高中物理必修1学案与习题-第四章力与运动
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高中物理必修一第四章运动和力的关系知识点总结全面整理单选题1、如图所示,水平轨道AB和倾斜轨道BC平滑对接于B点,整个轨道固定。
现某物块以初速度v0从A位置向右运动,恰好到达倾斜轨道C处(物块可视为质点,且不计物块经过B点时的能量损失)。
物体在水平面上的平均速度为v̅1,在BC斜面上的平均速度为v̅2,且v̅1=4v̅2。
物体在AB处的动摩擦因数为μ1,在BC处的动摩擦因数为μ2,且μ1=6μ2。
已知AB=6BC,斜面倾角θ=37°。
sin37°=0.6,cos37°=0.8。
根据上述信息,下列说法正确的是()A.在AB、BC运动时间之比t AB=23t BCB.物体经过B处的速度大小为16v0C.物体与BC间的动摩擦因数μ2=637D.物体到达C处之后,能保持静止状态答案:CB.由题可知v̅1=4v̅2,物体在AB阶段、BC阶段分别做匀减速直线运动,因此v0+v B2=4×v B2因此vB=13v0选项B错误;B.由v̅=xt可得x AB t AB =4x BCt BC因此可求t AB t BC =x AB4x BC=32因此选项A错误;C.由牛顿第二定律可得f=μ1mg=ma AB,mgsinθ+μ2mgcosθ=ma BC 根据运动学公式2as=v2−v02可得(13v0)2−v02=−2a AB x AB 0−(13v0)2=−2a BC x BC代入数据μ2=6 37因此选项C正确;D.由于μ2<tan37°,则物体不可能在C处静止,选项D错误。
故选C。
2、2019年11月,在温州翔宇中学举行的浙江省中学生田径锦标赛中,某校高二学生王鑫宇以2米的成绩获得冠军,如图所示。
则下列说法正确的是(不计空气阻力)()A.王鑫宇在上升阶段重力变大了B.王鑫宇在空中跨越过程处于失重状态C.王鑫宇起跳时地面对他的支持力大于他对地面的压力D.王鑫宇在助跑过程中,地面对他的支持力做正功答案:BAB.王鑫宇在上升阶段只受重力,处于失重状态,且重力大小不变,故B正确,A错误;C.王鑫宇起跳时地面对他的支持力与他对地面的压力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,故C错误;D.王鑫宇在助跑过程中,地面对他的支持力与运动方向垂直,不做功,故D错误。
本章知识结构本章测试1.下列物体的运动状态保持不变的是()A.匀速行驶的列车B.地球同步卫星C.自由下落的小球D.在水面上浮动的木块思路解析:物体运动状态的改变是以速度的改变为标志的,速度是矢量,其大小、方向只要有一个方面改变了我们就说速度改变了,即运动状态改变了。
答案:A2.对下列现象解释正确的是()A.在一定拉力作用下,车沿水平面匀速前进,没有这个拉力,小车就会停下来,所以力是物体运动的原因B.向上抛出的物体由于惯性,所以向上运动,以后由于重力作用,惯性变小,所以速度也越来越小C.急刹车时,车上的乘客由于惯性一样大,所以都会向前倾倒D.质量大的物体运动状态不容易改变,是由于物体的质量大,惯性也就大的缘故思路解析:由牛顿第一定律可知,物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因;任何物体都具有惯性,质量是惯性大小的唯一量度,质量大的物体其惯性大,维持原来运动状态的本领大,运动状态难以改变。
答案:D3.关于作用力和反作用力,以下说法正确的是()A.手用力拉弹簧,使弹簧拉长之后,才能对手有反作用力B.物体的重力和地面支持力是一对作用力和反作用力C.作用力和反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失的同类性质的力D.作用力和反作用力是作用在同一物体上的两个等值反向的力思路解析:作用力与反作用力发生在相互作用的两个物体之间,是同种性质的力,并且总是同时产生、同时变化、同时消失。
作用在同一物体上的两个等值反向的力是一对平衡力。
答案:C4.静止在光滑水平面上的物体,在开始受到水平拉力的瞬间,下述正确的是()A.物体立刻产生加速度,但此时速度为零B.物体立刻运动起来,有速度,但加速度还为零C.速度与加速度都为零D.速度与加速度都不为零思路解析:牛顿第二定律说明了力是使物体产生加速度的原因,并且力与加速度是一种瞬时对应关系,物体受到力的同时立刻会产生加速度,而在那一瞬间由于惯性物体的速度仍然为零。
答案:A5.在粗糙水平面上,质量为m的物体,受水平拉力F作用后产生的加速度为a,物体受到摩擦力为F f,如果把拉力改为2F,则有()A.加速度仍为aB.加速度变为2aC.摩擦力仍为F fD.摩擦力变为2F f思路解析:受水平拉力F时F-F f=ma,当拉力改为2F后,摩擦力不变,根据牛顿第二定律2F-F f=ma′>2(F-F f)=2ma,即a′>2A。
