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第1頁(共1頁)2024-2025學(xué)年上學(xué)期深圳高一物理期末模擬卷2一.選擇題(共7小題,滿分28分,每小題4分)1.(4分)(2021秋?建華區(qū)校級期中)2021年奧運(yùn)會在日本舉行。下列比賽中可把研究對象看成質(zhì)點(diǎn)的是()A.研究蘇炳添在百米跑比賽時的起跑技術(shù) B.研究乒乓球女子單打冠軍王曼昱的發(fā)球動作 C.研究女子10米板冠軍全紅嬋的跳水動作 D.研究女子10米氣步槍比賽中楊倩射出的子彈軌跡2.(4分)(2021秋?奉賢區(qū)校級期中)以下單位中屬于國際基本單位的是()A.A B.J C.C D.V3.(4分)在對打點(diǎn)計(jì)時器打出的紙帶進(jìn)行分析時,我們可以從紙帶上直接測量的物理量是()A.時間間隔 B.位移 C.平均速度 D.位置4.(4分)(2019秋?城廂區(qū)校級期中)水平橫梁的一端A插在墻壁內(nèi),另一端裝有一小滑輪B,一輕繩的一端固定在墻上,另一端跨過滑輪后掛著一質(zhì)量為m=8kg的物體,并與橫梁夾角為30°,如圖所示,g=10m/s2,則滑輪受到的作用力為()A.40N B.403N C.80N D.803N5.(4分)(2021春?寧德期中)下列關(guān)于動量、動量變化量的說法中,正確的是()A.物體的動量越大,其慣性也越大 B.做勻速圓周運(yùn)動的物體,其動量不變 C.物體的速度大小不變時,動量的變化量一定為零 D.做勻加速直線運(yùn)動的物體,動量的變化量方向與運(yùn)動方向相同6.(4分)(2023秋?南開區(qū)校級月考)一質(zhì)點(diǎn)做加速度恒定的變速運(yùn)動,初速度大小為2m/s,3秒末速度大小變?yōu)?m/s,則下列判斷正確的是()A.速度變化量的大小可能大于2m/s B.速度變化量的大小可能小于2m/s C.加速度大小一定等于23D.加速度的方向一定與初速度方向相同7.(4分)(2023秋?農(nóng)安縣期中)2021年7月特大爆雨突降河南,全國各地的救援物資不斷地運(yùn)往災(zāi)區(qū).某輛滿載救援物資的卡車通過高速收費(fèi)站的“ETC”全過程的速度隨時間變化的關(guān)系如圖所示,下列說法正確的是()A.“ETC”通道的長度為44m B.卡車通過通道時可視為質(zhì)點(diǎn) C.卡車減速和加速過程的加速度大小相等 D.卡車通過“ETC”全過程的平均速度為9m/s二.多選題(共3小題,滿分18分,每小題6分)(多選)8.(6分)(2020秋?巴中期末)飛天攬?jiān)拢荚氯∪溃?020年11月24日4時30分,長征五號遙五運(yùn)載火箭在文昌航天發(fā)射場點(diǎn)火升空,順利將嫦娥五號探測器送入預(yù)定軌道,開啟我國首次地外天體采樣返回之旅。下列關(guān)于火箭在豎直方向加速起飛階段的說法,正確的是()A.火箭處于超重狀態(tài) B.燃料燃燒推動空氣,空氣反作用力推動火箭升空 C.火箭發(fā)動機(jī)將燃料產(chǎn)生的氣體向后推動,氣體的反作用力推動火箭升空 D.保溫泡沫塑料從箭殼上自行脫落后,相對地面由靜止下落(多選)9.(6分)(2022秋?峨山縣校級期中)在不計(jì)空氣阻力的情況下,某物體以30m/s的初速度從地面豎直上拋,重力加速度g取10m/s2,則下列判斷正確的是()A.物體在第3s末上升到最高點(diǎn) B.第2s末和第4s末物體的速度相同 C.前4s內(nèi)物體的平均速度大小為10m/s D.前4s內(nèi)物體的位移大小為50m(多選)10.(6分)(2021秋?回民區(qū)校級月考)一輛汽車以10m/s的速度做直線運(yùn)動,某時刻開始以恒定的加速度剎車,第一個1s內(nèi)位移為8m,汽車剎車的加速度小于10m/s2,下列說法正確的是()A.汽車的剎車的加速度大小為4m/s2 B.3s內(nèi)汽車的位移為12m C.汽車在第2s內(nèi)的位移是4m D.汽車在第3s內(nèi)的平均速度是0.5m/s三.實(shí)驗(yàn)題(共2小題,滿分16分)11.(6分)(2021秋?鄢陵縣期中)在“探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中。(1)小明同學(xué)選了甲、乙兩根規(guī)格不同的彈簧進(jìn)行實(shí)驗(yàn),根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪出如圖所示的圖象,根據(jù)圖象,可計(jì)算得到彈簧甲的勁度系數(shù)為k甲=N/m(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。(2)從圖象上看,圖象上端為曲線,說明該同學(xué)沒能完全按實(shí)驗(yàn)要求做,圖象上端為曲線是因?yàn)?,若要制作一個精確度較高的彈簧測力計(jì),應(yīng)選彈簧(選填“甲”或“乙”)。12.(10分)(2022春?薩爾圖區(qū)校級期末)(1)某實(shí)驗(yàn)小組做驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)小組中的小華用圖所示裝置做實(shí)驗(yàn),圖中帶滑輪的長木板水平放置于桌面,拉力傳感器可直接顯示所受到的拉力大小。小華做實(shí)驗(yàn)時,下列操作必要且正確的是A.將長木板右端適當(dāng)墊高,使小車能自由勻速滑動B.小車靠近打點(diǎn)計(jì)時器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時記錄傳感器的示數(shù)C.改變砂和砂桶質(zhì)量,打出幾條紙帶D.用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量E.為了減小誤差,實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量(2)實(shí)驗(yàn)小組中的小明如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來做實(shí)驗(yàn)。①小明同學(xué)平衡了摩擦力后,以砂和砂桶的重力為F,在小車質(zhì)量M保持不變情況下,不斷往桶里加砂,砂的質(zhì)量最終達(dá)到13M,測小車加速度a,作a﹣F的圖象。下列圖線正確的是②圖為上述實(shí)驗(yàn)中打下的一條紙帶,A點(diǎn)為小車剛釋放時打下的起始點(diǎn),每兩點(diǎn)間還有四個計(jì)時點(diǎn)未畫出,打點(diǎn)計(jì)時器的頻率為50Hz,則C點(diǎn)的速度為m/s,小車的加速度為m/s2.(以上兩空均保留一位有效數(shù)字)四.解答題(共3小題,滿分38分)13.(10分)(2020秋?海珠區(qū)校級月考)如圖所示,人重500N,物體重200N,地面粗糙,當(dāng)人用100N的力向下拉繩子時,人和物體均處于靜止?fàn)顟B(tài),拉物體的繩與水平面夾30°角,求:(1)人對地面的壓力的大小和方向;(2)物體對地面的壓力的大小和方向。14.(12分)(2024秋?越秀區(qū)校級期中)某小組用滿刻度50cm的直尺測量反應(yīng)時間。某次實(shí)驗(yàn)時,一名同學(xué)用手捏住直尺的頂端0cm處(如圖甲),另一名同學(xué)(受測人)在下方用手做捏住直尺的準(zhǔn)備(對應(yīng)直尺刻度50cm處)。當(dāng)受測人看到上方的手放開直尺時,就立即捏住直尺,對應(yīng)直尺刻度30cm處(如圖乙)。求(取重力加速度g=10m/s2,結(jié)果保留均兩位有效數(shù)字):(1)受測人的反應(yīng)時間;(2)下方的手捏住直尺前瞬間直尺的速度大?。唬?)若把直尺上的長度刻度直接標(biāo)注為時間刻度,這把直尺就變?yōu)椤叭说姆磻?yīng)時間測量尺”,可以粗略測量人的反應(yīng)時間。請你說出該尺子上的時間刻度是否均勻,并分析原因。15.(16分)(2023秋?高新區(qū)校級月考)如圖所示,傳送帶與地面傾角θ=37°,從A到B長度為15.25m,傳送帶以5m/s的速度逆時針轉(zhuǎn)動。在傳送帶上端A無初速地放一個質(zhì)量為m=0.8kg的黑色煤塊,它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5,煤塊在傳送帶上經(jīng)過會留下黑色劃痕。已知(sin37°=0.6,cos37°=0.8),g=10m/s2。求:(1)煤塊從A到B運(yùn)動的時間;(2)煤塊從A到B的過程中傳送帶上形成劃痕的長度。
2024-2025學(xué)年上學(xué)期深圳高一物理期末典型卷2參考答案與試題解析一.選擇題(共7小題,滿分28分,每小題4分)1.(4分)(2021秋?建華區(qū)校級期中)2021年奧運(yùn)會在日本舉行。下列比賽中可把研究對象看成質(zhì)點(diǎn)的是()A.研究蘇炳添在百米跑比賽時的起跑技術(shù) B.研究乒乓球女子單打冠軍王曼昱的發(fā)球動作 C.研究女子10米板冠軍全紅嬋的跳水動作 D.研究女子10米氣步槍比賽中楊倩射出的子彈軌跡【考點(diǎn)】質(zhì)點(diǎn).【專題】定性思想;推理法;直線運(yùn)動規(guī)律專題;理解能力.【答案】D【分析】明確物體可視為質(zhì)點(diǎn)的條件,知道當(dāng)物體的大小和形狀在研究的問題中能忽略,物體可以看成質(zhì)點(diǎn)?!窘獯稹拷猓篈、研究蘇炳添在百米跑比賽時的起跑技術(shù)時,運(yùn)動員的大小和形狀不能忽略,不能看成質(zhì)點(diǎn),故A錯誤;B、研究乒乓球女子單打冠軍王曼昱的發(fā)球動作,運(yùn)動員的大小和形狀不能忽略,不能看成質(zhì)點(diǎn),故B錯誤;C、研究運(yùn)動員的跳水動作時,運(yùn)動員的大小和形狀不能忽略,不能看成質(zhì)點(diǎn),故C錯誤;D、研究子彈軌跡時,子彈的大小和形狀能忽略,可以看成質(zhì)點(diǎn),故D正確。故選:D?!军c(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵是物體看成質(zhì)點(diǎn)的條件,關(guān)鍵看物體的大小和形狀在所研究的問題中能否忽略。2.(4分)(2021秋?