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第1页(共1页)2024-2025学年上学期深圳高一物理期末模拟卷2一.选择题(共7小题,满分28分,每小题4分)1.(4分)(2021秋•建华区校级期中)2021年奥运会在日本举行。下列比赛中可把研究对象看成质点的是()A.研究苏炳添在百米跑比赛时的起跑技术 B.研究乒乓球女子单打冠军王曼昱的发球动作 C.研究女子10米板冠军全红婵的跳水动作 D.研究女子10米气步枪比赛中杨倩射出的子弹轨迹2.(4分)(2021秋•奉贤区校级期中)以下单位中属于国际基本单位的是()A.A B.J C.C D.V3.(4分)在对打点计时器打出的纸带进行分析时,我们可以从纸带上直接测量的物理量是()A.时间间隔 B.位移 C.平均速度 D.位置4.(4分)(2019秋•城厢区校级期中)水平横梁的一端A插在墙壁内,另一端装有一小滑轮B,一轻绳的一端固定在墙上,另一端跨过滑轮后挂着一质量为m=8kg的物体,并与横梁夹角为30°,如图所示,g=10m/s2,则滑轮受到的作用力为()A.40N B.403N C.80N D.803N5.(4分)(2021春•宁德期中)下列关于动量、动量变化量的说法中,正确的是()A.物体的动量越大,其惯性也越大 B.做匀速圆周运动的物体,其动量不变 C.物体的速度大小不变时,动量的变化量一定为零 D.做匀加速直线运动的物体,动量的变化量方向与运动方向相同6.(4分)(2023秋•南开区校级月考)一质点做加速度恒定的变速运动,初速度大小为2m/s,3秒末速度大小变为4m/s,则下列判断正确的是()A.速度变化量的大小可能大于2m/s B.速度变化量的大小可能小于2m/s C.加速度大小一定等于23D.加速度的方向一定与初速度方向相同7.(4分)(2023秋•农安县期中)2021年7月特大爆雨突降河南,全国各地的救援物资不断地运往灾区.某辆满载救援物资的卡车通过高速收费站的“ETC”全过程的速度随时间变化的关系如图所示,下列说法正确的是()A.“ETC”通道的长度为44m B.卡车通过通道时可视为质点 C.卡车减速和加速过程的加速度大小相等 D.卡车通过“ETC”全过程的平均速度为9m/s二.多选题(共3小题,满分18分,每小题6分)(多选)8.(6分)(2020秋•巴中期末)飞天揽月,奔月取壤,2020年11月24日4时30分,长征五号遥五运载火箭在文昌航天发射场点火升空,顺利将嫦娥五号探测器送入预定轨道,开启我国首次地外天体采样返回之旅。下列关于火箭在竖直方向加速起飞阶段的说法,正确的是()A.火箭处于超重状态 B.燃料燃烧推动空气,空气反作用力推动火箭升空 C.火箭发动机将燃料产生的气体向后推动,气体的反作用力推动火箭升空 D.保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落后,相对地面由静止下落(多选)9.(6分)(2022秋•峨山县校级期中)在不计空气阻力的情况下,某物体以30m/s的初速度从地面竖直上抛,重力加速度g取10m/s2,则下列判断正确的是()A.物体在第3s末上升到最高点 B.第2s末和第4s末物体的速度相同 C.前4s内物体的平均速度大小为10m/s D.前4s内物体的位移大小为50m(多选)10.(6分)(2021秋•回民区校级月考)一辆汽车以10m/s的速度做直线运动,某时刻开始以恒定的加速度刹车,第一个1s内位移为8m,汽车刹车的加速度小于10m/s2,下列说法正确的是()A.汽车的刹车的加速度大小为4m/s2 B.3s内汽车的位移为12m C.汽车在第2s内的位移是4m D.汽车在第3s内的平均速度是0.5m/s三.实验题(共2小题,满分16分)11.(6分)(2021秋•鄢陵县期中)在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验中。(1)小明同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行实验,根据测得的数据绘出如图所示的图象,根据图象,可计算得到弹簧甲的劲度系数为k甲=N/m(结果保留3位有效数字)。(2)从图象上看,图象上端为曲线,说明该同学没能完全按实验要求做,图象上端为曲线是因为,若要制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧(选填“甲”或“乙”)。12.(10分)(2022春•萨尔图区校级期末)(1)某实验小组做验证牛顿第二定律实验。实验小组中的小华用图所示装置做实验,图中带滑轮的长木板水平放置于桌面,拉力传感器可直接显示所受到的拉力大小。小华做实验时,下列操作必要且正确的是A.将长木板右端适当垫高,使小车能自由匀速滑动B.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录传感器的示数C.改变砂和砂桶质量,打出几条纸带D.用天平测出砂和砂桶的质量E.为了减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量(2)实验小组中的小明如图所示的实验装置来做实验。①小明同学平衡了摩擦力后,以砂和砂桶的重力为F,在小车质量M保持不变情况下,不断往桶里加砂,砂的质量最终达到13M,测小车加速度a,作a﹣F的图象。下列图线正确的是②图为上述实验中打下的一条纸带,A点为小车刚释放时打下的起始点,每两点间还有四个计时点未画出,打点计时器的频率为50Hz,则C点的速度为m/s,小车的加速度为m/s2.(以上两空均保留一位有效数字)四.解答题(共3小题,满分38分)13.(10分)(2020秋•海珠区校级月考)如图所示,人重500N,物体重200N,地面粗糙,当人用100N的力向下拉绳子时,人和物体均处于静止状态,拉物体的绳与水平面夹30°角,求:(1)人对地面的压力的大小和方向;(2)物体对地面的压力的大小和方向。14.(12分)(2024秋•越秀区校级期中)某小组用满刻度50cm的直尺测量反应时间。某次实验时,一名同学用手捏住直尺的顶端0cm处(如图甲),另一名同学(受测人)在下方用手做捏住直尺的准备(对应直尺刻度50cm处)。当受测人看到上方的手放开直尺时,就立即捏住直尺,对应直尺刻度30cm处(如图乙)。求(取重力加速度g=10m/s2,结果保留均两位有效数字):(1)受测人的反应时间;(2)下方的手捏住直尺前瞬间直尺的速度大小;(3)若把直尺上的长度刻度直接标注为时间刻度,这把直尺就变为“人的反应时间测量尺”,可以粗略测量人的反应时间。请你说出该尺子上的时间刻度是否均匀,并分析原因。15.(16分)(2023秋•高新区校级月考)如图所示,传送带与地面倾角θ=37°,从A到B长度为15.25m,传送带以5m/s的速度逆时针转动。在传送带上端A无初速地放一个质量为m=0.8kg的黑色煤块,它与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5,煤块在传送带上经过会留下黑色划痕。已知(sin37°=0.6,cos37°=0.8),g=10m/s2。求:(1)煤块从A到B运动的时间;(2)煤块从A到B的过程中传送带上形成划痕的长度。