1 / 24第四章 运动和力的关系1.牛顿第一定律知识点 1 理想实验的魅力1.力与运动关系的不同认识代表人物主要观点亚里士多德必须有力作用在物体上,物体才能_运动_;没有力的作用,物体就要_静止_伽利略力不是_维持_物体运动的原因笛卡儿如果运动中的物体没有受到_力的作用,它将继续以同一_速度_沿同一_直线_运动,既不停下来也不偏离原来的_方向_2.伽利略的斜面实验:(1)理想实验:让小球沿一个斜面从静止状态开始向下运动,再让小球冲上第二个斜面,如果没有摩擦,无论第二个斜面的倾角如何,小球达到的高度__相同__。
若将第二个斜面放平,__小球将永远运动下去__。
(2)实验结论:力不是__维持物体运动的原因__。
知识点 2 牛顿第一定律1.内容:一切物体总保持__匀速直线运动__状态或__静止__状态, 除非作用在它上面的外力迫使它改变这种状态。
2.力和运动的关系:力不是维持物体运动状态的原因,而是__改变__物体运动状态的原因。
知识点 3 惯性与质量 1.惯性:物体具有保持原来__匀速直线运动__状态或__静止__状态的性质叫作惯性。
2.惯性的量度:__质量__是物体惯性大小的唯一量度。
考点 对牛顿第一定律的理解情境导入在足球场上,为了不使足球停下来,运动员带球前进必须不断用脚轻轻地踢拨足球(如下图甲)。
又如为了不使自行车减速,总要不断地用力蹬脚踏板(如下图乙)。
这些现象不正说明了运动需要力来维持吗?那为什么又说“力不是维持物体运动的原因”?提示:这一问题,我们可以这样思考:如果足球不是在草地上滚动,而是以相同的初速度在水平的水泥地板上滚动,它将会滚出比草地上远得多的距离,这说明了由于阻力的存在才导致足球的运动状态发生了改变,足球在草地上滚动时所受阻力大,运动状态很快发生改变;足球在水泥地面上滚动时所受阻力小,运动状态改变得慢,但终究还是要停下来。
在盘带足球时,人对足球施加力的作用,恰恰是起了使足球已经变小的运动速度再变大的作用。
力学单位制学习目标:1.[物理观念]知道基本单位、导出单位和单位制的概念. 2.[物理观念]知道国际单位制及七个基本量和基本单位. 3.[科学思维]掌握根据物理量关系式确立物理量单位的方法,掌握运算过程中单位的规范使用方法.一、单位1.定义:单位是指计量事物的标准量的名称.2.物理量可以表述为一个数值与一个单位的乘积.3.建立科学单位制的意义(1)物理量选取不同的单位,会影响物理规律的数学形式.(2)不需要为每一个新物理量单独定义单位.二、力学单位制1.基本单位:物理公式在确定物理量的数量关系的同时,也确定了物理量的单位关系.在物理学中,先选定几个物理量的单位作为基本单位.2.导出单位:根据物理公式中其他物理量和这几个物理量的关系,导出来的单位叫导出单位.3.单位制:基本单位和导出单位一起组成了单位制.4.在力学中,选定长度、质量和时间这三个物理量的单位作为基本单位.在国际单位制中,它们的单位分别是米、千克、秒.5.国际单位制:1960年第11届国际计量大会制订的,国际通用的、包括一切计量领域的单位制.6.国际单位制中的基本单位物理量名称物理量符号单位名称单位符号长度l 米m质量m 千克(公斤)kg时间t 秒s电流I 安培 A 热力学温度T 开[尔文]K物质的量n,(ν)摩[尔]mol发光强度I,(I V)坎[德拉]cd 1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)一般来说物理公式仅能确定各物理量之间的数量关系,不能确定它们之间的单位关系.(×)(2)各个物理量的单位可以相互导出.(×)(3)若某个单位符号中包含几个基本单位的符号,则该单位一定是导出单位.(√)(4)厘米cm、克g、小时h都属于国际单位制单位.(×)2.测量国际单位制规定的三个力学基本物理量分别可用的仪器是下列哪一组( ) A.米尺、弹簧测力计、秒表B.米尺、弹簧测力计、打点计时器C.量筒、天平、秒表D.米尺、天平、秒表D[据单位制可知,在国际单位制中三个力学的基本物理量分别为长度、质量、时间,长度用米尺测量,质量用天平测量,时间用秒表测量,故D选项正确.]3.(多选)下列哪些物理量的单位是导出单位( )A.力的单位N B.压强的单位PaC.长度的单位m D.加速度的单位m/s2ABD[题目所给单位均为力学单位,在力学中只取质量、长度、时间的单位为基本单位,除这三个单位以外的单位,均为导出单位.]对单位制的理解单位“N”只有一个字母是基本单位,还是导出单位?提示:导出单位.本物理量能够推导出其他物理量.2.物理量与单位:物理量的单位是用来衡量物理量的标准,物理量的描述要同时用数字和单位来描述,否则没有任何物理意义.3.基本单位与导出单位:基本单位是导出单位的基础,在选定了基本单位之后,由基本单位以相乘、相除的形式构成的单位称为导出单位.4.单位制的组成【例1】(多选)关于国际单位制,下列说法正确的是( )A.国际单位制是世界各国统一使用的一种通用的单位制B.各国均有不同的单位制,国际单位制是为了交流方便而采用的一种单位制C.国际单位制是一种基本的单位制,只要在物理运算中各物理量均采用国际单位制中的单位,则最后得出的结果必然是国际单位制中的单位D.