11-12高中物理全程学习方略配套课件:单元质量评估(4份)(粤教版必修1)

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名称 11-12高中物理全程学习方略配套课件:单元质量评估(4份)(粤教版必修1)
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文件大小 3.3MB
资源类型 教案
版本资源 广东版
科目 物理
更新时间 2012-09-12 17:05:33

文档简介

(共30张PPT)
(一)
第一章 运动的描述
(90分钟 100分)
一、单项选择题(本大题共6小题,每小题
3分,共18分.每小题只有一个选项正确)
1.(2011·蚌埠高一检测)下列关于质点的说法中正确的是
( )
A.只要是体积很小的球体就可以视为质点
B.研究一汽车从淮阴到南京的运动时间时可以将其视为质点
C.因为太阳的体积太大了,所以任何情况下都不可以将其视为质点
D.质量很大的物体无论在任何情况下都不能看成质点
【解析】选B.一个物体能否被看做质点,我们不能只看它的大小和形状,而是要看它的大小、形状对研究的问题是否有影响,若无影响或影响不大,它就可以被视为质点,否则不能把它看做质点,A、C、D错.研究汽车从淮阴到南京的运动时间,此时不必考虑汽车的大小,可以将汽车看做质点,B对.
2.(2011·佛山高一检测)下列各组物理量中,都是矢量的是
( )
A.位移、时间、速度
B.速度、速率、加速度
C.加速度、速度的变化、速度
D.路程、时间、速率
【解析】选C.位移、速度、加速度以及速度的变化既有大小,又有方向,是矢量,而时间和速率只有大小,没有方向,是标量,故C正确,A、B、D错误.
3.甲、乙两辆汽车均以相同速度行驶.下列有关参考系的说法不正确的是( )
A.如果两辆汽车均向东行驶,若以甲为参考系,乙是静止的
B.若观察结果是两辆车均静止,参考系可以是第三辆车
C.如果以在甲车中一走动的人为参考系,乙车仍是静止的
D.如果甲车突然刹车停下,乙车向东行驶,以乙车为参考系,甲车向西行驶
【解析】选C.因为甲、乙两车的速度相同,以甲为参考系,乙相对于甲的位置没有发生改变,所以乙相对于甲静止,故A正确;如果第三辆车与甲、乙的运动速度相同,那么甲、乙两车以这辆车为参考系时,甲、乙两车的位置没有发生改变,所以它们相对于这辆车静止,故B正确;乙车相对于甲车上走动的人,位置发生了改变,所以乙车是运动的,故C错误;当甲、乙两车向东运动时,甲车刹车停下,以乙为参考系,甲向西移动,故D正确.
4.(2011·宿迁高一检测)关于质点的位移、路程、速度、速率和加速度之间的关系,下列说法中正确的是( )
A.在某一段时间内物体运动的位移为零,则该物体一定是静止的
B.只要物体做直线运动,位移的大小和路程就一定相等
C.只要物体的加速度不为零,它的速度就在变化
D.平均速率一定等于平均速度的大小
【解析】选C.若某物体经一定时间的运动后又回到出发点,则它的位移为零,A错;物体只有做单向直线运动时,其位移大小才等于路程,B错;加速度是表示物体速度变化快慢的物理量,物体的加速度不为零,它的速度一定在变化,C对;平均速率大于或等于平均速度的大小,D错.
5.一质点始终向着一个方向做直线运动,在前 时间内平均
速度为v/2,后 时间内平均速度为2v,则物体在t时间内平
均速度大小是( )
A.3v/4 B.3v/2 C.v D.2v/3
【解析】选C.前 时间内的位移 ,后 时间
内的位移 ,所以t时间内的平均速度
,故C正确.
6.如图所示是甲、乙、丙三个物体做直线运动的位移图象,在0~t1时间内,下列说法正确的是( )
A.甲的平均速度最大
B.乙的平均速度最小
C.三者的平均速度相同
D.乙的平均速度最大
【解析】选C.由题图可知,甲、乙、丙三个物体在时间t1内
的位移均为s1,由 可知,三者的平均速度均为 ,
故C正确.
二、双项选择题(本大题共6小题,每小题5分,共30分,只选一个且正确得3分,错选不得分)
7.(2011·吉安高一检测)关于位移和路程的关系,下列说法正确的是( )
A.物体沿直线向某一方向运动,那么通过的路程就是位移
B.物体沿直线向某一方向运动,那么通过的路程等于位移的大小
C.物体通过的路程不等,则它的位移一定不同
D.物体通过一段路程,但位移可能为零
【解析】选B、D.物体只有沿直线向某一方向做单向运动时,它通过的路程才等于位移的大小,但路程与位移是两个不同的物理量,两者此时虽大小相等,但并不完全相同,A错,B对;物体沿不同路径从甲地运动到乙地,路程不同,但位移相同,C错;物体经过一番运动后又回到出发点,路程不为零,但位移为零,D对,故选B、D.
8.物体M的加速度是+3 m/s2,物体P的加速度为-5 m/s2,下列说法正确的是( )
A.物体M的加速度比P的加速度大
B.物体P的速度变化比M的速度变化快
C.物体M的速度一定在增大
D.物体P的速度可能在减小
【解析】选B、D.加速度的正负表示方向,不表示大小,物体P的加速度大,速度变化快,B正确,A错误;加速度的方向与初速度的方向相同时,速度增大,方向相反时,速度减小,故D正确,C错误.
9.(2011·肇庆高一检测)如图所示,是四个物体做直线运动的s-t及v-t图象,其中表示物体做匀速直线运动的图象是
( )
【解析】选A、C.匀速直线运动的s-t图象为倾斜直线,故A对,B错;匀速直线运动的v-t图象为平行于时间轴的直线,故C对,D错.
