盘上,在人下蹲的过程中,指针示数变化应是
A.先减小,后还原
B.先增加,后还原
C.始终不变
D.先减小,后增加,再还原
例11、水平传送带以4m/s的速度匀速运动,传送带两端AB间距为20m,将一质量为2Kg的木块无初速地放在A端,木块与传送带的动摩擦因数为0.2,求木块由A端运动到B端所用的时间。
(g=10m/s2)
aQ
例12、木块A、木板B的质量分别为10Kg和20Kg,A、B间的动摩擦因数为0.20,地面光滑。
设A、B间的滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等。
木板B长2m,木块A静止在木
板B的最右端,现用80N的水平拉力将木板B从木块A下抽出来需要多长时间?
(木块A可视为质点,g=10m/s2)
例13.如图4所示,在水平地面上有一倾角为B的斜面体B处于静止状态,其斜面上放
有与之保持相对静止的物体A.现对斜面体B施加向左的水平推力,使物体A和斜面体B一起
向左做加速运动,加速度从零开始逐渐增加,直到A和B开始发生相对运动,关于这个运动
过程中A所受斜面的支持力Fn以及摩擦力f的大小变化情况,下列说法中正确的是()
A.Fn增大,f持续增大
B.Fn不变,f不变
C.Fn减小,f先增大后减小
D.Fn增大,f先减小后增大
例14.如图8所示,物体B靠在水平天花板上,在竖直向上的力F作
用下,A、B保持静止,A与B间的动摩擦因数为卩,B与天花板间的动摩擦因数为比,则关于卩、浮的值下列判断可能正确的是()
A.小=0,宦工0B.小工0,宦=0
例15.如图2-2-23是用来粉刷墙壁的涂料滚的示意图.使用时,用撑竿推着涂料滚沿墙壁上下滚动,把涂料均匀地粉刷到墙壁上.撑竿的重量和墙壁的摩擦均不计,而且撑竿足够长.粉刷工人站在离墙壁某一距离处缓缓上推涂料滚,使撑竿与墙壁间的夹角越来越小•该过程中撑竿对涂料滚的推
力为F1,涂料滚对墙壁的压力为F2,下列说法中正确的是()
A.F1增大
C.F2增大
B.F1减小
D.F2减小
图2-2-23
16.下图是某些同学根据实验数据画出的图象,下列说法中正确的是()
A.形成图(甲)的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大
B.形成图(乙)的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小
C.形成图(丙)的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大
D.形成图(丁)的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小
17.如图所示是某同学做探究加速度与力、质量的关系”实验时已接通电源正要释放纸带时的情况,请你指出该同学的四个错误•
r、
例题1答案:
(1)V5=1.31
(2)2.5
v
a—
例题2解析:
由加速度的定义式t可知,加速度与速度的变化量和速度变化所用的时间两个因素有关。
速度变化越大,加速度不
一定越大;速度变化所用时间越短,若速度变化量没有确定,也不能确定加速度一定越大。
加速度是描述速度变化快慢的物理量,速度变化越快,加速度一定越大;速度为零,并不是
速度的变化量为零,故加速度不一定为零。
答案:
C
例题3解析:
根据初速度为零的匀变速直线运动的比例关系求解。
(1)因为V1:
V2:
V3:
=1:
2:
3:
所以V4:
V54:
5
第4s末的速度为
44
v4v56m/s4.8m/s
55
(2)由xvt得前5s内的位移为:
因为xl:
x2:
x3:
12:
22:
33*
22
前7s内的位移为:
所以X5•X7.7
(3)由
(2)可得
22
x1:
x51:
5
Xi
52X5
2m0.6m
5
因为Xl:
X3=i:
5:
所以xi:
x3=i:
5
第3s内的位移x35xi5°6m3m
例题4解析:
(i)追上即同一时刻二者处于同一位置,由于它们出发点相同,所以相遇
时位移相同,即
乂汽=x公af/2=v汽tt=2v公/a=2i0/0.5=40s
(2)在汽车速度大于公共汽车速度过程中,二者距离逐渐增大,速度相等时距离最大,之后公共汽车速度将大于汽车速度,二者距离就会减小,所以速度相等时相距最远。
贝Uv汽=v公at=v汽t=v汽/a=i0/0.5=20s
最远距离x=v汽t-at2/2=i020-0.5202/2=i00m
例题5解析由牛顿第二定律的瞬时性可知,力作用的瞬时即可获得加速度,但无速度。
答案B
说明力是加速度产生的原因,加速度是力作用的结果,加速度和力之间,具有因果性、瞬时性、矢量性。
例题6解析:
如图,建立直角坐标系,把重力mg沿x轴和y轴的方向分解
Gx=mgsinBGy=mgcosB
y轴Fn=mgcos0
Fu=(jFn=(imgcos0
x轴由牛顿第二定律得
