高一物理上册期末复习

高一物理 第 18 单元 期末复习 一． 内容黄金组 本学期主要学习了力、直线运动、牛顿运动定律、曲线运动 万 有引力等知识。 二． 要点大揭秘 1．力 (1)力是物体间的相互作用,是使物体发生形变或改变物体运动状 态的原因. (2)力的三要素及其图示.力的三要素为大小、方向和作用点.力的 效果与它的三个要素有关.图示时,可用一带箭头的线段表示其三要素. 力是矢量. (3)力学中常见的三种力. ①重力.产生于地球对物体的吸引力，大小为 G＝mg,方向竖直向 下.重力的作用点称为重心,重心不一定在物体的实体上.重力是物体 产生重力加速度的原因.在地球表面不同纬度处,物体的重力略有不 同. ②弹力.物体发生弹性形变时产生弹力.轻弹簧或弹性绳的弹力与 形变的关系符合胡克定律:F＝kx.当物体发生弯曲形变时,其弹力方向 总是垂直于发生弯曲形变的接触面.弯曲形变时，弹力的大小应根据 物体的平衡方程或动力学方程去计算. ③摩擦力.接触面间有相对滑动时产生的摩擦力称为滑动摩擦力. 滑动摩擦力大小为 f＝μN 方向与物体相对于接触面的运动方向相 反，但不一定与物体对地运动的方向相反,因此,滑动摩擦力不一定总 是阻碍物体运动.接触面间无相对滑时产生的摩擦力称为静摩擦力.物 体所受静摩擦力的大小、方向、有无均应从物体的平衡方程或动力学 方程解出. (4)物体受力状态分析.物体受力状况分析的基本步骤见第 5 讲.在 学习了牛顿第二定律、直线运动和曲线运动的知识后，分析物体受力 状态时要注意研究物体的受力状况和运动状况的相互影响. (5)力的合成与分解.力的合成与分解都符合等效原理：合力与其 分力等效.力的合成与分解的基本运算方法是平行四边行法则.平行四 边形法则是矢量运算的基本法则之一.高中物理中所学习的其他矢量 的合成和分解也都可以应用平行四边形法则. (6)力矩.力矩 M＝F·L，式中 L 为臂，等于从转动轴到力的作用 线的距离. 2．直线运动 (1)质点、路程和位移.正确理解物体能够被视为质点的条件.明确 位移和路程的差别. (2)匀速直线运动的速度和变速直线运动的平均速度.匀速直线运 动的速度为 v＝ ,v 为矢量.变速直线运动的平均速度为 ＝ . 对于匀变速直线运动,有 ＝ . (3)瞬时速度.运动物体在某一时刻的速度或运动物体经某点时速 度.当△t→0 时,平均速度 ＝ 可表示瞬时速度.瞬时速度是矢量. (4)匀变速直线运动的加速度.匀变速直线运动的加速度为 a＝ ，a 为矢量.当 a、v 同向时,物体作加速直线运动,当 a、v 反向时 物体作减速直线运动. (5)自由落体运动和竖直上抛运动.自由落体运动是初速为零、加 速度为 g 的匀加速直线运动.竖直上抛运动为加速度大小等于 g 的匀 减速直线运动. (6)匀变速直线运动的基本公式.匀变速直线运动的四个基本公式 为 vt＝v0＋at. ＝ 、s＝v0t＋ at2 及 vt2＝v02＋2as.四个基本公 式在不同情况下的变化见第 10 讲的公式系统表. (7)直线运动的 s－t 图象和 v－t 图象.两图象分别表示直线运动中 位移和速度与时间的函数关系.应注意，位移图象并不表示轨迹形状. 位移图象为直线时，直线斜率表示速度，位移图象为曲线时，曲线上 一点的切线斜率表示该时刻的瞬时速度.速度图象为直线时，直线斜 率表示加速度，若速度图象为曲线，曲线上一点的切线斜率也可表示 加速度的瞬对值.速度图线与 t 轴所夹面积可表示位移. 3.牛顿运动定律 (1)牛顿第一定律.一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状 态，直到有外力迫使它改变这种状态为止.物体保持原来的匀速直线 运动状态或静止状态的性质叫惯性.惯性是物体的固有性质.质量是物 体惯性的量度. (2)牛顿第二定律.物体的加速正比于所受合外力，反比于其质量. 在采用国际单位制时，第二定律的数学表达式为∑F＝ma.在分析物体 受力状况和运动状况的基础上，可应用第二定律建立动力学方程.