高中物理人教版必修一第三章章末复习课+Word版含答案.docx
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高中物理人教版必修一第三章章末复习课+Word版含答案
第三章 章末复习课
【知识体系】
[答案填写]
①大小 ②方向 ③形变 ④运动状态 ⑤G=mg ⑥竖直向下 ⑦重心 ⑧接触 ⑨弹性形变 ⑩垂直接触面 ⑪沿绳收缩的方向 ⑫F=kx ⑬挤压 ⑭相对运动 ⑮相对运动趋势 ⑯粗糙 ⑰相对运动 ⑱相对运动趋势 ⑲二力平衡 ⑳F=μFN
等效替代
平行四边形定则
三角形定则
主题1 物体的受力分析问题
受力分析就是把指定物体(研究对象)在特定的物理情境中所受到的所有外力找出来,并画出受力图.
物体运动状态的变化,是由它受力的情况决定的.对物体进行正确的受力分析,是研究物体运动状态变化的基础,也是学好力学的先决条件.
1.受力分析的步骤.
2.受力分析的方法——整体法和隔离法.
(1)整体法:
以系统整体为研究对象进行受力分析的方法,一般用来研究不涉及系统内部某物体的力和运动.
(2)隔离法:
将所确定的研究对象从周围物体中隔离出来进行分析的方法,一般用来研究系统内物体之间的作用及运动情况.
3.受力分析时要注意的问题.
(1)只分析研究对象所受的力,不分析研究对象对其他物体施加的力.不要把作用在其他物体上的力错误地通过“力的传递”作用在研究对象上.
(2)如果一个力的方向难以确定,可以用假设法分析.
(3)合力和分力不能重复地列为物体所受的力.因为合力与分力是等效替代关系.
(4)受力分析一定要结合物体的运动状态,特别是物体处于临界状态的受力分析.
【典例1】 (多选)如图所示,竖直放置的轻弹簧一端固定在水平地面上,另一端与斜面体P连接,P与固定挡板MN接触且处于静止状态,则斜面体P此刻所受到的外力个数有可能为( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
解析:
MN与P接触时有两种情况,若接触时无弹力,此时P受重力和弹簧的支持力,A项正确;若接触时有弹力,则P平衡时必然还受到沿斜面向下的静摩擦力,因此P应受四个力作用,故C项正确.
答案:
AC
针对训练
1.如图所示,在竖直向上的恒力F作用下,a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动,则关于它们受力情况的说法正确的是( )
A.a一定受到4个力作用
B.b可能受到4个力作用
C.a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力
D.a与b之间一定有摩擦力
解析:
将a、b看成整体,其受到竖直向下的重力和竖直向上的F作用,二力平衡,a与墙壁间没有弹力和摩擦力作用,C错误;对物体b受力分析,其受到重力、a对b的支持力和摩擦力作用而处于平衡状态,a与b之间一定有摩擦力,b受到3个力的作用,a受到4个力的作用,A、D正确,B错误.
答案:
AD
主题2 图解法分析力的动态问题
1.图解法解动态平衡问题的条件.
(1)物体在三个力作用下处于静态平衡状态.
(2)三个力的特点为:
一个力大小、方向都不变,该力一般为重力或与重力相等的力;一个力方向不变,大小改变,第三个力大小方向均改变.
2.图解法分析三力动态平衡问题的思路.
(1)确定研究对象,作出受力分析图.
(2)明确三力的特点,哪个力不变,哪个力变化.
(3)将三力的示意图首尾连接,构造出矢量三角形;或将某力根据其效果进行分解,画出平行四边形.
(4)根据已知量的变化情况,确定有向线段(表示力)的长度变化,从而判断各个力的变化情况.
【典例2】 (多选)如图所示,小球放在光滑的墙与装有铰链的光滑薄板之间,当墙与薄板之间的夹角θ缓慢地增大到90°的过程中( )
A.小球对薄板的压力增大
B.小球对墙的压力减小
C.小球对墙的压力先减小后增大
D.小球对薄板的压力不可能小于球的重力
解析:
根据小球重力的作用效果,可以将重力G分解为使球压板的力F1和使球压墙的力F2,作出平行四边形如图所示,当θ增大时,F1、F2均变小,而且在θ=90°时,F1有最小值,等于G,所以B、D项正确.
答案:
BD
针对训练
2.用细绳AO、BO悬挂一重物,BO水平,O为半圆形支架的圆心,悬点A和B在支架上.悬点A固定不动,将悬点B从图所示位置逐渐移到C点的过程中,试分析OA绳和OB绳中的拉力变化情况.
解析:
如图所示,在支架上选取三个点B1、B2、B3,当悬点B分别移动到B1、B2、B3各点时,AO、
BO中的拉力分别为FTA1、FTA2、FTA3和
FTB1、FTB2、FTB3,从图中可以直观地看出,FTA逐渐变小,且方向不变;而FTB先变小后变大,且方向不断改变;当FTB与FTA垂直时,FTB最小,然后FTB又逐渐增大.