奉賢區(qū)校級期中)以下單位中屬于國際基本單位的是()A.A B.J C.C D.V【考點(diǎn)】力學(xué)單位制與單位制.【專題】定性思想;推理法;牛頓運(yùn)動定律綜合專題;理解能力.【答案】A【分析】國際單位制規(guī)定了七個基本物理量.分別為長度、質(zhì)量、時間、熱力學(xué)溫度、電流、光強(qiáng)度、物質(zhì)的量.它們的在國際單位制中的單位稱為基本單位,而物理量之間的關(guān)系式推到出來的物理量的單位叫做導(dǎo)出單位?!窘獯稹拷猓篈.電流的單位安(A)是國際單位制(簡稱SI)中基本單位,故A正確;BCD.J、C和V都是導(dǎo)出單位,故BCD錯誤。故選:A。【點(diǎn)評】國際單位制規(guī)定了七個基本物理量,這七個基本物理量分別是誰,它們在國際單位制分別是誰,這都是需要牢記的。3.(4分)在對打點(diǎn)計(jì)時器打出的紙帶進(jìn)行分析時,我們可以從紙帶上直接測量的物理量是()A.時間間隔 B.位移 C.平均速度 D.位置【考點(diǎn)】打點(diǎn)計(jì)時器打出紙帶的數(shù)據(jù)處理.【專題】實(shí)驗(yàn)題;實(shí)驗(yàn)探究題;定性思想;推理法;直線運(yùn)動規(guī)律專題;實(shí)驗(yàn)探究能力.【答案】B【分析】了解打點(diǎn)計(jì)時器的原理和具體使用,知道紙帶處理的基本方法。【解答】解:AD、時間間隔和位置是紙帶上直接記錄的物理量,無需測量,故AD錯誤;B、位移是利用刻度尺直接測量獲得的物理量,故B正確;C、平均速度是利用記錄的時間和直接測量的位移,借助公式間接獲得的物理量,故C錯誤。故選:B。【點(diǎn)評】對于基本儀器的使用,我們不僅從理論上學(xué)習(xí)它,還要從實(shí)踐上去了解它,通過實(shí)踐加深對基本儀器的理解和應(yīng)用。4.(4分)(2019秋?城廂區(qū)校級期中)水平橫梁的一端A插在墻壁內(nèi),另一端裝有一小滑輪B,一輕繩的一端固定在墻上,另一端跨過滑輪后掛著一質(zhì)量為m=8kg的物體,并與橫梁夾角為30°,如圖所示,g=10m/s2,則滑輪受到的作用力為()A.40N B.403N C.80N D.803N【考點(diǎn)】共點(diǎn)力的平衡問題及求解;力的合成與分解的應(yīng)用.【專題】定量思想;推理法;共點(diǎn)力作用下物體平衡專題;推理論證能力.【答案】C【分析】本題關(guān)鍵之處,就是水平橫梁是插入豎直墻壁里,滑輪位置不變,而跨過光滑滑輪的輕繩上張力大小是處處相等,所以滑輪對繩子的作用力應(yīng)該是兩段細(xì)繩拉力的合力反方向?!窘獯稹拷猓河深}意可得,對繩B點(diǎn)受力分析:滑輪受到繩子的作用力應(yīng)為圖中兩段繩中拉力F1和F2的合力,因同一根繩張力處處相等,都等于物體的重量,即F1=F2=G=mg=8×10N=80N。用平行四邊形定則作圖,由于拉力F1和F2的夾角為120°,則有合力F=80N,所以滑輪受繩的作用力為80N,方向與水平方向成30°角斜向下,故C正確,ABD錯誤。故選:C?!军c(diǎn)評】本題利用平行四邊形定則求兩力的合力;并突出了繩的彈力一定沿繩收縮方向,而桿的彈力方向不一定沿桿的特征。5.(4分)(2021春?寧德期中)下列關(guān)于動量、動量變化量的說法中,正確的是()A.物體的動量越大,其慣性也越大 B.做勻速圓周運(yùn)動的物體,其動量不變 C.物體的速度大小不變時,動量的變化量一定為零 D.做勻加速直線運(yùn)動的物體,動量的變化量方向與運(yùn)動方向相同【考點(diǎn)】動量定理的內(nèi)容和應(yīng)用;慣性與質(zhì)量;動量的定義、單位及性質(zhì).【專題】定量思想;推理法;動量定理應(yīng)用專題;推理論證能力.【答案】D【分析】動量與質(zhì)量速度都有關(guān),慣性只與質(zhì)量有關(guān);動量是矢量,有大小也有方向,速度大小方向均不變才是動量不變?!窘獯稹拷猓篈、慣性只與質(zhì)量有關(guān),質(zhì)量越大慣性越大,故A錯誤;BC、動量是矢量,方向與速度方向相同,勻速圓周運(yùn)動速度大小不變,但是方向一直在變化,動量一直在變化,故BC錯誤;D、根據(jù)Δp=mΔv可得,動量變化量與速度變化量的方向一致,勻加速直線運(yùn)動速度變化量與速度方向相同,及動量變化量與速度方向相同,故D正確;故選:D。【點(diǎn)評】本題考查動量的基礎(chǔ),較為簡單。6.(4分)(2023秋?南開區(qū)校級月考)一質(zhì)點(diǎn)做加速度恒定的變速運(yùn)動,初速度大小為2m/s,3秒末速度大小變?yōu)?m/s,則下列判斷正確的是()A.速度變化量的大小可能大于2m/s B.速度變化量的大小可能小于2m/s C.加速度大小一定等于23D.加速度的方向一定與初速度方向相同【考點(diǎn)】加速度的定義、表達(dá)式、單位及物理意義.【專題】定量思想;推理法;直線運(yùn)動規(guī)律專題;推理論證能力.【答案】A【分析】根據(jù)題意可知速度的變化量,結(jié)合加速度的定義式分析即可?!窘獯稹拷猓河捎谒俣仁鞘噶浚写笮?、方向,故末速度的方向可能與初速度方向一致,也有可能與初速度方向相反。當(dāng)3s末的速度方向與初速度方向相同,則速度的變化量為:Δv=v﹣v0=(4﹣2)m/s=2m/s根據(jù)加速度定義式可得:a=當(dāng)3s末的速度方向與初速度方向相反,則速度的變化量為:Δv′=v﹣v0=(﹣4﹣2)m/s=﹣6m/s負(fù)號表示方向,加速度為:a即加速度方向與速度變化量的方向相同,但是加速度的方向可能與初速度方向相同,也可能相反。故A正確,BCD錯誤;故選:A?!军c(diǎn)評】解題關(guān)鍵是能夠正確求解速度的變化量,掌握加速度的定義式;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?農(nóng)安縣期中)2021年7月特大爆雨突降河南,全國各地的救援物資不斷地運(yùn)往災(zāi)區(qū).某輛滿載救援物資的卡車通過高速收費(fèi)站的“ETC”全過程的速度隨時間變化的關(guān)系如圖所示,下列說法正確的是()A.“ETC”通道的長度為44m B.卡車通過通道時可視為質(zhì)點(diǎn) C.卡車減速和加速過程的加速度大小相等 D.卡車通過“ETC”全過程的平均速度為9m/s【考點(diǎn)】復(fù)雜的運(yùn)動學(xué)圖像問題.【專題】定量思想;推理法;運(yùn)動學(xué)中的圖象專題;推理論證能力.【答案】D【分析】根據(jù)v﹣t圖像與時間軸所圍的面積表示位移,由幾何知識求出位移,再求平均速度;v﹣t圖像的斜率表示加速度;當(dāng)物體的形狀和大小相對問題不可忽略時,物體不可以視為質(zhì)點(diǎn)。【解答】解:A、v﹣t圖像與時間軸圍成的面積表示位移,則收費(fèi)站“ETC”通道的長度為x=12(20+4)×1.5m+1.5×4m+12(20+4)×1.0m=B、卡車相對關(guān)卡,長度不可忽略,所以通過通道時不可視為質(zhì)點(diǎn),故B錯誤;C、v﹣t圖像的斜率表示加速度,卡車加速的加速度大小為a1=ΔvΔt=20-41.5m/s2=323m/s2,卡車減速的加速度大小為a2=ΔvD、該卡車通過“ETC”通道的平均速度大小等于“ETC”通道的長度與時間的比值,為v=xt=364故選:D?!军c(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵要知道v﹣t圖像的斜率表示加速度、v﹣t圖像與時間軸所圍的面積表示位移,運(yùn)用幾何知識求解位移。二.多選題(共3小題,滿分18分,每小題6分)(多選)8.(6分)(2020秋?巴中期末)飛天攬?jiān)拢荚氯∪溃?020年11月24日4時30分,長征五號遙五運(yùn)載火箭在文昌航天發(fā)射場點(diǎn)火升空,順利將嫦娥五號探測器送入預(yù)定軌道,開啟我國首次地外天體采樣返回之旅。下列關(guān)于火箭在豎直方向加速起飛階段的說法,正確的是()A.火箭處于超重狀態(tài) B.燃料燃燒推動空氣,空氣反作用力推動火箭升空 C.火箭發(fā)動機(jī)將燃料產(chǎn)生的氣體向后推動,氣體的反作用力推動火箭升空 D.保溫泡沫塑料從箭殼上自行脫落后,相對地面由靜止下落【考點(diǎn)】超重與失重的概念、特點(diǎn)和判斷;牛頓第三定律的理解與應(yīng)用.【專題】學(xué)科綜合題;定性思想;推理法;牛頓運(yùn)動定律綜合專題;推理論證能力.【答案】AC【分析】明確火箭運(yùn)動過程受力情況,知道作用力和反作用力的性質(zhì)。知道加速度向上時物體處于超重狀態(tài),而加速度向下時物體處于失重狀態(tài)。【解答】解:A、火箭加速向上,故處于超重狀態(tài),故A正確;BC、火箭受到重力和空氣阻力以及內(nèi)部燃料噴出時的作用力作用,燃料燃燒向下噴氣,噴出的氣體的反作用力推動火箭升空,故B錯誤,C正確;D、保溫泡沫塑料從箭殼上自行脫落后,由于具有向上的速度,故做豎直上拋運(yùn)動,故D錯誤。故選:AC?!军c(diǎn)評】該題考查了牛頓第三定律、超重和失重以及豎直上拋運(yùn)動的基本性質(zhì),要注意掌握火箭上升原因是受到氣流的反作用力。(多選)9.(6分)(2022秋?峨山縣校級期中)在不計(jì)空氣阻力的情況下,某物體以30m/s的初速度從地面豎直上拋,重力加速度g取10m/s2,則下列判斷正確的是()A.物體在第3s末上升到最高點(diǎn) B.第2s末和第4s末物體的速度相同 C.前4s內(nèi)物體的平均速度大小為10m/s D.前4s內(nèi)物體的位移大小為50m【考點(diǎn)】豎直上拋運(yùn)動的規(guī)律及應(yīng)用;平均速度(定義式方向).【專題】定量思想;推理法;直線運(yùn)動規(guī)律專題;推理論證能力.【答案】AC【分析】豎直上拋運(yùn)動是初速度向上,加速度向下的勻變速直線運(yùn)動,對上升和下降的整個過程列式求解比較簡便?!