2024-2025学年上学期深圳高一物理期末典型卷2参考答案与试题解析一.选择题(共7小题,满分28分,每小题4分)1.(4分)(2021秋•建华区校级期中)2021年奥运会在日本举行。下列比赛中可把研究对象看成质点的是()A.研究苏炳添在百米跑比赛时的起跑技术 B.研究乒乓球女子单打冠军王曼昱的发球动作 C.研究女子10米板冠军全红婵的跳水动作 D.研究女子10米气步枪比赛中杨倩射出的子弹轨迹【考点】质点.【专题】定性思想;推理法;直线运动规律专题;理解能力.【答案】D【分析】明确物体可视为质点的条件,知道当物体的大小和形状在研究的问题中能忽略,物体可以看成质点。【解答】解:A、研究苏炳添在百米跑比赛时的起跑技术时,运动员的大小和形状不能忽略,不能看成质点,故A错误;B、研究乒乓球女子单打冠军王曼昱的发球动作,运动员的大小和形状不能忽略,不能看成质点,故B错误;C、研究运动员的跳水动作时,运动员的大小和形状不能忽略,不能看成质点,故C错误;D、研究子弹轨迹时,子弹的大小和形状能忽略,可以看成质点,故D正确。故选:D。【点评】解决本题的关键是物体看成质点的条件,关键看物体的大小和形状在所研究的问题中能否忽略。2.(4分)(2021秋•奉贤区校级期中)以下单位中属于国际基本单位的是()A.A B.J C.C D.V【考点】力学单位制与单位制.【专题】定性思想;推理法;牛顿运动定律综合专题;理解能力.【答案】A【分析】国际单位制规定了七个基本物理量.分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量.它们的在国际单位制中的单位称为基本单位,而物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位。【解答】解:A.电流的单位安(A)是国际单位制(简称SI)中基本单位,故A正确;BCD.J、C和V都是导出单位,故BCD错误。故选:A。【点评】国际单位制规定了七个基本物理量,这七个基本物理量分别是谁,它们在国际单位制分别是谁,这都是需要牢记的。3.(4分)在对打点计时器打出的纸带进行分析时,我们可以从纸带上直接测量的物理量是()A.时间间隔 B.位移 C.平均速度 D.位置【考点】打点计时器打出纸带的数据处理.【专题】实验题;实验探究题;定性思想;推理法;直线运动规律专题;实验探究能力.【答案】B【分析】了解打点计时器的原理和具体使用,知道纸带处理的基本方法。【解答】解:AD、时间间隔和位置是纸带上直接记录的物理量,无需测量,故AD错误;B、位移是利用刻度尺直接测量获得的物理量,故B正确;C、平均速度是利用记录的时间和直接测量的位移,借助公式间接获得的物理量,故C错误。故选:B。【点评】对于基本仪器的使用,我们不仅从理论上学习它,还要从实践上去了解它,通过实践加深对基本仪器的理解和应用。4.(4分)(2019秋•城厢区校级期中)水平横梁的一端A插在墙壁内,另一端装有一小滑轮B,一轻绳的一端固定在墙上,另一端跨过滑轮后挂着一质量为m=8kg的物体,并与横梁夹角为30°,如图所示,g=10m/s2,则滑轮受到的作用力为()A.40N B.403N C.80N D.803N【考点】共点力的平衡问题及求解;力的合成与分解的应用.【专题】定量思想;推理法;共点力作用下物体平衡专题;推理论证能力.【答案】C【分析】本题关键之处,就是水平横梁是插入竖直墙壁里,滑轮位置不变,而跨过光滑滑轮的轻绳上张力大小是处处相等,所以滑轮对绳子的作用力应该是两段细绳拉力的合力反方向。【解答】解:由题意可得,对绳B点受力分析:滑轮受到绳子的作用力应为图中两段绳中拉力F1和F2的合力,因同一根绳张力处处相等,都等于物体的重量,即F1=F2=G=mg=8×10N=80N。用平行四边形定则作图,由于拉力F1和F2的夹角为120°,则有合力F=80N,所以滑轮受绳的作用力为80N,方向与水平方向成30°角斜向下,故C正确,ABD错误。故选:C。【点评】本题利用平行四边形定则求两力的合力;并突出了绳的弹力一定沿绳收缩方向,而杆的弹力方向不一定沿杆的特征。5.(4分)(2021春•宁德期中)下列关于动量、动量变化量的说法中,正确的是()A.物体的动量越大,其惯性也越大 B.做匀速圆周运动的物体,其动量不变 C.物体的速度大小不变时,动量的变化量一定为零 D.做匀加速直线运动的物体,动量的变化量方向与运动方向相同【考点】动量定理的内容和应用;惯性与质量;动量的定义、单位及性质.【专题】定量思想;推理法;动量定理应用专题;推理论证能力.【答案】D【分析】动量与质量速度都有关,惯性只与质量有关;动量是矢量,有大小也有方向,速度大小方向均不变才是动量不变。【解答】解:A、惯性只与质量有关,质量越大惯性越大,故A错误;BC、动量是矢量,方向与速度方向相同,匀速圆周运动速度大小不变,但是方向一直在变化,动量一直在变化,故BC错误;D、根据Δp=mΔv可得,动量变化量与速度变化量的方向一致,匀加速直线运动速度变化量与速度方向相同,及动量变化量与速度方向相同,故D正确;故选:D。【点评】本题考查动量的基础,较为简单。6.(4分)(2023秋•南开区校级月考)一质点做加速度恒定的变速运动,初速度大小为2m/s,3秒末速度大小变为4m/s,则下列判断正确的是()A.速度变化量的大小可能大于2m/s B.速度变化量的大小可能小于2m/s C.加速度大小一定等于23D.加速度的方向一定与初速度方向相同【考点】加速度的定义、表达式、单位及物理意义.【专题】定量思想;推理法;直线运动规律专题;推理论证能力.【答案】A【分析】根据题意可知速度的变化量,结合加速度的定义式分析即可。【解答】解:由于速度是矢量,有大小、方向,故末速度的方向可能与初速度方向一致,也有可能与初速度方向相反。当3s末的速度方向与初速度方向相同,则速度的变化量为:Δv=v﹣v0=(4﹣2)m/s=2m/s根据加速度定义式可得:a=当3s末的速度方向与初速度方向相反,则速度的变化量为:Δv′=v﹣v0=(﹣4﹣2)m/s=﹣6m/s负号表示方向,加速度为:a即加速度方向与速度变化量的方向相同,但是加速度的方向可能与初速度方向相同,也可能相反。故A正确,BCD错误;故选:A。【点评】解题关键是能够正确求解速度的变化量,掌握加速度的定义式;注意速度是矢量,并且初末速度的方向不一定相同。7.(4分)(2023秋•农安县期中)2021年7月特大爆雨突降河南,全国各地的救援物资不断地运往灾区.某辆满载救援物资的卡车通过高速收费站的“ETC”全过程的速度随时间变化的关系如图所示,下列说法正确的是()A.“ETC”通道的长度为44m B.卡车通过通道时可视为质点 C.卡车减速和加速过程的加速度大小相等 D.卡车通过“ETC”全过程的平均速度为9m/s【考点】复杂的运动学图像问题.【专题】定量思想;推理法;运动学中的图象专题;推理论证能力.【答案】D【分析】根据v﹣t图像与时间轴所围的面积表示位移,由几何知识求出位移,再求平均速度;v﹣t图像的斜率表示加速度;当物体的形状和大小相对问题不可忽略时,物体不可以视为质点。【解答】解:A、v﹣t图像与时间轴围成的面积表示位移,则收费站“ETC”通道的长度为x=12(20+4)×1.5m+1.5×4m+12(20+4)×1.0m=B、卡车相对关卡,长度不可忽略,所以通过通道时不可视为质点,故B错误;C、v﹣t图像的斜率表示加速度,卡车加速的加速度大小为a1=ΔvΔt=20-41.5m/s2=323m/s2,卡车减速的加速度大小为a2=ΔvD、该卡车通过“ETC”通道的平均速度大小等于“ETC”通道的长度与时间的比值,为v=xt=364故选:D。【点评】解决本题的关键要知道v﹣t图像的斜率表示加速度、v﹣t图像与时间轴所围的面积表示位移,运用几何知识求解位移。二.多选题(共3小题,满分18分,每小题6分)(多选)8.(6分)(2020秋•巴中期末)飞天揽月,奔月取壤,2020年11月24日4时30分,长征五号遥五运载火箭在文昌航天发射场点火升空,顺利将嫦娥五号探测器送入预定轨道,开启我国首次地外天体采样返回之旅。下列关于火箭在竖直方向加速起飞阶段的说法,正确的是()A.火箭处于超重状态 B.燃料燃烧推动空气,空气反作用力推动火箭升空 C.火箭发动机将燃料产生的气体向后推动,气体的反作用力推动火箭升空 D.保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落后,相对地面由静止下落【考点】超重与失重的概念、特点和判断;牛顿第三定律的理解与应用.【专题】学科综合题;定性思想;推理法;牛顿运动定律综合专题;推理论证能力.【答案】AC【分析】明确火箭运动过程受力情况,知道作用力和反作用力的性质。知道加速度向上时物体处于超重状态,而加速度向下时物体处于失重状态。【解答】解:A、火箭加速向上,故处于超重状态,故A正确;BC、火箭受到重力和空气阻力以及内部燃料喷出时的作用力作用,燃料燃烧向下喷气,喷出的气体的反作用力推动火箭升空,故B错误,C正确;D、保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落后,由于具有向上的速度,故做竖直上抛运动,故D错误。故选:AC。【点评】该题考查了牛顿第三定律、超重和失重以及竖直上抛运动的基本性质,要注意掌握火箭上升原因是受到气流的反作用力。