【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理：轻松解决多过程问题

一、功1. 做功的两个要素（1）作用在物体上的力。

（2）物体在力的方向上发生的位移。

2. 公式W＝Fl cos α（1）α是力与位移方向之间的夹角，l为物体对地的位移。

（2）该公式只适用于恒力做功。

3. 判断正、负功的方法二、功率1. 物理意义描述力对物体做功的快慢。

2. 公式（1）P＝Wt（P为时间t内的平均功率）（2）P ＝Fv cos α（α为F 与v 的夹角）3. 额定功率机械正常工作时的功率。

4. 实际功率机械实际工作时的功率，要求不能大于额定功率。

5. 平均功率的计算方法（1）利用P ＝W t。

（2）利用P ＝F v cos α，其中v 为物体运动的平均速度。

6. 瞬时功率的计算方法（1）利用公式P ＝Fv cos α，其中v 为t 时刻的瞬时速度。

（2）P ＝F F v ，其中v F 为物体的速度v 在力F 方向上的分速度。

（3）P ＝F v v ，其中F v 为物体受的外力F 在速度v 方向上的分力。

例题1 （海南高考）一质量为1 kg 的质点静止于光滑水平面上，从t ＝0时起，第1秒内受到2 N 的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1 N 的外力作用。

下列判断正确的是（ ）A. 0～2 s 内，外力的平均功率是94 W B. 第2秒内，外力所做的功是54J C. 第2秒末，外力的瞬时功率最大 D. 第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是45 解析：由题意知质点所受的水平外力即为合力，则知质点在这2秒内的加速度分别为a 1＝2 m/s 2、a 2＝1 m/s 2，则质点在第1 s 末与第2 s 末的速度分别为v 1＝2 m/s 、v 2＝3 m/s ，每一秒内，质点动能的增加量分别为ΔE k1＝2112mv ＝2 J 、ΔE k2＝2212mv －2112mv ＝2.5 J ，D 正确；再由动能定理可知第2 s 内与0～2 s 内，外力所做功分别为W 2＝ΔE k2＝2.5 J 、W ＝2212mv －0＝4.5 J ，则在0～2 s 内，外力的平均功率P ＝W t＝2.25 W ，A 正确，B 错误；由P ＝Fv 知质点在第1 s 末与第2 s 末的瞬时功率分别为P 1＝4 W 、P 2＝3 W ，故C 错误。

1. 受力分析的步骤：
例题1 如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P连接，P 与斜放的固定挡板MN接触且处于静止状态，弹簧处于竖直方向，则斜面体P此刻受到的力的个数有可能为（）
A. 2个
B. 3个
C. 4个
D. 5个
解析：以斜面体P为研究对象，很显然斜面体P受到重力和弹簧弹力F1作用，二力共线。

若F1＝mg，二力使P处于平衡状态（如图甲所示）；若F1>mg，挡板MN必对斜面体施加垂直斜面的N作用，N产生水平向左的分量，欲使斜面体P处于平衡状态，MN必对斜面体施加平行接触面斜向下的摩擦力f（如图乙所示）。

答案：AC
例题2 如图所示，轻绳两端分别与A、C两物体相连接，m A=1kg，m B=2kg，m C=3kg，物体A、B、C及C与地面间的动摩擦因数均为μ=0.1（B与C之间的滑动摩擦力小于最大静摩擦），轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计，若要用力将C物体拉动，则作用在C物体上水平向左的拉力最小为（取g=10m/s2）（）
A. 6N
B. 8N
C. 10N
D. 12N
解析：首先由于A和C用轻绳相连，则时刻有相同的速度；而B分别受到A和C的摩擦力，由于C能提供的摩擦力要比A能提供的摩擦力大，所以物体B一定随C一起运动；由此，我们发现B和C之间是相对静止的，可以看做一个整体，BC整体受到向左的拉力，绳子向右的拉力和A给的摩擦力，根据受力平衡，有F=f A对BC+f地面对BC+T绳子拉力=1N+6N+1N =8N。

答案：B。

实验考点：
例题利用实验装置探究重物下落过程中动能与重力势能的转化问题。

（1）实验操作步骤如下，请将步骤B 补充完整：
A. 按实验要求安装好实验装置；
B. 使重物靠近打点计时器，接着先________，后________，打点计时器在纸带上打下一系列的点；
C. 下图为一条符合实验要求的纸带，O 点为打点计时器打下的第一点。

分别测出若干连续点A 、B 、C ……与O 点之间的距离h 1、h 2、h 3……
（2）已知打点计时器的打点周期为T ，重物质量为m ，重力加速度为g ，结合实验中所测得的h 1、h 2、h 3，可得重物下落到B 点时的速度大小为______，纸带从O 点下落到B 点的过程中，重物增加的动能为______，减少的重力势能为______。

