一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题
1.如图为搬运砖头的独轮车,车箱和砖头所受的总重力G 为1 000 N (车架所受重力忽略不计),独轮车的有关尺寸如图所示,推车时,人手向上的力F 的大小为 ( )
A .200 N
B .300 N
C .400 N
D .500 N
【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 由平衡条件可知
12Gl Fl =
则
12
1000N 0.3=300N m
Gl F l ?=
=m
1 故选B 。
2.如图所示,作用在A 点的各个力中,不可能使杠杆平衡的力是
A .F 3和F 4
B .F 1和F 3
C .F 2和F 4
D .F 1和F 2 【答案】A 【解析】 【详解】
因为力F3的作用线所在的直线过支点O,所以力F3的力臂为0,又因为0乘以任何数都为0,所以力F3不能使杠杆平衡;力F4使杠杆转动方向与重物使杠杆的转动方向相同,所以力F4不能使杠杆平衡;力F1和F2使杠杆转动方向与重物使杠杆转动方向相反,所以力F1和F2可以使杠杆平衡;故选A。
3.如图所示,杠杆在水平状态保持静止,要使弹簧测力计的示数变为原来的1
2
,下列措
施中可行的是
A.去掉三个钩码
B.把钩码向左移动2小格
C.把钩码向右移动2小格
D.把弹簧秤测力计向左移动2小格
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,
4G×4L=F2×8L,解得
F2=2G,
要使弹簧测力计的示数变为原来的1
2
,
即F2=G。
A.去掉三个钩码,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,
G×4L=F'2×8L,
所以F'2=1
2
G,不符合题意;
B.把钩码向左移动2小格,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,
4G×2L=F'2×8L,
所以F'2=G,故B符合题意;
C.把钩码向右移动2小格,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,
4G×6L=F'2×8L,
所以F'2=3G,故C不符合题意;
D.把弹簧秤测力计向左移动2小格,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,
4G×4L=F'2×6L,
所以F'2=8
3
G,故D不符合题意。
故选B。
4.如图甲是制作面团的情景,把竹竿的一端固定在绳扣中,人骑在另一端施加一个向下的大小为F的力,面团被不断挤压后变得更有韧性,图乙为压面团原理图.关于压面团过程的叙述正确的是()
A.面团对杆的作用力方向向下
B.面团对杆的作用力大小等于F
C.面团被压扁说明力能使物体发生形变
D.A点向下移动的距离小于B点向下移动的距离
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.杆对面团的作用力向下,面团对杆的作用力向上,故A错误;
B.由于面团B点到支点C的距离小于A点到C的距离,根据杠杆定律F1L1=F2L2,可知面团对杆的作用力大于F,故B错误;
C.面团被压扁说明力能使物体发生形变,故C正确;
D.C为支点,A点向下移动的距离大于B点向下移动的距离,故D错误;
故选C。
5.如图所示为等刻度轻质杠杆,A处挂4牛的物体,若使杠杆在水平位置平衡,则在B处施加的力()
A.可能为0.5牛B.一定为2牛C.一定为3牛D.可能是4牛
【答案】D
【解析】 【分析】 【详解】
设杠杆每小格的长度为L ,若在B 点用垂直OB 竖直向下的力使杠杆在水平位置平衡,此时所用的力最小,根据杠杆平衡条件1122Fl F l =可得
min 42F L G L ?=?
则有
min 24N 2
2N 44
G L F L ??=
== 若在B 点斜拉使杠杆在水平位置平衡,由杠杆平衡条件1122Fl F l =可知
22
11
F l F l =
则此时杠杆左边的阻力与阻力臂的乘积不变,动力臂减小,故动力将增大,故若使杠杆在水平位置平衡,在B 点施加的力
2N F ≥
故选D 。
6.用图示装置探究杠杆平衡条件,保持左侧的钩码个数和位置不变,使右侧弹簧测力计的作用点 A 固定,改变测力计与水平方向的夹角 θ,动力臂l 也随之改变,所作出的“F -θ”图象和“F -l ” 图象中,正确的是
A .
B .
C .
D .
【答案】C 【解析】 【详解】
A .动力F 和θ的关系,当F 从沿杆方向(水平向左)→垂直于杆方向(与水平方向成90°)→沿杆方向(水平向右),由图可知,F 对应的动力臂l =OA ×sinθ,动力臂l 先变大
后变小,则动力F 先变小后变大,所以A 错误;
B .当θ等于90°时,动力臂最大,动力最小但不为零,所以B 错误; CD .根据杠杆平衡条件Fl =F 2l 2可得:F =22
F l l
,由于F 2、l 2不变,则F 和l 成反比,故C 正确,D 错误。
7.有一平衡的不等臂杠杆,下面哪种情况下杠杆仍能平衡:( ) A .使动力、阻力的大小减少相同的数值 B .使动力、阻力的大小增加相同的数值 C .使动力臂、阻力臂增加相同的长度 D .使动力、阻力的大小增加相同的倍数
【答案】D 【解析】 【详解】
不等臂杠杆平衡时,满足F 1l 1=F 2l 2,l 1≠l 2,F 1≠F 2。
A .使动力、阻力的大小减少相同的数值F 时,由Fl 1≠Fl 2可知,
(F 1?F )l 1≠(F 2?F )l 2,
故A 不符合;
B .使动力、阻力的大小增加相同的数值F 时,由Fl 1≠Fl 2可知,
(F 1+F )l 1≠(F 2+F )l 2,
故B 不符合;
C .使动力臂、阻力臂增加相同的长度L 时,由F 1L ≠F 2L 可知,
F 1(L +l 1)≠F 2(L +l 2),
故C 不符合;
D .使动力、阻力的大小增加相同的倍数时,由F 1l 1=F 2l 2可知,
nF 1×l 1=nF 2×l 2,
故D 正确。 故选D 。
8.小明做探究杠杆平衡条件的实验时将手中的5个钩码挂成了如图所示的情况,则( )
A .由图可以得到杠杆平衡条件为F 1L 1=F 2L 2
B .小明在F 1和F 2的下方各再挂一个钩码杠杆仍能平衡
C .小明取下F 1下的一个钩码并将F 2的钩码取下杠杆仍能平衡
D .小明取下F 2下的钩码并将F 3的钩码向右移至20cm 处杠杆仍能平衡
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.假设一个钩码的重力为G
F1=2G,F2=G,F3=2G
各力力臂为
L1=20,L2=10,L3=15
F1L1=2G?20=40G
F2L2=G?10=10G
F3L3=2G?15=30G
杠杆平衡的条件为
F1L1=F2L2+F3L3
故A不符合题意;
B.在F1和F2的下方各再挂一个钩码后
F1L1=3G?20=60G
F2L2=2G?10=20G
F3L3=2G?15=30G
F1L1>F2L2+F3L3
杠杆失去平衡,故B不符合题意;
C.取下F1下的一个钩码并将F2的钩码取下后
F1L1=G?20=20G
F2L2=0
F3L3=2G?15=30G
F1L1 杠杆失去平衡,故C不符合题意; D.取下F2下的钩码并将F3的钩码向右移至20cm处后 F1L1=2G?20=40G F2L2=0 F3L3=2G?20=40G F1L1=F2L2+F3L3 杠杆重新平衡,故D符合题意。 故选D。 9.如图所示,在“探究杠杆的平衡条件”的实验中,已知杠杆上每个小格的长度为2cm,用弹簧测力计在A点斜向上(与水平方向成30°角)拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡。下列说法中正确的是() A.此时杠杆的动力臂为0.08m B.此时为省力杠杆 C.当弹簧测力计向左移至竖直位置时,其示数为1N D.图中钩码的总重力为2N 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A.当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,所以动力臂 111 42cm4cm=0.04m 2 2 l OA ==??= 故A错误; B.由图知,钩码对杠杆拉力为阻力,阻力臂的大小 l2=3×2cm=6cm>l1 杠杆为费力杠杆,故错误; CD.由图知,弹簧测力计示数为3N,根据杠杆的平衡条件F1l1=Gl2可得 11 2 3N4cm =2N 6cm F l G l ? == 竖直向上拉A点时,力臂大小等于OA,由杠杆平衡条有' 12 F OA Gl ?