(多选)9.(6分)(2022秋•峨山县校级期中)在不计空气阻力的情况下,某物体以30m/s的初速度从地面竖直上抛,重力加速度g取10m/s2,则下列判断正确的是()A.物体在第3s末上升到最高点 B.第2s末和第4s末物体的速度相同 C.前4s内物体的平均速度大小为10m/s D.前4s内物体的位移大小为50m【考点】竖直上抛运动的规律及应用;平均速度(定义式方向).【专题】定量思想;推理法;直线运动规律专题;推理论证能力.【答案】AC【分析】竖直上抛运动是初速度向上,加速度向下的匀变速直线运动,对上升和下降的整个过程列式求解比较简便。【解答】解:A、根据速度—时间公式:v=v0﹣gt,可知上升的最高点的时间:t=v0g=3010B、根据速度—时间公式:v=v0﹣gt,可知第2s末的速度为:v2=v0﹣gt2=30m/s﹣10×2m/s=10m/s,第4s末的速度为:v4=v0﹣gt4=30m/s﹣10×4m/s=﹣10m/s,所以第2s末到第4s末物体的速度大小相同,方向相反,故B错误;C、竖直上抛运动是初速度向上,加速度向下的匀变速直线运动,而对于匀变速直线运动,某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度,故前4s内的平均速度等于第2s末的瞬时速度,故:v=v2=v0﹣gt=30m/s﹣10×2m/s=10m/s,故CD、根据平均速度公式,前4s位移为:x4=vt4=10×4m=故选:AC。【点评】本题关键是要把竖直上抛运动的上升和下降的整个过程看成匀变速直线运动进行处理,而不能分段处理,否侧将使问题复杂化。(多选)10.(6分)(2021秋•回民区校级月考)一辆汽车以10m/s的速度做直线运动,某时刻开始以恒定的加速度刹车,第一个1s内位移为8m,汽车刹车的加速度小于10m/s2,下列说法正确的是()A.汽车的刹车的加速度大小为4m/s2 B.3s内汽车的位移为12m C.汽车在第2s内的位移是4m D.汽车在第3s内的平均速度是0.5m/s【考点】匀变速直线运动位移与时间的关系;平均速度(定义式方向).【专题】定量思想;方程法;直线运动规律专题;理解能力.【答案】ACD【分析】根据匀变速直线运动的位移—时间公式得出汽车刹车的加速度,结合速度—时间公式求出汽车速度减为零的时间,判断汽车是否停止,再结合位移公式求出汽车的位移.【解答】解:A、根据x1=v0t1+12atB、汽车速度减为零的时间t0=0-v0a=-10-4C、根据Δx=aT2得第2s内的位移x2=xD、第3s内的位移等于最后0.5s内的位移,采用逆向思维x'=12at'2故选:ACD。【点评】本题考查了运动学中的刹车问题,知道汽车速度减为零后不再运动,结合运动学公式灵活求解.三.实验题(共2小题,满分16分)11.(6分)(2021秋•鄢陵县期中)在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验中。(1)小明同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行实验,根据测得的数据绘出如图所示的图象,根据图象,可计算得到弹簧甲的劲度系数为k甲=66.7N/m(结果保留3位有效数字)。(2)从图象上看,图象上端为曲线,说明该同学没能完全按实验要求做,图象上端为曲线是因为弹力过大,超过弹簧的弹性限度,若要制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧甲(选填“甲”或“乙”)。【考点】探究弹簧弹力与形变量的关系.【专题】定量思想;实验分析法;弹力的存在及方向的判定专题;实验探究能力.【答案】(1)66.7;(2)弹力过大,超过弹簧的弹性限度;甲。【分析】(1)根据图象即可求出弹簧的劲度系数;(2)弹簧测力计的基本制作原理是,在弹性限度内,弹簧的伸长与拉力成正比。在分析具体数据时,一定要注意弹簧的伸长量与拉力的比值是否始终相等,如果一旦不相等,说明它有可能超过了弹性限度;在施加相同拉力的情况下,伸长越明显的弹簧,测量会越精确,伸长越不明显的弹簧,一般量程会更大,我们可以根据需要来进行选择。【解答】解:(1)该图象中纵坐标为伸长量,横坐标为拉力,根据胡克定律得图象斜率的倒数为劲度系数,由此可求出k甲=ΔFΔx=4-06-0N/cm(2)图象上端向上弯曲的原因是超出了弹簧得弹性限度;从图象上可以看出甲的斜率大于乙的斜率,所以甲的劲度系数较小,因此其精度高,所以应选弹簧甲。故答案为:(1)66.7;(2)弹力过大,超过弹簧的弹性限度;甲。【点评】弹簧测力计的原理是在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比。对于实验问题,我们要充分利用图象处理实验数据来减少偶然误差。12.(10分)(2022春•萨尔图区校级期末)(1)某实验小组做验证牛顿第二定律实验。实验小组中的小华用图所示装置做实验,图中带滑轮的长木板水平放置于桌面,拉力传感器可直接显示所受到的拉力大小。小华做实验时,下列操作必要且正确的是ABCA.将长木板右端适当垫高,使小车能自由匀速滑动B.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录传感器的示数C.改变砂和砂桶质量,打出几条纸带D.用天平测出砂和砂桶的质量E.为了减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量(2)实验小组中的小明如图所示的实验装置来做实验。①小明同学平衡了摩擦力后,以砂和砂桶的重力为F,在小车质量M保持不变情况下,不断往桶里加砂,砂的质量最终达到13M,测小车加速度a,作a﹣F的图象。下列图线正确的是C②图为上述实验中打下的一条纸带,A点为小车刚释放时打下的起始点,每两点间还有四个计时点未画出,打点计时器的频率为50Hz,则C点的速度为0.8m/s,小车的加速度为4m/s2.(以上两空均保留一位有效数字)【考点】探究加速度与力、质量之间的关系.【专题】定量思想;推理法;牛顿运动定律综合专题;实验探究能力.【答案】见试题解答内容【分析】(1)本实验需要平衡摩擦力;打点计时器要“早来晚走”,即实验开始时先接通打点计时器的电源;有拉力传感器,不需要测量小桶质量,也不需要满足M>>m。(2)①实验时平衡了摩擦力,则图象过原点;最后砂桶的质量不是远小于小车的质量,图线将出现弯曲。②利用平均速度求瞬时速度;利用逐差法求加速度。【解答】解:(1)A、实验前要平衡摩擦力,将长木板右端适当垫高,使小车能自由匀速滑动,故A正确;B、为充分利用纸带,小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录传感器的示数,故B正确;C、为得出普遍规律,改变砂和砂桶质量,打出几条纸带,故C正确;D、小车受到的拉力可由拉力传感器测出来,不需要用天平测出砂和砂桶的质量,故D错误;E、小车受到的拉力可以由拉力传感器测出,实验中不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量,故E错误。故选:ABC。(2)①实验时平衡了摩擦力,则图象过原点;但是最后砂桶的质量不是远小于小车的质量,则图线将出现弯曲,故C正确。②由于每两个计数点间还有四个计时点未画出,纸带上面每打一点的时间间隔是0.1s。根据匀变速直线运动的推论,一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则C点的速度为:vc根据匀变速直线运动的推论公式Δx=aT2可得:a=ΔxT故答案为:(1)ABC,(2)C,(3)0.8,4。【点评】解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项,尤其是理解平衡摩擦力和M>>m的操作和要求的含义。四.解答题(共3小题,满分38分)13.(10分)(2020秋•海珠区校级月考)如图所示,人重500N,物体重200N,地面粗糙,当人用100N的力向下拉绳子时,人和物体均处于静止状态,拉物体的绳与水平面夹30°角,求:(1)人对地面的压力的大小和方向;(2)物体对地面的压力的大小和方向。【考点】共点力的平衡问题及求解;力的合成与分解的应用.