高一物理典型例题

PAGE35-高一物理必修1知识集锦及典型例题各部分知识网络（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。(四)共点力作用下物体的平衡：静止平衡状态物体的平衡匀速运动物体的平衡Fx合=0力的平衡条件：F合=0Fy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123456各计数点的速度/(m·s－1)0.500.700.901.10

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＝0C．μ1＝0，μ2＝0 D．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2－2－23A．F1增大 B．F1减小图2－2－23C．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＝mgcosθy轴FN＝mgcosθFµ＝µFn＝µmgcosθx轴由牛顿第二定律得F－Fµ－GX＝ma即F－µmgcosθ－mgsinθ＝maa＝＝＝2.4m/s25s内的位移x＝at2＝×2.4×52＝30m5s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）<mg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：FN—mg=maFN＝m（g+a）>mg弹力FN将大于mg，当人静止时，FN=mg答案：D说明在许多现实生活中，只要留心观察，就会看到超重或失重现象。例如竖直上抛的物体，无论是上升过程还是下降过程，都会出现失重现象。我国用新型运载火箭发射的“神舟号”宇宙飞船，无论是发射过程还是回收过程，都会出现超、失重现象。例题11解析：物体无初速地放在A端则它的初速度为0，而传送带以4m/s的速度匀速运动，所以物体一定要相对传送带向后滑动，故物体受到向右的滑动摩擦力的作用而向右加速运动，但物体由A到B一直都在加速吗？这就需要判断物体速度达到与传送带相同时物体是否到达B点。对木块受力分析如图竖直方向物体处于平衡状态，FN＝G所以F＝FN＝0.220＝4N由F＝ma得a＝F/m＝4/2＝2m/s2设经t速度达到4m/s则v＝att＝v/a＝4/2＝2s由X1＝＝所以在没有到达B点以前物体速度达到与传送带相同，剩余距离物体与传送带以相同速度匀速运行。X2＝X－X1＝vt1t1＝（X－X1）/v＝（20－4）/4＝4s木块由A端运动到B端所用的时间T＝t＋t1＝2＋4＝6s例题12解析：本题涉及两个物体，要求解这类动力学问题，首先要找到AB两个物体运动学量的联系。由图可知AB两物体在此过程中的位移差是B的长度L。对A受力如图竖直方向物体处于平衡状态，FN＝G，所以F＝FN＝0.2100＝20NF＝ma1a1＝F/m＝20/10＝2m/s2对B受力如图竖直方向物体处于平衡状态合力为0，F－F＝Ma2a2＝（F－F）/M＝（80－20）/20＝3m/s2则代入数据得t＝2s例题13【解析】当物体A与斜面体B相对静止且以较小的加速度向左做加速运动时，斜面体B对物体A的摩擦力沿斜面向上，当加速度达到a＝tanθ时，斜面体B对物体A的摩擦力为零，加速度再增大时，斜面体B对物体A的摩擦力沿斜面向下，故f先减小后增大，由平衡知识列方程求解可知FN增大，所以D正确．【答案】D例题14【解析】以A、B整体为研究对象，可知天花板与B间无摩擦，所以不能判断天花板和B物体之间是否光滑；以A为研究对象，A受力情况如图所示，由平衡条件可判断A一定受到B对它的摩擦力作用，所以A、B之间一定不光滑．【答案】BD例题15【解析】涂料滚受三个力的作用，重力、墙壁对涂料滚水平向左的弹力F2′、撑竿对涂料滚的推力F1，重力的大小方向确定，墙壁对涂料滚的弹力方向确定、粉刷工人站在离墙壁某一距离处缓缓上推涂料滚，涂料滚受力始终平衡，这三个力构成矢量三角形，使撑竿与墙壁间的夹角越来越小．则矢量图变化如图所示，由图可知，当使撑竿与墙壁间的夹角越来越小，F1、F2′均减小，F2和F2′等大反向，因此F1、F2均减小，故选B、D.【答案】BD例题16答案AD例题17答案：①电源应用低压交流电源②滑轮的位置应使拉线水平③小车应靠近打点计时器④木板应垫高右端平衡摩擦力.2011－2012学年第一学期高一物理期末试题一、选择题（1--10题只有一个正确答案3分×10=30分，11-15题有一个或多个正确答案4分×5=20分，共50分）1．一本书静止在水平桌面上。桌面对书的支持力的反作用力是()A．书对桌面的压力 B．书对地球的吸引力C．地球对书的吸引力 D．地面对桌子的支持力2、变速直线运动的平均速度是指（）A.运动物体的最大速度与最小速度的平均值B.运动物体的初速度与末速度的平均值C.运动物体的位移与所用时间的比值D.运动物体各时刻的瞬时速度的平均值3.关于加速度的概念，下列说法中正确的是()A.加速度表示速度的“增加”B.加速度表示速度的“变化”C.加速度表示速度变化的快慢D.加速度表示速度变化的大小4.汽车原来以大小为v的速度匀速度行驶，刹车时做加速度大小为a的匀减速直线运动，则t秒后其位移为（以汽车前进方向为正方向）()A.B.C.D.无法确定5．下列叙述中正确的是（）A.我们学过的物理量：速度、加速度、位移、路程都是矢量B.物体从静止开始下落的运动叫自由落体运动C.通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是弹力D.任何有规则形状的物体，它的重心一定与它的几何中心重合，且也一定在物体内6．关于惯性，下列说法中正确的是()A．同一汽车，速度越快，越难刹车，说明物体速度越大，惯性越大B．物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性C．乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球的惯性小的缘故D．同一物体在地球上比在月球上惯性大7．如图1所示，弹簧秤和细绳重力不计，不计一切摩擦，物体重G＝10N，弹簧秤A和B的读数分别为（）A．10N，0N B．10N，20NC．10N，10N D．20N，10N8．关于力与物体的运动状态之间的关系。以下说法中正确的是()A．牛顿第一运动定律说明了，只要运动状态发生变化的物体，必然受到外力的作用。B．在地面上滑行的物体只所以能停下来，是因为没有外力来维持它的运动状态。C．不受外力作用的物体，其运动状态不会发生变化，这是因为物体具有惯性。而惯性的大小与物体运动速度的大小有关。D．作用在物体上的力消失以后，物体运动的速度会不断减小。9．作用在同一物体上的三个共点力，大小分别为6N、3N和8N，其合力最小值为（）A.1NB.3NC.13ND.010．如图所示，在倾角为θ的斜面上，放一质量为m的光滑小球，小球被竖直挡板挡住，则球对挡板的压力为（）A.mgcosθB.mgtanθC.mg/cosθD.mg11．力F1单独作用于一物体时，使物体产生的加速度大小为a1＝2m/s2，力F2单独作用于同一物体时，使物体产生的加速度大小为a2＝4m/s2。当F1和F2共同作用于该物体时，物体具有的加速度大小可能是（） A．2m/s2 B．4m/s2C．6m/s2 D．8m12．如图所示，质量为50kg的某同学站在升降机中的磅秤上，某一时刻该同学发现磅秤的示数为40kg，则在该时刻升降机可能是以下列哪种方式运动？（）A.加速下降B.加速上升C.减速上升D.减速下降13．如图是A、B两物体同时由同一地点向同一方向做直线运动的v-t图象,从图象上可知()A．A做匀速运动,B做匀加速运动B．20s末A、B相遇C．20s末A、B相距最远D．40s末A、B相遇14．如图所示，用轻绳AO、BO系住一物体处于平衡状态，绳AO与竖直方向成一角度，绳BO水平。当绳子的悬点A缓慢向右移动时，BO始终保持水平，关于绳子AO和BO的拉力，下列说法中正确的是（）A.绳AO的拉力一直在减小B.绳AO的拉力先减小后增大