（3）取打下O 点时重物的重力势能为零，计算出该重物下落不同高度h 时所对应的动能E k 和重力势能E p ，建立坐标系，横轴表示h ，纵轴表示E k 和E p ，根据以上数据在下图中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ。

已求得图线Ⅰ斜率的绝对值k 1＝2.94 J/m ，请计算图线Ⅱ的斜率k 2＝________ J/m （保留3位有效数字）。

重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为________（用k 1和k 2表示）。

（4）通过对k 1和k 2的比较分析，可得到的结论是（只要求写出一条）：______________ ________________________________。

解析：（1）依照实验步骤，应该先接通打点计时器的电源，然后再释放纸带；
（2）计算B 点时的瞬时速度，可以用中间时刻速度法，即312B h h v T
-=。

从O 点到B。

1. 视重（1）当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为视重。

（2）视重大小等于弹簧测力计所受物体的拉力或台秤所受物体的压力，在超重与失重的环境中视重与重力的数值不相等。

例题1 质量为m =40 kg 的小孩站在电梯内的体重计上。

电梯从t =0时刻由静止开始上升，在0到6 s 内体重计示数F 的变化情况如图所示。

试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少?（取重力加速度g =10 m/s 2）解析：由图象可知，在t =0到t =t 1=2s 的时间内，体重计的示数大于mg ，故电梯是做向上的加速运动。

设在这段时间内体重计作用于小孩的力为1F ，电梯及小孩的加速度大小为1a ，由牛顿第二定律得11F mg ma -=在这段时间内电梯上升的高度2112h at =在t =t 1到t =t 2=5s 的时间内，体重计的示数等于mg ，故电梯做匀速上升运动，速度为t 1时刻电梯的速度，即111v a t =在这段时间内电梯上升的高度2121()h v t t =-在t =t 2到t =t 3=6s 的时间内，体重计的示数小于mg ，故电梯做向上的减速运动，设这段时间内体重计作用于小孩的力为2F ，电梯及小孩的加速度大小为2a ，由牛顿第二定律得22mg F ma -=在这段时间内电梯上升的高度231322321()()2h v t t a t t =--- 电梯上升的总高度123h h h h =++由以上各式，利用牛顿第三定律和题文及题图中的数据，解得9h m =。

答案：9m例题2 某举重运动员在地面上最多能举起160kg 的杠铃。

（1）若该运动员在升降机中能举起200kg 的杠铃，求升降机加速度的大小和方向。

（2）若升降机以（1）中等大的加速度减速下降，求该运动员在升降机中举起杠铃的最大质量（g 取10m/s 2）。

解析：（1）举重运动员在地面和升降机中对杠铃的最大支持力是相同的，设最大支持力为F N ，在地面上有F N －m 1g ＝0，F N ＝m 1g ＝160×10N ＝1.6×103N在升降机中，运动员举起的杠铃质量比在地面大，说明杠铃处于失重状态，加速度方向竖直向下，故有m 2g －F N ＝m 2a ，a ＝m 2g －F N m 2＝（10－1600200）m/s 2＝2m/s 2。

一、用万有引力定律解决问题的基本方法（1）涉及天体运动的问题①把天体等效为理想化模型；②天体间的相互作用力为F ＝G m 1m 2r 2； ③天体的运动看成理想化的匀速圆周运动，天体做匀速圆周运动所需的向心力由万有引力提供。

（2）涉及物体在星球表面的运动问题：①一般忽略星球自转带来的影响；②物体在星球表面所受的重力约等于它们间的万有引力；③由G Mm R2＝mg 结合其他运动学规律求解。

（3）注意：①对于天体的发射和接收过程，不能视为简单的匀速圆周运动；②要把握好万有引力定律的适用条件，严格地说，公式只适用于两质点间相互引力的计算。

但两均匀球体，相距较远的物体之间相互作用也可适用。

另外，把握万有引力的三性：普遍性、相互性和宏观性；③在天体运动过程中，凡是工作条件与重力有决定关系的仪器一律不能使用。

二、常用的几个关系式设质量为m 的天体绕另一质量为M 的中心天体做半径为r 的匀速圆周运动（1）由G Mm r 2＝m v 2r 得v ＝GM r，r 越大，天体的v 越小； （2）由G Mm r 2＝mω2r 得ω＝GM r 3，r 越大，天体的ω越小； （3）由G Mm r 2＝m （2πT ）2r 得T ＝2πr 3GM，r 越大，天体的T 越大； （4）由G Mm r 2＝ma 得a ＝GM r2，r 越大，天体的a 越小。

