高一物理必修一复习力 与 运 动.docx
《高一物理必修一复习力 与 运 动.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高一物理必修一复习力 与 运 动.docx(20页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
![高一物理必修一复习力 与 运 动.docx](https://file1.bdocx.com/fileroot1/2023-5/22/6f6fa974-7248-4b38-a057-c9893af9d210/6f6fa974-7248-4b38-a057-c9893af9d2101.gif)
高一物理必修一复习力与运动
第一讲直线运动
考点一
运动图像的应用
一.对xt图像和vt图像的理解
(1)无论是xt图像还是vt图像,都只能描述直线运动。
(2)xt图像和vt图像都不表示物体运动的轨迹。
(3)xt图像和vt图像的形状由x与t、v与t的函数关系决定。
二.运动图像及其应用
斜率的意义
纵截距的意义
图像与t轴所围面积
匀速直线运动
匀变速直线运动
xt图像
速度
初位置
倾斜的直线
抛物线
vt图像
加速度
初速度
位移
与时间轴平行的直线
倾斜的直线
1.注意看清坐标轴所表示的物理量,明确因变量与自变量间的制约关系。
2.充分理解图像“面积”对应的含义,如vt图像中vt图线与t轴所围“面积”表示物体在这段时间内的位移。
1.[考查直线运动的xt图像]设竖直向上为y轴正方向,如图所示曲线为一质点沿y轴运动的位置—时间(yt)图像,已知图线为一条抛物线,则由图可知( )
A.t=0时刻质点速度为0
B.0~t1时间内质点向y轴负方向运动
C.0~t2时间内质点的速度一直减小
D.t1~t3时间内质点相对坐标原点O的位移先为正后为负
2.[考查直线运动的vt图像和xt图像的比较]物体甲的vt图像和乙的xt图像分别如图所示,则这两个物体的运动情况是( )
A.甲在整个t=4s时间内有来回运动
B.甲在整个t=4s时间内运动方向一直不变
C.乙在整个t=4s时间内有来回运动
D.乙在整个t=4s时间内运动方向一直不变,通过的总位移大小为0
3.[考查由vt图像分析追及相遇问题](多选)(2016·全国乙卷)甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其中vt图像如图所示。
已知两车在t=3s时并排行驶,则( )
A.在t=1s时,甲车在乙车后
B.在t=0时,甲车在乙车前7.5m
C.两车另一次并排行驶的时刻是t=2s
D.甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m
4.[考查由xt图像分析追及相遇问题](多选)甲、乙两车某时刻由同一地点,沿同一方向开始做直线运动,若以该时刻作为计时起点,得到两车的位移—时间图像,即xt图像如图所示,甲图像过O点的切线与AB平行,过C点的切线与OA平行,则下列说法中正确的是( )
A.在两车相遇前,t1时刻两车相距最远
B.t3时刻甲车在乙车的前方
C.0~t2时间内甲车的瞬时速度始终大于乙车的瞬时速度
D.甲车的初速度等于乙车在t3时刻的速度
考点二
匀变速直线运动的规律
一.匀变速直线运动的“四类公式”
二.符号法则
(1)匀变速直线运动的“四类公式”都是矢量式,应用时注意各量符号的确定。
(2)一般情况下,取初速度的方向为正方向。
掌握处理匀变速直线运动的四种方法
1.公式法:
根据题目要求,应用基本公式直接求解。
2.推论法:
如果条件允许,应用
t=v
=
,v2-v02=2ax,Δx=aT2等推论求解问题,可快速得出答案。
3.比例法:
根据初速度为零的匀变速直线运动的比例关系式求解。
4.逆向思维法:
匀减速直线运动到速度为零的过程,可认为是初速度为零的反向匀加速直线运动的逆过程。
5.一个物体从静止开始做匀加速直线运动,以T为时间间隔,在第三个T时间内位移是3m,第三个T时间末的瞬时速度为3m/s,则( )
A.物体的加速度是1m/s2B.第一个T时间末的瞬时速度为0.6m/s
C.时间间隔T=1sD.物体在第1个T时间内的位移为0.6m
6.(2016·全国丙卷)一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动,在时间间隔t内位移为s,速度变为原来的3倍。
该质点的加速度为( )
A.