窘獯稹拷猓篈、根據(jù)速度—時間公式:v=v0﹣gt,可知上升的最高點(diǎn)的時間:t=v0g=3010B、根據(jù)速度—時間公式:v=v0﹣gt,可知第2s末的速度為:v2=v0﹣gt2=30m/s﹣10×2m/s=10m/s,第4s末的速度為:v4=v0﹣gt4=30m/s﹣10×4m/s=﹣10m/s,所以第2s末到第4s末物體的速度大小相同,方向相反,故B錯誤;C、豎直上拋運(yùn)動是初速度向上,加速度向下的勻變速直線運(yùn)動,而對于勻變速直線運(yùn)動,某段時間內(nèi)的平均速度等于該段時間中間時刻的瞬時速度,故前4s內(nèi)的平均速度等于第2s末的瞬時速度,故:v=v2=v0﹣gt=30m/s﹣10×2m/s=10m/s,故CD、根據(jù)平均速度公式,前4s位移為:x4=vt4=10×4m=故選:AC?!军c(diǎn)評】本題關(guān)鍵是要把豎直上拋運(yùn)動的上升和下降的整個過程看成勻變速直線運(yùn)動進(jìn)行處理,而不能分段處理,否側(cè)將使問題復(fù)雜化。(多選)10.(6分)(2021秋?回民區(qū)校級月考)一輛汽車以10m/s的速度做直線運(yùn)動,某時刻開始以恒定的加速度剎車,第一個1s內(nèi)位移為8m,汽車剎車的加速度小于10m/s2,下列說法正確的是()A.汽車的剎車的加速度大小為4m/s2 B.3s內(nèi)汽車的位移為12m C.汽車在第2s內(nèi)的位移是4m D.汽車在第3s內(nèi)的平均速度是0.5m/s【考點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動位移與時間的關(guān)系;平均速度(定義式方向).【專題】定量思想;方程法;直線運(yùn)動規(guī)律專題;理解能力.【答案】ACD【分析】根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的位移—時間公式得出汽車剎車的加速度,結(jié)合速度—時間公式求出汽車速度減為零的時間,判斷汽車是否停止,再結(jié)合位移公式求出汽車的位移.【解答】解:A、根據(jù)x1=v0t1+12atB、汽車速度減為零的時間t0=0-v0a=-10-4C、根據(jù)Δx=aT2得第2s內(nèi)的位移x2=xD、第3s內(nèi)的位移等于最后0.5s內(nèi)的位移,采用逆向思維x'=12at'2故選:ACD?!军c(diǎn)評】本題考查了運(yùn)動學(xué)中的剎車問題,知道汽車速度減為零后不再運(yùn)動,結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式靈活求解.三.實(shí)驗(yàn)題(共2小題,滿分16分)11.(6分)(2021秋?鄢陵縣期中)在“探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中。(1)小明同學(xué)選了甲、乙兩根規(guī)格不同的彈簧進(jìn)行實(shí)驗(yàn),根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪出如圖所示的圖象,根據(jù)圖象,可計(jì)算得到彈簧甲的勁度系數(shù)為k甲=66.7N/m(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。(2)從圖象上看,圖象上端為曲線,說明該同學(xué)沒能完全按實(shí)驗(yàn)要求做,圖象上端為曲線是因?yàn)閺椓^大,超過彈簧的彈性限度,若要制作一個精確度較高的彈簧測力計(jì),應(yīng)選彈簧甲(選填“甲”或“乙”)。【考點(diǎn)】探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系.【專題】定量思想;實(shí)驗(yàn)分析法;彈力的存在及方向的判定專題;實(shí)驗(yàn)探究能力.【答案】(1)66.7;(2)彈力過大,超過彈簧的彈性限度;甲?!痉治觥浚?)根據(jù)圖象即可求出彈簧的勁度系數(shù);(2)彈簧測力計(jì)的基本制作原理是,在彈性限度內(nèi),彈簧的伸長與拉力成正比。在分析具體數(shù)據(jù)時,一定要注意彈簧的伸長量與拉力的比值是否始終相等,如果一旦不相等,說明它有可能超過了彈性限度;在施加相同拉力的情況下,伸長越明顯的彈簧,測量會越精確,伸長越不明顯的彈簧,一般量程會更大,我們可以根據(jù)需要來進(jìn)行選擇?!窘獯稹拷猓海?)該圖象中縱坐標(biāo)為伸長量,橫坐標(biāo)為拉力,根據(jù)胡克定律得圖象斜率的倒數(shù)為勁度系數(shù),由此可求出k甲=ΔFΔx=4-06-0N/cm(2)圖象上端向上彎曲的原因是超出了彈簧得彈性限度;從圖象上可以看出甲的斜率大于乙的斜率,所以甲的勁度系數(shù)較小,因此其精度高,所以應(yīng)選彈簧甲。故答案為:(1)66.7;(2)彈力過大,超過彈簧的彈性限度;甲?!军c(diǎn)評】彈簧測力計(jì)的原理是在彈簧的彈性限度內(nèi),彈簧的伸長與受到的拉力成正比。對于實(shí)驗(yàn)問題,我們要充分利用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來減少偶然誤差。12.(10分)(2022春?薩爾圖區(qū)校級期末)(1)某實(shí)驗(yàn)小組做驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)小組中的小華用圖所示裝置做實(shí)驗(yàn),圖中帶滑輪的長木板水平放置于桌面,拉力傳感器可直接顯示所受到的拉力大小。小華做實(shí)驗(yàn)時,下列操作必要且正確的是ABCA.將長木板右端適當(dāng)墊高,使小車能自由勻速滑動B.小車靠近打點(diǎn)計(jì)時器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時記錄傳感器的示數(shù)C.改變砂和砂桶質(zhì)量,打出幾條紙帶D.用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量E.為了減小誤差,實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量(2)實(shí)驗(yàn)小組中的小明如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來做實(shí)驗(yàn)。①小明同學(xué)平衡了摩擦力后,以砂和砂桶的重力為F,在小車質(zhì)量M保持不變情況下,不斷往桶里加砂,砂的質(zhì)量最終達(dá)到13M,測小車加速度a,作a﹣F的圖象。下列圖線正確的是C②圖為上述實(shí)驗(yàn)中打下的一條紙帶,A點(diǎn)為小車剛釋放時打下的起始點(diǎn),每兩點(diǎn)間還有四個計(jì)時點(diǎn)未畫出,打點(diǎn)計(jì)時器的頻率為50Hz,則C點(diǎn)的速度為0.8m/s,小車的加速度為4m/s2.(以上兩空均保留一位有效數(shù)字)【考點(diǎn)】探究加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系.【專題】定量思想;推理法;牛頓運(yùn)動定律綜合專題;實(shí)驗(yàn)探究能力.【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】(1)本實(shí)驗(yàn)需要平衡摩擦力;打點(diǎn)計(jì)時器要“早來晚走”,即實(shí)驗(yàn)開始時先接通打點(diǎn)計(jì)時器的電源;有拉力傳感器,不需要測量小桶質(zhì)量,也不需要滿足M>>m。(2)①實(shí)驗(yàn)時平衡了摩擦力,則圖象過原點(diǎn);最后砂桶的質(zhì)量不是遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,圖線將出現(xiàn)彎曲。②利用平均速度求瞬時速度;利用逐差法求加速度?!窘獯稹拷猓海?)A、實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力,將長木板右端適當(dāng)墊高,使小車能自由勻速滑動,故A正確;B、為充分利用紙帶,小車靠近打點(diǎn)計(jì)時器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時記錄傳感器的示數(shù),故B正確;C、為得出普遍規(guī)律,改變砂和砂桶質(zhì)量,打出幾條紙帶,故C正確;D、小車受到的拉力可由拉力傳感器測出來,不需要用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量,故D錯誤;E、小車受到的拉力可以由拉力傳感器測出,實(shí)驗(yàn)中不需要保證砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,故E錯誤。故選:ABC。(2)①實(shí)驗(yàn)時平衡了摩擦力,則圖象過原點(diǎn);但是最后砂桶的質(zhì)量不是遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,則圖線將出現(xiàn)彎曲,故C正確。②由于每兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個計(jì)時點(diǎn)未畫出,紙帶上面每打一點(diǎn)的時間間隔是0.1s。根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論,一段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度,則C點(diǎn)的速度為:vc根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式Δx=aT2可得:a=ΔxT故答案為:(1)ABC,(2)C,(3)0.8,4。【點(diǎn)評】解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理,了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng),尤其是理解平衡摩擦力和M>>m的操作和要求的含義。四.解答題(共3小題,滿分38分)13.(10分)(2020秋?海珠區(qū)校級月考)如圖所示,人重500N,物體重200N,地面粗糙,當(dāng)人用100N的力向下拉繩子時,人和物體均處于靜止?fàn)顟B(tài),拉物體的繩與水平面夾30°角,求:(1)人對地面的壓力的大小和方向;(2)物體對地面的壓力的大小和方向。