答案:
OA绳中拉力逐渐减小,OB绳中拉力先减小后增大
统揽考情
本章的重点有两个方面.一是对弹力、摩擦力的理解.二是关于力的合成、力的分解的有关计算.高考的热点主要集中在包含摩擦力的受力分析.平衡问题的讨论和计算,主要考查正交分解法、整体法、隔离法的应用.高考中对本章的单独考查时而出现,也经常与其他知识综合考查.高考题型以选择题为主,分值在6分左右.
真题例析
(2017·天津卷)如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,悬挂衣服的衣架钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态.如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是( )
A.绳的右端上移到b′,绳子拉力不变
B.将杆N向右移一些,绳子拉力变大
C.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小
D.若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移
解析:
设两杆间距离为d,绳长为l,Oa、Ob段长度分别为la和lb,则l=la+lb,两部分绳子与竖直方向夹角分别为α和β,受力分析如图所示.绳子中各部分张力相等,Fa=Fb=F,则α=β.满足2Fcosα=mg,d=lasinα+lbsinα=lsinα,即sinα=
,F=
,d和l均不变,则sinα为定值,a为定值,cosα为定值,绳子的拉力保持不变,衣服的位置不变,故A正确,CD错误;将杆N向右移一些,d增大,则sinα增大,cosα减小,绳子的拉力增大,故B正确.
答案:
AB
针对训练
(2015·山东卷)如图,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直),此时A恰好不滑动,B刚好不下滑.已知A与B间的动摩擦因数为μ1,A与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.A与B的质量之比为( )
A.
B.
C.
D.
解析:
滑块B刚好不下滑,根据平衡条件得mBg=μ1F;滑块A恰好不滑动,则滑块A与地面之间的摩擦力等于最大静摩擦力,把A、B看成一个整体,根据平衡条件得F=μ2(mA+mB)g,
解得
=
.选项B正确.
答案:
B
1.(2017·全国卷Ⅲ)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上,弹性绳的原长也为80cm.将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)( )
A.86cm B.92cm C.98cm D.104cm
解析:
设弹性绳的劲度系数为k,左、右两半段绳的伸长量ΔL=
=10cm,由共点力的平衡条件可知,钩码的重力G=2kΔL
=1.2kΔL,将弹性绳的两端缓慢移至天花板上同一点时,钩码的重力G=2kΔL′,解得ΔL′=0.6ΔL=6cm,则弹性绳的总长度变为80cm+2ΔL′=92cm,故选B.
答案:
B
2.(2017·全国卷Ⅱ)如图,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动.若保持F的大小不变,而方向与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运动.物块与桌面间的动摩擦因数为( )
A.2-
B.
C.
D.
解析:
F水平时:
F=μmg;当保持F的大小不变,而方向与水平面成60°角时,则Fcos60°=μ(mg-Fsin60°),联立解得:
μ=
,故选C.
答案:
C
3.(2016·全国卷Ⅱ)质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上.用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如图所示.用T表示绳OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中( )
A.F逐渐变大,T逐渐变大
B.F逐渐变大,T逐渐变小
C.F逐渐变小,T逐渐变大
D.F逐渐变小,T逐渐变小
解析:
对结点O受力分析,拉力F′的大小和方向均不变,水平拉力F的方向不变,绳拉力在转动,满足三力平衡的动态平衡,如图所示:
可得,水平拉力F逐渐增大,绳的拉力逐渐增大,故选A.
答案:
A
4.(2016·全国卷Ⅰ)如图,一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b.外力F向右上方拉物块b,整个系统处于静止状态.若F方向不变,大小在一定范围内变化,物块b仍始终保持静止,则( )
A.绳OO′的张力也在一定范围内变化
B.物块b所受到的支持力也在一定范围内变化
C.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化
D.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化
解析:
物块b始终保持静止,可知物块a也始终保持静止,滑轮两侧绳子的夹角也不变,可知连接物块a和b的绳的张力等于物块a的重力,所以连接物块a和b的绳的张力保持不变,夹角不变,所以,绳OO′的张力也不变,故A、C错误;对物块b进行受力分析如图所示,可知,若F方向不变,大小在一定范围内变化时,重力mg和绳子的拉力FT保持不变,所以,物块b所受到的支持力也在一定范围内变化,物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化,故B、D正确.
答案:
BD
5.(2014·课标全国Ⅱ卷)某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系,实验装置如图所示:
一均匀长弹簧竖直悬挂,7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处;通过旁边竖直放置的刻度尺,可以读出指针的位置,P0指向0刻度.设弹簧下端未挂重物时,各指针的位置记为x0;挂有质量为0.100kg的砝码时,各指针的位置记为x.测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数,取重力加速度为9.80m/s2).已知实验所用弹簧总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88cm.