10.2010年10月1日18时59分57秒,“嫦娥二号”探月卫星准时升空,45分钟后“嫦娥二号”太阳能帆板顺利展开,这给卫星的长途之旅提供了能量保障,大约112小时之后“嫦娥二号”顺利到达月球,以下说法正确的是( )
A.2010年10月1日18时59分57秒为时刻
B.45分钟、112小时均为时刻
C.“嫦娥二号”太阳能帆板展开时可以将“嫦娥二号”看做质点
D.研究“嫦娥二号”卫星的轨道时可以将其看做质点
【解析】选A、D.2010年10月1日18时59分57秒为时刻,45分钟、112小时均为时间间隔,A对,B错;“嫦娥二号”太阳能帆板展开并朝向太阳,是科学家对卫星部分结构和姿态的调整,此时不能把卫星看做质点,C错;研究“嫦娥二号”卫星的轨道时不必考虑卫星的大小形状,此时应将卫星看做质点,D对.
11.某列火车在一段长100 km的笔直铁轨上行驶,平均速度是200 km/h,下列说法正确的是( )
A.这列火车通过这段铁轨的时间是0.5 h
B.这列火车可能以200 km/h的速度在这段铁轨上匀速行驶
C.这列火车如果行驶200 km 的路程一定需要1 h
D.200 km/h是火车在这一路段中的最高速度
【解析】选A、B.这列火车通过这段铁轨的时间 =
0.5 h,A正确;如果火车在此路段上做匀速直线运动,则B正
确,这一路段中火车的最高速度可能大于200 km/h,D错;由
于火车不一定以200 km/h 的速度匀速运动以及行驶200 km的
平均速度不一定是200 km/h,所以火车行驶200 km 用时不一
定是1 h,C错.
12.如图,是某物体做直线运动的v-t图象,下列有关物体运动情况判断正确的是( )
A.2 s末物体的加速度大小为5 m/s2
B.4 s末物体回到出发点
C.6 s末物体的速度最大
D.4 s末物体的加速度为零
【解析】选A、C.v-t图象的斜率表示加速度,由题图求得加速度大小为a=5 m/s2 ,A对,D错;前4 s物体一直向正方向运动,4 s末物体离出发点最远,B错;6 s末物体的速度v=-10 m/s,为前8 s内速度的最大值,C对.
三、计算题(本大题共4小题,共52分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
13.(12分)某质点从A点出发做变速直线运动,前3 s向东运动了20 m到达B点,在B点停了2 s后又向西运动,又经过5 s前进了60 m到达A点西侧的C点,如图所示.求:
(1)总路程;
(2)全程的平均速度.
【解析】(1)全过程中的总路程
s1=(20+60) m=80 m (5分)
(2)设向东为正方向,平均速度为位移与发生这段位移所用
时间的比值,
初位置为A点,末位置为C点,则位移
s =20 m-60 m=-40 m,
所用的总时间为t=t1+t2+t3=10 s,
则平均速度 (4分)
负号表示v与所设正方向相反. (3分)
答案:(1)80 m (2)4 m/s,方向向西
【方法技巧】平均速度的计算方法
(1)一般的变速直线运动,求平均速度时,要紧扣定义找位移及该位移对应的时间,不要仅凭想当然来编造公式.
(2)平均速度与时间有关,不同时间内的平均速度一般不同,所以,对平均速度要明确是哪段时间内的平均速度,当质点在各区段以不同速度运动时,全程的平均速度一般不等于各区段上速度的平均值.
14.(12分)一质点做变速直线运动,在通过A点时速度大小
为6 m/s,方向向右,经过t =3 s,此质点到达B点,速度大
小为9 m/s,方向向左,求此质点运动的平均加速度.
【解析】选向右为正方向,则v1=6 m/s,
v2=-9 m/s, (3分)
则加速度 (6分)
即该质点的加速度大小为5 m/s2,
负号表示加速度的方向向左. (3分)
答案:5 m/s2,方向向左
15.(14分)一辆汽车从原点O由静止出发沿x轴做直线运动,为研究汽车运动的规律而记录下它在不同时刻的位置和速度,如表所示.试求:
(1)汽车在3.5 s末的速度;
(2)前4 s内的平均加速度.
【解析】(1)从表格可以看出,汽车在前4 s做的是匀加速
直线运动,汽车的加速度不变,即 ,故
(7分)
(2)汽车在前4 s内的平均加速度
. (7分)
答案:(1)3.5 m/s (2)1 m/s2
16.(14分)(2011·潍坊高一检测)升降机提升重物时重物运动的v-t图象如图所示,利用该图象分析并求解以下问题:
(1)重物在0~8 s的时间内是怎样运动的?
(2)0~2 s与5~8 s内的加速度大小之比是多少?
【解析】(1)重物0~2 s速度向上均匀增加 (2分)
2~5 s匀速向上 (2分)
5~8 s速度向上均匀减小,最后速度为零. (2分)
(2)在0~2 s内加速度为
(3分)
在5~8 s内的加速度为
(3分)
所以两段时间内加速度的大小之比为a1∶a2=3∶2. (2分)
答案:(1)见解析 (2)3∶2(共41张PPT)
(四)
第四章 力与运动
(90分钟 100分)
一、单项选择题(本大题共5小题,每小题3分,共15分.每小题只有一个选项正确)
1.(2011·冀州高一检测)关于惯性大小的说法,正确的是
( )
A.物体运动的速度越大,惯性越大
B.物体的质量越大,惯性越大
C.物体运动的加速度越大,惯性越大
D.物体受到的作用力越大,惯性越大
【解析】选B.质量的大小是惯性大小的惟一量度,与物体的受力情况和运动状态无关,A、C、D错误,B正确.
2.(2011·厦门高一检测)质量为1 kg的物体A和质量为3 kg的物体B,它们分别在F1和F2的作用下,产生相同的加速度,则( )
A.F2=F1 B.F2=3F1
C. D.
【解析】选B.由牛顿第二定律得:F1=m1a,F2=m2a,解得:
,即F2=3F1,故选B.