=,所以测力计的示数 2 1 2N6cm =1.5N 2cm4 Gl F OA ' ? == ? 故C错误,D正确。 故选D。 10.如图所示,杠杆处于平衡状态,下列操作中能让杠杆继续保持平衡的是() A.将左边的钩码去掉二个并保持位置不变,同时将右边钩码向左移二格 B.在左右两边钩码的下方各加一个钩码,位置保持不变 C.将左右两边的钩码各去掉一个,位置保持不变 D.将左右两边的钩码均向外移动一格 【答案】A 【解析】 【详解】 设杠杆的一个小格是1cm,一个钩码的重是1N; A.将左边的钩码去掉二个并保持位置不变,同时将右边钩码向左移二格,(4-2)N×3cm =3N×(4-2)cm,杠杆仍然平衡,故A符合题意; B.在左右两边钩码的下方各加一个钩码,位置保持不变,由(4+1)N×3cm<(3+1) N×4cm得,杠杆的右端下沉,故B不符合题意; C.将左右两边的钩码各去掉一个,位置保持不变,由(4-1)N×3cm>(3-1)N×4cm 得,杠杆的左端下沉,故C不符合题意; D.将左右两边的钩码均向外移动一格,由4N×(3+1)cm>3N×(4+1)cm得,杠杆的左端下沉,故D不符合题意。 11.如图,轻质杠杆可绕O点转动(不计摩擦).A处挂着一重为80N、底面积为500cm2的物体G.在B点施加一个垂直于杆的动力F使杠杆水平平衡,且物体G对地面的压强为1000Pa,OB=3OA.则B点的拉力F的大小为 A.50N B.30N C.10N D.90N 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 地面对物体G的支持力 2 F F ps ===?= 1000Pa0.05m50N 压 支 物体G对杠杆的拉力 A 80N 50N 30N F G F =-=-=支 已知 OB =3OA , 由杠杆平衡的条件A F F OB OA ?=?可得: A 1 =30N =10N 3 F OA F OB ?= ?. 故选C . 12.如图所示,七块完全相同的砖块按照图示的方式叠放起来,每块砖的长度均为L ,为保证砖块不倒下,6号砖块与7号砖块之间的距离S 将不超过 ( ) A . 31 15 L B .2L C . 52 L D . 74 L 【答案】A 【解析】 【分析】 因两部分对称,则可只研究一边即可;1砖受2和3支持力而处于平衡状态,则可由力的合成求得1对2的压力;而2砖是以4的边缘为支点的杠杆平衡,则由杠杆的平衡条件可得出2露出的长度,同理可求得4露出的长度,则可求得6、7相距的最大距离。 【详解】 1处于平衡,则1对2的压力应为 2 G ;当1放在2的边缘上时距离最大;2处于杠杆平衡状态,设2露出的长度为x ,则2下方的支点距重心在 -2 L x 处;由杠杆的平衡条件可知 -22 L G G x x ??= ??? 解得 3 L x = 设4露出的部分为x 1;则4下方的支点距重心在 1-2 L x 处;4受到的压力为 2 G G + 则由杠杆的平衡条件可知 114-52G G x G x ??? ?=+ ? ???? ? 解得 15 L x = 则6、7之间的最小距离应为 ()131 223515 L L L x x L L ??++=++= ??? 故选A 。 13.如图,一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上,用一竖直向上的力,欲使其一端抬离地面,则( ) A .F 1>F 2,因为甲方法的动力臂长 B .F 1=F 2,因为动力臂都是阻力臂的2倍 C .F 1>F 2,因为乙方法的阻力臂短 D .F 1<F 2,因为乙方法的动力臂长 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 由图示可知,无论用哪种方法来抬,动力臂总是阻力臂的二倍,所用的力总等于阻力的二分之一,由于阻力就是重力,大小是不变的,所以动力的大小也是不变的,故应选B 。 14.如图所示,在调节平衡后的杠杆两侧,分别挂上相同规格的钩码,杠杆处于平衡状态。如果在两侧钩码下方各增加一个与原来规格相同的钩码,则( ) A.左端下降 B.右端下降 C.仍然平衡 D.无法判断 【答案】A 【解析】 【分析】 本题考查杠杆的平衡原理。 【详解】 杠杆的平衡原理是:动力×动力臂=阻力×阻力臂。图中,设一个钩码的重为G,杠杆每一小格的长度为L,则有G?4L=2G?2L,若两侧钩码下方各增加一个与原来规格相同的钩码,则杠杆的左边变成2G?4L=8GL,右边变成3G?2L=6GL,此时8GL>6GL,所以左端下降,故A符合题意,BCD都不符合题意。 故选A。 15.如图所示为建筑工地上常用的吊装工具,物体M为重5000N的配重,杠杆AB的支点为O,已知OA∶OB=1∶2,滑轮下面挂有建筑材料P,每个滑轮重100N,工人体重为 700N,杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计,当工人用300N的力竖直向下以1m/s的速度匀速拉动绳子时() A.工人对地面的压力为400N B.建筑材料P重为600N C.建筑材料P上升的速度为3m/s D.物体M对地而的压力为4400N 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 A.当工人用300N的力竖直向下拉绳子时,绳子对工人会施加竖直向上的拉力,其大小也为300N,此时人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支,由力的 平衡条件知道 F +F 支=G 即 F 支=G-F =700N-300N=400N 由于地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力,大小相等,所以,工人对地面的压力 F 压=F 支=400N 故A 正确; B .由图知道,绳子的有效段数是n =2,且滑轮组摩擦均不计,由()1 2F G G =+物 动知道,建筑材料P 的重力 G =2F-G 动 =2×300N-100N=500N 故B 错误; C .因为物重由2段绳子承担,所以,建筑材料P 上升的速度 11 =1m/s=0.5m/s 22 v v =?绳 故C 错误; D .以定滑轮为研究对象,定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力、杆对定滑轮向上的拉力,由力的平衡条件知道 F A ′=3F + G 定 =3×300N+100N=1000N 杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力,大小相等,即 F A =F ′A =1000N 由杠杆的平衡条件知道 F A ×OA =F B ×OB 又因为OA :OB =1:2,所以 A B 1000= 5N 00N 2F OA OA F OB OA ??== 由于物体间力的作用是相互的,所以,杠杆对物体M 的拉力等于物体M 对杠杆的拉力,即 F B ′=F B =500N 物体M 受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力,则物体M 受到的支持力为 F M 支持 = G M -F B ′=5000N-500N=4500N 因为物体间力的作用是相互的,所以物体M 对地面的压力 F M 压=F M 支持=4500N 故D 错误。 故选A 。 16.如图所示,是自卸车的示意图,车厢部分可视为杠杆,则下列分析正确的是 A.B点是支点,液压杆施的力是动力,货物重力是阻力 B.B点是支点,物体A放在车厢前部可省力 C.C点是支点,物体A放在车厢后部可省力 D.C点是支点,物体A放在车厢前部可省力 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 由图可知车厢绕着点C转动,所以点C为支点; 当物体放在车厢的后部时,动力臂大于阻力臂,因此省力,所以选项ABD都不正确,故答案为 C. 17.如图所示,重力为G的均匀木棒竖直悬于O点,在其下端施一始终垂直于棒的拉力F,让棒缓慢转到图中间虚线所示位置,在转动的过程中() A.动力臂逐渐变大 B.阻力臂逐渐变大 C.动力F保持不变 D.动力F逐渐减小 【答案】B 【解析】 【分析】 先确定阻力臂、动力臂的变化,然后根据杠杆平衡的条件(动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂)分析动力的变化。 【详解】 A.由图示可知,木棒是一个杠杆,力F是动力,力F始终垂直与木棒,则木棒的长度是动力臂,木棒长度保持不变,动力臂保持不变,故A不符合题意; B.木棒的重力是阻力,阻力大小不变,木棒在竖直位置时,重力的力臂为0,转过θ角 后,重力力臂(阻力臂)逐渐增大,故B 符合题意; CD .