高一物理典型例题.docx
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高一物理典型例题
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:
伽利略的“理想斜面实验”和“科学推理”
内容:
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.
定义:
物体具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质
惯性量度:
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
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
同性:
力的性质相同
异体:
分别作用在两个不同的物体上
同时产生、同时变化、同时消失
由受力情况确定运动情况
由运动情况确定受力情况
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
匀速运动
Fx合=0
力的平衡条件:
F合=0
Fy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50Hz,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=3.20cm,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);
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、μ2的值下列判断可能正确的是( )
A.μ1=0,μ2≠0 B.μ1≠0,μ2=0
C.μ1=0,μ2=0D.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( )
图2-2-23
A.F1增大B.F1减小
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tt=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
Gx=mgsinθGy=mgcosθ
y轴FN=mgcosθ
Fµ=µFn=µmgcosθ
x轴由牛顿第二定律得
F-Fµ-GX=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FN,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Fx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—FN=maFN=m(g—a)由此可知弹力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:
F