B.
C.
D.
7.[考查匀变速直线运动规律的推论]如图所示,两光滑斜面在B处连接,小球从A处由静止释放,经过B、C两点时速度大小分别为3m/s和4m/s,AB=BC。
设球经过B点前后速度大小不变,则球在AB、BC段的加速度大小之比及球由A运动到C过程中的平均速率分别为( )
A.3∶4,2.1m/sB.9∶16,2.5m/s
C.9∶7,2.1m/sD.9∶7,2.5m/s
8.一个小球从斜面顶端无初速度下滑,接着又在水平面上做匀减速运动,直至停止,它共运动了10s,斜面长4m,在水平面上运动的距离为6m。
求:
(1)小球在运动过程中的最大速度;
(2)小球在斜面和水平面上运动的加速度大小。
考点三
刹车和追及相遇问题
本考点近几年高考难度有所降低,针对此类问题只要沉下心来,画出运动示意图(或vt图像),抓住问题的关键点,逐步分析,问题便可迎刃而解。
建议不必深挖
一、牢记一个“思维流程”,让你解题有方向
二、掌握“四种方法”,让你解题更快捷
1.情景分析法
首先,要认真审题,构建形象的运动图景;其次,要抓住关键词,挖掘隐含条件,如“刚好”“恰好”“最多”“至少”等,往往对应一个临界状态,要满足相应的临界条件。
(1)恰好追上(或追不上)、最远(或最近)距离——速度相等是临界条件。
(2)追上、相遇——两物体同时到达某位置。
2.极值法
设相遇时间为t,根据条件列位移关系式,得到关于t的一元二次方程,用判别式进行讨论。
若Δ>0,即有两个解,则可以相遇两次;若Δ=0,则刚好追上或相遇;若Δ<0,则追不上或不能相遇。
3.图像法
将两物体运动速度—时间图像在同一坐标系中画出,然后利用图像分析求解相关问题。
4.相对运动法
对运动过程和状态进行分析,巧妙选择参考系,简化运动过程、临界状态,确定三大关系,列式求解。
9.高速公路上甲、乙两车在同一车道上同向行驶,甲车在前、乙车在后,速度均为v0=30m/s,距离s0=100m。
t=0时刻甲车遇紧急情况后,甲、乙两车的加速度随时间变化分别如图甲、乙所示,取运动方向为正方向。
错误的是( )
A.t=6s时两车等速
B.t=6s时两车距离最近
C.0~6s内两车位移之差为90m
D.两车在0~9s时间内会相撞
10.甲、乙两车在同一直线轨道上同向行驶,甲车在前,速度为v1=8m/s,乙车在后,速度为v2=16m/s,当两车相距s0=8m时,甲车因故开始刹车,加速度大小为a1=2m/s2,为避免相撞,乙车立即开始刹车,为不使相撞,则乙车的加速度至少为多大?
第二讲力与物体平衡
考点一
受力分析
一.理清知识体系
二.遵循分析顺序
一般按照一重力、二弹力、三摩擦力、四其他力的顺序分析物体受力。
1.[考查弹力的方向、力的合成与分解]如图所示,一质量均匀的实心圆球被直径AB所在的平面一分为二,先后以AB沿水平和竖直两种不同方向放置在光滑支架上,处于静止状态,两半球间的作用力分别为F和F′,已知支架间的距离为AB长度的一半,则
等于( )
A.
B.
C.
D.
