高一物理必修1知识集锦及典型例题牛顿运动定律:(一)牛顿物理学的基石——牛顿第一定律(即惯性定律)1. 惯性是物体的固有属性:一切物体都具有惯性。
2. 惯性与运动状态无关:不论物体是处于怎样的运动状态,惯性总是存在的,当物体原来静止时,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。
3. 惯性与物体是否受力无关,与速度大小无关。
(三)牛顿第二定律1. 内容:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比。
加速度的方向跟作用力的方向相同。
当物体受多个力作用时,牛顿第二定律可表述为:物体的加速度跟合外力成正比,跟物体的质量成反比。
加速度的方向跟合外力的方向相同。
2. 数学表达式:F合=ma。
(四)牛顿第三定律:1. 内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
这就是牛顿第三定律。
2. 理解作用力与反作用力的关系时,要注意以下几点:(1)作用力与反作用力同时产生,同时消失,同时变化,无先后之分。
(2)作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上(与物体的大小,形状,运动状态均无关系。
)(3)作用力与反作用力分别作用在施力物体和受力物体上,其作用效果分别体现在各自的受力物体上,所以作用力与反作用力产生的效果不能抵消。
(作用力与反作用力能否求和?不能)(4)作用力与反作用力一定是同种性质的力。
(平衡力的性质呢?)典型例题例l. 在下图甲中时间轴上标出第2s末,第5s末和第2s,第4s,并说明它们表示的是时间还是时刻。
解析:如图乙所示,第2s末和第5s末在时间轴上为一点,表示时刻甲乙例2. 关于位移和路程,下列说法中正确的是A. 在某一段时间内质点运动的位移为零,该质点不一定是静止的B. 在某一段时间内质点运动的路程为零,该质点一定是静止的C. 在直线运动中,质点位移的大小一定等于其路程D. 在曲线运动中,质点位移的大小一定小于其路程例3. 从高为5m处以某一初速度竖直向下抛出一个小球,在与地面相碰后弹起,上升到高为2m处被接住,则在这段过程中A. 小球的位移为3m,方向竖直向下,路程为7mB. 小球的位移为7m,方向竖直向上,路程为7mC. 小球的位移为3m,方向竖直向下,路程为3mD. 小球的位移为7m,方向竖直向上,路程为3m例4. 判断下列关于速度的说法,正确的是A. 速度是表示物体运动快慢的物理量,它既有大小,又有方向。
B. 平均速度就是速度的平均值,它只有大小没有方向。
C. 汽车以速度1v经过某一路标,子弹以速度2v从枪口射出,1v和2v均指平均速度。
D. 运动物体经过某一时刻(或某一位置)的速度,叫瞬时速度,它是矢量。
例5. 一个物体做直线运动,前一半时间的平均速度为1v ,后一半时间的平均速度为2v ,则全程的平均速度为多少?如果前一半位移的平均速度为1v ,后一半位移的平均速度为2v ,全程的平均速度又为多少?例6. 打点计时器在纸带上的点迹,直接记录了 A. 物体运动的时间B. 物体在不同时刻的位置C. 物体在不同时间内的位移D. 物体在不同时刻的速度解析:电火花打点计时器和电磁打点计时器都是每隔0.02s 在纸带上打一个点。
因此,根据打在纸带上的点迹,可直接反映物体的运动时间。
因为纸带跟运动物体连在一起,打点计时器固定,所以纸带上的点迹就相应地记录了物体在不同时刻的位置。
虽然用刻度尺量出各点迹间的间隔,可知道物体在不同时间内的位移,再根据物体的运动性质可算出物体在不同时刻的速度,但这些量不是纸带上的点迹直接记录的。
综上所述,正确的选项为AB 。
例7. 如图所示,打点计时器所用电源的频率为50Hz ,某次实验中得到的一条纸带,用毫米刻度尺测量的情况如图所示,纸带在A 、C 间的平均速度为 m /s ,在A 、D 间的平均速度为 m /s ,B 点的瞬时速度更接近于 m /s 。
解析:由题意知,相邻两点间的时间间隔为0.02s 。
AC 间的距离为14mm =0.014m ,AD 间的距离为25mm=0.025m 。
由公式t x v ∆∆=得0.014/0.35/20.02AC v m s m s==⨯ 0.025/0.42/30.02ADv m s m s ==⨯答案:0.35 0.42 0.35例8. 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9. 如图所示是某矿井中的升降机由井底到井口运动的图象,试根据图象分析各段的运动情况,并计算各段的加速度。
例10. 一质点从静止开始以1m/s2的加速度匀加速运动,经5s后做匀速运动,最后2s 的时间质点做匀减速运动时的速度是多大?减速运动直至静止,则质点匀减速运动时的加速度是多大?例11. 汽车以l0m/s的速度在平直公路上匀速行驶,刹车后经2s速度变为6m/s,求:(1)刹车后2s内前进的距离及刹车过程中的加速度;(2)刹车后前进9m所用的时间;(3)刹车后8s内前进的距离。