【考點(diǎn)】共點(diǎn)力的平衡問題及求解;力的合成與分解的應(yīng)用.【專題】學(xué)科綜合題;定量思想;推理法;共點(diǎn)力作用下物體平衡專題;推理論證能力.【答案】(1)人對地面的壓力的大小為400N,方向豎直向下。(2)物體對地面的壓力的大小為150N,方向豎直向下?!痉治觥浚?)以人為研究對象,根據(jù)平衡條件求出地面對人的支持力,由牛頓第三定律得到人對地面的壓力的大小與方向;(2)以物體為研究對象,物體處于靜止?fàn)顟B(tài),受力平衡,分析受力情況,作出力圖,根據(jù)平衡條件求解地面對物體的支持力,再根據(jù)牛頓第三定律得到物體對地面的壓力。【解答】解:(1)對人受力分析,由平衡條件得:FT+FN=G代入數(shù)據(jù)解得:FN=400N由牛頓第三定律可知人對地面的壓力大小為400N,方向豎直向下(2)對物體受力分析如圖所示:將FT正交分解,由平衡條件得:FTsinθ+FN=G'解得:FN=150N由牛頓第三定律可知物體對地面的壓力大小為150N,方向豎直向下。答:(1)人對地面的壓力的大小為400N,方向豎直向下。(2)物體對地面的壓力的大小為150N,方向豎直向下。【點(diǎn)評】該題考查了共點(diǎn)力的平衡問題,首先要選擇研究對象,其次要正確分析物體的受力情況,畫出受力示意圖,這是解題的關(guān)鍵。14.(12分)(2024秋?越秀區(qū)校級期中)某小組用滿刻度50cm的直尺測量反應(yīng)時間。某次實(shí)驗(yàn)時,一名同學(xué)用手捏住直尺的頂端0cm處(如圖甲),另一名同學(xué)(受測人)在下方用手做捏住直尺的準(zhǔn)備(對應(yīng)直尺刻度50cm處)。當(dāng)受測人看到上方的手放開直尺時,就立即捏住直尺,對應(yīng)直尺刻度30cm處(如圖乙)。求(取重力加速度g=10m/s2,結(jié)果保留均兩位有效數(shù)字):(1)受測人的反應(yīng)時間;(2)下方的手捏住直尺前瞬間直尺的速度大小;(3)若把直尺上的長度刻度直接標(biāo)注為時間刻度,這把直尺就變?yōu)椤叭说姆磻?yīng)時間測量尺”,可以粗略測量人的反應(yīng)時間。請你說出該尺子上的時間刻度是否均勻,并分析原因。【考點(diǎn)】自由落體運(yùn)動的規(guī)律及應(yīng)用.【專題】計(jì)算題;學(xué)科綜合題;定量思想;推理法;自由落體運(yùn)動專題;推理論證能力.【答案】(1)受測人的反應(yīng)時間為0.20s;(2)下方的手捏住直尺前瞬間直尺的速度大小為2.0m/s;(3)不均勻,原因見解析?!痉治觥浚?)根據(jù)自由落體運(yùn)動的位移公式,即可推導(dǎo)反應(yīng)時間表達(dá)式;代入數(shù)據(jù),從而即可求解反應(yīng)時間;(2)根據(jù)自由落體運(yùn)動速度—時間關(guān)系可求手捏住直尺前瞬間直尺的速度大小;(3)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律分析相等時間間隔內(nèi)位移的變化規(guī)律判斷即可?!窘獯稹拷猓海?)由題可知,直尺下降的高度為:h=50cm﹣30cm=20cm=0.20m,由自由落體運(yùn)動規(guī)律可得:h=12(2)下方的手捏住直尺前瞬間直尺的速度大小約為:v=gt=10×0.20m/s=2.0m/s;(3)不均勻。尺子在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動,速度隨著時間均勻增大,故相同時間內(nèi)運(yùn)動的位移逐漸增大,所以時間刻度是從下端到上端越來越稀疏,所以尺子上的時間刻度是不均勻的。答:(1)受測人的反應(yīng)時間為0.20s;(2)下方的手捏住直尺前瞬間直尺的速度大小為2.0m/s;(3)不均勻,原因見解析?!军c(diǎn)評】考查自由落體運(yùn)動的規(guī)律,掌握位移與時間關(guān)系式,理解實(shí)驗(yàn)原理,為提高準(zhǔn)確度作下基礎(chǔ),同時注意有效數(shù)字。15.(16分)(2023秋?高新區(qū)校級月考)如圖所示,傳送帶與地面傾角θ=37°,從A到B長度為15.25m,傳送帶以5m/s的速度逆時針轉(zhuǎn)動。在傳送帶上端A無初速地放一個質(zhì)量為m=0.8kg的黑色煤塊,它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5,煤塊在傳送帶上經(jīng)過會留下黑色劃痕。已知(sin37°=0.6,cos37°=0.8),g=10m/s2。求:(1)煤塊從A到B運(yùn)動的時間;(2)煤塊從A到B的過程中傳送帶上形成劃痕的長度。【考點(diǎn)】水平傳送帶模型;勻變速直線運(yùn)動位移與時間的關(guān)系;牛頓第二定律的簡單應(yīng)用.【專題】計(jì)算題;學(xué)科綜合題;定量思想;推理法;牛頓運(yùn)動定律綜合專題;推理論證能力;模型建構(gòu)能力.【答案】(1)煤塊從A到B運(yùn)動的時間為2.5s;(2)煤塊從A到B的過程中傳送帶上形成劃痕的長度為4m?!痉治觥浚?)對煤塊受力分析,根據(jù)牛頓第二定律求解其加速度,根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式求解其加速時間和加速位移,煤塊與傳送帶共速后,判斷煤塊是否能與傳送帶一起做勻速直線運(yùn)動,根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式求解煤塊運(yùn)動的時間;(2)根據(jù)位移—時間公式求解煤塊的位移,進(jìn)而求解煤塊與傳送帶的相對位移,即為劃痕長度,注意兩段劃痕有重合,要取較長的一段?!窘獯稹拷猓海?)開始階段,由牛頓第二定律得mgsinθ+μmgcosθ=ma1所以a1=gsinθ+μgcosθ可得a1煤塊加速至與傳送帶速度相等時需要的時間為t1=va1煤塊加速至與傳送帶速度相等時,煤塊的位移為x1=12a因1.25m<15.25m,所以煤塊加速到5m/s時仍未到達(dá)B點(diǎn),此時摩擦力方向改變。第二階段有mgsinθ﹣μmgcosθ=ma2所以得a2設(shè)第二階段煤塊滑動到B的時間為t2,則LAB解得t2=2s煤塊從A到B的時間t=t1+t2解得:t=2.5s(2)第一階段煤塊的速度小于皮帶速度,煤塊相對皮帶向上移動,煤塊與皮帶的相對位移大小為Δx1=vt1﹣x1解得:Δx1=1.25m故煤塊相對于傳送帶上移1.25m。第二階段煤塊的速度大于皮帶速度,煤塊相對皮帶向下移動,煤塊相對于皮帶的位移大小為Δx2=(LAB﹣x1)﹣vt2解得Δx2=4m即煤塊相對傳送帶下移4m。故傳送帶表面留下黑色炭跡的長度為s=Δx2=4m答:(1)煤塊從A到B運(yùn)動的時間為2.5s;(2)煤塊從A到B的過程中傳送帶上形成劃痕的長度為4m?!军c(diǎn)評】本題考查傳送帶問題,解題關(guān)鍵是分析好煤塊的運(yùn)動情況和受力情況,注意煤塊與傳送帶共速后,要判斷煤塊能否與傳送帶一起做勻速直線運(yùn)動,注意兩段過程劃痕重合。
考點(diǎn)卡片1.質(zhì)點(diǎn)【知識點(diǎn)的認(rèn)識】(1)定義:用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn).①質(zhì)點(diǎn)是用來代替物體的具有質(zhì)量的點(diǎn),因而其突出特點(diǎn)是“具有質(zhì)量”和“占有位置”,但沒有大小,它的質(zhì)量就是它所代替的物體的質(zhì)量.②質(zhì)點(diǎn)沒有體積或形狀,因而質(zhì)點(diǎn)是不可能轉(zhuǎn)動的.任何轉(zhuǎn)動的物體在研究其自轉(zhuǎn)時都不可簡化為質(zhì)點(diǎn).③質(zhì)點(diǎn)不一定是很小的物體,很大的物體也可簡化為質(zhì)點(diǎn).同一個物體有時可以看作質(zhì)點(diǎn),有時又不能看作質(zhì)點(diǎn),要具體問題具體分析.(2)物體可以看成質(zhì)點(diǎn)的條件:如果在研究的問題中,物體的形狀、大小及物體上各部分運(yùn)動的差異是次要或不起作用的因素,就可以把物體看做一個質(zhì)點(diǎn).(3)突出主要因素,忽略次要因素,將實(shí)際問題簡化為物理模型,是研究物理學(xué)問題的基本思維方法之一,這種思維方法叫理想化方法.質(zhì)點(diǎn)就是利用這種思維方法建立的一個理想化物理模型.【命題方向】(1)第一類??碱}型是對具體事例進(jìn)行分析:在物理學(xué)研究中,有時可以把物體看成質(zhì)點(diǎn),則下列說法中正確的是()A.研究乒乓球的旋轉(zhuǎn),可以把乒乓球看成質(zhì)點(diǎn)B.研究車輪的轉(zhuǎn)動,可以把車輪看成質(zhì)點(diǎn)C.研究跳水運(yùn)動員在空中的翻轉(zhuǎn),可以把運(yùn)動員看成質(zhì)點(diǎn)D.研究地球繞太陽的公轉(zhuǎn),可以把地球看成質(zhì)點(diǎn)分析:當(dāng)物體的形狀、大小對所研究的問題沒有影響時,我們就可以把它看成質(zhì)點(diǎn),根據(jù)把物體看成質(zhì)點(diǎn)的條件來判斷即可.解答:A、研究乒乓球的旋轉(zhuǎn)時,不能把乒乓球看成質(zhì)點(diǎn),因?yàn)榭闯少|(zhì)點(diǎn)的話,就沒有旋轉(zhuǎn)可言了,所以A錯誤.B、研究車輪的轉(zhuǎn)動是,不能把車輪看成質(zhì)點(diǎn),因?yàn)榭闯少|(zhì)點(diǎn)的話,就沒有轉(zhuǎn)動可言了,所以B錯誤.C、研究跳水運(yùn)動員在空中的翻轉(zhuǎn)時,不能看成質(zhì)點(diǎn),把運(yùn)動員看成質(zhì)點(diǎn)的話,也就不會翻轉(zhuǎn)了,所以C錯誤.D、研究地球繞太陽的公轉(zhuǎn)時,地球的大小對于和太陽之間的距離來說太小,可以忽略,所以可以把地球看成質(zhì)點(diǎn),所以D正確.故選D.點(diǎn)評:考查學(xué)生對質(zhì)點(diǎn)這個概念的理解,關(guān)鍵是知道物體能看成質(zhì)點(diǎn)時的條件,看物體的大小體積對所研究的問題是否產(chǎn)生影響,物體的大小體積能否忽略.(2)第二類??碱}型是考查概念:下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說法中,正確的是()A.