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高一物理典型例题

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高一物理必修1知识集锦及典型例题一.各部分知识网络

(一)运动的描述:

测匀变速直线运动的加速度:△x=aT2,

a与v同向,加速运动;a与v反向,减速运动。

(二)力:

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:F=KX.

(三)牛顿运动定律:

改变

(四)共点力作用下物体的平衡:

静止

平衡状态

匀速运动

物体的平衡

F x合=0

力的平衡条件:F合=0

F y合=0

合成法

正交分解法

常用方法矢量三角形动态分析法

相似三角形法

正、余弦定理法

二、典型例题

例题1..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、6、7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=3.20 cm,x2=4.74 cm,x3=6.40 cm,x4=8.02 cm,x5=9.64 cm,x6=11.28 cm,x7=12.84 cm.

(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);

计数点 1 2 3 4 5 6

各计数点的速度/(m·s-1) 0.50 0.70 0.90 1.10 1.51

(2)根据表中数据,在所给的坐标系中作出v-t图象

(以0计数点作为计时起点);由图象可得,小车运

动的加速度大小为________m /

例2. 关于加速度,下列说法中正确的是

A. 速度变化越大,加速度一定越大

B. 速度变化所用时间越短,加速度一定越大

C. 速度变化越快,加速度一定越大

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/s2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θ=37°,物块与斜面间的动摩擦因数μ=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=10m/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角的弹簧作用下处于静止状态,试分析剪断细线的瞬间,小球加速度的大小和方向。

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)

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θ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F N以及摩擦力f的大小变化情况,下列说法中正确的是( ) A.F N增大,f持续增大

B.F N不变,f不变

C.F N减小,f先增大后减小

D.F N增大,f先减小后增大图4

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μ1,B与天花板间的动摩擦因数为μ2,则关于μ1、μ

的值下列判断可能正确的是( )

2

A.μ1=0,μ2≠0 B.μ1≠0,μ2=0

C.μ1=0,μ2=0 D.μ1≠0,μ2≠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 B.F1减小

图2-2-23 C.F2增大 D.F2减小

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.

例题1 答案:(1)=1.31 (2)2.5

例题2解析:由加速度的定义式可知,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……=……

所以

第4s末的速度为

(2)由得前5s内的位移为:

因为…………

所以

前7s内的位移为:

(3)由(2)可得

因为……=1:5:……

所以=1:5

第3s内的位移

例题4解析:(1)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

x 汽=x公 at2/2=v汽t t=2v公/a=210/0.5=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。

则 v汽=v公 at= v汽 t= v汽/a=10/0.5=20s

最远距离x= v 汽t- at2/2=1020-0.5202/2=100m

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

G x=mgsinθ G y=mgcosθ

y轴 F N=mgcosθ

Fμ=μF n=μmgcosθ

x轴由牛顿第二定律得

F-Fμ-G X=ma

即 F-μmgcosθ-mgsinθ=ma

a=

=2.4m/s2

5s内的位移 x=at2=×2.4×52=30m

5s末的速度 v=at=2.4×5=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。

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;F的施力物体是悬绳,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mg、支持力F N,且两力合力方向水平,如图所示,由图可得:

再选整体为研究对象,根据牛顿第二定律

答案:

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>或F<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:

弹簧拉力大小:

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:

力F x提供加速度,故剪断细线瞬间,小球的加速度大小为:

加速度的方向为水平向右。

答案:,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—F N=ma F N=m(g—a)

由此可知弹力F N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:

F N—mg=maF N=m(g+a)>mg

弹力F N将大于mg,当人静止时,F N=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。

对木块受力分析如图

竖直方向物体处于平衡状态,F N=G

所以F=F N=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=at t=v/a=4/2=2s

由X1==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=vt1 t1=(X-X1)/v=(20-4)/4=4s

木块由A端运动到B端所用的时间T=t+t1=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。

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,F N=G,所以F=F N=0.2100=20N

F=ma1 a1=F/m=20/10=2m/s2

对B受力如图

竖直方向物体处于平衡状态合力为0,

F-F=Ma2 a2=(F-F)/M=(80-20)/20=3m/s2

则代入数据得t=2s

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=tan θ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F N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,