3.有一位外国探险家,到中国进行探险,有一次,他对所到的目的地的地形情况不了解,因此走路非常小心,慢慢前行,由于走进了沼泽地,突然这位探险家往下沉,则下列说法中正确的是( )
A.在突然下沉时,由于人只受到重力与支持力,所以这两个力平衡
B.因为此时人在下沉,所以人受到的支持力小于人对沼泽地的压力
C.人在慢慢行走的过程中,存在两对作用力与反作用力
D.人下沉的原因是因为重力大于人受到的支持力
【解析】选D.当人突然下沉时,人有向下的加速度,处于失重状态,人受的重力大于人受到的支持力,D正确,A错误;人受到的支持力与人对沼泽地的压力是作用力与反作用力,大小相同,方向相反,B错误;人行走时受地面的支持力、自身重力、地面的摩擦力,因此对应三对作用力与反作用力,C错误.
4.(2011·连云港高一检测)两汽车的质量m1v2,同时关闭发动机,停下时间分别为t1、t2.则t1与t2的关系为( )
A.t1>t2 B.t1C.t1=t2 D.不能确定
【解析】选A.对汽车由牛顿第二定律得:μm1g=m1a1,
μm2g=m2a2,解得:a1=a2=μg,由速度公式得: ,
,因为v1>v2,所以t1>t2,故选A.
5.(2010·海南高考)在水平的足够长的固定木板上,一小物块以某一初速度开始滑动,经一段时间t后停止.现将该木板改置成倾角为45°的斜面,让小物块以相同的初速度沿木板上滑,若小物块与木板之间的动摩擦因数为μ,则小物块上滑到最高位置所需时间t′与t之比为( )
【解析】选A.木板水平时,小物块的加速度a1=μg,设滑行
初速度为v0,则滑行时间为 ;木板改成倾角为45°的
斜面后,小物块上滑的加速度为:
滑行时间:
因此, ,故A正确.
二、双项选择题(本大题共5小题,每小题5分,共25分,只选一个且正确得3分,错选不得分)
6.下列关于力和运动关系的几种说法,正确的是( )
A.物体所受的合力不为零时,其速度不可能为零
B.物体所受的合力的方向,就是物体运动的方向
C.物体所受的合力与物体运动速度无直接联系
D.物体所受的合力不为零,则加速度一定不为零
【解析】选C、D.当物体所受合力不为零时,加速度一定不为零,但在某一时刻瞬时速度可能为零,故A错误,D正确;物体所受合力的方向就是加速度的方向,但不一定是速度的方向(运动的方向),合力与运动速度无直接联系, B错误,C正确.
7.(2011·银川高一检测)关于力学单位制,下列说法正确的是( )
A.kg、m/s、N是导出单位
B.kg、m、s是基本单位
C.在国际单位制中,质量的单位可以是kg,也可以是g
D.只有在国际单位制中,牛顿第二定律的表达式才是F=ma
【解析】选B、D.导出单位是利用物理公式和基本单位推导出来的,力学中的基本单位只有三个,即kg、m、s,其他单位都是由这三个基本单位推导出来的,如“牛顿”(N)是导出单位,即1 N=1 kg·m/s2(F=ma),A错误,B正确;在国际单位制中,质量的单位只能是kg,C错误;在牛顿第二定律的表达式中,F=ma(k=1)只有在所有物理量都采用国际单位制时才能成立,D正确.
8.质量为m的物体放置在升降机内的台秤上,升降机以加速度a在竖直方向上做匀变速直线运动,若物体处于失重状态,
则( )
A.升降机的加速度方向竖直向下
B.台秤示数减小ma
C.升降机一定向上运动
D.升降机一定做加速运动
【解析】选A、B.当物体的加速度向下时,物体处于失重状态,反之,当物体在竖直方向上运动且处于失重状态时,加速度方向一定竖直向下,故A正确;对物体进行受力分析,设物体受到秤的支持力为FN,则mg-FN=ma,即FN=mg-ma,即台秤示数比静止时减小ma,故B正确;加速度方向与速度方向无必然联系,物体可能匀减速向上运动,也可能匀加速向下运动,故C、D均错误.
9.在一种叫做“蹦极跳”的运动中,质量为 m 的游戏者身系一根长为L、弹性优良的轻质柔软的橡皮绳,从高处由静止开始下落1.5 L时达到最低点,若不计空气阻力,则在弹性绳从原长到达最低点的过程中,以下说法正确的是 ( )
A.速度先减小后增大 B.加速度先减小后增大
C.速度先增大后减小 D.加速度先增大后减小
【解析】选B、C.在绳长从 L 至1.5 L的过程中,绳子的拉力从零逐渐增大.开始时,重力大于绳子的拉力,合外力向下,与速度同向,游戏者加速,只不过加速度的大小减小;当至某一位置时拉力等于重力,此时加速度为零,速度增至最大,再往后,绳子拉力将大于重力,合外力将向上,游戏者将减速,但加速度却越来越大.B、C正确.
10.在平直轨道上运动的车厢中的光滑水
平桌面上用弹簧拴着一个小球,弹簧处于
自然长度,如图所示,当旅客看到弹簧的
长度变长时,对火车运动状态的判断中可能的是( )
A.火车向右运动,速度在增加
B.火车向右运动,速度在减小
C.火车向左运动,速度在增加
D.火车向左运动,速度在减小
【解析】选B、C.取小球为研究对象,由于弹簧变长了,故小球受到向左的弹力,即小球受的合外力方向向左.因为加速度与合力的方向相同,所以小球的加速度方向向左.
小球的速度有两种可能:
①速度方向向左与加速度的方向相同,速度增大,做加速运动;
②速度方向向右与加速度的方向相反,速度减小,做减速运动.