2.[考查物体的平衡条件、胡克定律]如图所示,三个相同的轻质弹簧连接在O点,弹簧1的另一端固定在天花板上,且与竖直方向的夹角为30°,弹簧2水平且右端固定在竖直墙壁上,弹簧3的另一端悬挂质量为m的物体且处于静止状态,此时弹簧1、2、3的形变量分别为x1、x2、x3,则( )
A.x1∶x2∶x3=
∶1∶2
B.x1∶x2∶x3=
∶2∶1
C.x1∶x2∶x3=1∶2∶
D.x1∶x2∶x3=2∶1∶
3.[考查摩擦力的有无及方向判断](多选)如图甲、乙所示,倾角为θ的斜面上放置一滑块M,在滑块M上放置一个质量为m的物块,M和m相对静止,一起沿斜面匀速下滑,下列说法正确的是( )
A.图甲中物块m受到摩擦力
B.图乙中物块m受到摩擦力
C.图甲中物块m受到水平向左的摩擦力
D.图乙中物块m受到与斜面平行向上的摩擦力
考点二
整体法与隔离法的应用
一.解答平衡问题的基本思路
1.正确选取研究对象:
实际问题中常需要交叉应用隔离法与整体法,需根据实际问题准确选取研究对象。
2.正确区分内力与外力:
若求解两物体间的相互作用力时,应隔离其中一个物体,若将几个物体看作一个整体,则物体间的相互作用力为内力,不能出现在受力图上。
二.两大思维方法对比
4.(多选)物体A和B相对静止,以共同的速度沿斜面匀速下滑,则( )
A.A、B间无摩擦力的作用
B.B受到滑动摩擦力的大小为(mA+mB)gsinθ
C.B受到的静摩擦力的大小为mAgsinθ
D.取走A物体后,B物体将匀加速下滑
5.如图所示,质量为M的斜面体A放在粗糙水平面上,用轻绳拴住质量为m的小球B置于斜面上,轻绳与斜面平行且另一端固定在竖直墙面上,不计小球与斜面间的摩擦,斜面体与墙不接触,整个系统处于静止状态。
则( )
A.水平面对斜面体没有摩擦力作用
B.水平面对斜面体有向左的摩擦力作用
C.斜面体对水平面的压力等于(M+m)g
D.斜面体对水平面的压力小于(M+m)g
6.[考查整体法与隔离法、力的合成与分解](多选)如图所示,质量分别为m1和m2的两个物体用两根轻质细线,分别悬挂在天花板上的A、B两点,两线与水平方向夹角分别为α、β,且α>β,两物体间的轻质弹簧恰好处于水平状态,两根绳子拉力分别为FTA和FTB,则下列说法正确的是( )
A.FTA>FTBB.FTAC.m1>m2D.m17.[考查整体法与隔离法、物体的平衡条件]如图所示,桌面上固定一个光滑竖直挡板,现将一个长方形物块A与截面为三角形的垫块B叠放在一起,用水平外力F缓缓向左推动B,使A缓慢升高,设各接触面均光滑,则该过程中( )
A.A和B均受三个力作用而平衡
B.B对桌面的压力越来越大
C.A对B的压力越来越小
D.推力F的大小恒定不变
8.[考查整体法与隔离法、摩擦力的分析与判断](多选)如图所示,质量为M的斜面体A放在粗糙水平面上,用轻绳拴住质量为m的小球B置于斜面上,整个系统处于静止状态,已知斜面倾角及轻绳与竖直方向夹角均为θ=30°。
不计小球与斜面间的摩擦,则( )
A.轻绳对小球的作用力大小为
mg
B.斜面对小球的作用力大小为
mg
C.斜面体对水平面的压力大小为(M+m)g
D.斜面体与水平面间的摩擦力大小为
mg
考点三
动态平衡问题
一、掌握一个通法——分析动态平衡
9.(2016·全国甲卷)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
10.如图所示,一小球在斜面上处于静止状态,不考虑一切摩擦,如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕O点转至水平位置,则此过程中球对挡板的压力F1和球对斜面的压力F2的变化情况是( )
A.F1先增大后减小,F2一直减小
B.F1先减小后增大,F2一直减小
C.F1和F2都一直减小
D.F1和F2都一直增大
11.用与竖直方向成θ角(θ<45°)的倾斜轻绳a和水平轻绳b共同固定一个小球,这时绳b的拉力为F1,现保持小球在原位置不动,使绳b在原竖直平面内逆时针转过θ角后固定,绳b的拉力变为F2;再转过θ角固定,绳b的拉力为F3,则( )