国际单位制中的基本单位的物理量是长度、能量、时间ABC[为了运算的简捷,交流方便,各国都要统一采用通用单位制,这就是国际单位制,故选项A、B正确;只要运算过程中各量均采用国际单位制中的单位,最终得到的结果也必然是国际单位制中的单位,这是国际单位制的又一重要作用,故选项C正确;国际单位制中规定基本单位的物理量中没有“能量”,选项D错误.]理解单位制的三个常见误区(1)只用一个符号表示的单位不一定是基本单位.例如,牛顿(N)、焦耳(J)、瓦特(W)等都不是基本单位,而是导出单位.(2)是国际单位的不一定是基本单位.基本单位只是组成国际单位制的一小部分,在国际单位制中,除七个基本单位以外的单位都是导出单位.(3)物理量单位之间的关系可能通过相应的物理公式导出,但并不是所有物理量的单位都可以互相导出.[跟进训练]1.(多选)对下面的物理量和单位的说法正确的是( )①密度②牛③米每秒④加速度⑤长度⑥质量⑦千克⑧时间A.属于国际单位制中基本单位的是①⑤⑥⑧B.属于国际单位制中基本单位的是⑦C.属于国际单位制中单位的是②③⑦D.属于国际单位制中单位的是④⑤⑥BC[密度、加速度、长度、质量和时间不是单位的名称,而是物理量的名称;千克是国际单位制中的基本单位,牛、米每秒是国际单位制中的导出单位,都属于国际单位,故B、C正确.]单位制的运用《三国演义》中提到张飞身长八尺,篮球明星姚明身高2.26 m,张飞和姚明谁高一些?提示:按现在算法8尺=2.666 67米,比姚明高.但是并不是张飞比姚明高,而是古代的“尺”和现代的“尺”不一样.我国的“尺”竟有1尺相当于0.230 9 m到0.355 8 m 的变化,其差别相当悬殊,比较长度一定要统一单位.不用写出各个量的单位,只要在式子末尾写出所求量的单位即可.2.推导物理量的单位:物理公式在确定各物理量的数量关系时,也确定了各物理量的单位关系,所以我们可以根据物理公式中物理量间的关系推导出物理量的单位.3.判断比例系数的单位:根据公式中物理量的单位关系,可判断公式中比例系数有无单位,如公式F=kx中k的单位为N/m,F=μF N中μ无单位,F=kma中k无单位.4.比较物理量的大小:比较某个物理量不同值的大小时,必须先把它们的单位统一,再根据数值来比较.5.检验物理公式和结果根据物理公式中各物理量的单位,可以推断该物理公式计算结果的单位,若该单位与该公式所求的物理量的单位相同,则说明公式可能是正确的;否则,公式肯定是错误的.【例2】 质量m =200 g 的物体以加速度a =20 cm/s 2做匀加速直线运动,则关于它受到的合外力的大小及单位,下列运算既简洁又符合一般运算要求的是( )A .F =200×20=4 000 NB .F =0.2×0.2 N=0.04 NC .F =0.2×0.2=0.04 ND .F =0.2 kg×0.2 m/s 2=0.04 NB [在物理计算中,如果各物理量的单位都统一到国际单位制中,则最后结果的单位也一定是国际单位制中的单位.在国际单位制中m =0.2 kg ,a =0.2 m/s 2,力F 的单位为N.根据牛顿第二定律F =ma =0.2×0.2 N=0.04 N .]1在利用物理公式进行计算时,为了在代入数据时不使表达式过于繁杂,我们要把各个量换算到同一单位制中,这样计算时就不必一一写出各量的单位,只要在所求结果后写上对应的单位即可.2习惯上把各量的单位统一成国际单位,只要正确地应用公式,计算结果必定是用国际单位来表示的.[跟进训练]2.有几名同学在一次运算中,得出了某物体位移x 的大小同其质量m 、速度v 、作用力F 和运动时间t 的关系式分别如下,其中可能正确的是( )A .x =v2aB .x =mv 3FC .x =FtD .x =mv 22FD [把各物理量的单位都用基本单位表示,v 的单位为m/s ,a 的单位为m/s 2,F 的单位为kg·m/s 2,x 的单位为m ,t 的单位为s ,m 的单位为kg ,由此可解出A 、B 、C 、D 计算结果的单位分别为s 、m 2/s 、kg·m/s、m ,故A 、B 、C 错误,D 正确.]1.物理观念:基本单位、导出单位、单位制的概念、国际单位制. 2.科学思维:由物理量关系式得到物理量单位.1.关于物理量的单位,下列说法正确的是( )A .任何一个物理量和物理概念都具有相对应的单位B .物理公式中的物理量也可能没有单位,这样的量也没有数值C .物理量之间单位关系的确定离不开描述各种规律的物理公式D .物理量的单位均可以互相导出C [并不是任何物理量都有单位,且单位并不一定唯一,物理量单位之间的关系可以通过物理公式导出,C 正确.]2.(多选)下列说法正确的是( )A .在力学中,力是基本概念,所以力的单位“牛顿”是力学单位制中的基本单位B .因为力的单位是牛顿,而1 N =1 kg·m/s 2,所以牛顿是个导出单位C .各物理量采用国际单位制单位,通过物理公式得出的最终结果的单位一定为国际单位制单位D .物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系,同时也确定了物理量间的单位关系 BCD [力虽然是力学中一个最基本的概念,但它不是力学中的基本物理量(力学中的基本物理量是质量、长度和时间),所以它的单位“牛顿”不是力学中的基本单位.