三、实验题(本大题共2小题,共16分)
11.(6分)某同学用如图所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验,当小车的质量一定时,测得小车的加速度a与拉力F的数据如表:
(1)根据表中数据,在如图所示坐标系中作出图象.
(2)图线存在截距,其原因是_____.
(3)由图象可得出的结论是_____.
【解析】(1)以表中的数据为坐标,描点作图如图所示画出一条直线.
(2)由图象可知,当细线的拉力增大到一定数值时才产生加速度,说明有阻力作用.
(3)所有点大致分布在一条直线上,所拟合的图线接近原点,因此在误差允许的范围内可以认为在物体质量一定时,加速度与所受到的合外力成正比.
答案:(1)见解析 (2)水平面与小车之间存在摩擦力作用 (3)在物体质量一定时,加速度与所受到的合外力成正比
12.(10分)在探究加速度与力、质量的关系实验中,采用如图所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出.
(1)当M与m的大小关系满足_____时,才可以认为绳对小车
的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力.
(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘
中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应
的加速度,采用图象法处理数据.为了比较容易地观测加速度
a与质量M的关系,应该作a与_____的图象.
(3)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的
a- 图线如图所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取
值不同?
【解析】(1)只有M与m满足M? m才能使绳对小车的拉力近
似等于盘及盘中砝码的重力.
(2)由于a∝ ,所以a- 图象应是一条过原点的直线,
所以数据处理时,常作出a与 的图象.
(3)两小车及车上的砝码的总质量相等时,由图象知乙的加
速度大,故乙的拉力F大(或乙中盘及盘中砝码的质量大).
答案:(1)M ?m (2) (3)拉力F
四、计算题(本大题4小题,共44分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
13.(10分)(2011·沈阳高一检测)
2010年底,我国北方连续降雪,给交
通运输带来极大的影响.已知汽车橡
胶轮胎与普通路面的动摩擦因数为
0.7,与冰面的动摩擦因数为0.1,当
汽车以某一速度沿水平普通路面行驶时,急刹车后(设车轮立即停止转动),汽车要滑行8 m才能停下.那么该汽车若以同样的速度在结了冰的平路面上行驶,(g取10 m/s2)求:
(1)急刹车后汽车继续滑行的距离增大了多少?
(2)要使汽车急刹车后在冰面上8 m内停下,汽车行驶的速度不超过多少?
【解析】(1)设初速度为v0,当汽车在水平普通路面上急刹车后,μ1mg=ma1 (1分)
v02=2a1s1 (1分)
当汽车在水平冰面上急刹车后,μ2mg=ma2 (1分)
v02=2a2s2 (1分)
解得s2=56 m (1分)
因此,急刹车后汽车继续滑行的距离增大了
Δs=s2-s1=48 m (1分)
(2)μ2mg=ma2 (1分)
v′02=2a2s1 (1分)
v′0=4 m/s (2分)
答案:(1)48 m (2)4 m/s
14.(10分)质量m=10 kg的物体,在F=40 N的水平向左的
力的作用下,沿水平桌面从静止开始运动.物体运动时受到
的滑动摩擦力f=30 N.在开始运动后的第5 s末撤去水平力
F,求物体从开始运动到最后停止总共发生的位移.(保留三
位有效数字)
【解析】加速过程由牛顿第二定律得:F-f=ma1
解得:a1=1 m/s2 (2分)
5 s末的速度:vt=a1t=5 m/s (2分)
5 s内的位移: (2分)
减速过程由牛顿第二定律得: f=ma2
解得:a2=3 m/s2 (1分)
减速位移: (2分)
总位移:s=s1+s2=12.5 m+4.17 m≈16.7 m (1分)
答案:16.7 m
15.(10分)(2011·泰州高一检测)
如图所示,光滑水平面上放置质量分
别为m、2m的A、B两个物体,A、B间的
最大静摩擦力为μmg,现用水平拉力F拉B,使A、B以同一加速度运动,求拉力F的最大值.
【解析】当A、B之间恰好不发生相对滑动时力F最大,此时,对于A物体所受的合外力为μmg. (2分)
由牛顿第二定律得:μmg=maA (2分)
解得: (2分)
对于A、B整体,加速度a=aA=μg (2分)
由牛顿第二定律得:F=3ma=3μmg. (2分)
答案:3μmg
16.(14分)皮带运输机是靠货物和传送带之间的摩擦力把货物送往别处的.如图所示,已知传送带与水平面的倾角为θ=37°,以4 m/s的速率向上运行,在传送带的底端A处无初速度地放上一质量为0.5 kg的物体,它与传送带间的动摩擦因数为0.8.若传送带底端A到顶端B的长度为25 m,则物体从A到B的时间为多少 (取g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
【解析】物体加速过程受力如图所示
由牛顿第二定律得:
沿传送带方向:
f-mgsinθ=ma ①(2分)
垂直传送带方向:
FN-mgcosθ=0 ②(2分)
又有:f=μFN ③(2分)
解得:a=0.4 m/s2 (1分)
物体加速到与传送带共速的时间
(2分)
物体加速的位移
(2分)
此后物体匀速运动至B端的时间
(2分)
物体从A到B的时间
t=t1+t2=11.25 s (1分)
答案:11.25 s
【方法技巧】两类动力学问题的求解思路
类型一:据物体的受力情况求其运动情况
处理方法:先进行受力分析求出合力,再据牛顿第二定律求出物体的加速度,然后分析物体的运动过程,根据运动学公式求出运动学物理量.