数据
P1
P2
P3
P4
P5
P6
x0/cm
2.04
4.06
6.06
8.05
10.03
12.01
x/cm
2.64
5.26
7.81
10.30
12.93
15.41
n
20
30
40
50
60
k/(N·m-1)
163
①
56.0
43.6
33.8
28.8
0.0061
②
0.0179
0.0229
0.0296
0.0347
(1)将表中数据补充完整:
①________,②________.
(2)以n为横坐标,
为纵坐标,在图给出的坐标纸上画出
-n图象.
(3)图中画出的直线可近似认为通过原点.若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k=________N/m;该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的关系的表达式为k=________N/m.
解析:
(1)①k=
=
N/m≈
81.7N/m;②
=
m/N≈0.0122m/N.
(3)由作出的图象可知直线的斜率为5.7×10-4,故直线方程满足
=5.7×10-4nm/N,
即k=
N/m
由于60圈弹簧的原长为11.88cm,则n圈弹簧的原长l0满足
=
,可得k=
.
答案:
(1)①81.7 ②0.0122
(2)略
(3)
情感语录
1.爱情合适就好,不要委屈将就,只要随意,彼此之间不要太大压力
2.时间会把最正确的人带到你身边,在此之前,你要做的,是好好的照顾自己
3.女人的眼泪是最无用的液体,但你让女人流泪说明你很无用
4.总有一天,你会遇上那个人,陪你看日出,直到你的人生落幕
5.最美的感动是我以为人去楼空的时候你依然在
6.我莫名其妙的地笑了,原来只因为想到了你
7.会离开的都是废品,能抢走的都是垃圾
8.其实你不知道,如果可以,我愿意把整颗心都刻满你的名字
9.女人谁不愿意青春永驻,但我愿意用来换一个疼我的你
10.我们和好吧,我想和你拌嘴吵架,想闹小脾气,想为了你哭鼻子,我想你了
11.如此情深,却难以启齿。
其实你若真爱一个人,内心酸涩,反而会说不出话来
12.生命中有一些人与我们擦肩了,却来不及遇见;遇见了,却来不及相识;相识了,却来不及熟悉,却还要是再见
13.对自己好点,因为一辈子不长;对身边的人好点,因为下辈子不一定能遇见
14.世上总有一颗心在期待、呼唤着另一颗心
15.离开之后,我想你不要忘记一件事:
不要忘记想念我。
想念我的时候,不要忘记我也在想念你
16.有一种缘分叫钟情,有一种感觉叫曾经拥有,有一种结局叫命中注定,有一种心痛叫绵绵无期
17.冷战也好,委屈也罢,不管什么时候,只要你一句软话,一个微笑或者一个拥抱,我都能笑着原谅
18.不要等到秋天,才说春风曾经吹过;不要等到分别,才说彼此曾经爱过
19.从没想过,自己可以爱的这么卑微,卑微的只因为你的一句话就欣喜不已
20.当我为你掉眼泪时,你有没有心疼过
情感语录
1.爱情合适就好,不要委屈将就,只要随意,彼此之间不要太大压力
2.时间会把最正确的人带到你身边,在此之前,你要做的,是好好的照顾自己
3.女人的眼泪是最无用的液体,但你让女人流泪说明你很无用
4.总有一天,你会遇上那个人,陪你看日出,直到你的人生落幕
5.最美的感动是我以为人去楼空的时候你依然在
6.我莫名其妙的地笑了,原来只因为想到了你
7.会离开的都是废品,能抢走的都是垃圾
8.其实你不知道,如果可以,我愿意把整颗心都刻满你的名字
9.女人谁不愿意青春永驻,但我愿意用来换一个疼我的你
10.我们和好吧,我想和你拌嘴吵架,想闹小脾气,想为了你哭鼻子,我想你了
11.如此情深,却难以启齿。
其实你若真爱一个人,内心酸涩,反而会说不出话来
12.生命中有一些人与我们擦肩了,却来不及遇见;遇见了,却来不及相识;相识了,却来不及熟悉,却还要是再见
13.对自己好点,因为一辈子不长;对身边的人好点,因为下辈子不一定能遇见
14.世上总有一颗心在期待、呼唤着另一颗心
15.离开之后,我想你不要忘记一件事:
不要忘记想念我。
想念我的时候,不要忘记我也在想念你
16.有一种缘分叫钟情,有一种感觉叫曾经拥有,有一种结局叫命中注定,有一种心痛叫绵绵无期
17.冷战也好,委屈也罢,不管什么时候,只要你一句软话,一个微笑或者一个拥抱,我都能笑着原谅
18.不要等到秋天,才说春风曾经吹过;不要等到分别,才说彼此曾经爱过
19.从没想过,自己可以爱的这么卑微,卑微的只因为你的一句话就欣喜不已
20.当我为你掉眼泪时,你有没有心疼过