C.绳BO的拉力一直在减小D.绳BO的拉力先增大后减小15．如图所示，在光滑的桌面上有M、m两个物块，现用力F推物块m，使M、m两物块在桌上一起向右加速，则M、m间的相互作用力为：()A．B．C．若桌面的摩擦因数为，M、m仍向右加速，则M、m间的相互作用力为D．若桌面的摩擦因数为，M、m仍向右加速，则M、m间的相互作用力仍为橡皮条橡皮条固定点二、实验题（每空3分，共18分）16．（3分）如图所示，在“研究力的合成”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条。某同学认为在此过程中必须注意以下几项：A．两根细绳必须等长。B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上。C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行。D．保证两弹簧秤示数相等。其中正确的是。（填入相应的字母）17．（6分）如图所示，是某同学在“研究物体做匀变速直线运动规律”的实验中，在小车的牵引下用打点计时器打出的一条纸带，图中A、B、C、D、E是按打点先后顺序依次选取的计数点，相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。则小车运动的加速度大小a=m/s2，打纸带上C点时小车的瞬时速度大小vC=m/s．AABCDE1.503.906.308.70单位：cm18.（9分）某同学在探究牛顿第二定律的实验中，在物体所受合外力不变时，改变物体的质量，得到的数据如下表所示。实验次数物体质量m（kg）物体的加速度a（m/s2）物体质量的倒数1/m(1/kg)10.200.785.0020.400.382.5030.600.251.6740.800.201.2551.000.161.00a0(1)根据表中的数据，在图中所示的坐标中描出相应的实验数据点，并作出a－1/m图象。a0(2)由a－1/m图象，你得出的结论为。(3)物体受到的合力大约为。（结果保留两位有效数字）三、解答题（共32分）19.一个滑雪者，质量m=75kg,以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速下滑，山坡的倾角=30°，在t=5s的时间内滑下的路程x=60m,求滑雪者受到的阻力（包括摩擦力和空气阻力）。20．质量为m=2kg的木块，放在水平面上，它们之间的动摩擦因数μ=0.5，现对木块施F=20N的作用力，如图所示。木块运动4s后撤去力F直到木块停止运动（g=10）。求：（1）有推力作用时木块的加速度为多大？（2）撤去推力F时木块的速度为多大？（3）撤去推力F到停止运动过程中木块的加速度为多大？（4）木块在水平面上运动的总位移为多少？21．（分）如图所示，一小物体所受的重力为100N，用细线AC、BC和轻弹簧吊起，处于平衡状态。已知弹簧原长为1.5cm，劲度系数k=8000N/m，细线AC长为4cm，∠BAC=300，∠CBA=6022．如图所示，传送带与地面的倾角θ=37ｏ，从A到B的长度为16ｍ，传送带以V0=10m/s的速度逆时针转动。在传送带上端无初速的放一个质量为0.