常 用正交法，此时动力学方程为∑Fx＝max∑Fy＝may (3)牛顿第三定律.作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用 在同一直线上.作用力与反作用力同时存在、等值反向、共线异体， 效果不同，不能抵消. 4.曲线运动 万有引力 (1)曲线运动的条件.物体受到的合外力方向与速度方向不在同一 直线上。曲线运动中的速度方向就是该点曲线上的切线方向。 (2)运动的合成与分解. 运动的合成与分解的基本运算方法是矢量 平行四边形定则，对位移、速度和加速度的合成与分解均适合. 应用时应注意确定那个是分运动、那个是合运动，及运动的独 立性原理、分运动合运动之间的等时性原理。 (3)平抛运动.平抛运动是一个加速度为重力加速度 g 的匀变速曲 线运动，它可看成是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自 由落体运动的合运动。注意两个方向的分运动的等时性，其运 动的时间是由竖直高度决定，运动的水平位移由抛出点高度及 水平初速度决定。 (4)匀速圆周运动，它是一个加速度大小不变方向时刻改变的变加 速运动，描述圆周运动快慢的物理量有线速度、角速度、周期、 频率等，要能清楚它们几者之间的关系。做匀速圆周运动的物 体所受到的合外力提供了向心力，向心力是一个按效果来命名 的力，可以是几个力的合力，也可是某一个力的分力，但不可 以说物体受到向心力，因为这个力是找不到施力物体的。 (5) 万有引力. 任何两物体间都有相互吸引力，引力大小正比于 两物体的质量乘积，反比于两物体间距离（只适用于两物体可 视为质点时）.其数学表达式为 2R MmGF  万有引力定律应用于 天体运动时的基本方程为 2 2 2 2 )2( TmRR vmmR R MmG   。在 地球表面,常可以认为地球对物体的引力近似地等于物体的重 力,即 mg R MmG 2 可推出 GM＝gR2.反应了四个恒量间关系.三 个宇宙速度，第一宇宙速度(环绕速度)为 7.9km/s，第二宇宙速 度(脱离速度)为 11.2km/s，第三宇宙速度（逃逸个速度）为 16.7km/s. 三． 好题解给你 1. 本课预习题： （1）、下面关于力的说法，不正确的是（ ） A 一个力有施力物体，不一定有受力物体 B 只有相接触的物体之间才会产生力的作用 C 力的大小和方向相同，作用效果就一定相同 D 两个大小相等的力作用在同一物体上，作用效果一定一样 （ 2）、如图，A、B、C 三个物体叠放在桌面上，在 A 的上面再加一个作用力 F，则 C 物体受到竖直向下的作用 力除了自身的重力之外还有： A1 个力； B2 个力； C3 个力； D4 个力。 ( ) （3）、物体运动时，若其加速度恒定，则物体： A 一定作匀速直线运动； B 一定做直线运动； C 可能做曲线运动； D 可能做圆周运动。 （4）、一石块从楼房阳台边缘向下做自由落体运动, 到达地面, 把 它在空中运动的时间分为相等的三段, 如果它在第一段时间内的位 移是 1.2m, 那么它在第三段时间内的位移是( ) A 1.2m B 3.6m C 6.0m D 10.8m （5）、下列关于惯性的说法，正确的是（ ） A 只有静止或做匀速直线运动的物体才具有惯性 B 做变速运动的物体没有惯性 C 有的物体没有惯性 D 两个物体质量相等，那么它们的惯性大小相等 本课预习题答案： (1)、BCD (2)、A (3)、C (4)、C (5)、D 2. 基础题： （1）、下列关于运动状态与受力关系的说法中，正确的是：（ ） A 物体的运动状态发生变化，物体的受力情况一定变化； B 在恒力作用下，一定作匀变速直线运动； C 的运动状态保持不变，说明物体所受的合外力为零； D 物体作曲线运动时，受到的合外力可能是恒力。 （2）、如图所示, A 为木块, B 为装满沙子的铁 盒, 系统处于静止状态, 若从某时刻 B 中的沙子 漏出, 在全部漏光之前系统一直处于静止状态, 在这一过程中 A 所受的静摩擦力( ) A 一定始终不变 B 一定变大 C 一定变小 D 有可能变大, 也有可能变小 （3）、如图所示，木块在恒定拉力 F 作用下沿水平向右做直线运动， 且速度不断增大，则 F 与摩擦力的合力方向是 ( ) A 向上偏右 B 向上偏左 C 水平向左 D 竖直向上 基础题参考答案： （1）、CD （2）、D （3）、A 3. 应用题： （1）、把一个质量为 0,5kg 的物体挂在弹簧秤下,在电梯中看到弹簧秤 的示数为 3N,g 取 10m/s2,则可知电梯的运动情况可能是（ ）. A 以 4m/s2 的加速度加速上升 B 以 4m/s2 的加速度减速上升 C 以 4m/s2 的加速度加速下降 D 以 4m/s2 的加速度减速下降 （2）、图中物体 A 和 B 质量分别为 m A = 2kg , mB = 8kg ，滑轮、绳子及弹簧秤 C 的质量不计，滑轮处 的摩擦也不计，则弹簧秤的示数为（ ） A 20N B 32N C. 60N D. 80N （3）、如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转 动而未滑动。当圆筒的角速度 增大以后，下列说法正 确的是：（ ） A.物体所受弹力增大，摩擦力也增大了； B.物体所受弹力增大，摩擦力减小了； C 物体所受弹力和摩擦力都减小了； D 物体所受弹力增大，摩擦力不变。 （1）、BC （2）、B （3）、D 4. 提高题： （1）、一小球质量为 m，用长为 L 的悬线固定于 O 点，在 O 点正下 方 L/2 处钉有一根长钉，把悬线沿水平方向拉直后无初速度地释放小 球，当悬线碰到钉子的瞬时（ ） A 小球的向心加速度突然增大， B 小球的角速度突然增大 C 小球的速度突然增大 D 悬线的张力突然增大 （2）、火星和地球质量之比为 P，火星和地球的半径之比为 q，则火 星表面处和地球表面处的重力加速度之比为：（ ） A. 2/ qp ； B. 2qp  ； C. qp / ； D. qp  。 （3）、甲、乙两小球质量相同，在同一光滑圆锥形漏斗内壁做匀速圆 周运动， 乙球的轨道半径较大，如图所示，则下列说法正确的是（ ） A.甲的角速度较大 B.乙的周期较大 C.它们的向心加速度大小相等 D.它们对漏斗内壁的压力大小相 等 提高题参考答案： （1）、ABD （2）、A （3）、ABCD 四． 课后演武场 1、如图所示，光滑的水平圆盘中心有一小孔，用细 绳穿过小孔，两端分别系有 A、B 物体，定滑轮的摩 擦不计，物体 A 随光滑圆盘一起匀速转动，悬挂 B 的细线恰与圆盘的转动轴 OO’重合，下列说法中正确 的是（ ） A 使物体 A 的转动半径变大一些，在转动过程中半径会自动恢复原 长 B 使物体 A 的转动半径变大一些，在转动过程中半径会越来越大 C 使物体 A 的转动半径变小一些，在转动过程中半径会随时稳定 D 以上说法都不正确 2、如图所示，物体 A、B 各重 10N ，水平拉力 F1 ＝ 4N，F2＝2N，物体保持静止，则 A、B 间的 静摩擦力大小为________N，B 与地面间的摩擦力大小为________N。 3、以 v = 10 m / s 的速度匀速行驶的汽车，第 2 s 末关闭发动机， 第 3s 内的平均速度大小是 9 m / s ，则汽车的加速度大小是____ m / s2 。汽车 10 s 内的位移是____ m 。 4、一条铁链长 5m，铁链上端悬挂在某一点，放开后让它自由落 下，铁链经地悬点正下方 25m 处某一点所用的时间是_____s。（取 g=10m/s2） 5、如图所示，质量为 m 的物体 P 与车厢的竖直面的摩擦 系数为，要使 P 物体不下滑，则车厢的加速度最小值为 ______，方向_____。 6、水平传送带的运行速度 v=2m/s(对地) 现将 一工件沿竖直方向轻轻放到传送带上, 如图所示, 已知工件与传送带间的滑动摩擦系数为 0.10, 则 5s 内工件运动的距 离(对地)为____________m. 7、一小球水平抛出时速度大小为 v0， 落地时速度大小为 2v0，忽 略空气阻力，小球在空中的位移大小是________。 