質(zhì)點(diǎn)是一個理想化模型,實(shí)際上并不存在,所以,引入這個概念沒有多大意義B.只有體積很小的物體才能看作質(zhì)點(diǎn)C.凡輕小的物體,皆可看作質(zhì)點(diǎn)D.如果物體的形狀和大小對所研究的問題屬于無關(guān)或次要因素時,即可把物體看作質(zhì)點(diǎn)分析:物體可以看成質(zhì)點(diǎn)的條件是物體的大小體積對所研究的問題是否產(chǎn)生影響,同一個物體在不同的時候,有時可以看成質(zhì)點(diǎn),有時不行,要看研究的是什么問題.解答:A、質(zhì)點(diǎn)是一個理想化模型,實(shí)際上并不存在,引入這個概念可以簡化我們分析的問題,不是沒有意義,所以A錯誤;B、體積大的物體也可以看做質(zhì)點(diǎn),比如地球,所以B錯誤;C、輕小的物體,不一定可以看做質(zhì)點(diǎn),要看它的形狀對分析的問題有沒有影響,所以C錯誤;D、如果物體的形狀和大小對所研究的問題屬于無關(guān)或次要因素時,即可把物體看作質(zhì)點(diǎn),所以D正確.故選:D.點(diǎn)評:考查學(xué)生對質(zhì)點(diǎn)這個概念的理解,關(guān)鍵是知道物體能看成質(zhì)點(diǎn)時的條件,看物體的大小體積對所研究的問題是否產(chǎn)生影響,物體的大小體積能否忽略.【解題方法點(diǎn)撥】理想模型及其在科學(xué)研究中的作用在自然科學(xué)的研究中,“理想模型”的建立,具有十分重要的意義.第一,引入“理想模型”的概念,可以使問題的處理大為簡化而又不會發(fā)生大的偏差.把現(xiàn)實(shí)世界中,有許多實(shí)際的事物與這種“理想模型”十分接近.在一定的場合、一定的條件下,作為一種近似,可以把實(shí)際事物當(dāng)作“理想模型”來處理,即可以將“理想模型”的研究結(jié)果直接地應(yīng)用于實(shí)際事物.例如,在研究地球繞太陽公轉(zhuǎn)的運(yùn)動的時候,由于地球與太陽的平均距離(約為14960萬公里)比地球的半徑(約為6370公里)大得多,地球上各點(diǎn)相對于太陽的運(yùn)動可以看做是相同的,即地球的形狀、大小可以忽略不計(jì).在這種場合,就可以直接把地球當(dāng)作一個“質(zhì)點(diǎn)”來處理.在研究炮彈的飛行時,作為第一級近似,可以忽略其轉(zhuǎn)動性能,把炮彈看成一個“質(zhì)點(diǎn)”;作為第二級近似,可以忽略其彈性性能,把炮彈看成一個“剛體”.在研究一般的真實(shí)氣體時,在通常的溫度和壓強(qiáng)范圍內(nèi),可以把它近似地當(dāng)作“理想氣體”,從而直接地運(yùn)用“理想氣體”的狀態(tài)方程來處理.第二,對于復(fù)雜的對象和過程,可以先研究其理想模型,然后,將理想模型的研究結(jié)果加以種種的修正,使之與實(shí)際的對象相符合.這是自然科學(xué)中,經(jīng)常采用的一種研究方法.例如:“理想氣體”的狀態(tài)方程,與實(shí)際的氣體并不符合,但經(jīng)過適當(dāng)修正后的范德瓦爾斯方程,就能夠與實(shí)際氣體較好地符合了.第三,由于在“理想模型”的抽象過程中,舍去了大量的具體材料,突出了事物的主要特性,這就更便于發(fā)揮邏輯思維的力量,從而使得“理想模型”的研究結(jié)果能夠超越現(xiàn)有的條件,指示研究的方向,形成科學(xué)的預(yù)見.例如:在固體物理的理論研究中,常常以沒有“缺陷”的“理想晶體”作為研究對象.但應(yīng)用量子力學(xué)對這種“理想晶體”進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果,表明其強(qiáng)度竟比普通金屬材料的強(qiáng)度大一千倍.由此,人們想到:既然“理想晶體”的強(qiáng)度應(yīng)比實(shí)際晶體的強(qiáng)度大一千倍,那就說明常用金屬材料的強(qiáng)度之所以減弱,就是因?yàn)椴牧现杏性S多“缺陷”的緣故.如果能設(shè)法減少這種“缺陷”,就可能大大提高金屬材料的強(qiáng)度.后來,實(shí)踐果然證實(shí)了這個預(yù)言.人們沿著這一思路制造出了若干極細(xì)的金屬絲,其強(qiáng)度接近于“理想晶體”的強(qiáng)度,稱之為“金胡須”.總之,由于客觀事物具有質(zhì)的多樣性,它們的運(yùn)動規(guī)律往往是非常復(fù)雜的,不可能一下子把它們認(rèn)識清楚.而采用理想化的客體(即“理想模型”)來代替實(shí)在的客體,就可以使事物的規(guī)律具有比較簡單的形式,從而便于人們?nèi)フJ(rèn)識和掌握它們.2.平均速度(定義式方向)【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.定義:平均速度是描述作變速運(yùn)動物體運(yùn)動快慢的物理量.一個作變速運(yùn)動的物體,如果在一段時間t內(nèi)的位移為s,則我們定義v=s2.平均速度和平均速率的對比:平均速度=【命題方向】例1:一個朝著某方向做直線運(yùn)動的物體,在時間t內(nèi)的平均速度是v,緊接著t2內(nèi)的平均速度是v2A.vB.23vC.34vD.分析:分別根據(jù)v=解:物體的總位移x=vt+v2×t2=5vt4,則這段時間內(nèi)的平均速度v=故選D.點(diǎn)評:解決本題的關(guān)鍵掌握平均速度的定義式v=【解題思路點(diǎn)撥】定義方向意義對應(yīng)平均速度運(yùn)動質(zhì)點(diǎn)的位移與時間的比值有方向,矢量粗略描述物體運(yùn)動的快慢某段時間(或位移)平均速率運(yùn)動質(zhì)點(diǎn)的路程與時間的比值無方向,標(biāo)量粗略描述物體運(yùn)動的快慢某段時間(或路程)3.加速度的定義、表達(dá)式、單位及物理意義【知識點(diǎn)的認(rèn)識】(1)加速度的定義:加速度是表示速度改變快慢的物理量,它等于速度的改變量跟發(fā)生這一改變量所用時間的比值,定義式:a=△v(2)加速度單位:在國際單位制中是:米/秒2,讀作“米每兩次方秒”符號是m/s2(或m?s﹣2).常用單位還有厘米/秒2(cm/s2)等.(3)加速度是矢量,在變速直線運(yùn)動中,若加速度的方向與速度方向相同,則質(zhì)點(diǎn)做加速運(yùn)動;若加速度的方向與速度方向相反,則質(zhì)點(diǎn)做減速運(yùn)動.(4)加速度和速度的區(qū)別:①它們具有不同的含義:加速度描述的是速度改變的快慢,速度描述的是位移改變的快慢;②速度大,加速度不一定大;加速度大速度不一定大,速度變化量大,加速度不一定大.加速度為零,速度可以不為零;速度為零,加速度可以不為零.【命題方向】例1:對加速度的概念的理解下列關(guān)于加速度的說法中,正確的是()A.加速度越大,速度變化越大B.加速度越大,速度變化越快C.加速度的方向和速度方向一定相同D.物體速度不變化,而加速度可以變化很大分析:根據(jù)加速度的定義式a=△v解答:AB、加速度等于速度的變化率,加速度越大,則物體的速度變化率大,即速度變化越快,而不是速度變化越大.故A錯誤,B正確;C、加速度的方向與速度變化方向相同,可能與速度方向相同,也可能與速度方向相反.故C錯誤;D、物體的速度不變化,加速度一定為零,故D錯誤;故選:B.點(diǎn)評:本題考查對加速度的物理意義理解能力,可以從數(shù)學(xué)角度加深理解加速度的定義式a=△v例2:加速度與速度的關(guān)系一個做變速直線運(yùn)動的物體,加速度逐漸減小,直至為零,那么該物體運(yùn)動的情況可能是()A.速度不斷增大,加速度為零時,速度最大B.速度不斷減小,加速度為零時,速度最小C.速度的變化率越來越小D.速度一定是越來越小分析:根據(jù)物體的加速度表示速度變化的快慢,與速度大小無關(guān),分析物體可能的運(yùn)動情況.解答:A、若加速度方向與速度方向相同,加速度逐漸變小時,速度仍不斷增大,當(dāng)加速度減為零時,物體做勻速直線運(yùn)動,速度達(dá)到最大.比如汽車以額定功率在平直的公路上起動過程.故A正確;B、若加速度方向與速度方向相反,速度不斷減小,當(dāng)加速度減為零時,物體做勻速直線運(yùn)動,速度達(dá)到最小.這種運(yùn)動是可能的.故B正確;C、加速度減小,物體的速度變化一定越來越慢,變化率越來越小.故C正確;D、由于加速度與速度方向的關(guān)系未知,加速度減小,速度不一定減?。蔇錯誤.故選:ABC.點(diǎn)評:本題考查對加速度與速度關(guān)系的理解能力,加速度減小,速度不一定減小.【知識點(diǎn)的應(yīng)用及延伸】1.速度v、速度變化量△v、加速度a的比較:v△va定義式stvt﹣v0vt意義表示運(yùn)動的快慢表示速度改變了多少表示速度改變的快慢大小位移與時間的比值位置對時間的變化率△v=vt﹣v0速度改變與時間的比值速度對時間的變化率方向質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的方向可能與v0方向相同也可能與v0方向相反與△v方向相同單位m/sm/sm/s2與時間的關(guān)系與時刻對應(yīng)狀態(tài)量與時間間隔對應(yīng)過程量瞬時加速度對應(yīng)時刻平均加速度對應(yīng)時間4.勻變速直線運(yùn)動位移與時間的關(guān)系【知識點(diǎn)的認(rèn)識】(1)勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系式:x=v0t+12at(2)公式的推導(dǎo)①利用微積分思想進(jìn)行推導(dǎo):在勻變速直線運(yùn)動中,雖然速度時刻變化,但只要時間足夠小,速度的變化就非常小,在這段時間內(nèi)近似應(yīng)用我們熟悉的勻速運(yùn)動的公式計(jì)算位移,其誤差也非常小,如圖所示。②利用公式推導(dǎo):勻變速直線運(yùn)動中,速度是均勻改變的,它在時間t內(nèi)的平均速度就等于時間t內(nèi)的初速度v0和末速度v的平均值,即v=v0+vt2.