三、解决天体问题时应注意的问题（1）在用万有引力等于向心力列式求天体的质量时，只能测出中心天体的质量，而环绕天体的质量在方程式中被消掉了。

（2）应用万有引力定律求解时还要注意挖掘题目中的隐含条件。

如地球公转一周是365天，自转一周是24小时，其表面的重力加速度约为9.8m /s 2等。

（3）由G Mm R2＝mg 可以得到：GM ＝gR 2。

由于G 和M （地球质量）这两个参数往往不易记住，而g 和R 容易记住。

所以粗略计算时，一般都采用上述代换，这就避开了万有引力常量G 值和地球的质量M 值，方便多了。

注意：要正确理解速度与加速度，速度、速度变化量、加速度三者大小没有必然联系，加速度方向与速度变化量方向一致，加速度方向与速度方向相同时不论加速度大小怎么变化，速度均增大，相反时不论加速度大小怎么变化，速度均减小。

对加速度大小和方向的进一步理解明确了这些区别，在高中我们会遇到什么样的速度、速度的变化、加速度方面的题目呢？让我们来看几个例题。

例题1 关于速度、速度的变化量、加速度，正确的说法是 （ ） A. 物体运动时速度的变化量越大，它的加速度一定越大 B. 速度很大的物体，其加速度可以为零C. 某时刻物体速度为零，其加速度不可能很大D. 加速度很大时，运动物体的速度一定很快变大解析：由a ＝ΔvΔt可知，在Δv 越大，但不知道Δt 的大小时，无法确定加速度的大小，故A 错；高速匀速飞行的战斗机，速度很大，但速度变化量为零，加速度为零，所以B 对；炮筒中的炮弹，在火药刚刚燃烧的时刻，炮弹的速度为零，但加速度很大，所以C 错；加速度很大，说明速度变化很快，速度可能很快变大，也可能很快变小，故D 错。

答案：B点拨：解答这类题目一定要正确理解速度与加速度，速度、速度变化量、加速度三者大小没有必然联系；直线运动中加速度方向与速度变化量方向一致，与速度方向可能相同，也可能相反。

例题2 一物体以初速度0v 、加速度a 做匀加速直线运动，若物体从t 时刻起，加速度a 逐渐减小至零，则物体从t 时刻开始 （ ）A. 速度开始减小，直到加速度等于零为止B. 速度继续增大，直到加速度等于零为止C. 速度一直增大D. 位移继续增大，直到加速度等于零为止解析：因为物体做匀加速直线运动，所以a 、v 同向，虽然a 减小，但由于a 与v 同向，所以v 变大，当a ＝0时加速过程结束，以后做匀速直线运动，所以B 选项正确，C 选项错误；从t 时刻开始，无论是做加速运动，还是匀速运动，物体的位移一直变大，所以D 错。

答案：B点拨：加速运动中加速度方向与速度方向相同时不论加速度大小怎么变化，速度均增大；减速运动中加速度方向与速度方向相反时不论加速度大小怎么变化，速度均减小。

年 级高一 学 科 物理 版 本 通用版 课程标题万有引力定律专题突破 编稿老师吴宾 一校 付秋花 二校 黄楠 审核 刘媛媛一、万有引力定律、引力常量的测量 1. （1）内容：宇宙间的一切物体都是互相吸引的，引力的方向在它们的连线上，两个物体间的引力大小跟它们的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。

（2）F ＝G m 1m 2r2，其中G ＝6.67×10－11 N·m 2/kg 2，称为万有引力常量，而m 1、m 2分别为两个质点的质量，r 为两质点间的距离。

（3）适用条件①严格地说，万有引力定律只适用于质点间的相互作用。

②两个质量分布均匀的球体间的相互作用，也可用本定律来计算，其中r 是两个球体球心间的距离。

③一个均匀球体与球外一个质点的万有引力也适用。

④两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，公式也近似适用，其中r 为两物体质心间的距离。

（4）注意：公式中F 是两物体间的引力，F 与两物体质量乘积成正比，与两物体间的距离的平方成反比，不要理解成F 与两物体质量成正比，与距离成反比。

2. 引力常量的测定英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置测出了引力常量G ；用实验证明了万有引力定律，使万有引力定律具有更广泛的实用价值。