力学中的基本单位是千克、米、秒,其他单位都是导出单位.B 、C 、D 正确.]3.在初中已经学过,如果一个物体在力F 的作用下沿着力的方向移动一段距离l ,这个力对物体做的功是W =Fl ,我们还学过,功的单位是焦耳(J),由功的公式和牛顿第二定律F =ma 可知,焦耳(J)与基本单位米(m)、千克(kg)、秒(s)之间的关系是( )A .kg·m/s 2B .kg·m/sC .kg·m 2/s 2D .kg·m 2/sC [根据W =Fl 可得,1 J =1 N·m,根据牛顿第二定律F =ma 可知,1 N =1 kg·m/s 2,则1 J =1 kg·m 2/s 2,所以A 、B 、D 错误,C 正确.]4.一物体在2 N 的外力作用下,产生10 cm/s 2的加速度,求该物体的质量.下面有几种不同的求法,其中单位运用正确、简捷而又规范的是( )A .m =F a =210kg =0.2 kgB .m =F a = 2 N 0.1 m/s 2=20 kg·m/s 2m/s2=20 kg C .m =F a =20.1=20 kgD .m =F a =20.1kg =20 kgD [物理计算中,在进行数量运算的同时,也要注意单位运算.带单位运算时,每一个数据均要带上单位,且单位换算要准确;也可以把题中已知量的单位都用国际单位制单位表示,计算的结果就用国际单位制单位表示,这样在统一已知量的单位后,就不必一一写出各个量的单位,只在结果后面写出正确单位即可.在备选的四个选项中,A 、C 均错误,B 项解题过程正确,但不简捷,只有D 项中单位运用正确,且过程简捷、规范.故D 正确.]5.(新情景题)在选定了长度的单位m 、质量的单位kg 、时间的单位s 之后,就足以导出力学中其他所有物理量的单位,但导出时必须依据相关的公式.现有一个物理量的表达式为A =GM r,其中M 是质量,r 是长度,又已知G 的单位是N·m 2·kg -2. (1)据此能否推知A 是什么物理量?(2)如果物体的加速度的表达式a =Gm r,请判断此表达式是否正确? [解析] (1)由A =GMr可得,A 的单位是 N·m 2·kg -2·kg m=N·m·kg -1=kg·m·s -2·m·kg -1=m/s ,故物理量A 是速度. (2)a 单位m/s 2GM r单位m 2/s 2单位不同,不对.。
章末检测(时间:90分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分)1.关于牛顿运动定律,以下说法中正确的是()A.运动越快的汽车越不简洁停下来,是由于汽车运动得越快,惯性就越大B.人从水平地面上猛得竖直向上跳起,地面对人的支持力将会大于人对地面的压力C.N/kg与m/s2都是加速度的国际制单位D.物体的加速度方向有时与合外力方向相同,有时与合外力方向相反答案C解析物体的惯性只与物体的质量有关,质量越大,物体的惯性越大,与物体的运动状态无关,A错误;人向上跳起时,地面对人的支持力和人对地面的压力是一对作用力和反作用力,两者等大、反向,B错误;在国际单位制中,力的单位是牛顿,质量的单位是千克,长度的单位是米,时间的单位是秒,依据a=Fm 和a=ΔvΔt,可知在国际制单位制中加速度的单位是N/kg和m/s2,C正确;依据牛顿其次定律可知,加速度的方向总是与合外力的方向相同,D错误.2.如图1所示,小明在做双脚跳台阶的健身运动,若忽视空气阻力,则下列说法正确的是()图1A.小明在下降过程中处于失重状态B.小明起跳以后在上升过程处于超重状态C.小明落地时地面对他的支持力小于他的重力D.起跳过程地面对小明的作用力就是他对地面的作用力答案A解析超失重要看加速度,若加速度方向向上即为超重,若加速度方向向下即为失重.小明在下降过程中因加速度向下,故失重,A正确;起跳以后的上升过程中加速度也向下,也是失重,B错误;小明落地时因做减速下降,加速度向上,所以是超重,C错误;起跳过程中地面对小明的作用力与他对地面的作用力是一对作用力与反作用力,不是同一个力,D错误.3.在电梯内的水平地板上有一体重计,某人站在体重计上,电梯静止时,体重计的示数为40 kg.在电梯运动过程中,某一段时间该同学发觉体重计示数为60 kg,取g=10 m/s2,则在这段时间内()A.该同学所受的重力变大了B.该同学对体重计的压力大于体重计对该同学的支持力C.电梯肯定在竖直向上运动D.电梯的加速度大小为5 m/s 2,方向肯定竖直向上答案D4.某人在地面上用台秤称得其体重为490 N.他将台秤移至电梯内称其体重,t0至t3时间段内台秤的示数如图2所示,则电梯运行的v-t图象可能是(取电梯向上运动的方向为正)()图2答案A解析t0~t 1时间段内,人失重,应向上减速或向下加速,B、C错;t1~t2时间段内,人匀速或静止;t2~t3时间段内,人超重,应向上加速或向下减速,A对,D错.5.如图3所示,物体m在传送带上向右运动,两者保持相对静止.则下列关于m所受摩擦力的说法中正确的是()图3A.