結(jié)合公式x=vt和v=vt+at可導(dǎo)出位移公式:x(3)勻變速直線運(yùn)動中的平均速度在勻變速直線運(yùn)動中,對于某一段時間t,其中間時刻的瞬時速度vt/2=v0+a×12t=2v0+at2,該段時間的末速度v=vt+at,由平均速度的定義式和勻變速直線運(yùn)動的位移公式整理加工可得v=即有:v=v0所以在勻變速直線運(yùn)動中,某一段時間內(nèi)的平均速度等于該段時間內(nèi)中間時刻的瞬時速度,又等于這段時間內(nèi)初速度和末速度的算術(shù)平均值。(4)勻變速直線運(yùn)動推論公式:任意兩個連續(xù)相等時間間隔T內(nèi),位移之差是常數(shù),即△x=x2﹣x1=aT2.拓展:△xMN=xM﹣xN=(M﹣N)aT2。推導(dǎo):如圖所示,x1、x2為連續(xù)相等的時間T內(nèi)的位移,加速度為a。x1【命題方向】例1:對基本公式的理解汽車在平直的公路上以30m/s的速度行駛,當(dāng)汽車遇到交通事故時就以7.5m/s2的加速度剎車,剎車2s內(nèi)和6s內(nèi)的位移之比()A.1:1B.5:9C.5:8D.3:4分析:求出汽車剎車到停止所需的時間,汽車剎車停止后不再運(yùn)動,然后根據(jù)位移時間公式x=v0t+12解:汽車剎車到停止所需的時間t0所以剎車2s內(nèi)的位移x1=t0<6s,所以剎車在6s內(nèi)的位移等于在4s內(nèi)的位移。x2=所以剎車2s內(nèi)和6s內(nèi)的位移之比為3:4.故D正確,A、B、C錯誤。故選:D。點(diǎn)評:解決本題的關(guān)鍵知道汽車剎車停下來后不再運(yùn)動,所以汽車在6s內(nèi)的位移等于4s內(nèi)的位移。此類試題都需注意物體停止運(yùn)動的時間。例2:對推導(dǎo)公式v=v0物體做勻變速直線運(yùn)動,某時刻速度大小是3m?s﹣1,1s以后速度大小是9m?s﹣1,在這1s內(nèi)該物體的()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后的速度大小為9m/s,方向可能與初速度方向相同,也有可能與初速度方向相反。根據(jù)a=v2-v解:A、規(guī)定初速度的方向?yàn)檎较?,?s末的速度與初速方向相同,1s內(nèi)的位移x=vt=v1+v22t=3+92×1m=6m.若1s末的速度與初速度方向相反,1sC、規(guī)定初速度的方向?yàn)檎较?,?s末的速度與初速方向相同,則加速度a=v2-v1t=9-31m/s2=6m/s2.若故選:AC。點(diǎn)評:解決本題的關(guān)鍵注意速度的方向問題,以及掌握勻變速直線運(yùn)動的平均速度公式v=【解題思路點(diǎn)撥】(1)應(yīng)用位移公式的解題步驟:①選擇研究對象,分析運(yùn)動是否為變速直線運(yùn)動,并選擇研究過程。②分析運(yùn)動過程的初速度v0以及加速度a和時間t、位移x,若有三個已知量,就可用x=v0t+12at③規(guī)定正方向(一般以v0方向?yàn)檎较颍?,判斷各矢量正?fù)代入公式計(jì)算。(2)利用v﹣t圖象處理勻變速直線運(yùn)動的方法:①明確研究過程。②搞清v、a的正負(fù)及變化情況。③利用圖象求解a時,須注意其矢量性。④利用圖象求解位移時,須注意位移的正負(fù):t軸上方位移為正,t軸下方位移為負(fù)。⑤在用v﹣t圖象來求解物體的位移和路程的問題中,要注意以下兩點(diǎn):a.速度圖象和t軸所圍成的面積數(shù)值等于物體位移的大?。籦.速度圖象和t軸所圍面積的絕對值的和等于物體的路程。5.自由落體運(yùn)動的規(guī)律及應(yīng)用【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.定義:物體只在重力作用下從靜止開始豎直下落的運(yùn)動叫做自由落體運(yùn)動.2.公式:v=gt;h=12gt2;v2=3.運(yùn)動性質(zhì):自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動.4.物體做自由落體運(yùn)動的條件:①只受重力而不受其他任何力,包括空氣阻力;②從靜止開始下落.重力加速度g:①方向:總是豎直向下的;②大小:g=9.8m/s2,粗略計(jì)算可取g=10m/s2;③在地球上不同的地方,g的大小不同.g隨緯度的增加而增大(赤道g最小,兩極g最大),g隨高度的增加而減小.【命題方向】自由落體運(yùn)動是常見的運(yùn)動,可以看作是勻變速直線運(yùn)動的特例,高考命題常以新情境來考查,而且經(jīng)常與其他知識綜合出題.單獨(dú)考查的題型一般為選擇題或計(jì)算題,綜合其它知識考查的一般為計(jì)算題,難度一般中等或偏易.例1:關(guān)于自由落體運(yùn)動,下列說法中正確的是()A.在空氣中不考慮空氣阻力的運(yùn)動是自由落體運(yùn)動B.物體做自由運(yùn)動時不受任何外力的作用C.質(zhì)量大的物體,受到的重力大,落到地面時的速度也大D.自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動分析:自由落體運(yùn)動是指物體僅在重力的作用下由靜止開始下落加速度為g的勻加速直線運(yùn)動運(yùn)動,加速度g與質(zhì)量無關(guān).解答:A、自由落體運(yùn)動是指物體僅在重力的作用下由靜止開始下落的運(yùn)動,故A錯誤;B、物體做自由運(yùn)動時只受重力,故B錯誤;C、根據(jù)v=gt可知,落到地面時的速度與質(zhì)量無關(guān),故C錯誤;D、自由落體運(yùn)動是指物體僅在重力的作用下由靜止開始下落加速度為g的勻加速直線運(yùn)動運(yùn)動,故D正確.故選:D.點(diǎn)評:把握自由落體運(yùn)動的特點(diǎn)和規(guī)律,理解重力加速度g的變化規(guī)律即可順利解決此類題目.例2:一個小石子從離地某一高度處由靜止自由落下,某攝影愛好者恰好拍到了它下落的一段軌跡AB.該愛好者用直尺量出軌跡的實(shí)際長度,如圖所示.已知曝光時間為11000s,則小石子出發(fā)點(diǎn)離AA.6.5cmB.10mC.20mD.45m分析:根據(jù)照片上痕跡的長度,可以知道在曝光時間內(nèi)物體下落的距離,由此可以估算出AB段的平均速度的大小,在利用自由落體運(yùn)動的公式可以求得下落的距離.解答:由圖可知AB的長度為2cm,即0.02m,曝光時間為11000s,所以AB段的平均速度的大小為v=x由自由落體的速度位移的關(guān)系式v2=2gh可得,h=v22g=故選:C.點(diǎn)評:由于AB的運(yùn)動時間很短,我們可以用AB段的平均速度來代替A點(diǎn)的瞬時速度,由此再來計(jì)算下降的高度就很容易了,通過本題一定要掌握這種近似的方法.【解題思路點(diǎn)撥】1.自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,所以,勻變速直線運(yùn)動公式也適用于自由落體運(yùn)動.2.該知識點(diǎn)的3個探究結(jié)論:(1)物體下落快慢不是由輕重來決定的,是存在空氣阻力的原因.(2)物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動,叫做自由落體運(yùn)動.“自由”的含義是物體只受重力作用、且初速度為零.(3)不同物體從同一高度做自由落體運(yùn)動,它們的運(yùn)動情況是相同的.6.豎直上拋運(yùn)動的規(guī)律及應(yīng)用【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.定義:物體以初速度v0豎直向上拋出后,只在重力作用下而做的運(yùn)動,叫做豎直上拋運(yùn)動。2.特點(diǎn):(1)初速度:v0≠0;(2)受力特點(diǎn):只受重力作用(沒有空氣阻力或空氣阻力可以忽略不計(jì));(3)加速度:a=g,其大小不變,方向始終豎直向下。3.運(yùn)動規(guī)律:取豎直向上的方向?yàn)檎较颍校簐t=v0﹣gt,h=v0t-12gtvt24.幾個特征量:(1)上升的最大高度hmax=v(2)質(zhì)點(diǎn)在通過同一高度位置時,上升速度與下落速度大小相等;上升到最大高度處所需時間t上和從最高處落回到拋出點(diǎn)所需時間相等t下,t上=t下=v【命題方向】例1:某物體以30m/s的初速度豎直上拋,不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2.5s內(nèi)物體的()A.路程為65mB.位移大小為25m,方向向上C.速度改變量的大小為10m/sD.平均速度大小為13m/s,方向向上分析:豎直上拋運(yùn)動看作是向上的勻減速直線運(yùn)動,和向下的勻加速直線運(yùn)動,明確運(yùn)動過程,由運(yùn)動學(xué)公式即可求出各物理量。解答:由v=gt可得,物體的速度減為零需要的時間t=v0g=3010A、路程應(yīng)等于向上的高度與后2s內(nèi)下落的高度之和,由v2=2gh可得,h=v22g=45m,后兩s下落的高度h'=12gt′2=20m,故總路程s=(45+20)B、位移h=v0t-12gt2=25m,位移在拋出點(diǎn)的上方,故C、速度的改變量△v=gt=50m/s,方向向下,故C錯誤;D、平均速度v=ht=25故選:AB。點(diǎn)評:豎直上拋運(yùn)動中一定要靈活應(yīng)用公式,如位移可直接利用位移公式求解;另外要正確理解公式,如平均速度一定要用位移除以時間;速度變化量可以用△v=at求得。例2:在豎直的井底,將一物塊以11m/s的初速度豎直向上拋出,物體沖出井口再落回到井口時被人接住,在被人接住前1s內(nèi)物體的位移是4m,位移方向向上,不計(jì)空氣阻力,取g=10m/s2.求:(1)物體從拋出點(diǎn)到被人接住所經(jīng)歷的時間;(2)豎直井的深度。分析:豎直上拋運(yùn)動的處理方法有整體法和分段法,要求路程或上升的最大高度時一般用分段法,此題可以直接應(yīng)用整體法進(jìn)行求解。解答:(1)設(shè)最后1s內(nèi)的平均速度為v則:v=平均速度等于中間時刻的瞬時速度,即接住前0.5s的速度為v1=4m/s設(shè)物體被接住時的速度為v2,則v1=v2﹣gt得:v2=4+10×0.5=9m/s,則物體從拋出點(diǎn)到被人接住所經(jīng)歷的時間t=v2-v0g(2)豎直井的深度即拋出到接住物塊的位移,則h=v0t-12gt2=11×1.2-12×10×答:(1)物體從拋出點(diǎn)到被人接住所經(jīng)歷的時間為1.2s(2)豎直井的深度為6m。