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

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F1,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,F1、F2′均减小,F2和F2′等大反向,因此F1、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×10=30分,11-15题有一个或多个正确答案4分×5=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( )

A.书对桌面的压力B.书对地球的吸引力

C.地球对书的吸引力D.地面对桌子的支持力

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. B. C. D.无法确定

5.下列叙述中正确的是()

A.我们学过的物理量:速度、加速度、位移、路程都是矢量

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.关于惯性,下列说法中正确的是 ( )

A.同一汽车,速度越快,越难刹车,说明物体速度越大,惯性越大

B.物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性

C.乒乓球可以快速抽杀,是因为乒乓球的惯性小的缘故

D.同一物体在地球上比在月球上惯性大

7.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=

10N,弹簧秤A和B的读数分别为()

A.10N,0N B.10N,20N

C.10N,10N D.20N,10N

8.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()

A.1N

B.3N

C.13N

D.0

10.如图所示,在倾角为θ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. mgcosθ

B. mgtanθ

C. mg/cosθ

D. mg

11.力F1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F2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F1和F2共同作用于该物体时,物体具有的加速

度大小可能是()

A.2m/s2 B.4m/s2 C.6m/s2 D.8m/s2

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40kg,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.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A、B相遇

C.20s末A、B相距最远 D.40s末A、B相遇

14.如图所示,用轻绳AO、BO系住一物体处于平衡状态,绳AO与竖直方向成一角

度,绳BO水平。当绳子的悬点A缓慢向右移动时,BO始终保持水平,关于绳子AO

和BO的拉力,下列说法中正确的是()

A. 绳AO的拉力一直在减小

B. 绳AO的拉力先减小后增大

C. 绳BO的拉力一直在减小

D. 绳BO的拉力先增大后减小

15.如图所示,在光滑的桌面上有M、m两个物块,现用力F推物块m,使M、m两物块

在桌上一起向右加速,则M、m间的相互作用力为:( )

A.

B.

C.若桌面的摩擦因数为,M、m仍向右加速,则M、m间的相互作用力为

D .若桌面的摩擦因数为,M 、m 仍向右加速,则M 、m 间的相互作用力仍为

二、实验题(每空3分,共18分)

16.(3分)如图所示,在“研究力的合成”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条。某同学认为在此过程中必须注意以下几项:

A .两根细绳必须等长。

B .橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上。

C .在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行。

D .保证两弹簧秤示数相等。

其中正确的是。(填入相应的字母)

17.(6分)如图所示,是某同学在“研究物体做匀变速直线运动规律”的实验中,在小车的牵引下用打点计时器打出的一条纸带,图中A 、B 、C 、D 、E 是按打点先后顺序依次选取的计数点,相邻计数点

间的时间间隔T=0.1s 。则小车运动的加速度大小a=m/s 2

,打纸带上C 点时小车的瞬时速度大小v C =m/s .

18.(9分)某同学在探究牛顿第二定律的实验中,在物体所受合外力不变时,改变物体的质量,得到的数据如下表所示。

实验次数 物体质量m (kg ) 物体的加速度a (m/s 2

) 物体质量的倒数1/m (1/kg)

1 0.20 0.78 5.00

2 0.40 0.38 2.50

3 0.60 0.25 1.67

4 0.80 0.20 1.2

5 5

1.00

0.16

1.00

(1)根据表中的数据,在图中所示的坐标中描出相应的实验数据点,并作出a -1/m 图象。 (2)由a -1/m 图象,你得出的结论为。

(3)物体受到的合力大约为 。(结果保留两位有效数字)

三、解答题(共32分)

19.一个滑雪者,质量m=75kg,以v 0=2m/s 的初速度沿山坡匀加速下滑,山坡的倾角=30°,在t=5s 的时间内滑下的路程x=60m,求滑雪者受到的阻力(包括摩擦力和空气阻力)。

橡皮条

固定点

A B C D E 1.50 3.90 6.30 8.70 单位:cm

a

20.质量为m=2kg 的木块,放在水平面上,它们之间的动摩擦因数μ=0.5,现对木块施F=20N 的作用力,如图所示。木块运动4s 后撤去力F 直到木块停止运动(g=10

)。求:

(1)有推力作用时木块的加速度为多大? (2)撤去推力F 时木块的速度为多大?