已知G 、L 保持不变,L G 逐渐变大,由杠杆平衡条件有 GL G =FL 动力F 逐渐增大,故CD 不符合题意。 故选B 。 【点睛】 本题考查了杠杆平衡条件的应用,知道杠杆平衡的条件,会熟练应用杠杆平衡的条件分析问题解决问题是关键。 18.如图,轻质杠杆上各小格间距相等,O 为杠杆中点,甲、乙是同种金属材料制成的实心物体,甲为正方体,乙重15N ,将甲、乙用能承受最大拉力为25N 的细线分别挂于杠杆上M 、Q 两刻线处时,两细线被拉直且都沿竖直方向,M 、Q 正好在甲、乙重心正上方,杠杆在水平位置平衡,这时甲对地面的压强为4000Pa ;当甲不动,把乙移挂至R 时,甲对地面的压强为3750Pa ,下列说法中正确的是( ) A .将甲挂在M 下,乙挂在Q 下,此时甲对地面的压力为45N B .将甲挂于N 正下方,乙挂于S ,放手后甲被拉离地面 C .将甲挂在N 的下方,乙挂于R ,再将乙沿水平方向切去1/3,此时甲对地面的压强仍为3750Pa D .将甲挂在M 正下方,乙挂于Q 再将甲沿竖直方向切去1/5,并将这1/5上挂在乙的下方,此时甲对地面的压强为2800Pa 【答案】C 【解析】 【分析】 (1)利用杠杆平衡条件1122Fl F l =求出甲上方的绳上的拉力,再分析甲的受力情况,根据压强F p S = 列出甲在两种情况下的压强,联立解答甲的重力; (2)利用杠杆平衡条件判断是否再一次平衡,并利用平衡时的对应物理量根据F p S =计算. 【详解】 A .设甲的重力为G ,甲的底面积为S ,杠杆上1小格为l ,则根据杠杆平衡条件可得: 6215N 2F l G l l ?=?=?甲乙, 解得5N F =甲,此时甲对地面的压强为 5N 4000Pa F G p S S -= ==; 同理可得: 6315N 3F l G l l '?=?=?甲 乙, 解得7.5N F '=甲 ,此时甲对地面的压强为 7.5N 3750Pa F G p S S '-'= ==; 两式联立解得:45N G =,此时甲对地面的压力为45N-5N=40N ,故A 错误; B .如果将甲挂于N 正下方,乙挂于S ,设地面对甲的支持力为1F ,此时, ()147G F l G l -?=?乙, ()145N 415N 7F l l -?=? 解得118.75N F =,则甲对地面仍有压力,故B 错误; C .将甲挂于N 正下方,乙挂于R ,再将乙沿水平方向切去1/3,设地面对甲的支持力为 2F ,此时, ()214133G F l G l ?? -?=-? ??? 乙, ()2145N 4115N 33F l l ?? -?=- ?? ??? , 解得237.5N F =,由A 中条件可知此时甲对地面的压强为3750Pa ,故C 正确; D .将甲挂在M 正下方,乙挂于Q 再将甲沿竖直方向切去1/5,并将这1/5上挂在乙的下方,设地面对甲的支持力为3F ,且假设甲的重心仍在M 正下方,此时, 3416255G F l G G l ??? ?-?=+? ? ????? 乙, 34145N 615N 45N 255F l l ?????-?=+?? ? ????? , 解得328N F =,由A 中条件可求出甲的底面积为 245N 5N 0.01m 4000Pa S -= =, 此时甲对地面的压强为 33228N 2800Pa 0.01m F p S = ==, 而由于甲沿竖直方向切去1/5后,重心一定会发生水平移动,则其力臂不可能等于6l ,所以,此时甲对地面的压强也不可能等于2800Pa ,故D 错误. 【点睛】 本题综合考查杠杆平衡条件的应用和固体压强计算,同时运用到方程组的思想进行解答,要求学生们一方面熟悉杠杆平衡分析,另一方面计算能力一定要扎实. 19.如图所示,AC硬棒质量忽略不计,在棒的B点悬挂一个重物,在棒的C点施加一个方向沿OO'的力F,棒在力F的作用下从水平位置被缓慢提升到图示位置。则下列相关描述正确的是() A.力F的方向沿OO'向下B.ABC是费力杠杆 C.阻碍杠杆转动的力是悬挂在杠杆上的物体的重力D.在提升过程中,力F变小 【答案】D 【解析】 【详解】 A.F1对杠杆的拉力向下,则为了将杠杆抬起,力F的方向应沿OO'向上,故A错误;B.由于力F的方向应沿OO'向上,则动力臂为S2,阻力臂小于动力臂,则杠杆为省力杠杆,故B错误; C.与杠杆接触的是悬挂在杠杆上的绳子,则阻碍杠杆转动的力是绳子对杠杆的拉力,故C错误; D.在移动过程中,F1的力臂逐渐变小,拉力F力臂不变,则由杠杆平衡公式F1l1=F2l2可知力F变小,故D正确。 故选D。 20.C点为硬棒AD的重心,硬棒可绕A点转动。在棒的B点施加力F1,F1的方向沿OO'线,棒在图所示位置处于静止状态。则 A.F1>G B.F1=1 2G s s C.重力的力臂等于S1D.F1方向沿OO′线向下【答案】A 【分析】 【详解】 AB .由图像可得,A 点到F 1的距离为s 2,若令A 点到重力的距离为s 3,根据杠杆的平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”可知 123F s G s ?=? 可以推出 3 12 s F G s = 由于 32s s > 可得 1F G > 故A 选项正确,符合题意,B 选项错误,不符合题意; C .重力的力臂为支点A 到重力的距离,重力竖直向下,因此力臂为水平方向,故C 选项错误,不符合题意; D .F 1与G 在支点同侧,重力方向竖直向下,所以F 1的方向应该向上,故D 选项错误,不符合题意。 21.如图所示,杠杆始终处于水平平衡状态,改变弹簧测力计拉力F 的方向,使其从①→②→③,此过程中( ) A .①位置力臂最长 B .③位置力臂最长 C .弹簧测力计示数先变大后变小 D .弹簧测力计示数先变小后变大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 AB .力臂是支点到力的作用点的线段,由图可知当弹簧测力计在②位置时力臂最大,故AB 不符合题意; CD .从①→②→③时动力臂先变大后变小,由图可知阻力等于钩码重力不变,在水平位置平衡所以阻力臂也不变,根据杠杆平衡的条件可知,弹簧测力计给杠杆的拉力先变小后变大,故C 不符合题意,D 符合题意。 22.如图所示,在探究杠杆平衡条件的实验中,杠杆处于水平平衡状态,所用钩码完全相同。下列做法中能使杠杆再次平衡的是 A .分别在两边钩码下再增加一个相同钩码 B .左边减少1个钩码,右边减少2个钩码 C .两边钩码均向支点移动相同的距离 D .左边钩码向左移1.5cm ,右边钩码向右移1cm 【答案】D 【解析】 【详解】 设一个钩码的重力为G ,左边钩码到支点的距离为3l ,因为杠杆正处于水平平衡,所以由杠杆平衡条件可得 233G l G l ?=?右, 解得2l l =右,即右边钩码到支点的距离为2l ; A .若分别在两边钩码下再增加一个相同钩码,则 3342G l G l ?≠?, 此时杠杆不再平衡,不符合题意; B .若左边减少1个钩码,右边减少2个钩码,则 32G l G l ?≠? , 此时杠杆不再平衡,不符合题意; C .若两边的钩码均向支点移动相同的距离l ,则 223G l G l ?≠?, 此时杠杆不再平衡,不符合题意; D .若左边钩码向左移1.5cm ,右边钩码向右移1cm ,则 2(3 1.5)3(21)G l G l ?+=?+, 此时杠杆平衡,符合题意。 一、第一章运动的描述易错题培优(难) 1.甲、乙两辆赛车从同一地点沿同一平直公路行驶。它们的速度图象如图所示,下列说法正确的是( ) A.60 s时,甲车在乙车的前方 B.20 s时,甲、乙两车相距最远 C.甲、乙加速时,甲车的加速度大于乙车的加速度 D.40 s时,甲、乙两车速度相等且相距900m 【答案】AD 【解析】 【详解】 A、图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小,由图象可知60s时,甲的位移大于乙的位移,所以甲车在乙车前方,故A正确; B、40s之前甲的速度大于乙的速度,40s后甲的速度小于乙的速度,所以40s时,甲乙相距最远,在20s时,两车相距不是最远,故B错误; C、速度?时间图象斜率表示加速度,根据图象可知,甲加速时的加速度小于乙加速时的加速度,故C错误; D、根据图象可知,40s时,甲乙两车速度相等都为40m/s,甲的位移 ,乙的位移,所以甲乙相距,故D正确; 故选AD。 【点睛】 速度-时间图象切线的斜率表示该点对应时刻的加速度大小,图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小,根据两车的速度关系知道速度相等时相距最远,由位移求相距的距离。 2.