點(diǎn)評:豎直上拋運(yùn)動的處理方法有整體法和分段法,要求路程或上升的最大高度時一般用分段法,此題只有豎直向上的勻減速運(yùn)動,直接應(yīng)用整體法求解即可?!窘忸}方法點(diǎn)撥】1.豎直上拋運(yùn)動的兩種研究方法:(1)分段法:上升階段是勻減速直線運(yùn)動,下落階段是自由落體運(yùn)動,下落過程是上升過程的逆過程。(2)整體法:從全程來看,加速度方向始終與初速度v0的方向相反,所以可把豎直上拋運(yùn)動看成一個勻變速直線運(yùn)動,要特別注意v0、vt、g、h等矢量的正、負(fù)號。一般選取豎直向上為正方向,v0總是正值,上升過程中vt為正值,下落過程中vt為負(fù)值;物體在拋出點(diǎn)以上時h為正值,物體在拋出點(diǎn)以下時h為負(fù)值。住:豎直上拋運(yùn)動的上升階段和下降階段具有對稱性:①速度對稱:上升和下降過程經(jīng)過同一位置時速度等大、反向;②時間對稱:上升和下降過程經(jīng)過同一段高度的上升時間和下降時間相等。7.復(fù)雜的運(yùn)動學(xué)圖像問題【知識點(diǎn)的認(rèn)知】1.除了常見的x﹣t圖像,v﹣t圖像與a﹣t圖像外,還有一些少見的運(yùn)動學(xué)圖像如xt-t圖像,v﹣x圖像、v2﹣2.這些圖像往往都與運(yùn)動學(xué)的公式有關(guān)聯(lián)。3.解題步驟一般如下:①根據(jù)圖像的縱橫坐標(biāo)找出圖像應(yīng)用了那個運(yùn)動學(xué)公式;②根據(jù)圖像推出具體的表達(dá)式;③分析斜率、截距、面積等因素的物理意義?!久}方向】在平直公路上有甲、乙兩輛汽車同時從同一位置沿著同一方向做勻加速直線運(yùn)動,它們速度的平方隨位移變化的圖象如圖所示,則()A、甲車的加速度比乙車的加速度小B、在x=0.5m處甲、乙兩車相遇C、在x=1m處甲、乙兩車相遇D、在t=2s末甲、乙兩車相遇分析:根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的速度—位移關(guān)系公式:v2-v02=解答:A、根據(jù)勻變速直線運(yùn)動速度—位移關(guān)系v2-v02=2ax,得v2=2ax+v由圖可知甲的斜率大于乙的斜率,故甲車的加速度大于乙車的加速度,故A錯誤;BCD、由圖象可知x=0.5m時,兩車速度的平方相等,速度相等。由圖可知,對于甲車做初速度為0加速度為2m/s2的勻加速直線運(yùn)動,乙做初速度為1m/s,加速度為1m/s2的勻加速直線運(yùn)動,兩車相遇時,位移相等,則有:1代入得:12×2×t2=1×t+12解得,t=2s相遇處兩車的位移為x=12a甲t2=1故選:D。點(diǎn)評:讀懂圖象的坐標(biāo),并能根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的位移—速度關(guān)系求出描述勻變速直線運(yùn)動的相關(guān)物理量,并再由勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律求出未知量.【解題思路點(diǎn)撥】非常規(guī)的運(yùn)動學(xué)圖像一般都是從某一個表達(dá)式得來的,要先從橫縱坐標(biāo)及圖像出發(fā)確定表達(dá)式,求解出關(guān)鍵物理量,再分析物體的運(yùn)動問題。8.力的合成與分解的應(yīng)用【知識點(diǎn)的認(rèn)識】本考點(diǎn)針對比較復(fù)雜的題目,題目涉及到力的合成與分解的綜合應(yīng)用?!久}方向】假期里,一位同學(xué)在廚房里協(xié)助媽媽做菜,對菜刀發(fā)生了興趣.他發(fā)現(xiàn)菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一樣,刀刃前部的頂角小,后部的頂角大(如圖所示),下列有關(guān)刀刃的說法合理的是()A、刀刃前部和后部厚薄不勻,僅是為了打造方便,外形美觀,跟使用功能無關(guān)B、在刀背上加上同樣的壓力時,分開其他物體的力跟刀刃厚薄無關(guān)C、在刀背上加上同樣的壓力時,頂角越大,分開其他物體的力越大D、在刀背上加上同樣的壓力時,頂角越小,分開其他物體的力越大分析:根據(jù)力的平行四邊形定則可知,相同的壓力下,頂角越小,分力越大;相同的頂角下,壓力越大,分力越大.解答:把刀刃部分抽象后,可簡化成一個等腰三角劈,設(shè)頂角為2θ,背寬為d,側(cè)面長為l,如圖乙所示當(dāng)在劈背施加壓力F后,產(chǎn)生垂直側(cè)面的兩個分力F1、F2,使用中依靠著這兩個分力分開被加工的其他物體。由對稱性知,這兩個分力大小相等(F1=F2),因此畫出力分解的平行四邊形,實(shí)為菱形,如圖丙所示。在這個力的平行四邊形中,取其四分之一考慮(圖中陰影部分),根據(jù)它跟半個劈的直角三角形的相似關(guān)系,由關(guān)系式,得F1=F2由此可見,刀背上加上一定的壓力F時,側(cè)面分開其他物體的力跟頂角的大小有關(guān),頂角越小,sinθ的值越小,F(xiàn)1和F2越大。但是,刀刃的頂角越小時,刀刃的強(qiáng)度會減小,碰到較硬的物體刀刃會卷口甚至碎裂,實(shí)際制造過程中為了適應(yīng)加工不同物體的需要,所以做成前部較薄,后部較厚。使用時,用前部切一些軟的物品(如魚、肉、蔬菜、水果等),用后部斬劈堅(jiān)硬的骨頭之類的物品,俗話說:“前切后劈”,指的就是這個意思。故D正確。故選:D。點(diǎn)評:考查力的平行四邊形定則,體現(xiàn)了控制變量法,同時學(xué)會用三角函數(shù)來表示力與力的關(guān)系.【解題思路點(diǎn)撥】對力的合成與力的分解的綜合應(yīng)用問題,要首先熟練掌握力的合成和力的分解的相關(guān)內(nèi)容,再選擇合適的合成和分解方法進(jìn)行解題。9.共點(diǎn)力的平衡問題及求解【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.共點(diǎn)力(1)定義:如果一個物體受到兩個或更多力的作用,這些力共同作用在物體的在同一點(diǎn)上,或者雖不作用在同一點(diǎn)上,但它們的延長線交于一點(diǎn),這幾個力叫作共點(diǎn)力。(2)力的合成的平行四邊形定則只適用于共點(diǎn)力。2.共點(diǎn)力平衡的條件(1)平衡狀態(tài):物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動的狀態(tài)。(2)平衡條件:在共點(diǎn)力作用下物體平衡的條件是合力為0。3.對共點(diǎn)力平衡條件的理解及應(yīng)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.平衡條件的推論(1)二力平衡:若物體在兩個力作用下處于平衡狀態(tài),則這兩個力一定等大、反向。(2)三力平衡:若物體在三個共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài),則任意兩個力的合力與第三個力等大、反向。(3)多力平衡:若物體在n個共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài),則其中任意一個力必定與另外(n﹣1)個力的合力等大、反向。5.解答共點(diǎn)力平衡問題的三種常用方法6.平衡中的臨界、極值問題a.臨界問題(1)問題特點(diǎn):①當(dāng)某物理量發(fā)生變化時,會引起其他幾個物理量的變化。②注意某現(xiàn)象“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”的條件。(2)分析方法:基本方法是假設(shè)推理法,即先假設(shè)某種情況成立,然后根據(jù)平衡條件及有關(guān)知識進(jìn)行論證、求解。b.極值問題(1)問題界定:物體平衡的極值問題,一般指在力的變化過程中涉及力的最大值和最小值的問題。(2)分析方法:①解析法:根據(jù)物體平衡的條件列出方程,在解方程時,采用數(shù)學(xué)知識求極值或者根據(jù)物理臨界條件求極值。②圖解法:根據(jù)物體平衡的條件作出力的矢量圖,畫出平行四邊形或者矢量三角形進(jìn)行動態(tài)分析,確定最大值或最小值。7.“活結(jié)”與“死結(jié)”、“活桿”與“死桿”模型(1)“活結(jié)”與“死結(jié)”模型①“活結(jié)”一般是由輕繩跨過光滑滑輪或者繩上掛一光滑掛鉤而形成的。繩雖然因“活結(jié)”而彎曲,但實(shí)際上是同一根繩,所以由“活結(jié)”分開的兩段繩上彈力的大小一定相等,兩段繩合力的方向一定沿這兩段繩夾角的平分線。②“死結(jié)”兩側(cè)的繩因結(jié)而變成了兩根獨(dú)立的繩,因此由“死結(jié)”分開的兩段繩上的彈力不一定相等。(2)“活桿”與“死桿”模型①“活桿”:指輕桿用轉(zhuǎn)軸或鉸鏈連接,當(dāng)輕桿處于平衡狀態(tài)時,輕桿所受到的彈力方向一定沿著桿,否則會引起輕桿的轉(zhuǎn)動。如圖甲所示,若C為轉(zhuǎn)軸,則輕桿在緩慢轉(zhuǎn)動中,彈力方向始終沿桿的方向。②“死桿”:若輕桿被固定,不發(fā)生轉(zhuǎn)動,則輕桿所受到的彈力方向不一定沿桿的方向。如圖乙所示,水平橫梁的一端A插在墻壁內(nèi),另一端B裝有一個小滑輪,繩的一端C固定于墻壁上,另一端跨過滑輪后懸掛重物m。滑輪對繩的作用力應(yīng)為圖丙中兩段繩中拉力F1和F2的合力F的反作用力,即AB桿彈力的方向不沿桿的方向?!久}方向】例1:在如圖所示的甲、乙、丙、丁四幅圖中,滑輪光滑且所受的重力忽略不計(jì),滑輪的軸O安裝在一根輕木桿P上,一根輕繩ab繞過滑輪,a端固定在墻上,b端下面掛一質(zhì)量為m的重物。當(dāng)滑輪和重物都靜止不動時,甲、丙、丁圖中木桿P與豎直方向的夾角均為θ,乙圖中木桿P豎直。假設(shè)甲、乙、丙、丁四幅圖中滑輪受到木桿P的彈力的大小依次為FA、FB、FC、FD,則以下判斷正確的是()A.FA=FB=FC=FDB.FD>FA=FB>FCC.FA=FC=FD>FBD.FC>FA=FB>FD分析:對滑輪受力分析,受兩個繩子的拉力和桿的彈力;滑輪一直保持靜止,合力為零,故桿的彈力與兩個繩子的拉力的合力等值、反向、共線。