A.F1=F3>F2
B.F1C.F1>F3>F2
D.F1>F2>F3
12.如图所示,一根不可伸长的轻绳两端连接两轻环A、B,两环分别套在相互垂直的水平杆和竖直杆上。
轻绳绕过光滑的轻小滑轮,重物悬挂于滑轮下,始终处于静止状态。
下列说法正确的是( )
A.只将环A向下移动少许,绳上拉力变大,环B所受摩擦力变小
B.只将环A向下移动少许,绳上拉力不变,环B所受摩擦力不变
C.只将环B向右移动少许,绳上拉力变大,环A所受杆的弹力不变
D.只将环B向右移动少许,绳上拉力不变,环A所受杆的弹力变小
13.(多选)如图所示,质量均为m的小球A、B用劲度系数为k1的轻弹簧相连,B球用长为L的细绳悬于O点,A球固定在O点正下方,当小球B平衡时,绳子所受的拉力为FT1,弹簧的弹力为F1;现把A、B间的弹簧换成原长相同但劲度系数为k2(k2>k1)的另一轻弹簧,在其他条件不变的情况下仍使系统平衡,此时绳子所受的拉力为FT2,弹簧的弹力为F2,则下列关于FT1与FT2、F1与F2大小之间的关系,正确的是( )
A.FT1>FT2B.FT1=FT2
C.F1
第三讲牛顿运动定律
考点一
动力学的两类基本问题
1.由因推果——已知物体受力情况,确定物体运动情况
首先根据物体的受力确定物体的加速度,再根据加速度特点及加速度与速度的方向关系确定速度变化的规律。
如诊断卷第1题,所加的恒力即为质点的合力,质点的加速度方向与恒力同向,但与质点的速度方向关系不确定,如不共线,则质点做匀变速曲线运动,速度变化快慢恒定,但速率变化快慢不恒定,故A、D均错误。
2.由果溯因——已知物体的运动情况,确定物体的受力情况
则应由物体的运动情况,确定物体的加速度及其变化规律,再结合牛顿第二定律确定受力情况。
1.有一质量m=2kg的小球套在长L=1m的固定轻杆顶部,杆与水平方向成θ=37°角。
静止释放小球,1s后小球到达杆底端。
(取重力加速度大小g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)求小球到达杆底端时速度为多大?
(2)求小球与杆之间的动摩擦因数为多大?
(3)若在竖直平面内给小球施加一个垂直于杆方向的恒力,静止释放小球后保持它的加速度大小为1m/s2,且沿杆向下运动,则这样的恒力为多大?
2.[考查牛顿第二定律在瞬时问题中的应用](多选)如图,物块a、b和c的质量相同,a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连,通过系在a上的细线悬挂于固定点O,整个系统处于静止状态。
现将细线剪断。
将物块a的加速度的大小记为a1,S1和S2相对于原长的伸长分别记为Δl1和Δl2,重力加速度大小为g。
在剪断的瞬间( )
A.a1=3g
B.a1=0
C.Δl1=2Δl2
D.Δl1=Δl2
3.如图所示,质量m=5kg的物块(看作质点)在外力F1和F2的作用下正沿某一水平面向右做匀速直线运动,已知F1大小为50N,方向斜向右上方,与水平面夹角α=37°,F2大小为30N,方向水平向左,物块的速度v0大小为11m/s。
当物块运动到距初始位置距离x0=5m时撤掉F1,g=10m/s2。
求:
(1)物块与水平地面之间的动摩擦因数μ;
(2)撤掉F1以后,物块在6s末距初始位置的距离。
4.[考查已知运动求受力问题]粗糙的地面上放着一个质量M=1.5kg的斜面体,斜面部分光滑,底面与地面间的动摩擦因数μ=0.2,倾角θ=37°,在固定在斜面的挡板上用轻质弹簧连接一质量m=0.5kg的小球,弹簧劲度系数k=200N/m,现给斜面体施加一水平向右为F的恒力作用,使整体向右以a=1m/s2匀加速运动。
已知sin37°=0.6、cos37°=0.8,g=10m/s2。
(1)求F的大小;
(2)求出弹簧的形变量及斜面对小球的支持力大小。
考点二
运动图像与牛顿第二定律的综合应用
