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=aT 2 ,6543212()()(3)a a a a a a a T ++-++=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:.改变(四)共点力作用下物体的平衡: 静止 平衡状态匀速运动F x 合=0 力的平衡条件:F 合=0 F y 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、余弦定理法物体的平衡二、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50 Hz,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=3.20 cm,x2=4.74 cm,x3=6.40 cm,x4=8.02 cm,x5=9.64 cm,x6=11.28 cm,x7=12.84 cm.(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0.50 0.70 0.90 1.10 1.51/(m·s-1)(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 /s2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/s 2,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θ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θ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/s 2)Fθ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F N以及摩擦力f的大小变化情况,下列说法中正确的是() A.F N增大,f持续增大B.F N不变,f不变C.F N减小,f先增大后减小D.F N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≠0B.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()A.F1增大B.F1减小图2-2-23 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)v 5=1.31 (2)2.5 例题2解析:由加速度的定义式va t ∆=∆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123:::v v v ……=1:2:3:…… 所以45:4:5v v = 第4s 末的速度为45446/ 4.8/55v v m s m s==⨯=(2)由t v x ⋅=得前5s 内的位移为:m m t v x 155262=⨯=⋅=因为123:::x x x (223)1:2:3=…… 所以2257:5:7x x =前7s 内的位移为:2752771529.455x x m m⨯===(3)由(2)可得2215:1:5x x =15221150.655x x m m ===因为13:x x ……=1:5:…… 所以13:x x =1:5第3s 内的位移31550.63x x m m ==⨯=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 at 2/2=v 汽t t =2v 公/a =2⨯10/0.5=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 - at 2/2=10⨯20-0.5⨯202/2=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 G x =mgsin θ G y =mgcos θ y 轴 F N =mgcos θ F µ=µF n =µmgcos θ x 轴 由牛顿第二定律得 F -F µ-G X =ma即 F -µmgcos θ-mgsin θ=maa =m mg mg F θθμsin cos -- =46.01048.01042.040⨯⨯-⨯⨯⨯-G X=2.4m/s 25s 内的位移 x =21at 2=21×2.4×52=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F N ,且两力合力方向水平,如图所示,由图可得:tan mg ma θ=,tan a g θ=⨯再选整体为研究对象,根据牛顿第二定律()()tan F M m a M m g θ=+=+。
答案:()tan M m g θ+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>()tan M m g θ+或F<()tan M m g θ+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:θtan 'mg F =弹簧拉力大小:cos F mg θ=若剪断细线,则拉力F’突变为零。