解答:由于兩個繩子的拉力大小等于重物的重力,大小不變,即四個選項(xiàng)中繩子的拉力是大小相等的,根據(jù)平行四邊形定則知兩個力的夾角越小,則合力越大,即滑輪兩邊繩子的夾角越小,繩子拉力的合力越大,故丁圖中繩子拉力合力最大,則桿的彈力最大,丙圖中夾角最大,繩子拉力合力最小,則桿的彈力最小,甲圖和乙圖中的夾角相同,則繩子拉力合力相等,則桿的彈力相等,所以甲、乙、丙、丁四幅圖中滑輪受到木桿P的彈力的大小順序?yàn)椋篎D>FA=FB>FC,故B正確,ACD錯誤。故選:B。本題考查的是力的合成與平衡條件在實(shí)際問題中的應(yīng)用,要注意桿的彈力可以沿著桿的方向也可以不沿著桿方向,結(jié)合平衡條件分析是關(guān)鍵。例2:如圖所示,兩根等長的輕繩將日光燈懸掛在天花板上,兩繩與豎直方向的夾角都為45°,日光燈保持水平,所受重力為G。則()A.兩繩對日光燈拉力的合力大小等于GB.兩繩的拉力和重力不是共點(diǎn)力C.兩繩的拉力大小均為22D.兩繩的拉力大小均為G分析:兩繩的拉力和重力是共點(diǎn)力,根據(jù)合力為零分析AB選項(xiàng);根據(jù)對稱性可知,左右兩繩的拉力大小相等,分析日光燈的受力情況,由平衡條件求解繩子的拉力大小。解答:B.對日光燈受力分析如圖:兩繩拉力的作用線與重力作用線的延長線交于一點(diǎn),這三個力是共點(diǎn)力,故B錯誤;A.由于日光燈在兩繩拉力和重力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),所以兩繩的拉力的合力與重力G等大反向,故A正確;CD.由于兩個拉力的夾角成直角,且都與豎直方向成45°角,則由力的平行四邊形定則可知:G=F12+F22,F(xiàn)1=F2,解得:F1=F故選:AC。點(diǎn)評:本題主要是考查了共點(diǎn)力的平衡,解答本題的關(guān)鍵是:確定研究對象、進(jìn)行受力分析、進(jìn)行力的合成,利用平衡條件建立方程進(jìn)行解答。例3:如圖,三根長度均為l的輕繩分別連接于C、D兩點(diǎn),A、B兩端被懸掛在水平天花板上,相距2l?,F(xiàn)在C點(diǎn)上懸掛一個質(zhì)量為m的重物,為使CD繩保持水平,在D點(diǎn)上可施加力的最小值為()A.mgB.33C.12D.14分析:根據(jù)物體的受力平衡,依據(jù)幾何關(guān)系求解即可。解答:依題得,要想CD水平,則各繩都要緊繃,根據(jù)幾何關(guān)系可知,AC與水平方向的夾角為60°,結(jié)點(diǎn)C受力平衡,則受力分析如圖所示因此CD的拉力為T=mg?tan30°D點(diǎn)受CD繩子拉力大小等于T,方向向左。要使CD水平,則D點(diǎn)兩繩的拉力與外界的力的合力為零,則CD繩子對D點(diǎn)的拉力可分解為沿BD繩的F1以及另一分力F2。由幾何關(guān)系可知,當(dāng)F2與BD垂直時,F(xiàn)2最小,F(xiàn)2的大小即為拉力大小,因此有F2min=T?sin60°=1故ABD錯誤,C正確。故選:C。點(diǎn)評:本題考查的是物體的受力平衡,解題的關(guān)鍵是當(dāng)F2與BD垂直時,F(xiàn)2最小,F(xiàn)2的大小即為拉力大小。例4:如圖甲所示,細(xì)繩AD跨過固定的水平輕桿BC右端的輕質(zhì)光滑定滑輪懸掛一質(zhì)量為M1的物體,∠ACB=30°;圖乙中輕桿HG一端用鉸鏈固定在豎直墻壁上,另一端G通過細(xì)繩EG拉住,EG與水平方向的夾角為30°,在輕桿的G點(diǎn)用細(xì)繩GF懸掛一質(zhì)量為M2的物體(都處于靜止?fàn)顟B(tài)),求:(1)細(xì)繩AC的張力FTAC與細(xì)繩EG的張力FTEG之比;(2)輕桿BC對C端的支持力;(3)輕桿HG對G端的支持力。分析:(1)根據(jù)力的分解及幾何關(guān)系解答。(2)圖甲中對滑輪受力分析,運(yùn)用合成法求解細(xì)繩AC段的張力FAC與輕桿BC對C端的支持力;(3)乙圖中,以C點(diǎn)為研究對象,根據(jù)平衡條件求解細(xì)繩EG段的張力F2以及輕桿HG對G端的支持力。解答:下圖(a)和下圖(b)中的兩個物體M1、M2都處于平衡狀態(tài),根據(jù)平衡的條件,首先判斷與物體相連的細(xì)繩,其拉力大小等于物體的重力;分別取C點(diǎn)和G點(diǎn)為研究對象,進(jìn)行受力分析如圖(a)和右圖(b)所示,根據(jù)平衡規(guī)律可求解。(1)上圖(a)中輕繩AD跨過定滑輪拉住質(zhì)量為M1的物體,物體處于平衡狀態(tài),輕繩AC段的拉力FTAC=FCD=M1g;上圖(b)中由于FTEGsin30°=M2g得FEG=2M2g所以FTAC:FTEG=M1:2M2。(2)上圖(a)中,根據(jù)FAC=FCD=M1g且夾角為120°故FNC=FAC=M1g,方向與水平方向成30°,指向斜右上方。(3)上圖(b)中,根據(jù)平衡方程有FNG=M2gtan30°答:(1)輕繩AC段的張力FAC與細(xì)繩EG的張力FEG之比為M1(2)輕桿BC對C端的支持力為M1g,指向斜右上方;(3)輕桿HG對G端的支持力大小為3M2g方向水平向右。點(diǎn)評:本題首先要抓住定滑輪兩端繩子的特點(diǎn),其次要根據(jù)平衡條件,以C、G點(diǎn)為研究對象,按力平衡問題的一般步驟求解?!窘忸}思路點(diǎn)撥】1.在分析問題時,注意“靜止”和“v=0”不是一回事,v=0,a=0時,是靜止,是平衡狀態(tài)2.解答共點(diǎn)力平衡問題的一般步驟(1)選取研究對象,對于有相互作用的兩個或兩個以上的物體構(gòu)成的系統(tǒng),應(yīng)明確所選研究對象是系統(tǒng)整體還是系統(tǒng)中的某一個物體(整體法或隔離法)。(2)對所選研究對象進(jìn)行受力分析,并畫出受力分析圖。(3)對研究對象所受的力進(jìn)行處理,對三力平衡問題,一般根據(jù)平衡條件畫出力合成時的平行四邊形。對四力或四力以上的平衡問題,一般建立合適的直角坐標(biāo)系,對各力按坐標(biāo)軸進(jìn)行分解。(4)建立平衡方程,對于四力或四力以上的平衡問題,用正交分解法列出方程組。3.臨界與極值問題的分析技巧(1)求解平衡中的臨界問題和極值問題時,首先要正確地進(jìn)行受力分析和變化過程分析,找出平衡中的臨界點(diǎn)和極值點(diǎn)。(2)臨界條件必須在變化中尋找,不能停留在一個狀態(tài)來研究臨界問題,而是要把某個物理量推向極端,即極大或極小,并依此作出科學(xué)的推理分析,從而給出判斷或結(jié)論。10.慣性與質(zhì)量【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.定義:物體保持原來的勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫做慣性。牛頓第一定律又叫慣性定律。2.慣性的量度:慣性的大小與物體運(yùn)動的速度無關(guān),與物體是否受力無關(guān),僅與質(zhì)量有關(guān),質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度。質(zhì)量大的物體所具有的慣性大,質(zhì)量小的物體所具有的慣性小。3.慣性的性質(zhì):①一切物體都具有慣性,其本質(zhì)是任何物體都有慣性。②慣性與運(yùn)動狀態(tài)無關(guān):不論物體處于怎樣的運(yùn)動狀態(tài),慣性總是存在的。當(dāng)物體本來靜止時,它一直“想”保持這種靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)物體運(yùn)動時,它一直“想”以那一時刻的速度做勻速直線運(yùn)動。4.慣性的表現(xiàn)形式:①當(dāng)物體不受外力或所受合外力為零時,慣性表現(xiàn)為保持原來的運(yùn)動狀態(tài)不變;②當(dāng)物體受到外力作用時,慣性表現(xiàn)為改變運(yùn)動狀態(tài)的難易程度,物體慣性越大,它的運(yùn)動狀態(tài)越難改變。5.加深理解慣性概念的幾個方面:(1)慣性是物體的固有屬性之一,物體的慣性與其所在的地理位置、運(yùn)動狀態(tài)、時間次序以及是否受力等均無關(guān),任何物體都具有慣性;(2)慣性大小的量度是質(zhì)量,與物體運(yùn)動速度的大小無關(guān),絕不是運(yùn)動速度大、其慣性就大,運(yùn)動速度小,其慣性就小;(3)物體不受外力時,其慣性表現(xiàn)為物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動的狀態(tài);受外力作用時,其慣性表現(xiàn)為運(yùn)動狀態(tài)改變的難易程度不同?!久}方向】例1:關(guān)于物體的慣性,下列說法中正確的是()A.運(yùn)動速度大的物體不能很快地停下來,是因?yàn)槲矬w速度越大,慣性也越大B.靜止的火車啟動時,速度變化慢,是因?yàn)殪o止的物體慣性大的緣故C.乒乓球可以被快速抽殺,是因?yàn)槠古仪驊T性小D.在宇宙飛船中的物體不存在慣性分析:一切物體,不論是運(yùn)動還是靜止、勻速運(yùn)動還是變速運(yùn)動,都具有慣性,慣性是物體本身的一種基本屬性,其大小只與質(zhì)量有關(guān),質(zhì)量越大、慣性越大;慣性的大小和物體是否運(yùn)動、是否受力以及運(yùn)動的快慢是沒有任何關(guān)系的。解答:A、影響慣性大小的是質(zhì)量,慣性大小與速度大小無關(guān),故A錯誤;B、靜止的火車啟動時,速度變化慢,是由于慣性大,慣性大是由于質(zhì)量大,故B錯誤;C、乒乓球可以被快速抽殺,是因?yàn)槠古仪蛸|(zhì)量小,慣性小,故C正確;D、慣性是物體本身的一種基本屬性,其大小只與質(zhì)量有關(guān),有質(zhì)量就有慣性,在宇宙飛船中的物體有質(zhì)量,故有慣性,故D錯誤。故選:C。點(diǎn)評:需要注意的是:物體的慣性的大小只與質(zhì)量有關(guān),與其他都無關(guān)。而經(jīng)常出錯的是認(rèn)為慣性與物體的速度有關(guān)。例2:物體具有保持原來勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)稱為慣性。下列有關(guān)
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