F—F口—GX—ma
即F—(jmgcos0—mgsin0—ma
Fmgcosmgsin
a—m
400.24100.84100.6
4
—2.4m/s2
11
5s内的位移x—2at2—2x2.4X52—30m
5s末的速度
v—at—2.4x5—12m
例题7解析:
找一个力的反作用力,就看这个力的施力物体是哪个物体,反作用力一定作用在这个物体上。
F的施力物体是
对小球的受力分析如图所示,小球受两个力:
重力G、悬挂拉力F,根据牛顿第三定律可知,重力的施力物体是地球,那么G的反作用力就是物体对地球的吸引力;悬绳,F的反作用力是小球对悬绳的拉力。
小球受到的重力G和悬绳的拉力F正好是一对平衡力。
答案:
见解析
说明:
平衡力是作用在一个物体上的力,作用力和反作用力是分别作用在两个物体上的力。
平衡力可以是不同性质的力,而作用力和反作用力一定是同一性质的力。
例题8解析:
两物体无相对滑动,说明两物体加速度相同,方向水平。
对于物块m,受
两个力作用,其合力水平向左。
先选取物块m为研究对象,求出它的加速度,它的加速度就是整体加速度,再根据F=(M+m)a求出推力F,步骤如下:
先选择物块为研究对象,受两个力,重力所示,由图可得:
mgtanma,agtan
再选整体为研究对象,根据牛顿第二定律
F(Mm)a(Mm)gtan。
答案:
(Mm)gtan
mg、支持力Fn,且两力合力方向水平,如图
说明:
(1)本题的解题过程是先部分后整体,但分析思路却是先整体后部分。
要求F,
先选整体受力情况最简单但加速度不知,而题意却告诉m与M相对静止,实际上是告知了m的运动状态,这正是解决问题的突破口。
(2)解题的关键是抓住加速度的方向与合外力的方向一致,从而界定了m的合外力方
向。
(3)试分析F>(mm)gtan或Fv(mm)gtan时物块相对斜面体将怎样运动
例题9解析:
取小球研究,其平衡时的受力示意图所示,细线拉力大
小为:
F'mgtan
弹簧拉力大小:
Fmgcos
若剪断细线,则拉力F'突变为零。
但弹簧的伸长量不突变,故弹簧的弹力不突变,此时小球只受两个力的作用。
在竖直方向上,弹簧拉力的竖直分量仍等于重力,故竖直方向上仍受力平衡;在水平方向上,弹簧弹力的水平分量:
FxFsinmgsincosmgtan
力Fx提供加速度,故剪断细线瞬间,小球的加速度大小为:
aFxgtanm
加速度的方向为水平向右。
答案:
agtan,方向水平向右。
说明若物体受多个力的作用而保持平衡,当去掉一个力的瞬间,在剩余的力不突变的前提下,剩余力的合力大小就等于去掉的那个力的大小,方向与去掉的那个力的方向相反,利用此结论可以很方便地解决类似问题。
例题10解析:
人蹲下的过程经历了加速向下、减速向下和静止这三个过程。
在加速向下时,人获得向下的加速度a,由牛顿第二定律得:
mg—Fn=
由此可知弹力
maFn=m(g—a) Fn将小于重力mg,在向下减速时,人获得向上的加速度a,由牛顿第二定 律得: Fn—mg=maFn=m(g+a)>mg 弹力Fn将大于mg,当人静止时,FN=mg答案: D 说明在许多现实生活中,只要留心观察,就会看到超重或失重现象。 例如竖直上抛的物体,无论是上升过程还是下降过程,都会出现失重现象。 我国用新型运载火箭发射的“神舟号”宇宙飞船,无论是发射过程还是回收过程,都会出现超、失重现象。 例题11解析: 物体无初速地放在A端则它的初速度为0,而传送带以4m/s的速度匀速运动,所以物体一定要相对传送带向后滑动,故物体受到向右的滑动摩擦力的作用而向右加速运动,但物体由A到B一直都在加速吗? 这就需要判断物体速度达到与传送带相同时物体是否到达B点。 八Fti 对木块受力分析如图一►F“ 竖直方向物体处于平衡状态,Fn=GT■ 所以F=Fn=0.220=4N 由F=ma得a=F/m=4/2=2m/s2 设经t速度达到4m/s则 v=att=v/a=4/2=2s ^at2122~4m、二, 由X1=2=2所以在没有到达B点以前物体速度达到与传送带相同,剩余距离物体与传送带以相同速度匀速运行。 X2=X—X1=vtiti=(X—X1)/v=(20-4)/4=4s 木块由A端运动到B端所用的时间T=t+ti=2+4=6s 例题12解析: 本题涉及两个物体,要求解这类动力学问题,首先要找到AB两个物体运 动学量的联系。 X+L 由图可知AB两物体在此过程中的位移差是B的长度L。 对A受力如图 竖直方向物体处于平衡状态,Fn=G,所以F 2 F=ma1a1=F/m=20/10=2m/s 对B受力如图 竖直方向物体处于平衡状态合力为0, F—F=Ma2a2=(F—F)/M=(80—20)/20=3m/s2 则A"如『L代入数据得t=2s =Fn=0.2100=20N G 例题13【解析】当物体A与斜面体B相对静止且以较小的加速度向左做加速运动时, 斜面体B对物体A的摩擦力沿斜面向上,当加速度达到a=tanB时,斜面体B对物体A的摩 擦力为零,加速度再增大时,斜面体B对物体A的摩擦力沿斜面向下,故f先减小后增大,由平衡知识列方程求解可知Fn增大,所以D正确. 