物体沿一条东西方向的水平线做直线运动,取向东为运动的正方向,其速度—时间图象如图所示,下列说法中正确的是 A.在1 s末,物体速度为9 m/s B.0~2 s内,物体加速度为6 m/s2 C.6~7 s内,物体做速度方向向西的加速运动 D.10~12 s内,物体做速度方向向东的加速运动 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】 A.由所给图象知,物体1 s末的速度为9 m/s,选项A正确;B.0~2 s内,物体的加速度 a= 126 2 v t ?- = ? m/s2=3m/s2 选项B错误; C.6~7 s内,物体的速度、加速度为负值,表明它向西做加速直线运动,选项C正确;D.10~12 s内,物体的速度为负值,加速度为正值,表明它向西做减速直线运动,选项D 错误. 3.一个物体做直线运动的位移—时间图象(即x t-图象)如图所示,下列说法正确的是 A.物体在1s末运动方向改变 B.物体做匀速运动 C.物体运动的速度大小为5m/s D.2s末物体回到出发点 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】 AB.位移时间图象的斜率表示速度,根据图象可知物体一直向负方向匀速运动,故A错误、B正确; C.物体运动的速度大小为5m/s,故C正确; 一、第五章抛体运动易错题培优(难) 1.如图所示,半径为R的半球形碗竖直固定,直径AB水平,一质量为m的小球(可视为 质点)由直径AB上的某点以初速度v0水平抛出,小球落进碗内与内壁碰撞,碰撞时速度大小为2gR,结果小球刚好能回到抛出点,设碰撞过程中不损失机械能,重力加速度为g,则初速度v0大小应为() A.gR B.2gR C.3gR D.2gR 【答案】C 【解析】 小球欲回到抛出点,与弧面的碰撞必须是垂直弧面的碰撞,即速度方向沿弧AB的半径方向.设碰撞点和O的连线与水平夹角α,抛出点和碰撞点连线与水平夹角为β,如图,则由2 1 sin 2 y gt Rα ==,得 2sin R t g α =,竖直方向的分速度为 2sin y v gt gRα ==,水平方向的分速度为 22 (2)(2sin)42sin v gR gR gR gR αα =-=-,又 00 tan y v gt v v α==,而2 00 1 2 tan 2 gt gt v t v β==,所以tan2tan αβ =,物体沿水平方向的位移为2cos x Rα =,又0 x v t =,联立以上的方程可得 3 v gR =,C正确. 2.一阶梯如图所示,其中每级台阶的高度和宽度都是0.4m,一小球以水平速度v飞出,欲打在第四台阶上,则v的取值范围是() A 6m/s 22m/s v << B .22m/s 3.5m/s v <≤ C 2m/s 6m/s v << D 6m/s 23m/s v << 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 若小球打在第四级台阶的边缘上高度4h d =,根据2 112 h gt = ,得 1880.4s 0.32s 10 d t g ?= == 水平位移14x d = 则平抛的最大速度 1112m/s 0.32 x v t = == 若小球打在第三级台阶的边缘上,高度3h d =,根据2 212 h gt = ,得 260.24s d t g = = 水平位移23x d =,则平抛运动的最小速度 2226m/s 0.24 x v t = == 所以速度范围 6m/s 22m/s v << 故A 正确。 故选A 。 【点睛】 对于平抛运动的临界问题,可以通过画它们的运动草图确定其临界状态及对应的临界条件。 3.一个半径为R 的空心球固定在水平地面上,球上有两个与球心O 在同一水平面上的小孔A 、B ,且60AOB ∠=?2 gR 一、第一章 运动的描述易错题培优(难) 1.如图所示,物体沿曲线轨迹的箭头方向运动,AB 、ABC 、ABCD 、ABCDE 四段曲线轨迹运动所用的时间分别是:1s 、2s 、3s 、4s ,下列说法正确的是( ) A .物体在A B 段的平均速度为1m/s B .物体在AB C 5m/s C .AB 段的平均速度比ABC 段的平均速度更能反映物体处于A 点时的瞬时速度 D .物体在B 点的速度等于AC 段的平均速度 【答案】ABC 【解析】 【分析】 【详解】 A .由图可知物体在A B 段的位移为1m ,则物体在AB 段的平均速度 1m/s 1m/s 1 x v t = == 选项A 正确; B .物体在AB C 段的位移大小为 2212m 5m x =+= 所以物体在ABC 段的平均速度 5x v t = = 选项B 正确; C .根据公式x v t =可知,当物体位移无限小、时间无限短时,物体的平均速度可以代替某点的瞬时速度,位移越小平均速度越能代表某点的瞬时速度,则AB 段的平均速度比ABC 段的平均速度更能反映物体处于A 点时的瞬时速度,选项C 正确; D .根据题给条件,无法得知物体的B 点的运动速度,可能很大,也可能很小,所以不能得出物体在B 点的速度等于AC 段的平均速度,选项D 错误。 故选ABC 。 2.甲、乙两辆赛车从同一地点沿同一平直公路行驶。它们的速度图象如图所示,下列说法 正确的是( ) A.60 s时,甲车在乙车的前方 B.20 s时,甲、乙两车相距最远 C.甲、乙加速时,甲车的加速度大于乙车的加速度 D.40 s时,甲、乙两车速度相等且相距900m 【答案】AD 【解析】 【详解】 A、图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小,由图象可知60s时,甲的位移大于乙的位移,所以甲车在乙车前方,故A正确; B、40s之前甲的速度大于乙的速度,40s后甲的速度小于乙的速度,所以40s时,甲乙相距最远,在20s时,两车相距不是最远,故B错误; C、速度?时间图象斜率表示加速度,根据图象可知,甲加速时的加速度小于乙加速时的加速度,故C错误; D、根据图象可知,40s时,甲乙两车速度相等都为40m/s,甲的位移 ,乙的位移,所以甲乙相距,故D正确; 故选AD。 【点睛】 速度-时间图象切线的斜率表示该点对应时刻的加速度大小,图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小,根据两车的速度关系知道速度相等时相距最远,由位移求相距的距离。 3.一物体做加速度不变的直线运动,某时刻速度的大小为4 m/s, 1 s后速度的大小变为5 m/s,则在这1 s内该物体( ) A.速度变化的大小可能为3m/s B.速度变化的大小可能为9m/s C.加速度的大小可能为3m/s2D.加速度的大小可能为1m/s2 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】 取v1的方向为正方向,则v1=4m/s,若v2 =5m/s,速度的变化为v2-v1=1m/s,即速度变化大 一、初中物理浮力类问题 1.弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图(甲);图(乙)是弹簧测力计示数F 与物体下降高度h 变化关系的图像,则下列说法中正确的是 A .物体的体积是500cm 3 B .物体受到的最大浮力是5N C .物体的密度是332.2510kg /m ? D .物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 由乙图可知,物体重9N ,全部浸入水中时受到的浮力是9N-5N=4N ,刚刚浸没时上表面受到水的压力为0,所以下表面受到水的压力等于浮力4N ,则BD 错误; 物体浸没时 -4333 4== ==4101.010/10/F N V V m g kg m N kg ρ???浮物排液, 故A 错误; 物体的密度: 33-439= 2.2510/10/410m G N kg m V gV N kg m ρ= ==???, 故C 正确。 故答案为C 。 2.如图弹簧测力计下悬挂一物体,当物体三分之一的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为5N ,当物体二分之一的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为 3N ,现将物体从弹簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时所受浮力和该物体的密度分别为(ρ 水=1×310kg/3m ,g =10N/kg )( ) A .9N ,0.75×103kg/m 3 B .9N ,0.8×103kg/m 3 C .8N ,0.75×103kg/m 3 D .8N ,0.8×103kg/m 3 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 设物体的体积为V ,当物体三分之一的体积浸入水中时,则有 F G F '=-浮拉 即 15N 3 g V G ρ?