【专题】学科综合题;定量思想;推理法;共点力作用下物体平衡专题;推理论证能力.【答案】(1)人对地面的压力的大小为400N,方向竖直向下。(2)物体对地面的压力的大小为150N,方向竖直向下。【分析】(1)以人为研究对象,根据平衡条件求出地面对人的支持力,由牛顿第三定律得到人对地面的压力的大小与方向;(2)以物体为研究对象,物体处于静止状态,受力平衡,分析受力情况,作出力图,根据平衡条件求解地面对物体的支持力,再根据牛顿第三定律得到物体对地面的压力。【解答】解:(1)对人受力分析,由平衡条件得:FT+FN=G代入数据解得:FN=400N由牛顿第三定律可知人对地面的压力大小为400N,方向竖直向下(2)对物体受力分析如图所示:将FT正交分解,由平衡条件得:FTsinθ+FN=G'解得:FN=150N由牛顿第三定律可知物体对地面的压力大小为150N,方向竖直向下。答:(1)人对地面的压力的大小为400N,方向竖直向下。(2)物体对地面的压力的大小为150N,方向竖直向下。【点评】该题考查了共点力的平衡问题,首先要选择研究对象,其次要正确分析物体的受力情况,画出受力示意图,这是解题的关键。14.(12分)(2024秋•越秀区校级期中)某小组用满刻度50cm的直尺测量反应时间。某次实验时,一名同学用手捏住直尺的顶端0cm处(如图甲),另一名同学(受测人)在下方用手做捏住直尺的准备(对应直尺刻度50cm处)。当受测人看到上方的手放开直尺时,就立即捏住直尺,对应直尺刻度30cm处(如图乙)。求(取重力加速度g=10m/s2,结果保留均两位有效数字):(1)受测人的反应时间;(2)下方的手捏住直尺前瞬间直尺的速度大小;(3)若把直尺上的长度刻度直接标注为时间刻度,这把直尺就变为“人的反应时间测量尺”,可以粗略测量人的反应时间。请你说出该尺子上的时间刻度是否均匀,并分析原因。【考点】自由落体运动的规律及应用.【专题】计算题;学科综合题;定量思想;推理法;自由落体运动专题;推理论证能力.【答案】(1)受测人的反应时间为0.20s;(2)下方的手捏住直尺前瞬间直尺的速度大小为2.0m/s;(3)不均匀,原因见解析。【分析】(1)根据自由落体运动的位移公式,即可推导反应时间表达式;代入数据,从而即可求解反应时间;(2)根据自由落体运动速度—时间关系可求手捏住直尺前瞬间直尺的速度大小;(3)根据匀变速直线运动的规律分析相等时间间隔内位移的变化规律判断即可。【解答】解:(1)由题可知,直尺下降的高度为:h=50cm﹣30cm=20cm=0.20m,由自由落体运动规律可得:h=12(2)下方的手捏住直尺前瞬间直尺的速度大小约为:v=gt=10×0.20m/s=2.0m/s;(3)不均匀。尺子在竖直方向做匀加速直线运动,速度随着时间均匀增大,故相同时间内运动的位移逐渐增大,所以时间刻度是从下端到上端越来越稀疏,所以尺子上的时间刻度是不均匀的。答:(1)受测人的反应时间为0.20s;(2)下方的手捏住直尺前瞬间直尺的速度大小为2.0m/s;(3)不均匀,原因见解析。【点评】考查自由落体运动的规律,掌握位移与时间关系式,理解实验原理,为提高准确度作下基础,同时注意有效数字。15.(16分)(2023秋•高新区校级月考)如图所示,传送带与地面倾角θ=37°,从A到B长度为15.25m,传送带以5m/s的速度逆时针转动。在传送带上端A无初速地放一个质量为m=0.8kg的黑色煤块,它与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5,煤块在传送带上经过会留下黑色划痕。已知(sin37°=0.6,cos37°=0.8),g=10m/s2。求:(1)煤块从A到B运动的时间;(2)煤块从A到B的过程中传送带上形成划痕的长度。【考点】水平传送带模型;匀变速直线运动位移与时间的关系;牛顿第二定律的简单应用.【专题】计算题;学科综合题;定量思想;推理法;牛顿运动定律综合专题;推理论证能力;模型建构能力.【答案】(1)煤块从A到B运动的时间为2.5s;(2)煤块从A到B的过程中传送带上形成划痕的长度为4m。【分析】(1)对煤块受力分析,根据牛顿第二定律求解其加速度,根据运动学公式求解其加速时间和加速位移,煤块与传送带共速后,判断煤块是否能与传送带一起做匀速直线运动,根据运动学公式求解煤块运动的时间;(2)根据位移—时间公式求解煤块的位移,进而求解煤块与传送带的相对位移,即为划痕长度,注意两段划痕有重合,要取较长的一段。【解答】解:(1)开始阶段,由牛顿第二定律得mgsinθ+μmgcosθ=ma1所以a1=gsinθ+μgcosθ可得a1煤块加速至与传送带速度相等时需要的时间为t1=va1煤块加速至与传送带速度相等时,煤块的位移为x1=12a因1.25m<15.25m,所以煤块加速到5m/s时仍未到达B点,此时摩擦力方向改变。第二阶段有mgsinθ﹣μmgcosθ=ma2所以得a2设第二阶段煤块滑动到B的时间为t2,则LAB解得t2=2s煤块从A到B的时间t=t1+t2解得:t=2.5s(2)第一阶段煤块的速度小于皮带速度,煤块相对皮带向上移动,煤块与皮带的相对位移大小为Δx1=vt1﹣x1解得:Δx1=1.25m故煤块相对于传送带上移1.25m。第二阶段煤块的速度大于皮带速度,煤块相对皮带向下移动,煤块相对于皮带的位移大小为Δx2=(LAB﹣x1)﹣vt2解得Δx2=4m即煤块相对传送带下移4m。故传送带表面留下黑色炭迹的长度为s=Δx2=4m答:(1)煤块从A到B运动的时间为2.5s;(2)煤块从A到B的过程中传送带上形成划痕的长度为4m。【点评】本题考查传送带问题,解题关键是分析好煤块的运动情况和受力情况,注意煤块与传送带共速后,要判断煤块能否与传送带一起做匀速直线运动,注意两段过程划痕重合。
考点卡片1.质点【知识点的认识】(1)定义:用来代替物体的有质量的点.①质点是用来代替物体的具有质量的点,因而其突出特点是“具有质量”和“占有位置”,但没有大小,它的质量就是它所代替的物体的质量.②质点没有体积或形状,因而质点是不可能转动的.任何转动的物体在研究其自转时都不可简化为质点.③质点不一定是很小的物体,很大的物体也可简化为质点.同一个物体有时可以看作质点,有时又不能看作质点,要具体问题具体分析.(2)物体可以看成质点的条件:如果在研究的问题中,物体的形状、大小及物体上各部分运动的差异是次要或不起作用的因素,就可以把物体看做一个质点.(3)突出主要因素,忽略次要因素,将实际问题简化为物理模型,是研究物理学问题的基本思维方法之一,这种思维方法叫理想化方法.质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型.【命题方向】(1)第一类常考题型是对具体事例进行分析:在物理学研究中,有时可以把物体看成质点,则下列说法中正确的是()A.研究乒乓球的旋转,可以把乒乓球看成质点B.研究车轮的转动,可以把车轮看成质点C.研究跳水运动员在空中的翻转,可以把运动员看成质点D.研究地球绕太阳的公转,可以把地球看成质点分析:当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时,我们就可以把它看成质点,根据把物体看成质点的条件来判断即可.解答:A、研究乒乓球的旋转时,不能把乒乓球看成质点,因为看成质点的话,就没有旋转可言了,所以A错误.B、研究车轮的转动是,不能把车轮看成质点,因为看成质点的话,就没有转动可言了,所以B错误.C、研究跳水运动员在空中的翻转时,不能看成质点,把运动员看成质点的话,也就不会翻转了,所以C错误.D、研究地球绕太阳的公转时,地球的大小对于和太阳之间的距离来说太小,可以忽略,所以可以把地球看成质点,所以D正确.故选D.点评:考查学生对质点这个概念的理解,关键是知道物体能看成质点时的条件,看物体的大小体积对所研究的问题是否产生影响,物体的大小体积能否忽略.(2)第二类常考题型是考查概念:下列关于质点的说法中,正确的是()A.质点是一个理想化模型,实际上并不存在,所以,引入这个概念没有多大意义B.只有体积很小的物体才能看作质点C.凡轻小的物体,皆可看作质点D.如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时,即可把物体看作质点分析:物体可以看成质点的条件是物体的大小体积对所研究的问题是否产生影响,同一个物体在不同的时候,有时可以看成质点,有时不行,要看研究的是什么问题.