二、物体在地面上所受的引力和重力的区别和联系1. 地球在不停地自转，地球上的物体随地球自转而做圆周运动。

圆周运动需要一个向心力，这是重力不直接等于万有引力而近似等于万有引力的原因。

如图所示，万有引力为F ，重力为G ，自转向心力为F ′。

真实情况不会像图中偏差这么大，物体在一般位置时，F ′＝mrω2，其中r 为物体在所在位置的纬度圈的半径。

F ′、F 、G 不在同一直线上，F ′指向纬度圈的圆心。

F 指向地心，G 竖直向下。

2. 当物体在赤道上时，F ′达到最大值．F ′max ＝mRω2，R 为地球半径。

此时物体的重力最小，G min ＝F －F ′＝GMm R 2－MRω2。

自由落体运动的规律及物理量之间的关系自由落体运动是初速度为零的匀加速运动；把所求问题转化为初速度为零的匀加速运动；并利用自由落体运动的规律是解题的思路；分清物体的运动过程，理清各物理量之间的关系，画出合理的示意图是解题的关键。

例题1 （济南实验中学）取一根长2 m 左右的细线，5个铁垫圈和一个金属盘。

在线下端系上第一个垫圈，隔12 cm 再系一个，以后垫圈之间的距离分别为36 cm 、60 cm 、84 cm ，如下图所示，站在椅子上，向上提起线的上端，让线自由垂下，且第一个垫圈紧靠放在地上的金属盘。

松手后开始计时，若不计空气阻力，则第2、3、4、5个垫圈（ ）A. 落到盘上的声音时间间隔越来越大B. 落到盘上的声音时间间隔相等C. 依次落到盘上的速率关系为1∶2∶3∶2D. 依次落到盘上的时间关系为1∶（2－1）∶（3－2）∶（2－3）解析：各垫圈之间的距离之比为1∶3∶5∶7，各垫圈到金属盘的距离之比为1∶4∶9∶16，各垫圈做自由落体运动，根据x ＝12gt 2得t ＝2xg ，各垫圈落到盘上的时间之比为1∶2∶3∶4，则各垫圈落地时间间隔相等，B 选项正确，A 、D 选项错误；根据2gx ＝v 2得v ＝2gx ，各垫圈依次落到盘上的速率之比为1∶2∶3∶4，C 选项错误。

答案：B例题2 （济南质检）小芳是一个善于思考的乡村女孩，她在学过自由落体运动规律后，对自家房上下落的雨滴产生了兴趣，她坐在窗前发现从屋檐每隔相等时间滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高1 m 的窗子的上、下沿，小芳同学在自己的作业本上画出了如图所示的雨滴下落同自家房子尺寸的关系图，其中2点和3点之间的小矩形表示小芳正对的窗子，请问：。

对牛顿第三定律的理解（（2）应用牛顿第三定律应注意的问题：①定律中的“总是”说明对于任何物体，在任何条件下牛顿第三定律都是成立的。

②牛顿第三定律说明了作用力和反作用力中，若一个产生或消失，则另一个必然同时产生或消失，否则就违背了“相互关系”。

例题1如图所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，竿对“底人”的压力大小为（）A. （M＋m）gB. （M＋m）g－maC. （M＋m）g＋maD. （M－m）g解析：对竿上的人分析：受重力mg，摩擦力F f，有mg－F f＝ma，竿对人有摩擦力，人对竿也有反作用力——摩擦力，且大小相等，方向相反，对竿分析：受重力Mg，摩擦力F f，F 和“底人”对竿的方向向下，支持力F N，有Mg＋F f＝F N，又因为竿对“底人”的压力N支持力F N是一对作用力与反作用力，由牛顿第三定律，得到F N′＝（M＋m）g－ma。

答案：B例题2为了丰富课余生活，学校进行了一场拔河比赛．关于拔河比赛，下列说法错误的是（）A. 选体重大的运动员，能增大对地面的压力B. 运动员身体后倾、两腿弯曲，可以降低重心C. 比赛时受到地面摩擦力较大的一组获胜D. 比赛时拉力较大的一组定能获胜解析：因为物体间力的作用是相互的。

对于拔河的两个队，甲对乙施加了多大拉力，乙对甲也同时产生一样大小的拉力。

可见，双方之间的拉力并不是决定胜负的因素，哪边能获胜就取决于哪边的摩擦力大。

所以选项C正确、D错误。

A中，队员的体重越重，对地面的压力越大，摩擦力也会增大。

所以正确；B中，身体向后驱，同时弯腿，是借助对方的拉力来增大对地面的压力，其目的都是尽量增大地面对脚底的摩擦力。

答案：D利用牛顿第三定律转化研究对象求解一个未知力如果求取某个力直接研究它的受力物体难以求出，我们可以转化研究对象，通过研究相互作用的另一个物体求出它的反作用力，再利用牛顿第三定律得到所求的力。