皮带传送速度越大,m受到的摩擦力越大B.皮带传送的加速度越大,m受到的摩擦力越大C.皮带速度恒定,m质量越大,所受摩擦力越大D.无论皮带做何种运动,m都肯定受摩擦力作用答案B解析物块若加速运动,其合外力由传送带给它的摩擦力来供应,故加速度大,摩擦力大,B正确;当物块匀速运动时,物块不受摩擦力,故D错误.二、双项选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分)6.如图4所示,在光滑水平面上有两个质量分别为m1和m2的物体A、B,m1>m2,A、B间水平连接着一轻质弹簧测力计.若用大小为F的水平力向右拉B,稳定后B的加速度大小为a1,弹簧测力计示数为F1;假如改用大小为F的水平力向左拉A,稳定后A的加速度大小为a2,弹簧测力计示数为F2.则以下关系式正确的是()图4A.a1=a2B.a1<a2C.F1>F2D.F1<F2答案AC解析对整体,水平方向只受拉力F作用,因此稳定时具有相同的加速度为a =Fm1+m 2,A正确,B错误;当拉力F作用于B时,对A,F1=m1a,当拉力作用于A时,对B,F2=m2a,由于m1>m2,所以F1>F2,C正确,D错误.7.如图5所示,一个盛水的容器底部有一小孔.静止时用手指堵住小孔不让它漏水,假设容器在下述几种运动过程中始终保持平动,且忽视空气阻力,则()图5A.容器自由下落时,小孔不向下漏水B.将容器竖直向上抛出,容器向上运动时,小孔向下漏水;容器向下运动时,小孔不向下漏水C.将容器水平抛出,容器在运动中小孔向下漏水D.将容器斜向上抛出,容器在运动中小孔不向下漏水答案AD解析容器抛出后,容器及其中的水均做加速度为g的匀变速运动,容器中的水处于失重状态,水对容器的压强为零,无论如何抛出,水都不会流出.故A、D项正确.8.静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力的作用,该力随时间变化的关系如图6所示,则以下说法中正确的是()图6A.物体在2 s内的位移为零B.4 s末物体将回到动身点C.2 s末物体的速度为零D.物体始终在朝同一方向运动答案CD解析依据图象可知,物体先朝正方向做匀加速直线运动,接着做匀减速直线运动,再做正方向的匀加速直线运动,周期性的朝单方向运动,由于加速和减速阶段的加速度大小相等,所以2 s末的速度为零,位移不为零,A、B错误,C、D正确.9.两个完全相同的力分别作用在质量为m1、m2的两个物体上,使它们由静止开头运动,各经t1、t2时间后,两物体速度相同,则两物体通过的位移比是()A.m1∶m2B.m2∶m1C.t1∶t2D.t21∶t22答案AC解析依据牛顿其次定律及运动学公式知,速度相同时,a1t1=a2t2.物体加速度为:a1=Fm1,a2=Fm2.物体的位移为:s1=12a1t21,s2=12a2t22.整理得,s1s2=t1t2=m1m2.故答案为A、C.10.将物体竖直向上抛出,假设运动过程中空气阻力不变,其速度-时间图象如图7所示,则()图7A.上升、下降过程中加速度大小之比为11∶9B.上升、下降过程中加速度大小之比为10∶1C.物体所受的重力和空气阻力之比为9∶1。
练习6.1-11、伽利略在研究力与运动的关系时成功地设计了理想斜面实验,关于理想实验说法中正确的是()A、理想实验是建立在经验事实基础上的合乎逻辑的科学推理B、理想实验完全是逻辑思维的结果,不需要经过客观事实的检验C、理想实验抓住了客观事实的主要因素,忽略次要因素,从而更加深刻地揭示了自然规律D、理想实验所提出的设想在现实生活中是不可能出现的,因此得出的结论是没有价值的2、下列对“运动状态改变”理解正确的是()A、仅指速度大小的改变B、仅指速度方向的改变C、要改变物体的运动状态,必须有力的作用D、物体运动状态的改变是指速度的改变3、关于牛顿第一运动定律的说法中,正确的是()A、牛顿第一运动定律是实验定律B、牛顿第一运动定律说明力是改变物体运动状态的原因C、牛顿第一运动定律也叫惯性定律D、惯性定律和惯性的实质是相同的4、在以下物体的运动过程中,运动状态不发生变化的是()A、小球作自由落体运动B、炮弹在炮筒中做匀加速运动C、汽车在水平路面上匀速转弯D、汽车沿斜坡匀速下滑5、对“落体运动快慢”、“力与物体运动关系”等问题,亚里士多德和伽利略存在着不同的观点,请完成下表:6、关于惯性,下列说法中正确的是()A、物体只有静止时才有惯性B、物体只有在不受外力时才有惯性C、太空中的物体没有惯性D、不论物体运动与否,受力与否,物体都有惯性7、从空中下落的物体,不考虑空气阻力,如果下落过程中某时刻重力突然消失,物体的运动情况将是()A、悬浮在空中不动B、速度逐渐减小C、保持一定速度向下做匀速直线运动D、物体将向上运动8、小型汽车前排乘车人员系上安全带的主要目的是为了防止下列哪种情况可能发生的事故()A、快速起动B、紧急刹车C、向右急转弯D、向左急转弯9、列车沿东西方向做直线运动,车里光滑桌面上有一小球,乘客看到小球突然沿桌面向东滚动,则列车的运动可能是()A、以很大的速度向西做匀速运动B、向西做减速运动C、向西做加速运动D、向东做减速运动答案:第四章牛顿运动定律一、牛顿第一运动定律1、AC2、CD3、BC4、D5、略6、D7、C8、BCD9、CD练习6.1-21、下列对运动的认识不正确的是……………………………..