(3)撤去推力F 到停止运动过程中木块的加速度为多大? (4)木块在水平面上运动的总位移为多少?

21.(分)如图所示,一小物体所受的重力为100N ,用细线AC 、BC 和轻弹簧吊起,处于平衡状态。

已知弹簧原长为1.5cm , 劲度系数k=8000N/m , 细线AC 长为4cm , ∠BAC=300,∠CBA=600

,求细线AC 、BC 对小物体的拉力各是多少?

22.如图所示,传送带与地面的倾角θ=37o

,从A 到B 的长度为16m,传

送带以V 0=10m/s 的速度逆时针转动。在传送带上端无初速的放一个质量为0.5㎏的物体,它与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,求物体从A

运动到B 所需的时间是多少?(sin37o=0.6,cos37o

=0.8)

参考答案(仅供参考)

一、选择题(1--10题只有一个正确答案3分×10=30分,11--15题有一个或多个正确答案4分×5=20分,共50分)

题号 1 2 3 4 5 6 7

8 答案 A C C D C C C A 题号 9 10 11 12 13 14 15 答案

D

B

ABC

AC

ACD

AC

BD

16.C (3分)17.2.40(3分),0.51(3分)

18(9分)(1)(3分)说明: a -1/m 图象,合理选择标度1分,描点1分,连线1分 ,

0.6

0.8 0.6

0.8

(2)在物体受外力不变时,物体的加速度与质量的倒数成正比(或F一定,a与m成反比);(3分)(3)0.15N~0.16N 均对。(3分)

19、(6分)67.5N(课本86页例题)

20.(10分)解:以木块的运动方向为正方向。

(1)力F作用时,木块受力分析如图所示。

由牛顿第二定律得又有,

联立式解得

(3)撤去力F时木块的速度,

(3)撤去力F后,木块受力分析如图所示。

由牛顿第二定律得又有

解得,

(4)加速过程物体的位移。

减速过程木块的位移

总位移x=x1+x2=80m

21(8分)由题意可知:弹簧此时的长度L= BC cos30°=2cm>1.5cm,故弹簧被拉长,且x=0.5cm。

物体的受力如图所示,则:

T A cos30°-T B sins60°=0

T B cos30°+T A sins60°+kx - mg =0

解得:T A=30N

T B=30N

22.(8分)物体放在传送带上后,开始阶段,传送带的速度大于物体的速度,传送带给物体一沿斜面向下的滑动摩擦力,物体由静止开始加速下滑,受力分析如图(a)所示;当物体加速至与传送带速度相等时,由于μ<tanθ,物体在重力作用下将继续加速,此后物体的速度大于传送带的速度,传送带给物体沿传送带向上的滑动摩擦力,但合力沿传送带向下,物体继续加速下滑,受力分析如图

(b)所示。综上可知,滑动摩擦力的方向在获得共同速度的瞬间发生了“突变” 。

开始阶段由牛顿第二定律得:mgsinθ+μmgcosθ=ma1; 所以:a1=gsinθ+μgcosθ=10m/s2;

物体加速至与传送带速度相等时需要的时间t1=v/a1=1s; 发生的位移:s=a 1t12/2=5m<16m;新课标第一网

物体加速到10m/s 时仍未到达B点。

第二阶段,由于mgsinθ>μmgcosθ

有:mgsinθ-μmgcosθ=ma2 ;

所以:a2=2m/s 2;

设第二阶段物体滑动到B 的时间为t2

则:L AB-S=vt2+a2t22/2 ;

解得:t2=1s ,t2/=-11s (舍去)。

故物体经历的总时间t=t1+t 2 =2s .

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