=-水 ① 当物体二分之一的体积浸入水中时,则有 F G F '''=-浮拉 即 13N 2 g V G ρ?=-水 ② 联立①②解得 12N gV ρ=水 ③ 即物体浸没水中时,所受的浮力为 12N F =浮 则物体的体积为 3333 12N 12N 1.210m 1.010kg m 10N kg V g ρ-= ==???水 将③代入①得 9N G = 因物体浸没时所受的浮力大于物体的重力,故物体从弹簧测力计上取下放入水中,物体静止时,物体漂浮于水面。故物体所受的浮力等于重力,即 9N F G '''==浮 物体的密度为 33339N 0.7510kg m 10N kg 1.210m m G V gV ρ-= ===???物 故选A 。 物理培养尖子生讲义 第一讲:运动学 训练方向一、利用一级结论和二级结论进行速算 1、一物体由静止开始作匀加速直线运动,其在第二秒内的位移为3m,则其加速度为______ 其在第20秒内的位移为__________,其在前20秒内的位移为_______ 2、一作匀变速直线运动的物体,已知初速度为3m/s,发生了一段位移,已知在位移中点 的速度为 22 5 m/s,则其末速度为_________。整个过程的平均速度为__________ 3、一作匀变速直线运动的物体,其在前4秒内发生的位移为8m,在紧接着的两秒内发生的位移为10m,则其加速度为________,在下一个两秒内发生的位移为_________ 4. 一作匀加速直线运动的物体,已知加速度为1m/s2,其在第10秒内的位移为10.5m,则其初速度为________,其在第22秒内的位移为___________ 5.物体在水平拉力作用下,从静止开始作匀加速直线运动,经过4 秒钟达到4 米/秒,此时撤去拉力,物体在地面上滑行一段距离后停下来.在这全过程中,物体运动的平均速度为_________ 6.为研究钢球在液体中运动时所受阻力的大小,让钢球从某一高度竖直落下 进入液体中运动,用闪光照相方法拍摄钢球在不同时刻的位置,如图所 示.已知钢球在液体中运动时受到的阻力与速度大小成正比,即F kv , 闪光照相机的闪光频率为f,图中刻度尺的最小分度为s0,钢球的质量为m, 则阻力常数k的表达式是_____________ 训练方向二:加速度恒定的往返运动 【母题1】一物体做匀变速直线运动,某时刻速度的大小为4m/s,2s后速度的大小变为10m/s,在这2s内该物体的加速度可能为多大?物体发生的位移可能为多大? 一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难) 1.A 、B 两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上,两细线与水平方向夹角分别为60°和45°,A 、B 间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态,则下列判断正确的是( ) A .A 、 B 的质量之比为1︰3 B .A 、B 所受弹簧弹力大小之比为3︰2 C .快速撤去弹簧的瞬间,A 、B 的瞬时加速度大小之比为1︰2 D .悬挂A 、B 的细线上拉力大小之比为1︰2 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A .对A B 两个物体进行受力分析,如图所示,设弹簧弹力为F 。 对物体A A tan 60m g F = 对物体B B tan 45m g F = 解得 A B 3 m m 故A 错误; B .同一根弹簧弹力相等,故B 错误; C .快速撤去弹簧的瞬间,两个物体都将以悬点为圆心做圆周运动,合力为切线方向。 对物体A A A A sin 30m g m a = 对物体B sin 45B B B m g m a = 联立解得 A B 2 a a = 故C 正确; D .对物体A ,细线拉力 A cos60F T = 对物体B ,细线拉力 cos 45 B F T = 解得 A B 2T T = 故D 错误。 故选C 。 【点睛】 快速撤去弹簧瞬间,细线的拉力发生突变,故分析时应注意不能认为合外力的大小等于原弹簧的弹力。 2.如图所示,斜面体A 静止放置在水平地面上,质量为m 的物体B 在外力F (方向水平向右)的作用下沿斜面向下做匀速运动,此时斜面体仍保持静止。若撤去力F ,下列说法正确的是( ) A .A 所受地面的摩擦力方向向左 B .A 所受地面的摩擦力可能为零 C .A 所受地面的摩擦力方向可能向右 D .物体B 仍将沿斜面向下做匀速运动 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 根据题意可知B 物块在外力F 的作用下沿斜面向下做匀速直线运动,撤去外力F 后,B 物块沿斜面向下做加速运动,加速度沿斜面向下,所以A 、B 组成的系统在水平方向上有向左的分加速度,根据系统牛顿第二定律可知,地面对A 的摩擦力水平向左,才能提供系统在水平方向上的分加速度。 一、第六章 圆周运动易错题培优(难) 1.两个质量分别为2m 和m 的小木块a 和b (可视为质点)放在水平圆盘上,a 与转轴OO ’的距离为L ,b 与转轴的距离为2L ,a 、b 之间用强度足够大的轻绳相连,木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k 倍,重力加速度大小为g .若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,开始时轻绳刚好伸直但无张力,用ω表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是( ) A .a 、b 所受的摩擦力始终相等 B .b 比a 先达到最大静摩擦力 C .当2kg L ω=a 刚要开始滑动 D .当23kg L ω=b 所受摩擦力的大小为kmg 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】 AB .木块随圆盘一起转动,静摩擦力提供向心力,由牛顿第二定律可知,木块受到的静摩擦力f =mω2r ,则当圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动时,木块b 的最大静摩擦力先达到最大值;在木块b 的摩擦力没有达到最大值前,静摩擦力提供向心力,由牛顿第二定律可知,f=mω2r ,a 和b 的质量分别是2m 和m ,而a 与转轴OO ′为L ,b 与转轴OO ′为2L ,所以结果a 和b 受到的摩擦力是相等的;当b 受到的静摩擦力达到最大后,b 受到的摩擦力与绳子的拉力合力提供向心力,即 kmg +F =mω2?2L ① 而a 受力为 f′-F =2mω2L ② 联立①②得 f′=4mω2L -kmg 综合得出,a 、b 受到的摩擦力不是始终相等,故A 错误,B 正确; C .当a 刚要滑动时,有 2kmg+kmg =2mω2L +mω2?2L 解得 34kg L ω= 高三物理尖子生培优资料(1)(2017.8.23) 命题:阮文超 共点力的平衡 摩 擦 角 ?: 例1:如图所示,用绳通过定滑轮 物块,使物块在水平面上从图示位置开始沿地面 匀速直线运动,若物块与地面的摩擦因素1μ<,滑轮的质量及摩擦不计,则物块运动过程中,以下判断正确的是( )【多选】 A.绳子的拉力将保持不变 B.绳子的拉力将不断增大 C.地面对物块的摩擦力不断减小 D.物块对地面的压力不断减小 例2:如图所示,倾角45o的斜面上,放置一质量m 的小物块,小物块与斜面的动摩擦因素3μ=,欲使小物块能静止在斜面上,应对小物块再施加一力,该力最小时大小与方向是( ) A.0sin15mg ,与水平成15o斜向右 B.0sin30mg ,竖直向上 C.0sin 75mg ,沿斜面向上 D.0tan15mg ,水平向右 例3:水平地面上有一木箱,木箱与地面之间的动摩擦因数为(01)μμ<<。现对木箱施加一拉力F ,使木箱做匀速直线运动。设F 的方向与水平面夹角为θ,如图所示,在θ从0逐渐增 大到90°的过程中,木箱的速度保持不变,则( )【多选】 A. F 先减小后增大 B. F 一直增大 C. F 的功率减小 D. F 的功率不变 练习 1.在固定的斜面上放一物体,并对它施加一竖直向下的压力,物体与斜面间的摩擦因数为μ。求斜面倾角θ的最大值,使得当θ≤θm 时,无论竖直向下的压力有多大,物体也不会滑下。 2.