类型二:据物体的运动情况求其受力情况
处理方法:先分析物体的运动过程,据运动学公式求出物体的加速度,再根据牛顿第二定律求出合力,然后利用力的合成与分解求出具体的力.(共43张PPT)
(三)
第三章 研究物体间的相互作用
(90分钟 100分)
一、单项选择题(本大题共5小题,每小题3分,共15分.每小题只有一个选项正确)
1.下列说法正确的是( )
A.物体所受正压力增大时,它所受的摩擦力一定增大
B.物体受到摩擦力作用时,它一定受到弹力作用
C.运动的物体不能受到静摩擦力作用
D.具有相对运动的两物体间一定存在滑动摩擦力作用
【解析】选B.滑动摩擦力与正压力成正比,静摩擦力与正压力无关,A错;摩擦力的产生条件之一是两物体相互接触挤压,而这也正是产生弹力的条件,故物体受摩擦力时一定受弹力作用,B对;运动的物体也能受静摩擦力的作用,如货车运送货物加速运动时,货物受到车箱的摩擦力是静摩擦力,C错;相对运动的两物体间不一定受滑动摩擦力,如猴子爬杆时,猴子相对杆向上运动,但猴子受到的摩擦力为静摩擦力,D错.
2.(2011·佛山高一检测)如图所示,
重力G=20 N的物体在动摩擦因数为0.1
的水平面上向左运动,同时受到大小
为10 N、方向向右的水平力F的作用,则物体受到的合力大小和方向是( )
A.8 N,向左 B.8 N,向右
C.12 N,向左 D.12 N,向右
【解析】选D.物体受力情况如图所示,在竖
直方向FN=G=20 N,二力平衡;在水平方向
合力为F合=F+f=10 N+0.1×20 N=12 N,方
向水平向右,故D正确.
3.(2010·新课标全国卷)一根轻质弹簧一端固定,用大小为F1的力压弹簧的另一端,平衡时长度为l1;改用大小为F2的力拉弹簧,平衡时长度为l2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为( )
【解析】选C.设弹簧的劲度系数为k,原长为l0,根据胡克定律
有:F1=k(l0-l1),F2=k(l2-l0),由以上两式解得:
,C正确.
4.下列几组共点力分别作用于同一物体上,其中不可能使物体做匀速直线运动的是( )
A.1 N、2 N、3 N B.1 N、3 N、5 N
C.2 N、3 N、4 N D.3 N、3 N、3 N
【解析】选B.根据若三个力的合力为零,则任意一个力介于其他两个力的最大值和最小值之间,只有B项中三个力的合力不可能为零,而其他选项三个力的合力均可能等于零,故只有B项中的三个力不能使物体做匀速直线运动.
5.如图所示,完全相同的质量为m的A、B两球,用两根等长的细线悬挂在O点,两球之间夹着一根劲度系数为k的轻弹簧,静止不动时,弹簧处于水平方向,两根细线之间的夹角为θ.则弹簧的长度被压缩了( )
【解析】选C.以A球为研究对象,其受力如图所示.所以F弹=
, .C项正确.
二、双项选择题(本大题共5小题,每小题5分,共25分,只选一个且正确得3分,错选不得分)
6.甲、乙二人拔河,甲拉着乙向左运动,下面说法中正确的是( )
A.只有做匀速运动时,甲、乙二人对绳的拉力大小才相等
B.不论做何种运动,根据牛顿第三定律,甲、乙二人对绳的拉力大小一定相等
C.甲对绳的拉力大于乙对绳的拉力
D.乙受到地面的最大静摩擦力较小
【解析】选B、D.据牛顿第三定律,甲对绳的拉力等于绳的张力,乙对绳的拉力也等于绳的张力,故无论什么时候,甲、乙二人对绳的拉力大小必然相等,A错,B对,C错.绳子对人的拉力大小相等,甲没有被拉动,乙被拉着向左运动,说明甲的最大静摩擦力大于绳的张力,乙的最大静摩擦力小于绳的张力,即乙受到地面的最大静摩擦力较小,D对.
7.物体静止在斜面上,若斜面的倾角增大(物体仍静止),物体受到的斜面的支持力和摩擦力的变化情况是( )
A.支持力增大 B.支持力减小
C.摩擦力增大 D.摩擦力减小
【解析】选B、C.物体的受力如图,由物体的平
衡条件可得mgsinθ=f,mgcosθ=FN,故随θ增大,
支持力FN减小,摩擦力f增大.B、C正确,A、D错
误.
8.(2011·东莞高一检测)如图所示,物块M在静止的传送带上以速度v匀速下滑时,传送带突然启动,方向如图中箭头所示,若传送带的速度大小也为v,则传送带启动后( )
A.M静止在传送带上
B.M可能沿斜面向上运动
C.M受到的摩擦力不变
D.M下滑的速度不变
【解析】选C、D.由M匀速下滑可知其处于平衡状态,受重力、摩擦力、支持力,传送带启动以后对M受力情况没有影响,自然也不会影响其运动状态,故C、D正确.
9.如图所示,重量为G的物体A在大小为F的水平向左的恒力作用下静止在倾角为α的固定光滑斜面上.下列关于物体对斜面压力FN大小的表达式,正确的是( )
【解析】选A、D.分析物体A的受力如
图所示,由平衡条件可得,F与G的合
力FN与F′N等大反向,故有FN=F′N
= =Fsinα+
Gcosα,A、D正确,B、C错误.
10.如图所示,轻绳的两端分别系在圆环A和小球B上,圆环A套在粗糙的水平直杆MN上.现用水平力F拉着绳子上的一点O,使小球B从图中实线位置缓慢上升到虚线位置,但圆环A始终保持在原位置不动.在这一过程中,环对杆的摩擦力f和环对杆的压力FN的变化情况是( )
A.f不变 B.f增大 C.FN减小 D.FN不变
【解析】选B、D.以结点O为研究对象进行受力分析.由题意可知,O点处于动态平衡,则可作出三力的平衡关系图如图(a)所示.由图可知水平拉力增大.