【答案】D 例题14【解析】以A、B整体为研究对象,可知天花板与B间无摩擦,广 所以不能判断天花板和B物体之间是否光滑;以A为研究对象,A受力情况 如图所示,由平衡条件可判断A一定受到B对它的摩擦力作用,所以A、B卩八弋f 之间一定不光滑. 【答案】BD例题15【解析】 涂料滚受三个力的作用,重力、墙壁对涂料滚水平向左的弹力F2'、撑竿 对涂料滚的推力Fi,重力的大小方向确定,墙壁对涂料滚的弹力方向确定、粉 刷工人站在离墙壁某一距离处缓缓上推涂料滚,涂料滚受力始终平衡,这三个力构成矢量三角形,使撑竿与墙壁间的夹角越来越小•则矢量图变化如图所示,由图可知, 当使撑竿与墙壁间的夹角越来越小,Fi、F2'均减小,F2和F2‘等大反向,因此Fi、F2均减小,故选B、D. 【答案】BD 例题16答案AD 例题17答案: ①电源应用低压交流电源 2滑轮的位置应使拉线水平 3小车应靠近打点计时器 4木板应垫高右端平衡摩擦力• 2011-2012学年第一学期 高一物理期末试题 一、选择题(1--10题只有一个正确答案3分X10=30分,11-15题有一个或多个正确答案4分X5=20分, 共50分) 1.一本书静止在水平桌面上。 桌面对书的支持力的反作用力是 B.书对地球的吸引力 D.地面对桌子的支持力 A书对桌面的压力 C.地球对书的吸引力 2.变速直线运动的平均速度是指() A.运动物体的最大速度与最小速度的平均值 B.运动物体的初速度与末速度的平均值 C.运动物体的位移与所用时间的比值 D.运动物体各时刻的瞬时速度的平均值 3.关于加速度的概念,下列说法中正确的是 A.加速度表示速度的“增加”B.加速度表示速度的“变化” C.加速度表示速度变化的快慢D.加速度表示速度变化的大小 4.汽车原来以大小为v的速度匀速度行驶,刹车时做加速度大小为a的匀减速直线运动,则t秒后其位移 为(以汽车前进方向为正方向) A.vt-at2B.匸 22a C. vt -at2D.无法确定 2 5.下列叙述中正确的是( A.我们学过的物理量: 速度、 B.物体从静止开始下落的运动叫自由落体运动 C.通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是弹力 D.任何有规则形状的物体,它的重心一定与它的几何中心重合,且也一定在物体内 6. A. B. ) 加速度、位移、 路程都是矢量 C. D. 7. 关于惯性,下列说法中正确的是() 同一汽车,速度越快,越难刹车,说明物体速度越大,惯性越大物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性乒乓球可以快速抽杀,是因为乒乓球的惯性小的缘故同一物体在地球上比在月球上惯性大 如图1所示,弹簧秤和细绳重力不计,不计一切摩擦,物体重 G= GD GU 10N,弹簧秤A和B的读数分别为() A.10N,0NB.10N,20N C.10N,10ND.20N,10N &关于力与物体的运动状态之间的关系。 以下说法中正确的是 A.牛顿第一运动定律说明了,只要运动状态发生变化的物体,必然受到外力的作用。 B.在地面上滑行的物体只所以能停下来,是因为没有外力来维持它的运动状态。 C. 不受外力作用的物体,其运动状态不会发生变化,这是因为物体具有惯性。 而 惯性的大小与物体运动速度的大小有关。 D.作用在物体上的力消失以后,物体运动的速度会不断减小。 9.作用在同一物体上的三个共点力,大小分别为6N、3N和8N,其合力最小值为 () C.13N D.O A.1NB.3N 10.如图所示,在倾角为0的斜面上,放一质量为m的光滑小球,小球被竖直挡板挡住,则球对挡板的压力为() A.mgcos0B.mgtan0 C.mg/cos0D.mg 11.力R单独作用于一物体时,使物体产生的加速度大小为a1=2m/s2,力F? 单独作用于同一物体时,使物 体产生的加速度大小为a2=4m/s2。 当R和F2共同作用于该物体时,物体具有的加速度大小可能是() 2222 A.2m/sB.4m/sC.6m/sD.8m/s 12•如图所示,质量为50kg的某同学站在升降机中的磅秤上,某一时刻该同学发现磅秤的示数为则在该时刻升降机可能是以下列哪种方式运动? () A.加速下降B.加速上升C.减速上升D.减速下降 13. 40kg, 如图是A、B两物体同时由同一地点向同一方向做直线运动的v-t图象,从图象上可知() A.A做匀速运动,B做匀加速运动B.20s末AB相遇 C.20s末AB相距最远D.40s末AB相遇 14.如图所示,用轻绳AOBO系住一物体
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