倾角为θ的三角形木块静止于水平地面上,其斜面上有一滑块正向下匀速直线运动,现对其分别施加如图所示的F 1 、F 2 、F 3三个力作用,滑块仍然下滑,则地面对三角形木块的支持力和摩擦力会怎么变化? 高一物理上册期末精选专题练习(解析版) 一、第一章 运动的描述易错题培优(难) 1.甲、乙两辆赛车从同一地点沿同一平直公路行驶。它们的速度图象如图所示,下列说法正确的是( ) A .60 s 时,甲车在乙车的前方 B .20 s 时,甲、乙两车相距最远 C .甲、乙加速时,甲车的加速度大于乙车的加速度 D .40 s 时,甲、乙两车速度相等且相距900m 【答案】AD 【解析】 【详解】 A 、图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小,由图象可知60s 时,甲的位移大于乙的位移,所以甲车在乙车前方,故A 正确; B 、40s 之前甲的速度大于乙的速度,40s 后甲的速度小于乙的速度,所以40s 时,甲乙相距最远,在20s 时,两车相距不是最远,故B 错误; C 、速度?时间图象斜率表示加速度,根据图象可知,甲加速时的加速度小于乙加速时的加速度,故C 错误; D 、根据图象可知,40s 时,甲乙两车速度相等都为40m /s ,甲的位移 ,乙的位移 ,所以甲 乙相距,故D 正确; 故选AD 。 【点睛】 速度-时间图象切线的斜率表示该点对应时刻的加速度大小,图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小,根据两车的速度关系知道速度相等时相距最远,由位移求相距的距离。 2.历史上有些科学家曾把在相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”(现称为“另类匀变速直线运动”),“另类加速度”的定义式为0 s v v A s -= ,其中0v 和s v 分别表示某段位移s 内的初速度和末速度>0A 表示物体做加速运动,0A <表示体做减速运动,而现在物理学中加速度的定义式为0 t v v a t -= ,下列说法正确的是 XXX 教育培优讲义——高一物理必修二《曲线运动》 一、每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确。 1.关于运动的合成与分解,下列说法正确的有 ( ) A .合速度的大小一定比每一个分速度大 B .两个直线运动的合运动一定是直线运动 C .两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动 D .两个分运动的时间一定与它们的合运动的时间相同。 2.一个物体以速度v 0水平抛出,落地时速度的大小为v ,不计空气的阻力,则物体在空中飞行的时间为 ( ) A .g v v 0- B .g v v 0 + C . D . g v v 2 2+ 3.如图所示,质点通过位置P 时的速度、加速度及P 附近的一段轨迹都在图上标出,其中可能正确的是( ) A.①② B.③④ C.②③ D.②④ 4.一质点做曲线运动,在运动的某一位置,它的速度方向、加速度方向以及所受的合外力的方向的关系是( ) A.速度、加速度、合外力的方向有可能都相同 B.加速度与合外力的方向一定相同 C.加速度方向与速度方向一定相同 D.速度方向与合外力方向可能相同,也可能不同 5.降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风,若风速越大,则降落伞( ) A.下落的时间越短 B.下落的时间越长 C.落地时速度越小 D.落地时速度越大 6.如图所示,在光滑的水平面上有一小球a以初速度v0运动,同时刻在它的正上方有小球b也以初速度v0水平抛出,并落于c点,则( ) A.小球a先到达c点 B.小球b先到达c点 C.两小球同时到达c点 D.不能确定 7.将一蜡块置于注满清水的长玻璃管中,封闭管口后将玻璃管竖直倒置,在蜡块匀速上浮的同时,使玻璃管紧贴黑板面水平向右匀速运动[如图(甲)所示],则蜡块相对于黑板的运动轨迹是图(乙)中的( ) 物理高一上册期末精选(培优篇)(Word版含解析) 一、第一章运动的描述易错题培优(难) 1.如图,直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置一时间(x一t)图线,由图可知 A.在时刻t1,a车追上b车 B.在时刻t2,a、b两车运动方向相反 C.在t1到t2这段时间内,b车的速率先减少后增加 D.在t1到t2这段时间内,b车的速率一直比a车大 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】 由x—t图象可知,在0-t1时间内,b追a,t1时刻相遇,所以A错误;在时刻t2,b的斜率为负,则b的速度与x方向相反,所以B正确;b图象在最高点的斜率为零,所以速度为零,故b的速度先减小为零,再反向增大,所以C正确,D错误. 2.在下图所示的四个图象中,表示物体做匀速直线运动的图象是() A.B. C.D. 【答案】AD 【解析】 【分析】 x -t 图像中,倾斜的直线表示匀速直线运动;v -t 图象中,匀速直线运动的图像是一条与x 轴平行的直线;倾斜的直线表示匀变速直线运动,斜率表示加速度.分别分析物体的运动情况,即可作出选择. 【详解】 A. 此图表示物体的位移随时间均匀增加,物体处于匀速直线运动状态,故A 正确; B. 此图表示物体的位移不随时间变化,物体处于静止状态,故B 错误; C. 此图表示物体的速度均匀增加,说明物体做匀加速直线运动,故C 错误; D. 此图表示物体的速度不变,说明物体做匀速直线运动,故D 正确. 故选AD 。 3.一个以初速度v 0沿直线运动的物体,t 秒末的速度为v t ,如图所示,则下列说法正确的是( ) A .0~t 秒内的平均加速度0 t v v a t -= B .t 秒之前,物体的瞬时加速度越来越小 C .t =0时的瞬时加速度为零 D .平均加速度和瞬时加速度的方向相同 【答案】ABD 【解析】 根据加速度的定义式可知0~t 秒内的平均加速度a= t v v t -,故A 正确;由图可知,物体做加速度减小的加速运动,故B 正确;t=0时斜率不为零,故瞬时加速度不为零,故C 错误; 物体做加速度逐渐减小的变加速运动,故平均加速度和瞬时加速度的方向相同,故D 正确;故选ABD. 点睛:v-t 图象中图象的斜率表示物体的加速度,则根据斜率可求得加速度的变化;由图象的面积可得出物体通过的位移. 4.历史上有些科学家曾把在相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”(现称为“另类匀变速直线运动”),“另类加速度”的定义式为0 s v v A s -= ,其中0v 和s v 分别表示某段位移s 内的初速度和末速度>0A 表示物体做加速运动,0A <表示体做减速运动, 物理高一上册期末精选专题练习(解析版) 一、第一章运动的描述易错题培优(难) 1.如图,直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置一时间(x一t)图线,由图可知 A.在时刻t1,a车追上b车 B.在时刻t2,a、b两车运动方向相反 C.在t1到t2这段时间内,b车的速率先减少后增加 D.在t1到t2这段时间内,b车的速率一直比a车大 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】 由x—t图象可知,在0-t1时间内,b追a,t1时刻相遇,所以A错误;在时刻t2,b的斜率为负,则b的速度与x方向相反,所以B正确;b图象在最高点的斜率为零,所以速度为零,故b的速度先减小为零,再反向增大,所以C正确,D错误. 2.若某物体做直线运动的v—t图象如图所示,则下列说法中正确的是() A.t=3s时物体运动的速度方向发生改变 B.t=3s时物体运动的加速度方向发生改变 C.t=3s时物体离出发点最远 D.t=3s时物体的加速度为零 【答案】AC 【解析】 【分析】 解决本题要明确v—t图象的含义:在v—t图象中,速度的正负表示其运动方向,图象的斜率表示物体运动的加速度,图象与时间轴围成的面积为物体的位移,时间轴上方面积表示位移为正,下方表示为负. 【详解】 A .根据速度的正负表示速度的方向,可知t =3s 时物体运动的速度方向发生改变,故A 正确; B .在2~5s 内直线的斜率一定,说明物体的加速度恒定,则t =3s 时物体运动的加速度方向没有发生改变,故B 错误; C .物体在前3s 内沿正方向运动,3s 后沿负方向运动,则t =3s 时物体离出发点最远,故C 正确; D .根据斜率等于加速度,可知t =3s 时物体的加速度不为零,故D 错误。 故选AC 。 【点睛】 图象由于具有形象直观的特点,因此在物理中广泛应用,对于图象问题要明确两坐标轴的含义,图象斜率、截距、围成面积等含义。 