以环、结点和B整体为研究对象,作受力分析图如图(b)所示.由整个系统平衡可知:FN=mg;f=F.即:f增大,FN不变,故B、D项正确.
三、实验题(本大题共2小题,共14分)
11.(6分)为了探究弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系,某同学选了A、B两根规格不同的弹簧进行测试,根据测得的数据绘出如图所示的图象,从图象上看,该同学没能完全按实验要求做,使图象上端成为曲线,图象上端成为曲线的原因是_____________.弹簧B的劲度系数为_____.若要制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧_____(填“A”或“B”).
【解析】在弹性限度内弹簧的弹力和伸长量成正比,图象后
半部分不成正比,说明超过了弹簧的弹性限度;由图象可
知, ;精确度高,说明受较小的力就能读
出对应的形变量,因此选A.
答案:超过了弹簧的弹性限度 100 N/m A
12.(8分)在“验证力的平行四边形定则”的实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套(如图).实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套,并互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O.
(1)某同学在做该实验时认为:
A.拉橡皮条的细绳套要长一些,实验效果较好
B.拉橡皮条时,弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行
C.橡皮条弹性要好,拉结点到达某一位置O时,拉力要适当大些
D.拉力F1和F2的夹角越大越好
其中正确的是_____(填入相应的字母).
(2)若两个弹簧测力计的读数均为4 N,且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直,则_____(选填“能”或“不能”)用一个量程为5 N的弹簧测力计测量出它们的合力,理由是____________________.
【解析】(1)细绳套长一些时描点连线的误差小,A正确;弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行时三力共面,误差小,B正确;拉力F1和F2的夹角越大,合力就越小,作图时相对误差越大,D错误,C正确,选A、B、C.
(2)若两个弹簧测力计的读数均为4 N,且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直,则其合力为 >5 N,故不能用一个量程为5 N的弹簧测力计测量出它们的合力.
答案:(1)A、B、C (2)不能 量程太小
四、计算题(本大题共4小题,共46分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
13.(10分)一根轻质弹簧,当它受到10 N的压力时长度为
8 cm,当它受到25 N的拉力时长度为15 cm.问弹簧不受力时的自然长度为多长?该弹簧的劲度系数为多大?
【解析】设弹簧的自然长度为l0,劲度系数为k,根据胡克定律F=kx得:
F1=k(l0-l1) (3分)
F2=k(l2-l0) (3分)
将F1=10 N,l1=8 cm=0.08 m,F2=25 N
l2=15 cm=0.15 m
代入求得l0=0.1 m=10 cm (2分)
k=500 N/m(2分)
答案:10 cm 500 N/m
14.(10分) (2011·潮州高一检测)如图甲所示,由两根短杆组成的一个自锁定起重吊钩,将它放入被吊的空罐内,使其张开一定的夹角压紧在罐壁上,其内部结构如图乙所示,当钢绳向上提起时,两杆对罐壁越压越紧,当摩擦力足够大时,就能将重物提升起来,罐越重,短杆提供的压力越大,称为“自锁定吊钩”.若罐的质量为m,短杆与竖直方向的夹角θ=60°,求吊起该重物时,短杆对罐壁的压力.(短杆的质量不计)
【解析】如图所示,从整体来看,钢绳的拉力F=G,(3分)
它可以分解为沿杆方向的两个分力(均为F′),F′通过杆作用于罐壁,又可分解为竖直向上的分力F1和垂直于罐壁的压力F2,则由菱形知识得F′=G. (3分)
由直角三角形可知:
(4分)
答案:
15.(12分)如图所示,质量为1 kg的物体恰能沿倾角为α=37°的固定斜面匀速下滑,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)斜面与物体间的动摩擦因数.
(2)若对物体加一水平向左的作用力F,使物体沿斜面匀速向上运动,则F大小为多少 (g取10 m/s2,结果保留两位小数)
【解析】(1)物体沿斜面匀速下滑,
其受力如图,有:
mgsinα=f1 (1分)
=mgcosα (1分)
f1=μ (1分)
解得:μ=tanα=0.75 (2分)
(2)当物体沿斜面向上匀速运动时受力如图:
Fcosα=f2+mgsinα (2分)
mgcosα+Fsinα= (2分)
f2=μ (1分)
解得:F≈34.29 N (2分)
答案:(1)0.75 (2)34.29 N
16.(14分)如图所示,小球被轻质
细绳系住斜吊着放在静止的光滑斜面
上,设小球质量m=1 kg,斜面倾角
α=30°,细绳与竖直方向夹角θ=
30°,光滑斜面体的质量M=3 kg,置
于粗糙水平面上.(g取10 m/s2)求:
(1)细绳对小球拉力的大小;
(2)地面对斜面体的摩擦力的大小和方向.
【解析】(1)以小球为研究对象受力分析如图甲所示.
由平衡条件得F=mg, (3分)
Tcos30°= F (3分)
解得 (3分)
(2)以小球和斜面整体为研究对象受力分析如图乙所示,因
为系统静止,所以f=Tsin30°= ,(3分)
方向水平向左.(2分)
答案:(1) N (2) ,方向水平向左
【方法技巧】求平衡问题的六种方法
1.力的合成法
物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,则任意两个力的
合力一定与第三个力大小相等,方向相反;“力的合成法”是
解决三力平衡问题的基本方法.
2.正交分解法
物体受到三个或三个以上力的作用时,常用正交分解法列平
衡方程求解: , .为方便计算,建立坐标系时以尽可
能多的力落在坐标轴上为原则.
3.整体法与隔离法
整体法是把两个或两个以上物体组成的系统作为一个整体来研究的分析方法;当只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的受力和运动时,一般可采用整体法.
隔离法是将所确定的研究对象从周围物体(连接体)系统中隔离出来进行分析的方法,其目的是便于进一步对该物体进行受力分析,得出与之关联的力.为了研究系统(连接体)内某个物体的受力和运动情况时,通常可采用隔离法.一般情况下,整体法和隔离法是结合在一起使用的.