()A、亚里士多德认为物体的自然状态是静止的,只有当它受到力的作用才会运动B、伽利略认为力不是维持物体速度的原因C、牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度,而不仅仅是使之运动D、伽利略根据理想实验推论出,如果没有摩擦,在水平面上的物体,一旦具有某一速度,将保持这个速度继续运动下去2、关于牛顿第一定律,下列说法正确的是………………………( )A.牛顿第一定律是一条实验定律B.牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因C.惯性定律和惯性的实质是相同的 D.物体的运动不需要力来维持3、一个物体保持静止或匀速运动状态不变,这是因为…………………( )A.物体一定没有受到任何力 B.物体一定受到两个平衡力作用C.物体所受合力一定为零 D.物体可能受到两个平衡力作用4、下列关于惯性的说法中,正确的是……………………………………( )A.人走路时没有惯性,被绊倒时有惯性B.百米赛跑到终点时不能立即停下是由于惯性,停下时就没有惯性了C.物体没有受外力作用时有惯性,受外力作用后惯性被克服了D.物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关5、关于惯性,下列说法正确的是………………………………………()A、人造卫星中的物体因失重而没有惯性B、微观粒子的运动速度接近光速,它不可能有惯性C、跟地球连在一起的物体,如高山、大厦等,没有惯性D、物体做变速运动时,惯性大小不变6、下面关于惯性的说法中,正确的是………………………………..()A、运动速度大的物体比运动速度小的物体难以停下来,所以运动速度大的物体具有较大的惯性B、物体受的力越大,要它停下来就越困难,所以物体所受的推力越大,则惯性越大C、物体的体积越大,惯性越大D、物体含的物质越多,惯性越大7、下列说法中正确的是……………………………………………….()A、原来静止的物体,只有在受到力的作用后才会运动起来,所以力是物体运动的原因B、不用力踏自行车,自行车就会渐渐停下,说明物体不受力的作用,惯性就会逐渐消失C、运动着的小车速度逐渐减小时,一定受到力的作用D、力是使物体速度改变的原因8、根据牛顿第一定律以下选项中正确的是……………………………()A、人只有在静止的车厢内,竖直向上高高跳起后,才会落在车厢内原来的位置B、人在沿直线匀速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起跳点的后方C、人在沿直线加速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起跳点的后方D、人在沿直线减速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起跳点的后方9、在下列情况下,运动状态发生变化的是……………………………..()A、雨滴在空中匀速下落B、汽车以大小不变的速度转弯C、铅球被推出后的运动D、飞机降落在跑道上所做的减速运动10、从加速上升的气球上落下一个物体,在物体刚离开气球的瞬间,正确的说法是A、物体立即向下做自由落体运动B、物体具有向上的加速度C、物体的速度为0,但具有向下的加速度D、物体具有向上的速度和向下的加速度11、下列说法中正确的是…………………………………………….()A、掷出的铅球速度不大,所以其惯性很小,可以用手去接B、用力打出的乒乓球速度很大,其惯性很大,不能用手去接C、相同的两辆车,速度大的比速度小的难以停下来,是因为速度大的车惯性大D、刹车后汽车能继续滑行,是因为汽车具有惯性12、火车在平直的轨道上匀速前进,在密封的没有空气流动的车厢内点燃一支香烟。
第四章力与运动核心内容课标解读伽利略实验与牛顿第一定律1 了解相关物理学史2 知道伽利略理想实验装置3 了解伽利略以实验为基础进行逻辑推理的思想方法4 理解惯性的概念,能解释惯性现象影响加速度的因素5 能利用基本的测量方法测量加速度6 认识加速度与力、质量的关系,并能与生活相联系7 对影加速度的因素进行合理的假设和判断牛顿第二定律8 理解加速度与物体所受合外力、质量的关系9 知道测量加速度大小的方法10 了解几种测量器材,11 理解牛顿第二定律的内容和公式12 理解1N的大小定义超重和失重13 了解超重和失重现象14 理解超重现象和失重的原因15 知道完全失重现象力学单位16 理解单位制,知道基本单位和导出单位牛顿运动三定律在经典物理学中是最重要、最基本的规律,是力学乃至整个物理学的基础。
历年高考对本章知识的考查重点:①惯性、力和运动关系的理解;②熟练应用牛顿定律分析和解决两类问题(已知物体的受力确定物体的运动情况、已知物体的运动情况确定物体的受力)。