例14. 物体从静止开始做匀加速直线运动,已知第4s内与第2s内的位移之差是12m,则可知:A. 第1 s内的位移为3 mB. 第2s末的速度为8 m/sC. 物体运动的加速度为2m/s2D. 物体在5s内的平均速度为15 m/s例15. 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16. 汽车以10m/s的速度在平直公路上匀速行驶,突然发现前方xm处有一辆自行车正以4m/s的速度同方向匀速行驶,汽车司机立即关闭油门并以6m/s2的加速度做匀减速运动。
如果汽车恰好撞不上自行车,则x应为多大?例17. 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18. 下列说法中正确的是A. 同学甲用力把同学乙推倒,说明只是甲对乙有力的作用,乙对甲没有力的作用B. 只有有生命的物体才会施力,无生命的物体只能受到力,不会施力C. 任何一个物体,一定既是受力物体,也是施力物体D. 在几组力的图示中,长的线段所对应的力一定比短的线段所对应的力大例19. 请在下图画出杆和球所受的弹力。
例20. 用水平推力F=20N把一个质量为5kg的物体压在竖直墙壁上下滑,墙壁与物体的动摩擦因数为0.2,判断物体所受摩擦力的方向,求摩擦力的大小。
例21. 如图所示,地面上叠放着A、B两个物体,力F分别作用于A、B两物体上时,A、B静止不动,试分别分析A、B受到的摩擦力的情况。
例22. 关于两个力的合力,下列说法错误的是A. 两个力的合力一定大于每个分力B. 两个力的合力可能小于较小的那个分力C. 两个力的合力一定小于或等于两个分力D. 当两个力大小相等时,它们的合力可能等于分力大小例24. 物体受到三个力的作用,其中两个力的大小分别为5N和7N,这三个力的合力最大值为21N,则第三个力的大小为多少?这三个力的合力最小值为多少?例25. 将一个力F分解为两个分力F1和F2,则下列说法中正确的是A. F是物体实际受到的力B. F1和F2两个分力在效果上可以取代力FC. 物体受到F1、F2和F三个力的作用D. F是F1和F2的合力例26. 如图所示,电灯的重力G=10N,AO绳与顶板间夹角为45,BO绳水平,则AO 绳所受的拉力F1=;BO绳所受的拉力F2=。
例27. 在倾角30α=的斜面上有一块竖直放置的挡板,在挡板和斜面之间放有一个重为G =20N 光滑圆球,如图甲所示,试求这个球对斜面的压力和对挡板的压力。
例28 在车厢内光滑的水平桌面上放一小球,当火车突然启动向右运动时,相对于车厢小球将怎样运动?相对于地面小球又将怎样运动?如果桌面是粗糙的,小球的运动情况又如何改变?例30 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31 如图所示,沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中,悬挂小球的悬线偏离竖直方向37o 角,球和车厢相对静止,球的质量为1kg 。
(g =10m/s 2,sin37o =0.6,cos37o =0.8)(1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况。
(2)求悬线对球的拉力。
例32 如图所示,一物体质量为m=100kg ,放于汽车上,随车一起沿平直公路匀加速运动,加速度大小为21.0/a m s =,已知物体与车底板间的动摩擦因数为0.3μ=,求物体所受的摩擦力。
题型1 已知物体的受力情况,求解物体的运动情况例33. 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)题型2 已知运动情况求物体的受力情况例34. 如图所示,质量为0.5kg的物体在与水平面成300角的拉力F作用下,沿水平桌面向右做直线运动,经过0.5m的距离速度由0.6m/s变为0.4m/s,已知物体与桌面间的动摩擦因数μ=0.1,求作用力F的大小。
(g=10m/s2)F300例35. 马对车的作用力为F,车对马的作用力为T。
关于F和T的说法正确的是()A. F和T是一对作用力与反作用力。
B. 当马与车做加速运动时,F>T。
C. 当马与车做减速运动时,F<T。
D. 无论做什么运动,F和T的大小总是相等的。
例36. 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38. 光滑水平面上A、B两物体m A=2kg、m B=3kg,在水平外力F=20N作用下向右加速运动。
求(1)A、B两物体的加速度多大?(2)A对B的作用力多大?例39. 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41. 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42. 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。