3.一个物体做直线运动的位移—时间图象(即x t -图象)如图所示,下列说法正确的是 A .物体在1s 末运动方向改变 B .物体做匀速运动 C .物体运动的速度大小为5m/s D .2s 末物体回到出发点 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】 AB .位移时间图象的斜率表示速度,根据图象可知物体一直向负方向匀速运动,故A 错误、B 正确; C .物体运动的速度大小为5m/s ,故C 正确; D .物体的出发点在5m x =的位置,2s 末在5m x =-的位置,故2s 末物体未回到出发点,故D 错误; 故选BC 。 4.一个质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减小直至为零,在此过程中( ) A .速度逐渐减小,当加速度减小到零时,速度达到最小值 B .速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最大值 C .位移逐渐增大,当加速度减小到零时,位移将不再增大 U x 第1讲 运动的描述 质点、参考系 (考纲要求 Ⅰ) 1.质点 (1)定义:忽略物体的大小和形状,把物体简化为一个有质量的物质点,叫质点. (2)把物体看做质点的条件:物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略. 2.参考系 (1)定义:要描述一个物体的运动,首先要选定某个其它的物体做参考,这个被选作参考的物体叫参考系. (2)选取:可任意选取,但对同一物体的运动,所选的参考系不同,运动的描述可能会不同,通常以地面为参考系. 判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”. (1)质点是一种理想化模型,实际并不存在. ( ) (2)只要是体积很小的物体,就能被看作质点. ( ) (3)参考系必须要选择静止不动的物体. ( ) (4)比较两物体的运动情况时,必须选取同一参考系. ( ) 答案 (1)√ (2)× (3)× (4)√ 位移、速度 (考纲要求 Ⅱ) 1.位移和路程 (1)位移:描述物体位置的变化,用从初位置指向末位置的有向线段表示,是矢量. (2)路程:是物体运动轨迹的长度,是标量. 2.速度 (1)平均速度:在变速运动中,物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值,即v =x t ,是矢量. (2)瞬时速度:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,是矢量. 3.速率和平均速率 (1)速率:瞬时速度的大小,是标量. (2)平均速率:路程与时间的比值,不一定等于平均速度的大小. 判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”. (1)一个物体做单向直线运动,其位移的大小一定等于路程.( ) (2)一个物体在直线运动过程中路程不会大于位移的大小. ( ) (3)平均速度的方向与位移的方向相同. ( ) (4)瞬时速度的方向就是该时刻(或该位置)物体运动的方向.( ) 答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)√ 一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难) 1. 如图所示,水平面上 O 点的左侧光滑,O 点的右侧粗糙。有 8 个质量均为 m 的完全相同的小滑块(可视为质点),用轻质的细杆相连,相邻小滑块间的距离为 L ,滑块 1 恰好位 于 O 点左侧,滑块 2、3……依次沿直线水平向左排开。现将水平恒力 F 作用于滑块 1上。经观察发现,在第 3 个小滑块完全进入粗糙地带后到第 4 个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,小滑块做匀速直线运动,已知重力加速度为 g ,则下列判断中正确的是( )。 A .粗糙地带与滑块间的动摩擦因数为 F mg B .滑块匀速运动时,各段轻杆上的弹力大小相等 C .第 2 个小滑块完全进入粗糙地带到第 3 个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,8 个小滑块的加速度大小为 12F m D .第 1 个小滑块完全进入粗糙地带到第 2 个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,5 和 6两个小滑块之间的轻杆上的弹力大小为4 F 【答案】D 【解析】 【详解】 A.将匀速运动的8个小滑块作为一个整体,有 30F mg μ-=, 解得 3F mg μ= , 故A 项错误; B.当滑块匀速运动时,处在光滑地带上的滑块间的轻杆上的弹力都为零,处在粗糙地带上的滑块间的轻杆上的弹力不为零,且各不相同,故B 项错误; C.对8个滑块,有 28F mg ma μ-=, 代入3F mg μ= ,解得 24F a m = , 故C 项错误; D.对8个滑块,有 8F mg ma μ'-=, 解得 4 再以6、7、8三个小滑块作为整体,由牛顿第二定律有 34 F F ma ''== , 故D 项正确; 2.如图甲所示,在光滑的水平面上有质量为M 且足够长的长木板,木板上面叠放一个质量为m 的小物块。现对长木板施加水平向右的拉力F =3t (N )时,两个物体运动的a --t 图象如图乙所示,若取重力加速度g =10 m/s 2,则下列说法中正确的是( ) A .图线Ⅰ是小物块运动的a --t 图象 B .小物块与长木板间的动摩擦因数为0.3 C .长木板的质量M =1 kg D .小物块的质量m =2 kg 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A .根据乙图可知,在3s 以后,m 与M 开始发生相对运动,m 的加速度不变,其大小为23m/s ,所以Ⅰ是长木板的—a t 图象,故A 错误; B .设小物块与长木板间的动摩擦因素为μ,根据牛顿第二定律可知 23m/s m a g μ== 解得 0.3μ= 故B 正确; CD .当3s t >时,以M 为研究对象,根据牛顿第二定律可知 F mg Ma μ-= 即 kt mg Ma μ-= 解得 3mg a t M M μ= - 由此可得 一、第三章 相互作用——力易错题培优(难) 1.水平传感器可以测量器械摆放所处的水平角度,属于角度传感器的一种,其作用就是测量载体的水平度,又叫倾角传感器。如图为一个简易模型,截面为内壁光滑的竖直放置的正三角形,内部有一个小球,其半径略小于内接圆半径,三角形各边有压力传感器,分别感受小球对三边压力的大小,根据压力的大小,信息处理单元能将各边与水平面间的夹角通过显示屏显示出来。如果图中此时BC 边恰好处于水平状态,将其以C 为轴在竖直平面内顺时针缓慢转动,直到AC 边水平,则在转动过程中( ) A .当BC 边与AC 边所受压力大小相等时,A B 处于水平状态 B .球对A C 边的压力一直增大 C .球对BC 边的压力一直减小 D .BC 边所受压力不可能大于球的重力 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 对正三角形内部的小球受力分析,如图所示 由几何关系可知,随着角度θ从0°到120°增大过程中,角α与角θ之和保持不变,且α + θ = 120°,所以角β也保持不变,β = 60°,由平衡条件和正弦定理得 () sin sin sin 120AC BC N N G βθθ==?- 所以球对AC 边的压力 23 sin sin sin sin sin 60AC AC G G N N θθθβ'====? 球对BC 边的压力 ()()()23 sin 120sin 120sin 120sin sin 603 BC BC G G N N G θθθβ'==?-=?-=?-? A .当BC 边与AC 边所受压力大小相等时,即AC BC N N ''=,则θ = 60°,此时AB 处于水平状态,故A 正确; BC .角度θ从0°到120°增大过程中,sin θ和()sin 120θ?-都是先增大后减小,所以球对AC 边的压力和球对BC 边的压力都是先增大后减小,BC 错误; D .当0 < θ < 60°时,BC N G '>,即BC 边所受压力有可能大于球的重力,故D 错误。 故选A 。 2.如图所示,质量为M 的四分之一圆柱体放在粗糙水平地面上,质量为m 的正方体放在圆柱体和光滑墙壁之间,且不计圆柱体与正方体之间的摩擦,正方体与圆柱体的接触点的切线与右侧墙壁成θ角,圆柱体处于静止状态,则( ) A .