解答:A、质点是一个理想化模型,实际上并不存在,引入这个概念可以简化我们分析的问题,不是没有意义,所以A错误;B、体积大的物体也可以看做质点,比如地球,所以B错误;C、轻小的物体,不一定可以看做质点,要看它的形状对分析的问题有没有影响,所以C错误;D、如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时,即可把物体看作质点,所以D正确.故选:D.点评:考查学生对质点这个概念的理解,关键是知道物体能看成质点时的条件,看物体的大小体积对所研究的问题是否产生影响,物体的大小体积能否忽略.【解题方法点拨】理想模型及其在科学研究中的作用在自然科学的研究中,“理想模型”的建立,具有十分重要的意义.第一,引入“理想模型”的概念,可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差.把现实世界中,有许多实际的事物与这种“理想模型”十分接近.在一定的场合、一定的条件下,作为一种近似,可以把实际事物当作“理想模型”来处理,即可以将“理想模型”的研究结果直接地应用于实际事物.例如,在研究地球绕太阳公转的运动的时候,由于地球与太阳的平均距离(约为14960万公里)比地球的半径(约为6370公里)大得多,地球上各点相对于太阳的运动可以看做是相同的,即地球的形状、大小可以忽略不计.在这种场合,就可以直接把地球当作一个“质点”来处理.在研究炮弹的飞行时,作为第一级近似,可以忽略其转动性能,把炮弹看成一个“质点”;作为第二级近似,可以忽略其弹性性能,把炮弹看成一个“刚体”.在研究一般的真实气体时,在通常的温度和压强范围内,可以把它近似地当作“理想气体”,从而直接地运用“理想气体”的状态方程来处理.第二,对于复杂的对象和过程,可以先研究其理想模型,然后,将理想模型的研究结果加以种种的修正,使之与实际的对象相符合.这是自然科学中,经常采用的一种研究方法.例如:“理想气体”的状态方程,与实际的气体并不符合,但经过适当修正后的范德瓦尔斯方程,就能够与实际气体较好地符合了.第三,由于在“理想模型”的抽象过程中,舍去了大量的具体材料,突出了事物的主要特性,这就更便于发挥逻辑思维的力量,从而使得“理想模型”的研究结果能够超越现有的条件,指示研究的方向,形成科学的预见.例如:在固体物理的理论研究中,常常以没有“缺陷”的“理想晶体”作为研究对象.但应用量子力学对这种“理想晶体”进行计算的结果,表明其强度竟比普通金属材料的强度大一千倍.由此,人们想到:既然“理想晶体”的强度应比实际晶体的强度大一千倍,那就说明常用金属材料的强度之所以减弱,就是因为材料中有许多“缺陷”的缘故.如果能设法减少这种“缺陷”,就可能大大提高金属材料的强度.后来,实践果然证实了这个预言.人们沿着这一思路制造出了若干极细的金属丝,其强度接近于“理想晶体”的强度,称之为“金胡须”.总之,由于客观事物具有质的多样性,它们的运动规律往往是非常复杂的,不可能一下子把它们认识清楚.而采用理想化的客体(即“理想模型”)来代替实在的客体,就可以使事物的规律具有比较简单的形式,从而便于人们去认识和掌握它们.2.平均速度(定义式方向)【知识点的认识】1.定义:平均速度是描述作变速运动物体运动快慢的物理量.一个作变速运动的物体,如果在一段时间t内的位移为s,则我们定义v=s2.平均速度和平均速率的对比:平均速度=【命题方向】例1:一个朝着某方向做直线运动的物体,在时间t内的平均速度是v,紧接着t2内的平均速度是v2A.vB.23vC.34vD.分析:分别根据v=解:物体的总位移x=vt+v2×t2=5vt4,则这段时间内的平均速度v=故选D.点评:解决本题的关键掌握平均速度的定义式v=【解题思路点拨】定义方向意义对应平均速度运动质点的位移与时间的比值有方向,矢量粗略描述物体运动的快慢某段时间(或位移)平均速率运动质点的路程与时间的比值无方向,标量粗略描述物体运动的快慢某段时间(或路程)3.加速度的定义、表达式、单位及物理意义【知识点的认识】(1)加速度的定义:加速度是表示速度改变快慢的物理量,它等于速度的改变量跟发生这一改变量所用时间的比值,定义式:a=△v(2)加速度单位:在国际单位制中是:米/秒2,读作“米每两次方秒”符号是m/s2(或m•s﹣2).常用单位还有厘米/秒2(cm/s2)等.(3)加速度是矢量,在变速直线运动中,若加速度的方向与速度方向相同,则质点做加速运动;若加速度的方向与速度方向相反,则质点做减速运动.(4)加速度和速度的区别:①它们具有不同的含义:加速度描述的是速度改变的快慢,速度描述的是位移改变的快慢;②速度大,加速度不一定大;加速度大速度不一定大,速度变化量大,加速度不一定大.加速度为零,速度可以不为零;速度为零,加速度可以不为零.【命题方向】例1:对加速度的概念的理解下列关于加速度的说法中,正确的是()A.加速度越大,速度变化越大B.加速度越大,速度变化越快C.加速度的方向和速度方向一定相同D.物体速度不变化,而加速度可以变化很大分析:根据加速度的定义式a=△v解答:AB、加速度等于速度的变化率,加速度越大,则物体的速度变化率大,即速度变化越快,而不是速度变化越大.故A错误,B正确;C、加速度的方向与速度变化方向相同,可能与速度方向相同,也可能与速度方向相反.故C错误;D、物体的速度不变化,加速度一定为零,故D错误;故选:B.点评:本题考查对加速度的物理意义理解能力,可以从数学角度加深理解加速度的定义式a=△v例2:加速度与速度的关系一个做变速直线运动的物体,加速度逐渐减小,直至为零,那么该物体运动的情况可能是()A.速度不断增大,加速度为零时,速度最大B.速度不断减小,加速度为零时,速度最小C.速度的变化率越来越小D.速度一定是越来越小分析:根据物体的加速度表示速度变化的快慢,与速度大小无关,分析物体可能的运动情况.解答:A、若加速度方向与速度方向相同,加速度逐渐变小时,速度仍不断增大,当加速度减为零时,物体做匀速直线运动,速度达到最大.比如汽车以额定功率在平直的公路上起动过程.故A正确;B、若加速度方向与速度方向相反,速度不断减小,当加速度减为零时,物体做匀速直线运动,速度达到最小.这种运动是可能的.故B正确;C、加速度减小,物体的速度变化一定越来越慢,变化率越来越小.故C正确;D、由于加速度与速度方向的关系未知,加速度减小,速度不一定减小.故D错误.故选:ABC.点评:本题考查对加速度与速度关系的理解能力,加速度减小,速度不一定减小.【知识点的应用及延伸】1.速度v、速度变化量△v、加速度a的比较:v△va定义式stvt﹣v0vt意义表示运动的快慢表示速度改变了多少表示速度改变的快慢大小位移与时间的比值位置对时间的变化率△v=vt﹣v0速度改变与时间的比值速度对时间的变化率方向质点运动的方向可能与v0方向相同也可能与v0方向相反与△v方向相同单位m/sm/sm/s2与时间的关系与时刻对应状态量与时间间隔对应过程量瞬时加速度对应时刻平均加速度对应时间4.匀变速直线运动位移与时间的关系【知识点的认识】(1)匀变速直线运动的位移与时间的关系式:x=v0t+12at(2)公式的推导①利用微积分思想进行推导:在匀变速直线运动中,虽然速度时刻变化,但只要时间足够小,速度的变化就非常小,在这段时间内近似应用我们熟悉的匀速运动的公式计算位移,其误差也非常小,如图所示。②利用公式推导:匀变速直线运动中,速度是均匀改变的,它在时间t内的平均速度就等于时间t内的初速度v0和末速度v的平均值,即v=v0+vt2.结合公式x=vt和v=vt+at可导出位移公式:x(3)匀变速直线运动中的平均速度在匀变速直线运动中,对于某一段时间t,其中间时刻的瞬时速度vt/2=v0+a×12t=2v0+at2,该段时间的末速度v=vt+at,由平均速度的定义式和匀变速直线运动的位移公式整理加工可得v=即有:v=v0所以在匀变速直线运动中,某一段时间内的平均速度等于该段时间内中间时刻的瞬时速度,又等于这段时间内初速度和末速度的算术平均值。(4)匀变速直线运动推论公式:任意两个连续相等时间间隔T内,位移之差是常数,即△x=x2﹣x1=aT2.拓展:△xMN=xM﹣xN=(M﹣N)aT2。推导:如图所示,x1、x2为连续相等的时间T内的位移,加速度为a。