命题的能力考查涉及:①在正交的方向上质点受力合成和分解的能力;②应用牛顿定律解决学科内和跨学科综合问题的能力;③应用超重和失重的知识定量分析一些问题;④能灵活运用隔离法和整体法解决简单连接体问题的能力;⑤应用牛顿定律解题时的分析推理能力。
命题的最新发展:联系理科知识的跨学科综合问题。
一、牛顿第一定律(惯性定律):◎知识梳理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。
1.理解要点:①运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持。
②它定性地揭示了运动与力的关系:力是改变物体运动状态的原因,是使物体产生加速度的原因。
③第一定律是牛顿以伽俐略的理想斜面实验为基础,总结前人的研究成果加以丰富的想象而提出来的;定律成立的条件是物体不受外力,不能用实验直接验证。
④牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能认为它是牛顿第二定律合外力为零时的特例,第一定律定性地给出了力与运动的关系,第二定律定量地给出力与运动的关系。
2.惯性:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。
①惯性是物体的固有属性,与物体的受力情况及运动状态无关。
②质量是物体惯性大小的量度。
③由牛顿第二定律定义的惯性质量m=F/a④惯性不是力,惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质、力是物体对物体的作用,惯性和力是两个不同的概念。
◎ 例题评析【例1】 火车在长直水平轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有一个人向上跳起,发现仍落回到车上原处,这是因为 ( )A .人跳起后,厢内空气给他以向前的力,带着他随同火车一起向前运动B .人跳起的瞬间,车厢的地板给他一个向前的力,推动他随同火车一起向前运动C .人跳起后,车在继续向前运动,所以人落下后必定偏后一些,只是由于时间很短,偏后距离太小,不明显而已D .人跳起后直到落地,在水平方向上人和车具有相同的速度【分析与解答】 因为惯性的原因,火车在匀速运动中火车上的人与火车具有相同的水平速度,当人向上跳起后,仍然具有与火车相同的水平速度,人在腾空过程中,由于只受重力,水平方向速度不变,直到落地,选项D 正确。
【说明】 乘坐气球悬在空中,随着地球的自转,免费周游列国的事情是永远不会发生的,惯性无所不在,只是有时你感觉不到它的存在。
【答案】D◎ 能力训练11.交通法规规定,坐在小汽车前排的司机和乘客都应在胸前系上安全带,这主要是为了减轻下列哪种情况出现时,可能对人造成的伤害?( )A .车速太快B .车速太慢C .紧急刹车D .突然启动2.在一列火车的车厢里,有一个自来水龙头,第一段时间内,水滴落在水龙头的正下方A 点,第二段时间内,水滴落在A 点的右方B 点,那么火车的运动可能是:( )A . 先静止,后向右做加速运动。
B . 先做匀速运动,后做加速运动。
C . 先做匀速运动,后做减速运动。
D . 上述三种情况都有可能发生。
3.火车在平直轨道上匀速行驶, 门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起, 发现仍落回车上原处, 这是因为( ) A 、人跳起后, 车厢内空气给他以向前的力, 带着他随同火车一起向前运动 B 、人跳起的瞬间, 车厢地板给他一个向前的力, 推动他随同火车一起向前运动C 、人跳起后, 车在继续向前运动, 所以人落下后必定偏后一些, 只是由于时间很短, 偏后距离太小, 不明显而已D 、人跳起后直到落地, 在水平方向上人和车始终有相同的速度 4.下列关于惯性的说法正确的是( )A .一个同学看见某人推不动原来静止的小车,于是他说,这是因为小车的惯性太大的缘故B .一个物体原来以s m /10速度运动,后来速度变为s m /30,则其惯性变大了C . 知月球上的重力加速度是地球上的61,所以将一个物体从地球移到月球,其惯性减小为61D . 在宇宙飞船内的物体具有惯性5.摩托车做飞越障碍物的表演时为了减少向前翻车的危险,下列说法正确的是:()A.应该前轮先着地。
B.应该后轮先着地。
C.应该前后轮同时着地。
D.哪个车轮先着地与翻车危险无关。
6.如图所示,一个劈形物体A,各面均光滑,放在固定斜面上,上面成水平,水平面上放一光滑小球B,劈形物体从静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是A.沿斜面向下的直线B.竖直向下的直线C.无规则的曲线E.抛物线7.做自由落体运动的物体,如果下落过程中某时刻重力突然消失,物体的运动情况是:()A.悬浮在空中不动。
B.速度逐渐减小。
C.保持一定速度向下匀速直线运动。
D.无法判断。
8.如图所示,运输液体的槽车的液面上有气泡,当车在水平直路上由静止启动时,气泡将相对车向运动;刹车时,气泡将相对车向运动。