地面对圆柱体的支持力大于(M +m )g B .地面对圆柱体的摩擦力为mg tan θ C .墙壁对正方体的弹力为 tan mg θ D .正方体对圆柱体的压力为cos mg θ 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 CD .以正方体为研究对象,受力分析,并运用合成法如图所示 墙壁对正方体的弹力 N 1= tan mg θ 力的正交分解 打卡物理:让优秀成为习惯 【好题精选】 【例题1】物体在与水平夹角为θ的力F的作用下在摩擦因数为μ的水平地面上静止,求物块受到的支持力和摩擦力。 【变式1】物体在与水平夹角为θ的力F的作用下在摩擦因数为μ的水平地面上静止 【例题2】物体A在摩擦因数为μ倾角为θ的斜面上静止,求物块受到的支持力和摩擦力。 【变式2】A物体在沿斜面向上的力F的作用下沿摩擦因数为μ倾角为θ的斜面向上匀速运动,求物块受到的支持力和摩擦力。 【例题3】物体在与竖直夹角为θ的力F的作用下在光滑墙面上向上匀速运动,求物块受到的支持力和摩擦力。 【变式3】物体在与竖直夹角为θ的力F的作用下在摩擦因数μ的墙面上向下匀速,求物块受到的支持力和摩擦力。 【例题4】如图,求绳子的拉力 【例题5】如图,球静止在斜面与挡板间,挡板竖直,求弹力 习题部分: 1.(2020·江苏高二月考)图中的大力士用绳子拉动汽车,绳中的拉力为F ,绳与水平方向的夹角为θ.若将F 沿水平方向和竖直方向分解,则其竖直方向的分力为( ) A .Fsin θ B .Fcos θ C . sin θ F D . cos F θ 2.(2020·广东茂名高一期中)如图所示,将光滑斜面上的物体的重力mg 分解为F 1、F 2两个力,下列结论正确的是( ) A .F 1是斜面作用在物体上使物体下滑的力,F 2是物体对斜面的正压力 B .物体受mg 、F N 、F 1、F 2四个力作用 C .物体只受重力mg 和弹力F N 的作用 D .F N 、F 1、F 2三个力的作用效果跟mg 、F N 两个力的作用效果相同 3.(2019·江西省靖安中学高一月考)如图所示,一光滑轻绳左端固定在竖直杆顶端,其右端系于一光滑圆环上,圆环套在光滑的矩形支架ABCD 上.现将一物体以轻质光滑挂钩悬挂于轻绳之上,若使光滑圆环沿着ABCD 方向在支架上缓慢地顺时针移动,圆环在A )B )C )D 四点时,绳上的张力分别为F a )F b )F c )F d ,则( ) A .F a )F b B .F b )F c C .F c )F d D .F d )F a 第一讲直线运动4级公式法运动学计算 循序渐进:阶梯成长体系 本讲难度:★★★★☆ 高考难度:★★★☆☆ 直击高考:高考考点分值 高考比重平均0~6分 高考初级考点(概念层面)物理抽象概念应用 高考中级考点(间接考察)运动学基本公式 高考高级考点(综合考察)运动状态分析 高考考题20062007200820092010 例题18 画龙点睛:重点中学试题 1.(09北京四中期中) 下列关于加速度的说法,正确的是() A.物体的速度越大,加速度越大 B.物体的速度变化量越大,加速度越大 C.物体的速度变化越快,加速度越大 D.物体的速度恒定,加速度为零 【答案】C D 知识点睛 一、知识网络图 二、 例题精讲 概念纠错题 机械运动 【例1】下列运动中不属于机械运动的有() A.人体心脏的跳动B.地球绕太阳公转 C.小提琴琴弦的颤动D.电视信号的发送【答案】D 质点 【例2】在下列各运动的物体中,可视为质点的有()A.汽车的后轮,研究汽车牵引力的来源 B.沿斜槽下滑的小钢球,研究它沿斜槽下滑的速度 C.人造卫星,研究它绕地球的转动 D.海平面上的木箱,研究它在水平力作用下是先滑动还是先滚动 【解析】A与汽车的结构形状有关不能看成质点,D与木箱的结构有关,因为判断滚动要考虑杠杆因素【答案】B C 匀速与匀变速 【例3】下列运动中,最接近匀速直线运动的是() A.匀速转动的旋转餐厅 B.公共汽车在两个车站间的直线运动 C.国庆阅兵时军人正步走过主席台 D.跳伞运动员从静止在空中的直升飞机上跳下后的落体运动 【答案】C 【例4】速度及加速度的定义是运用了() A.控制变量法B.建立物理模型法C.等效替代法D.比值法 【答案】D 【例5】在匀变速直线运动中,下列说法中正确的是() A.相同时间内位移的变化相同B.相同时间内速度的变化相同 C.相同位移内速度的变化相同D.相同路程内速度的变化相同 【答案】B 【例6】关于加速度和速度关系,以下说法中正确的是() A.加速度越来越大,则速度越来越大 B.运动的物体加速度大,表示了速度变化快 C.加速度的正负表示了物体运动的方向 D.物体运动加速度的方向与初速度方向相同,物体的运动速度将增大 【解析】加速度是表征物体速度变化快慢的物理量,B对,加速度越来越大时,速度的变化越来越快,但速度不一定越来越大,A错;速度的正负表示物体运动的方向,加速度的正负表示加速度与速度是否同向,若同向则物体做加速运动,D对. 【答案】B D 概念应用题 参考系 【例7】在无云的夜晚,看到月亮停在天空不动;而在有浮云的夜晚,却感到月亮在很快移动这是因为此时我们选择了为参考系的缘故,而此时必须是有风的夜晚,相对于地面是运动的.【答案】浮云、浮云 高一物理上册期末精选(培优篇)(Word版含解析) 一、第一章运动的描述易错题培优(难) 1.一个质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减小直至为零,在此过程中() A.速度逐渐减小,当加速度减小到零时,速度达到最小值 B.速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最大值 C.位移逐渐增大,当加速度减小到零时,位移将还要增大 D.位移逐渐减小,当加速度减小到零时,位移将不再减少 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】 AB.一个质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减小直至为零,在此过程中,由于加速度的方向始终与速度方向相同,所以速度逐渐增大,当加速度减小到零时,物体将做匀速直线运动,速度不变,而此时速度达到最大值,故A错误,B正确。 CD.由于质点做方向不变的直线运动,所以位移逐渐增大,当加速度减小到零时,速度不为零,所以位移继续增大,故C正确,D错误。 故选BC。 2.在下图所示的四个图象中,表示物体做匀速直线运动的图象是() A.B. C.D. 【答案】AD 【解析】 【分析】 x-t图像中,倾斜的直线表示匀速直线运动;v-t图象中,匀速直线运动的图像是一条与x 轴平行的直线;倾斜的直线表示匀变速直线运动,斜率表示加速度.分别分析物体的运动情况,即可作出选择. 【详解】 A. 此图表示物体的位移随时间均匀增加,物体处于匀速直线运动状态,故A正确; B. 此图表示物体的位移不随时间变化,物体处于静止状态,故B错误; C. 此图表示物体的速度均匀增加,说明物体做匀加速直线运动,故C错误; D. 此图表示物体的速度不变,说明物体做匀速直线运动,故D正确. 故选AD。 3.一物体做加速度不变的直线运动,某时刻速度的大小为4 m/s, 1 s后速度的大小变为5 m/s,则在这1 s内该物体( ) A.速度变化的大小可能为3m/s B.速度变化的大小可能为9m/s C.加速度的大小可能为3m/s2D.加速度的大小可能为1m/s2 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】 取v1的方向为正方向,则v1=4m/s,若v2 =5m/s,速度的变化为v2-v1=1m/s,即速度变化大小为1m/s,加速度为1m/s2,加速度大小为1 m/s2,若v2 =-5m/s,速度的变化为v2-v1 =- 9m/s,即速度变化大小就为9m/s了,加速度为-9m/s2,加速度大小为9m/s2.所以选BD. 4.如图所示为某质点做直线运动时的v-t图象图象关于图中虚线对称,则在0~t1时间内,关于质点的运动,下列说法正确的是 A.若质点能两次到达某一位置,则两次的速度都不可能为零 B.若质点能三次通过某一位置,则可能三次都是加速通过该位置 C.若质点能三次通过某一位置,则可能两次加速通过,一次减速通过 D.若质点能两次到达某一位置,则两次到达这一位置的速度大小一定相等 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 0t时间内能两次到达的位置有两个,分别对应质AD、分析质点运动过程可知,质点在1高一物理运动的描述(培优篇)(Word版 含解析)
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