x1【命题方向】例1:对基本公式的理解汽车在平直的公路上以30m/s的速度行驶,当汽车遇到交通事故时就以7.5m/s2的加速度刹车,刹车2s内和6s内的位移之比()A.1:1B.5:9C.5:8D.3:4分析:求出汽车刹车到停止所需的时间,汽车刹车停止后不再运动,然后根据位移时间公式x=v0t+12解:汽车刹车到停止所需的时间t0所以刹车2s内的位移x1=t0<6s,所以刹车在6s内的位移等于在4s内的位移。x2=所以刹车2s内和6s内的位移之比为3:4.故D正确,A、B、C错误。故选:D。点评:解决本题的关键知道汽车刹车停下来后不再运动,所以汽车在6s内的位移等于4s内的位移。此类试题都需注意物体停止运动的时间。例2:对推导公式v=v0物体做匀变速直线运动,某时刻速度大小是3m•s﹣1,1s以后速度大小是9m•s﹣1,在这1s内该物体的()A.位移大小可能小于5mB.位移大小可能小于3mC.加速度大小可能小于11m•s﹣2D.加速度大小可能小于6m•s﹣2分析:1s后的速度大小为9m/s,方向可能与初速度方向相同,也有可能与初速度方向相反。根据a=v2-v解:A、规定初速度的方向为正方向,若1s末的速度与初速方向相同,1s内的位移x=vt=v1+v22t=3+92×1m=6m.若1s末的速度与初速度方向相反,1sC、规定初速度的方向为正方向,若1s末的速度与初速方向相同,则加速度a=v2-v1t=9-31m/s2=6m/s2.若故选:AC。点评:解决本题的关键注意速度的方向问题,以及掌握匀变速直线运动的平均速度公式v=【解题思路点拨】(1)应用位移公式的解题步骤:①选择研究对象,分析运动是否为变速直线运动,并选择研究过程。②分析运动过程的初速度v0以及加速度a和时间t、位移x,若有三个已知量,就可用x=v0t+12at③规定正方向(一般以v0方向为正方向),判断各矢量正负代入公式计算。(2)利用v﹣t图象处理匀变速直线运动的方法:①明确研究过程。②搞清v、a的正负及变化情况。③利用图象求解a时,须注意其矢量性。④利用图象求解位移时,须注意位移的正负:t轴上方位移为正,t轴下方位移为负。⑤在用v﹣t图象来求解物体的位移和路程的问题中,要注意以下两点:a.速度图象和t轴所围成的面积数值等于物体位移的大小;b.速度图象和t轴所围面积的绝对值的和等于物体的路程。5.自由落体运动的规律及应用【知识点的认识】1.定义:物体只在重力作用下从静止开始竖直下落的运动叫做自由落体运动.2.公式:v=gt;h=12gt2;v2=3.运动性质:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动.4.物体做自由落体运动的条件:①只受重力而不受其他任何力,包括空气阻力;②从静止开始下落.重力加速度g:①方向:总是竖直向下的;②大小:g=9.8m/s2,粗略计算可取g=10m/s2;③在地球上不同的地方,g的大小不同.g随纬度的增加而增大(赤道g最小,两极g最大),g随高度的增加而减小.【命题方向】自由落体运动是常见的运动,可以看作是匀变速直线运动的特例,高考命题常以新情境来考查,而且经常与其他知识综合出题.单独考查的题型一般为选择题或计算题,综合其它知识考查的一般为计算题,难度一般中等或偏易.例1:关于自由落体运动,下列说法中正确的是()A.在空气中不考虑空气阻力的运动是自由落体运动B.物体做自由运动时不受任何外力的作用C.质量大的物体,受到的重力大,落到地面时的速度也大D.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动分析:自由落体运动是指物体仅在重力的作用下由静止开始下落加速度为g的匀加速直线运动运动,加速度g与质量无关.解答:A、自由落体运动是指物体仅在重力的作用下由静止开始下落的运动,故A错误;B、物体做自由运动时只受重力,故B错误;C、根据v=gt可知,落到地面时的速度与质量无关,故C错误;D、自由落体运动是指物体仅在重力的作用下由静止开始下落加速度为g的匀加速直线运动运动,故D正确.故选:D.点评:把握自由落体运动的特点和规律,理解重力加速度g的变化规律即可顺利解决此类题目.例2:一个小石子从离地某一高度处由静止自由落下,某摄影爱好者恰好拍到了它下落的一段轨迹AB.该爱好者用直尺量出轨迹的实际长度,如图所示.已知曝光时间为11000s,则小石子出发点离AA.6.5cmB.10mC.20mD.45m分析:根据照片上痕迹的长度,可以知道在曝光时间内物体下落的距离,由此可以估算出AB段的平均速度的大小,在利用自由落体运动的公式可以求得下落的距离.解答:由图可知AB的长度为2cm,即0.02m,曝光时间为11000s,所以AB段的平均速度的大小为v=x由自由落体的速度位移的关系式v2=2gh可得,h=v22g=故选:C.点评:由于AB的运动时间很短,我们可以用AB段的平均速度来代替A点的瞬时速度,由此再来计算下降的高度就很容易了,通过本题一定要掌握这种近似的方法.【解题思路点拨】1.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,所以,匀变速直线运动公式也适用于自由落体运动.2.该知识点的3个探究结论:(1)物体下落快慢不是由轻重来决定的,是存在空气阻力的原因.(2)物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动.“自由”的含义是物体只受重力作用、且初速度为零.(3)不同物体从同一高度做自由落体运动,它们的运动情况是相同的.6.竖直上抛运动的规律及应用【知识点的认识】1.定义:物体以初速度v0竖直向上抛出后,只在重力作用下而做的运动,叫做竖直上抛运动。2.特点:(1)初速度:v0≠0;(2)受力特点:只受重力作用(没有空气阻力或空气阻力可以忽略不计);(3)加速度:a=g,其大小不变,方向始终竖直向下。3.运动规律:取竖直向上的方向为正方向,有:vt=v0﹣gt,h=v0t-12gtvt24.几个特征量:(1)上升的最大高度hmax=v(2)质点在通过同一高度位置时,上升速度与下落速度大小相等;上升到最大高度处所需时间t上和从最高处落回到抛出点所需时间相等t下,t上=t下=v【命题方向】例1:某物体以30m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g取10m/s2.5s内物体的()A.路程为65mB.位移大小为25m,方向向上C.速度改变量的大小为10m/sD.平均速度大小为13m/s,方向向上分析:竖直上抛运动看作是向上的匀减速直线运动,和向下的匀加速直线运动,明确运动过程,由运动学公式即可求出各物理量。解答:由v=gt可得,物体的速度减为零需要的时间t=v0g=3010A、路程应等于向上的高度与后2s内下落的高度之和,由v2=2gh可得,h=v22g=45m,后两s下落的高度h'=12gt′2=20m,故总路程s=(45+20)B、位移h=v0t-12gt2=25m,位移在抛出点的上方,故C、速度的改变量△v=gt=50m/s,方向向下,故C错误;D、平均速度v=ht=25故选:AB。点评:竖直上抛运动中一定要灵活应用公式,如位移可直接利用位移公式求解;另外要正确理解公式,如平均速度一定要用位移除以时间;速度变化量可以用△v=at求得。例2:在竖直的井底,将一物块以11m/s的初速度竖直向上抛出,物体冲出井口再落回到井口时被人接住,在被人接住前1s内物体的位移是4m,位移方向向上,不计空气阻力,取g=10m/s2.求:(1)物体从抛出点到被人接住所经历的时间;(2)竖直井的深度。分析:竖直上抛运动的处理方法有整体法和分段法,要求路程或上升的最大高度时一般用分段法,此题可以直接应用整体法进行求解。解答:(1)设最后1s内的平均速度为v则:v=平均速度等于中间时刻的瞬时速度,即接住前0.5s的速度为v1=4m/s设物体被接住时的速度为v2,则v1=v2﹣gt得:v2=4+10×0.5=9m/s,则物体从抛出点到被人接住所经历的时间t=v2-v0g(2)竖直井的深度即抛出到接住物块的位移,则h=v0t-12gt2=11×1.2-12×10×答:(1)物体从抛出点到被人接住所经历的时间为1.2s(2)竖直井的深度为6m。