9.火车在长直水平轨道上匀速行驶.在火车的天花板上用软质电线挂一电灯,怎样由电灯的位置来判断火车是在匀速行驶中?为什么?若突然加速或减速呢?10.一个在日本的旅游者,想来中国.他设想将自己悬挂在空中的大气球中,由于地球的自转,只要在空中停留几个小时,就可以到达中国,您认为这有能否实现___________,原因是_________________.二、牛顿第二定律(实验定律)◎知识梳理1. 定律内容物体的加速度a m成反比。
2.理解要点:①因果性:F合是产生加速度a的原因,它们同时产生,同时变化,同时存在,同时消失;②方向性:a,,方向严格相同;③瞬时性和对应性:a○4牛顿第二定律适用于宏观, 低速运动的情况。
◎例题评析【例2】如图,自由下落的小球下落一段时间后,与弹簧接触,从它接触弹簧开始,到弹簧压缩到最短的过程中,小球的速度、加速度、合外力的变化情况是怎样的?【分析与解答】因为速度变大或变小取决于加速度和速度方向的关系,当a与v同向时,v增大;当a与v反向时,v减小;而a由合外力决定,所以此题要分析v,a的大小变化,必须先分析小球的受力情况。
小球接触弹簧时受两个力的作用:向下的重力和向上的弹力。
在接触的头一阶段,重力大于弹力,小球合力向下,且不断变小(因为F合=mg-kx,而x增大),因而加速度减小(因为a=F/m),由于v方向与a同向,因此速度继续变大。
当弹力增大到大小等于重力时,合外力为零,加速度为零,速度达到最大。
之后,小球由于惯性继续向下运动,但弹力大于重力,合力向上,逐渐变大(因为F=kx-mg=ma),因而加速度向上且变大,因此速度逐渐减小至零。
小球不会静止在最低点,以后将被弹簧上推向上运动。
综上分析得:小球向下压弹簧过程,F方向先向下后向上,先变小后交大;a方向先向下后向上,大小先变小后变大;v方向向下,大小先变大后变小。
【注意】在分析物体某一运动过程时,要养成一个科学分析习惯,即:这一过程可否划分为两个或两个以上的不同的小过程,中间是否存在转折点,如上题中弹力等于重力这一位置是一个转折点,以这个转折点分为两个阶段分析。
【例3】如图所示,一质量为m的物体系于长度分别为L1L2的两根细线上.,L1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,L2水平拉直,物体处于平衡状态,现将L2线剪断,求剪断瞬时物体的加速度。
【分析与解答】剪断线的瞬间,,T2突然消失,物体即将作圆周运动,所以其加速度方向必和L1垂直,L1中的弹力发生突变,弹力和重力的合力与L1垂直;可求出瞬间加速度为a=gsinθ。
(2)若将图中的细线L1,改变为长度相同、质量不计的轻弹簧,如图所示,其他条件不变,求解的步骤和结果与例3相同吗?【说明】 (1)牛顿第二定律是力的瞬时作用规律,加速度和力同时产生,同时变化,同时消失,分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析瞬时前后的受力情况及其变化。
(2)明确两种基本模型的特点。
A.轻绳不需要形变恢复时间、在瞬时问题中,其弹力可以突变,成为零或者别的值。
B.轻弹簧(或橡皮绳)需要较长的形变恢复时间,在瞬时问题中,其弹力不能突变,大小方向均不变。
【例4】将金属块用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中,如图所示,在箱的上顶板和下顶板安有压力传感器,箱可以沿竖直轨道运动,当箱以a=2.0m/s2的加速度作竖直向上的匀减速运动时,上顶板的传感器显示的压力为6.ON,下顶板的传感器显示的压力为10.ON,g取10m/s2(1)若上顶板的传感器的示数是下顶板的传感器示数的一半,试判断箱的运动情况。
(2)要使上顶板传感器的示数为O,箱沿竖直方向的运动可能是怎样的?【分析与解答】以金属块为研究对象,设金属块的质量为m,根据牛顿第二定律,有F2+mg-F1=ma 解得m=O.5kg(1)由于上顶板仍有压力,说明弹簧的长度没有变化,因此弹簧弹力仍为lO.ON,可见上顶板的压力是5N,设此时的加速度为a1,根据牛顿第二定律,有F1-F1/2-mg=ma l,即得a1=O,即此时箱静止或作匀速直线运动。
(2)要想上顶板没有压力,弹簧的长度只能等于或小于目前的长度,即下顶板的压力只能等于或大干10.ON,这时金属块的加速度为a2,应满足ma2≥10.O-mg.得a2≥10m/s2,即只要箱的加速度为向上,等于或大于10m/s2(可以向上作加速运动,也可以向下作减速运动),上顶板的压力传感器示数为零。
【说明】利用传感器可以做很多的物理实验,当然传感器的种类多种多样,以后我们还会遇到。
【例5】如图所示,质量为m的入站在自动扶梯上,扶梯正以加速度a向上做减速运动,a与水平方向的夹角为θ.求人受的支持力和摩擦力。
【分析与解答】题中人对扶梯无相对运动,则人、梯系统的加速度(对地)为a,方向与水平方向的夹角为θ斜向下,梯的台面是水平的,所以梯对人的支持力N竖直向上,人受的重力mg竖直向下。
由于仅靠N和mg不可能产生斜向下的加速度,于是可判定梯对人有水平方向的静摩擦力,。