4.三角形法
对受三力作用而平衡的物体,将力矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的封闭力三角形,进而处理物体平衡问题的方法叫三角形法;力三角形法在处理动态平衡问题时方便、直观,容易判断.
5.相似三角形法
物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态,力三角形与题设图中的几何三角形相似,进而力三角形与几何三角形对应成比例,根据比值便可计算出未知力的大小与方向.
6.正弦定理法
正弦定理:在同一个三角形中,三角形的边长与所对角的正弦比值相等; 同样,在力的三角形中也满足上述关系,即力的大小与所对角的正弦比值相等.(共33张PPT)
(二)
第二章 探究匀变速直线运动规律
(90分钟 100分)
一、单项选择题(本大题共5小题,每小题4
分,共20分.每小题只有一个选项正确)
1.(2011·南昌高一检测)一辆汽车从车站由静止匀加速直
线开出,开出一段时间之后,司机发现一乘客未上车,便紧
急刹车做匀减速运动.从启动到停止一共经历t=10 s,前进了
15 m,在此过程中,汽车的最大速度为( )
A.1.5 m/s B.3 m/s C.4 m/s D.无法确定
【解析】选B.全过程最大速度是平均速度的2倍,即
,故B正确.
2.汽车刹车后做匀减速直线运动,最后停下来,在刹车过程中,汽车前半程的平均速度与后半程的平均速度比是( )
A.( +1)∶1 B.1∶( +1)
C.2∶1 D.1∶2
【解析】选A.汽车匀减速至停止下来可以看成初速度为零的
反向匀加速直线运动.题设将整个过程分为位移相等的两段,
根据初速度为零的匀加速直线运动的特点:初速度为零的匀
加速直线运动连续相等位移的时间之比是1∶( -1).即匀
减速的前半程时间与后半程时间之比为( -1)∶1,因为
位移相等,根据v= 知平均速度之比为1∶( -1)=
( +1)∶1,A正确.
3.物体由静止开始做匀加速直线运动,若第1秒末的速度达到
4 m/s,则第2秒内物体的位移是( )
A.2 m B.4 m C.6 m D.8 m
【解析】选C.由匀变速直线运动的速度v=at1,得 ,
第2 s内物体的位移 .故C正确.
4.(2010·天津高考)质点做直线运动的v-t图象如图所示,规定向右为正方向,则该质点在前8 s内平均速度的大小和方向分别为( )
A.0.25 m/s 向右 B.0.25 m/s 向左
C.1 m/s 向右 D.1 m/s 向左
【解析】选B.由图线可知0~3 s内的位移为: =
3 m,方向为正方向;3~8 s内的位移为: =
5 m,方向为负方向;0~8 s内的位移为:s=s1-s2=-2 m;该
段时间内的平均速度为: ,负号表示方向
是向左的.故B正确,A、C、D错误.
【方法技巧】由速度—时间图象巧得四个运动量
(1)运动速度:从速度轴上直接读出.
(2)运动时间:从时间轴上直接读出时刻,取差值得到运动时间.
(3)运动加速度:从图线的斜率得到加速度,斜率的大小表示加速度的大小,斜率的正负反映了加速度的方向.
(4)运动的位移:从图线与时间轴围成的面积得到位移,图线与时间轴围成的面积表示位移的大小,时间轴以上的面积表示位移方向与规定的正方向相同,时间轴以下的面积表示位移方向与规定的正方向相反.
5.(2011·洛阳高一检测)“毛钱管”演示实验证明了( )
A.重力加速度的大小为9.8 m/s2
B.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
C.没有空气阻力时,物体下落的快慢与物体的质量和形状无关
D.以上三个结论都能证明
【解析】选C.“毛钱管”演示实验中,金属片、羽毛在真空中下落快慢相同,证明了没有空气阻力时,物体下落快慢与物体的质量、形状无关,C正确.此实验中无法求出物体下落的加速度,故A、B、D错.
二、双项选择题(本大题共5小题,每小题5分,共25分,只选一个且正确得3分,错选不得分)
6.(2011·徐州高一检测)在匀变速直线运动中,以初速度v0为正方向,有关位移、速度、加速度三个矢量,以下说法中正确的是( )
A.当速度变为负方向时,位移也为负
B.加速度为负时,速度可能越来越大
C.加速度方向与速度方向相同时,速度越来越大
D.加速度为负时,位移一定逐渐减小
【解析】选B、C. 当速度为负时,位移可能为正且在减小,A错.加速度为负时,可能加速运动也可能减速运动,即位移随时间可能增大也可能减小, B正确,D错.加速度方向与速度方向相同时,做加速运动,C正确.
7.一物体做匀加速直线运动,从某时刻开始计时,即此时t=0,已知在此之后1 s内的位移为1 m,由此可求出( )
A.物体运动的加速度
B.这1 s内物体的平均速度
C.这1 s内的末速度
D.物体在t=0.5 s时的瞬时速度
【解析】选B、D.题中1 s内的平均速度为1 m/s,平均速度等于该段时间中间时刻的速度,即t=0.5 s时的瞬时速度亦为
1 m/s,故B、D正确;由于不知计时时刻的初速度,所以无法求加速度和这1 s的末速度,故A、C错误.
8.光滑斜面的长度为L,一物体自斜面顶端开始由静止开始匀
加速滑至底端,经历的时间为t,则( )
A.物体在运动全过程中的平均速度是
B.物体在t/2时的瞬时速度是
C.物体运动到斜面中点时的瞬时速度是
D.物体从顶端运动到斜面中点需要的时间是
【解析】选A、C.物体下滑的平均速度等于 时刻的速度,都
为 ,A正确,B错;末速度等于中间时刻速度的两倍,即为
,所以物体运动到斜面中点时的瞬时速度为
,前半程运动时间与全程的时间之比为1∶ ,
所以前半程的时间为 ,所以C正确,D错误.