8、如图.所示，皮带与两轮之间没有滑动. 在皮带轮转动时，A，B，C 三点的线速度之比 是 ，A，B，C 三点的角速度之比是 ，A，B， C 三点的向心加速度之比是 . 9、把细圆管制成半径为 R 的圆环，并且竖直放置 (图)，细圆管内径略去不计.一个光滑小球运动到细管的最高点时， 其速度值υ为 时，它对细管壁向下的压力为零；当其速度值υ 为 时，它对细管壁上下两侧的压力均为零. 10、质量为 1kg, 初速度为 10m/s 的物体, 沿粗糙水 平面滑行, 如图所示, 物体与地面间的滑动摩擦系数为 0.2, 同时还受 到一个与运动方向相反的, 大小为 3N 的外力 F 作用, 经 3s 钟后撤去 外力, 求物体滑行的总位移. (g 取 10/s2) 11、一平板车质量 m=100kg，停在水平路面上， 车身的平板离地面高 h=1.25m，一质量 m=50kg 的小物块置于车的平板上，它到车尾的距离 b=1.00m，与车板间的摩擦因数μ=0.20，如图所示。今对平板车施一 水平方向的恒力，使车向前行驶，结果物块从车板上滑落。物块刚离 开车板的时刻，车向前行驶的距离 s0=2.0m，求物块落地时，落地点 到车尾的水平距离 s（不计路面与平板车间的摩擦，g 取 10m/s2）。 12、两个质量相等的小球分别固定在轻杆的中 点 A 及端点 B(图).当杆在水平面上绕 O 作匀速转 动时，求杆的 OA 段及 AB 段对球的拉力之比. 13、如图所示，在倾角θ＝30°的光滑斜 面上，有一长 l＝0.4 的细绳，一端固定在 O 点，另一端拴一质量为 m＝0.2 千克的小 球，使之在斜面上作圆周运动，求：(1)小球通过最高点 A 时的最小 速度；(2)如细绳受到 9.8 牛的拉力就会断裂，求小球通过最低点 B 时的最大速度. 课后演武场参考答案及提示： 1、B 2、4，2. 3、2 ，45 4、0．21 5、g/，向右 6、8 7、 gv 2/21 2 0 8、2：2：1,1：2：1,2：4：1. 9、 ., RgRg  10、9.25m 提 示 ： 在 外 力 F 作 用 下 , 物 体 先 做 匀 减 速 运 动 , a1=(F+f)/m=(3+0.2×1×10)/1=5m/s2, 经过 t1=v0/a=10/5=2s, 物体速度减 为 零 ; 接 下 来 , 物 体 将 向 左 匀 加 速 运 动 1s, a2=(F － f)/m=(3 － 0.2×1×10)/1=1m/s2; 之后, 撤掉外力 F, 物体在 f 作用下, 向左匀减速 运 动 直 至 停 止 , a3= μ g=0.2×10=2m/s2; 物 体 向 右 位 移 S1=v0t1/2=10×2/2=10m, 物 体 向 左 位 移 S2=a2t22/2=1×12/2=0.5m; S3=v22/(2a3)=(a2t2)2/(2a3)=(1×1)2/(2×2)=0.25m; 总位移为 S=S1－(S1+S2)=10－(0.5+0.25)=9.25m, 位于出发点右侧. 11、 s=1.6m(1.625m) 提示：物块开始运动的加速度方向向前(右)，大小为 a1=μg=2.0m/s2 离开车前的位移 l=s0－b=1.0m 所用时间 t1= sal 0.1/2 1  离开车时的速度(方向向右) msav 0.22 111  在 t1 时间内，小车的加速度 sm t sa /42 2 1 0 0  2 t1 末速度 smt sv /42 0  由牛顿第二定律 F－μmg=Ma0 小车所受拉力 F=500N 物块从脱离小车到落地所用的时间 sg ht 5.02 2  物块的水平射程 s1=v1t2=1.0m 物块离开车后，车的加速度 2 2 /5 smM Fa  在 t2 内的位移 mtavts 625.22 1 2 22  物块落地点到东的距离 s=s2－s1=1.625m=1.6m 12、3：2. 13、1.41m/s，4.2m/s