点评:竖直上抛运动的处理方法有整体法和分段法,要求路程或上升的最大高度时一般用分段法,此题只有竖直向上的匀减速运动,直接应用整体法求解即可。【解题方法点拨】1.竖直上抛运动的两种研究方法:(1)分段法:上升阶段是匀减速直线运动,下落阶段是自由落体运动,下落过程是上升过程的逆过程。(2)整体法:从全程来看,加速度方向始终与初速度v0的方向相反,所以可把竖直上抛运动看成一个匀变速直线运动,要特别注意v0、vt、g、h等矢量的正、负号。一般选取竖直向上为正方向,v0总是正值,上升过程中vt为正值,下落过程中vt为负值;物体在抛出点以上时h为正值,物体在抛出点以下时h为负值。住:竖直上抛运动的上升阶段和下降阶段具有对称性:①速度对称:上升和下降过程经过同一位置时速度等大、反向;②时间对称:上升和下降过程经过同一段高度的上升时间和下降时间相等。7.复杂的运动学图像问题【知识点的认知】1.除了常见的x﹣t图像,v﹣t图像与a﹣t图像外,还有一些少见的运动学图像如xt-t图像,v﹣x图像、v2﹣2.这些图像往往都与运动学的公式有关联。3.解题步骤一般如下:①根据图像的纵横坐标找出图像应用了那个运动学公式;②根据图像推出具体的表达式;③分析斜率、截距、面积等因素的物理意义。【命题方向】在平直公路上有甲、乙两辆汽车同时从同一位置沿着同一方向做匀加速直线运动,它们速度的平方随位移变化的图象如图所示,则()A、甲车的加速度比乙车的加速度小B、在x=0.5m处甲、乙两车相遇C、在x=1m处甲、乙两车相遇D、在t=2s末甲、乙两车相遇分析:根据匀变速直线运动的速度—位移关系公式:v2-v02=解答:A、根据匀变速直线运动速度—位移关系v2-v02=2ax,得v2=2ax+v由图可知甲的斜率大于乙的斜率,故甲车的加速度大于乙车的加速度,故A错误;BCD、由图象可知x=0.5m时,两车速度的平方相等,速度相等。由图可知,对于甲车做初速度为0加速度为2m/s2的匀加速直线运动,乙做初速度为1m/s,加速度为1m/s2的匀加速直线运动,两车相遇时,位移相等,则有:1代入得:12×2×t2=1×t+12解得,t=2s相遇处两车的位移为x=12a甲t2=1故选:D。点评:读懂图象的坐标,并能根据匀变速直线运动的位移—速度关系求出描述匀变速直线运动的相关物理量,并再由匀变速直线运动的规律求出未知量.【解题思路点拨】非常规的运动学图像一般都是从某一个表达式得来的,要先从横纵坐标及图像出发确定表达式,求解出关键物理量,再分析物体的运动问题。8.力的合成与分解的应用【知识点的认识】本考点针对比较复杂的题目,题目涉及到力的合成与分解的综合应用。【命题方向】假期里,一位同学在厨房里协助妈妈做菜,对菜刀发生了兴趣.他发现菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一样,刀刃前部的顶角小,后部的顶角大(如图所示),下列有关刀刃的说法合理的是()A、刀刃前部和后部厚薄不匀,仅是为了打造方便,外形美观,跟使用功能无关B、在刀背上加上同样的压力时,分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关C、在刀背上加上同样的压力时,顶角越大,分开其他物体的力越大D、在刀背上加上同样的压力时,顶角越小,分开其他物体的力越大分析:根据力的平行四边形定则可知,相同的压力下,顶角越小,分力越大;相同的顶角下,压力越大,分力越大.解答:把刀刃部分抽象后,可简化成一个等腰三角劈,设顶角为2θ,背宽为d,侧面长为l,如图乙所示当在劈背施加压力F后,产生垂直侧面的两个分力F1、F2,使用中依靠着这两个分力分开被加工的其他物体。由对称性知,这两个分力大小相等(F1=F2),因此画出力分解的平行四边形,实为菱形,如图丙所示。在这个力的平行四边形中,取其四分之一考虑(图中阴影部分),根据它跟半个劈的直角三角形的相似关系,由关系式,得F1=F2由此可见,刀背上加上一定的压力F时,侧面分开其他物体的力跟顶角的大小有关,顶角越小,sinθ的值越小,F1和F2越大。但是,刀刃的顶角越小时,刀刃的强度会减小,碰到较硬的物体刀刃会卷口甚至碎裂,实际制造过程中为了适应加工不同物体的需要,所以做成前部较薄,后部较厚。使用时,用前部切一些软的物品(如鱼、肉、蔬菜、水果等),用后部斩劈坚硬的骨头之类的物品,俗话说:“前切后劈”,指的就是这个意思。故D正确。故选:D。点评:考查力的平行四边形定则,体现了控制变量法,同时学会用三角函数来表示力与力的关系.【解题思路点拨】对力的合成与力的分解的综合应用问题,要首先熟练掌握力的合成和力的分解的相关内容,再选择合适的合成和分解方法进行解题。9.共点力的平衡问题及求解【知识点的认识】1.共点力(1)定义:如果一个物体受到两个或更多力的作用,这些力共同作用在物体的在同一点上,或者虽不作用在同一点上,但它们的延长线交于一点,这几个力叫作共点力。(2)力的合成的平行四边形定则只适用于共点力。2.共点力平衡的条件(1)平衡状态:物体保持静止或匀速直线运动的状态。(2)平衡条件:在共点力作用下物体平衡的条件是合力为0。3.对共点力平衡条件的理解及应用合外力等于0,即F合=0→正交分解法Fx合=0Fy合=0,其中Fx合和Fy4.平衡条件的推论(1)二力平衡:若物体在两个力作用下处于平衡状态,则这两个力一定等大、反向。(2)三力平衡:若物体在三个共点力作用下处于平衡状态,则任意两个力的合力与第三个力等大、反向。(3)多力平衡:若物体在n个共点力作用下处于平衡状态,则其中任意一个力必定与另外(n﹣1)个力的合力等大、反向。5.解答共点力平衡问题的三种常用方法6.平衡中的临界、极值问题a.临界问题(1)问题特点:①当某物理量发生变化时,会引起其他几个物理量的变化。②注意某现象“恰好出现”或“恰好不出现”的条件。(2)分析方法:基本方法是假设推理法,即先假设某种情况成立,然后根据平衡条件及有关知识进行论证、求解。b.极值问题(1)问题界定:物体平衡的极值问题,一般指在力的变化过程中涉及力的最大值和最小值的问题。(2)分析方法:①解析法:根据物体平衡的条件列出方程,在解方程时,采用数学知识求极值或者根据物理临界条件求极值。②图解法:根据物体平衡的条件作出力的矢量图,画出平行四边形或者矢量三角形进行动态分析,确定最大值或最小值。7.“活结”与“死结”、“活杆”与“死杆”模型(1)“活结”与“死结”模型①“活结”一般是由轻绳跨过光滑滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形成的。绳虽然因“活结”而弯曲,但实际上是同一根绳,所以由“活结”分开的两段绳上弹力的大小一定相等,两段绳合力的方向一定沿这两段绳夹角的平分线。②“死结”两侧的绳因结而变成了两根独立的绳,因此由“死结”分开的两段绳上的弹力不一定相等。(2)“活杆”与“死杆”模型①“活杆”:指轻杆用转轴或铰链连接,当轻杆处于平衡状态时,轻杆所受到的弹力方向一定沿着杆,否则会引起轻杆的转动。如图甲所示,若C为转轴,则轻杆在缓慢转动中,弹力方向始终沿杆的方向。②“死杆”:若轻杆被固定,不发生转动,则轻杆所受到的弹力方向不一定沿杆的方向。如图乙所示,水平横梁的一端A插在墙壁内,另一端B装有一个小滑轮,绳的一端C固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂重物m。滑轮对绳的作用力应为图丙中两段绳中拉力F1和F2的合力F的反作用力,即AB杆弹力的方向不沿杆的方向。【命题方向】例1:在如图所示的甲、乙、丙、丁四幅图中,滑轮光滑且所受的重力忽略不计,滑轮的轴O安装在一根轻木杆P上,一根轻绳ab绕过滑轮,a端固定在墙上,b端下面挂一质量为m的重物。当滑轮和重物都静止不动时,甲、丙、丁图中木杆P与竖直方向的夹角均为θ,乙图中木杆P竖直。假设甲、乙、丙、丁四幅图中滑轮受到木杆P的弹力的大小依次为FA、FB、FC、FD,则以下判断正确的是()A.FA=FB=FC=FDB.FD>FA=FB>FCC.FA=FC=FD>FBD.FC>FA=FB>FD分析:对滑轮受力分析,受两个绳子的拉力和杆的弹力;滑轮一直保持静止,合力为零,故杆的弹力与两个绳子的拉力的合力等值、反向、共线。