本考点既是重点,又是难点,之所以是重点,因其与现实生活结合紧密,能很好地考查考生学以致用的能力;称其难点,因为借助图像来考查,信息抽象隐蔽,考生不能准确获取信息而导致思维受阻。
解决此类问题关键是从已知图像中得出有用信息,再结合牛顿第二定律求解结果。
因此需要考生对这两部分知识学会互联互通
5.[考查牛顿第二定律与at图像的综合应用](多选)(2015·江苏高考)一人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示,以竖直向上为a的正方向,则人对地板的压力( )
A.t=2s时最大
B.t=2s时最小
C.t=8.5s时最大
D.t=8.5s时最小
考点三
动力学的连接体问题
一、整体法与隔离法的选用原则
1.当连接体中各物体具有共同的加速度时,一般采用整体法;当系统内各物体的加速度不同时,一般采用隔离法。
2.求连接体内各物体间的相互作用力时必须用隔离法。
二、三类连接体问题的解题结论
1.通过滑轮连接的两个物体:
加速度相同,但轻绳的拉力不等于悬挂物体的重力。
2.叠加体类连接体:
两物体间刚要发生相对滑动时物体间的静摩擦力达到最大值。
3.靠在一起的连接体:
分离时相互作用力为零,但此时两物体的加速度仍相同。
6.(多选)质量分别为M和m的物块形状大小均相同,将它们通过轻绳跨过光滑定滑轮连接,如图甲所示,绳子平行于倾角为α的斜面,M恰好能静止在斜面上,不考虑M、m与斜面之间的摩擦。
若互换两物块位置,按图乙放置,然后释放M,斜面仍保持静止。
则下列说法正确的是( )
A.轻绳的拉力等于Mg
B.轻绳的拉力等于mg
C.M运动的加速度大小为(1-sinα)g
D.M运动的加速度大小为
g
7.
(多选)质量为2m的物块A和质量为m的物块B相互接触放在水平面上,如图所示。
若对A施加水平推力F,则两物块沿水平方向做加速运动。
关于A对B的作用力,下列说法中正确的是( )
A.若水平地面光滑,物块A对B的作用力大小为F
B.若水平地面光滑,物块A对B的作用力大小为
C.若物块A与地面间无摩擦,B与地面的动摩擦因数为μ,则物体A对B的作用力大小为μmg
D.若物块A与地面间无摩擦,B与地面的动摩擦因数为μ,则物体A对B的作用力大小为
考点四
传送带模型
传送带问题,是考生最熟悉的陌生人,说其“熟悉”,是因其年年遇到;说其“陌生”,是因其每每考出新意。
针对此考点,大量做题不是上策,抓住破题关键,内化思维流程,可“以不变应万变”
一、抓好一个突破点——摩擦力的分析
对于传送带问题,分析有无摩擦,是滑动摩擦还是静摩擦,以及摩擦力的方向,是问题的要害。
分析摩擦力时,前提是先要明确“相对运动”,而不是“绝对运动”。
二者达到“共速”的瞬间,是摩擦力发生“突变”的“临界状态”;如果遇到水平匀变速的传送带,或者倾斜传送带,还要根据牛顿第二定律判断“共速”后的下一时刻是滑动摩擦力还是静摩擦力。
二、注意三个状态的分析——初态、共速、末态
8.如图所示,一水平传送带以4m/s的速度逆时针传送,水平部分长L=6m,其左端与一倾角为θ=30°的光滑斜面平滑相连,斜面足够长,一个可视为质点的物块无初速度地放在传送带最右端,已知物块与传送带间动摩擦因数μ=0.2,g=10m/s2。
求物块从放到传送带上到第一次滑回传送带最远端所用的时间。
9.如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为θ,以速度v0逆时针匀速转动。
在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数μ10.如图所示,传送带长6m,与水平方向的夹角为37°,以5m/s的恒定速度向上运动。
一个质量为2kg的物块(可视为质点),沿平行于传送带方向以10m/s的速度滑上传送带,已知物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。
求:
(1)物块刚滑上传送带时的加速度大小;
(2)物块到达传送带顶端时的速度大小。