9.下列所给的图象中能反映做直线运动的物体回到初始位置的是( )
【解析】选C、D.A、B中物体一直向正方向运动,C、D中物体先向正方向运动,后向负方向运动,总位移为零.
10.两位同学分别在塔的不同高度,用两个轻重不同的球做自由落体运动实验,已知甲球重力是乙球重力的两倍,释放甲球处的高度是释放乙球处高度的两倍,不计空气阻力,则
( )
A.甲、乙两球下落的加速度相等
B.甲球下落的加速度是乙球的2倍
C.甲、乙两球落地时的速度相等
D.甲、乙两球各落下1 s时的速度相等
【解析】选A、D.重量不同的物体在同一地点自由下落的加速度相同,A正确、B错误;由v2=2gh可得C项错误;由v=gt可得D项正确.
三、实验题(本大题共2小题,共15分,将正确答案填在题中的横线上)
11.(6分)某兴趣小组测量楼的高度,其
方法如下:一同学在楼顶将一小石头由静
止自由落下,另一同学在楼下用数码相机
拍摄它经过立在楼下的毫米刻度尺时的照
片,由于石子的运动,它在照片上留下了
一段模糊的径迹AB,如图所示.已知拍摄
时照相机的曝光时间为 ,则小石子到达A点的速度约为_____ m/s;楼的高度约为_____ m.(计算结果取两位有效数字,取g=10 m/s2)
【解析】由于曝光时间极短,所以此时间内的平均速度约等
于A点的瞬时速度,即

楼的高度 .
答案:20(19~21) 20(18~22)
12.(9分)(2011·深圳高一检测)如图为接在50 Hz低压交流电源上的打点计时器,在物体做匀加速直线运动时打出的一条纸带,图中所示的是每5个点所取的计数点,但第3个计数点没有画出.由图数据可求得:
(1)该物体的加速度为_____ m/s2.
(2)第3个计数点与第2个计数点的距离约为_____ cm.
(3)打第3个点时该物体的速度为_____ m/s.
【解析】(1)物体的加速度
(2)相邻两段时间间隔位移之差相等,aT2=0.74 cm,第3个计数点与第2个计数点的距离
3.62 cm+0.74 cm=4.36 cm.
(3)打第3个点时的速度是2、4之间的平均速度,该物体的
速度
答案:(1)0.74 (2)4.36 (3)0.47
四、计算题(本大题共4小题,共40分,要有必要的文字说明
和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
13.(8分)飞机着陆后做匀变速直线运动,10 s内前进
450 m,此时速度减为着陆时速度的一半.试求:
(1)飞机着陆时的速度.
(2)飞机着陆后30 s时距着陆点多远.
【解析】(1)设着陆时的速度为v,则
v=60 m/s (2分)
(2)设飞机从开始着陆,到停下来所用的时间为t′,
(2分)
(2分)
(2分)
答案:(1)60 m/s (2)600 m
14.(10分)(2011·吉安高一检测)一宇宙空间探测器从某一星球的表面垂直升空,宇宙探测器升到某一高度,发动机关闭,其速度随时间变化关系如图所示.
(1)升空后8 s、24 s、32 s时,探测器运动的速度分别是多少?
(2)探测器哪一时刻到达最大高度?所能达到的最大高度是
多少?
(3)上升加速过程中的加速度是多少,下降过程的加速度是
多少?
【解析】(1)从图象可直接读出8 s、24 s和32 s时探测器
的速度分别为64 m/s、0、-32 m/s. (3分)
(2)当t=24 s时探测器达到最大高度,最大高度为
(2分)
(3)上升加速过程的加速度
(2分)
下降过程的加速度
(3分)
答案:(1)64 m/s 0 -32 m/s
(2)24 s 768 m
(3)8 m/s2 -4 m/s2
15.(11分)(2010·全国高考Ⅰ)汽车由静止开始在平直的公路上行驶,0~60 s内汽车的加速度随时间变化的图象如图所示.
(1)画出汽车在0~60 s内的v-t图线;
(2)求在这60 s内汽车行驶的路程.
【解析】(1)由加速度—时间图象可知前10 s汽车做匀加速直线运动,中间30 s汽车做匀速直线运动,后20 s 汽车做匀减速直线运动直到停止. (1分)
由a-t图和匀变速直线运动的公式,得
vm=a1t1=20 m/s. (2分)
建立v-t坐标系,根据上面所求可画出速度—时间图象如图所示. (2分)
(2)由速度—时间图象的面积可求出汽车做匀加速、匀速、
匀减速三段运动的位移之和,(3分)
即:x=x1+x2+x3
=( ×10×20+30×20+ ×20×20)m=900 m(3分)
答案:(1)见解析图 (2)900 m
16.(11分)(2011·肇庆高一检测)卡车以72 km/h的速度做匀速直线运动,遇情况紧急刹车,加速度大小为6 m/s2.求:
(1)4 s内的位移;
(2)若正前方30 m处恰好有一辆自行车以2 m/s的速度同向匀速行驶,问是否会发生事故,为什么?
【解析】(1)设卡车初速度方向为正方向,卡车做匀减速直线运动,则a=-6 m/s2,又卡车速度v0=72 km/h=20 m/s
由vt=v0+at得:
卡车停下来的时间
(3分)
由此可判断4 s后卡车已经停止,
由vt2-v02=2as得:
(3分)
(2)由(1)得卡车3 s后速度为2 m/s,这段时间卡车位移
自行车做匀速直线运动,这段时间的位移
s2=vt=2×3 m=6 m
位移差Δs=s1-s2=(33-6) m=27 m<30 m (3分)
所以不会发生交通事故 (2分)
答案:(1)33.33 m (2)见解析