解答:由于两个绳子的拉力大小等于重物的重力,大小不变,即四个选项中绳子的拉力是大小相等的,根据平行四边形定则知两个力的夹角越小,则合力越大,即滑轮两边绳子的夹角越小,绳子拉力的合力越大,故丁图中绳子拉力合力最大,则杆的弹力最大,丙图中夹角最大,绳子拉力合力最小,则杆的弹力最小,甲图和乙图中的夹角相同,则绳子拉力合力相等,则杆的弹力相等,所以甲、乙、丙、丁四幅图中滑轮受到木杆P的弹力的大小顺序为:FD>FA=FB>FC,故B正确,ACD错误。故选:B。本题考查的是力的合成与平衡条件在实际问题中的应用,要注意杆的弹力可以沿着杆的方向也可以不沿着杆方向,结合平衡条件分析是关键。例2:如图所示,两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上,两绳与竖直方向的夹角都为45°,日光灯保持水平,所受重力为G。则()A.两绳对日光灯拉力的合力大小等于GB.两绳的拉力和重力不是共点力C.两绳的拉力大小均为22D.两绳的拉力大小均为G分析:两绳的拉力和重力是共点力,根据合力为零分析AB选项;根据对称性可知,左右两绳的拉力大小相等,分析日光灯的受力情况,由平衡条件求解绳子的拉力大小。解答:B.对日光灯受力分析如图:两绳拉力的作用线与重力作用线的延长线交于一点,这三个力是共点力,故B错误;A.由于日光灯在两绳拉力和重力作用下处于静止状态,所以两绳的拉力的合力与重力G等大反向,故A正确;CD.由于两个拉力的夹角成直角,且都与竖直方向成45°角,则由力的平行四边形定则可知:G=F12+F22,F1=F2,解得:F1=F故选:AC。点评:本题主要是考查了共点力的平衡,解答本题的关键是:确定研究对象、进行受力分析、进行力的合成,利用平衡条件建立方程进行解答。例3:如图,三根长度均为l的轻绳分别连接于C、D两点,A、B两端被悬挂在水平天花板上,相距2l。现在C点上悬挂一个质量为m的重物,为使CD绳保持水平,在D点上可施加力的最小值为()A.mgB.33C.12D.14分析:根据物体的受力平衡,依据几何关系求解即可。解答:依题得,要想CD水平,则各绳都要紧绷,根据几何关系可知,AC与水平方向的夹角为60°,结点C受力平衡,则受力分析如图所示因此CD的拉力为T=mg•tan30°D点受CD绳子拉力大小等于T,方向向左。要使CD水平,则D点两绳的拉力与外界的力的合力为零,则CD绳子对D点的拉力可分解为沿BD绳的F1以及另一分力F2。由几何关系可知,当F2与BD垂直时,F2最小,F2的大小即为拉力大小,因此有F2min=T•sin60°=1故ABD错误,C正确。故选:C。点评:本题考查的是物体的受力平衡,解题的关键是当F2与BD垂直时,F2最小,F2的大小即为拉力大小。例4:如图甲所示,细绳AD跨过固定的水平轻杆BC右端的轻质光滑定滑轮悬挂一质量为M1的物体,∠ACB=30°;图乙中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙壁上,另一端G通过细绳EG拉住,EG与水平方向的夹角为30°,在轻杆的G点用细绳GF悬挂一质量为M2的物体(都处于静止状态),求:(1)细绳AC的张力FTAC与细绳EG的张力FTEG之比;(2)轻杆BC对C端的支持力;(3)轻杆HG对G端的支持力。分析:(1)根据力的分解及几何关系解答。(2)图甲中对滑轮受力分析,运用合成法求解细绳AC段的张力FAC与轻杆BC对C端的支持力;(3)乙图中,以C点为研究对象,根据平衡条件求解细绳EG段的张力F2以及轻杆HG对G端的支持力。解答:下图(a)和下图(b)中的两个物体M1、M2都处于平衡状态,根据平衡的条件,首先判断与物体相连的细绳,其拉力大小等于物体的重力;分别取C点和G点为研究对象,进行受力分析如图(a)和右图(b)所示,根据平衡规律可求解。(1)上图(a)中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为M1的物体,物体处于平衡状态,轻绳AC段的拉力FTAC=FCD=M1g;上图(b)中由于FTEGsin30°=M2g得FEG=2M2g所以FTAC:FTEG=M1:2M2。(2)上图(a)中,根据FAC=FCD=M1g且夹角为120°故FNC=FAC=M1g,方向与水平方向成30°,指向斜右上方。(3)上图(b)中,根据平衡方程有FNG=M2gtan30°答:(1)轻绳AC段的张力FAC与细绳EG的张力FEG之比为M1(2)轻杆BC对C端的支持力为M1g,指向斜右上方;(3)轻杆HG对G端的支持力大小为3M2g方向水平向右。点评:本题首先要抓住定滑轮两端绳子的特点,其次要根据平衡条件,以C、G点为研究对象,按力平衡问题的一般步骤求解。【解题思路点拨】1.在分析问题时,注意“静止”和“v=0”不是一回事,v=0,a=0时,是静止,是平衡状态2.解答共点力平衡问题的一般步骤(1)选取研究对象,对于有相互作用的两个或两个以上的物体构成的系统,应明确所选研究对象是系统整体还是系统中的某一个物体(整体法或隔离法)。(2)对所选研究对象进行受力分析,并画出受力分析图。(3)对研究对象所受的力进行处理,对三力平衡问题,一般根据平衡条件画出力合成时的平行四边形。对四力或四力以上的平衡问题,一般建立合适的直角坐标系,对各力按坐标轴进行分解。(4)建立平衡方程,对于四力或四力以上的平衡问题,用正交分解法列出方程组。3.临界与极值问题的分析技巧(1)求解平衡中的临界问题和极值问题时,首先要正确地进行受力分析和变化过程分析,找出平衡中的临界点和极值点。(2)临界条件必须在变化中寻找,不能停留在一个状态来研究临界问题,而是要把某个物理量推向极端,即极大或极小,并依此作出科学的推理分析,从而给出判断或结论。10.惯性与质量【知识点的认识】1.定义:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。牛顿第一定律又叫惯性定律。2.惯性的量度:惯性的大小与物体运动的速度无关,与物体是否受力无关,仅与质量有关,质量是物体惯性大小的唯一量度。质量大的物体所具有的惯性大,质量小的物体所具有的惯性小。3.惯性的性质:①一切物体都具有惯性,其本质是任何物体都有惯性。②惯性与运动状态无关:不论物体处于怎样的运动状态,惯性总是存在的。当物体本来静止时,它一直“想”保持这种静止状态。当物体运动时,它一直“想”以那一时刻的速度做匀速直线运动。4.惯性的表现形式:①当物体不受外力或所受合外力为零时,惯性表现为保持原来的运动状态不变;②当物体受到外力作用时,惯性表现为改变运动状态的难易程度,物体惯性越大,它的运动状态越难改变。5.加深理解惯性概念的几个方面:(1)惯性是物体的固有属性之一,物体的惯性与其所在的地理位置、运动状态、时间次序以及是否受力等均无关,任何物体都具有惯性;(2)惯性大小的量度是质量,与物体运动速度的大小无关,绝不是运动速度大、其惯性就大,运动速度小,其惯性就小;(3)物体不受外力时,其惯性表现为物体保持静止或匀速直线运动的状态;受外力作用时,其惯性表现为运动状态改变的难易程度不同。【命题方向】例1:关于物体的惯性,下列说法中正确的是()A.运动速度大的物体不能很快地停下来,是因为物体速度越大,惯性也越大B.静止的火车启动时,速度变化慢,是因为静止的物体惯性大的缘故C.乒乓球可以被快速抽杀,是因为乒乓球惯性小D.在宇宙飞船中的物体不存在惯性分析:一切物体,不论是运动还是静止、匀速运动还是变速运动,都具有惯性,惯性是物体本身的一种基本属性,其大小只与质量有关,质量越大、惯性越大;惯性的大小和物体是否运动、是否受力以及运动的快慢是没有任何关系的。解答:A、影响惯性大小的是质量,惯性大小与速度大小无关,故A错误;B、静止的火车启动时,速度变化慢,是由于惯性大,惯性大是由于质量大,故B错误;C、乒乓球可以被快速抽杀,是因为乒乓球质量小,惯性小,故C正确;D、惯性是物体本身的一种基本属性,其大小只与质量有关,有质量就有惯性,在宇宙飞船中的物体有质量,故有惯性,故D错误。故选:C。点评:需要注意的是:物体的惯性的大小只与质量有关,与其他都无关。而经常出错的是认为惯性与物体的速度有关。例2:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质称为惯性。下列有关
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