步步高必修一物理学案
步步高必修一物理学案文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
步步高必修一物理第三章学案8
学案8力的分解
[学习目标定位] 1.知道什么是力的分解,知道力的分解同样遵守平行四边形定则.2.理解力的分解原则,会正确分解一个力,并会用作图法和计算法求分力.3.知道力的三角形定则,会区别矢量和标量.4.会用正交分解法求合力.
一、力的分解
1.定义:已知一个力求它的分力的过程叫做力的分解.
2.分解法则:力的分解是力的合成的逆运算,同样遵守力的平行四边形定则.
3.分解的依据:对一个已知力的分解可根据力的实际作用效果来确定.
二、矢量相加的法则
1.三角形定则:把两个矢量首尾相接从而求出合矢量的方法叫做三角形
定则.(如图1所示)
2.矢量和标量:既有大小又有方向,相加时遵从平行四边形定则(或三
角形定则)的物理量叫做矢量.只有大小,没有方向,求和时按照算术法则相图1 加的物理量叫做标量
.
一、力的分解
[问题设计]
王昊同学假期里去旅游,他正拖着行李箱去检票,如图2所示.王昊对
箱子有一个斜向上的拉力,这个力对箱子产生了什么效果?
答案王昊对箱子斜向上的拉力产生了两个效果:水平方向使箱子前进,图2 竖直方向将箱子向上提起.
[要点提炼]
1.力的分解的运算法则:平行四边形定则.
2.力的效果分解法
(1)根据力的实际作用效果确定两个分力的方向.
(2)根据两个分力的方向作出力的平行四边形.
(3)利用数学知识解三角形,分析、计算分力的大小.
3.力的分解的讨论
(1)如果没有限制,一个力可分解为无数对大小、方向不同的分力.
(2)有限制条件的力的分解
①已知合力和两个分力的方向时,有唯一解.(如图3所示)
图3
②已知合力和一个分力的大小和方向时,有唯一解.(如图4所示)
图4
(3)已知合力F以及一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小时,若F 与F1的夹角为α,有下面几种可能
图5
①当F sin αF时,有唯一解,如图丁所示.
二、力的正交分解法
[问题设计]
如图6甲所示,在一个直角木支架上,用塑料垫板做斜面.将一用橡皮筋拉着的小车放
在斜面上(如图乙),观察塑料垫板和橡皮筋的形变.
图6
(1)小车重力对斜面和橡皮筋产生了哪些作用效果?如果没有小车重力的作用,还会有这些作用效果吗?
(2)请沿斜面方向和垂直于斜面方向将重力分解.
答案 (1)斜面上小车重力产生了两个效果:一是使小车压紧斜面,二是使小车沿斜面下滑,拉伸橡皮筋;不会.
(2)重力的分解如图所示
[要点提炼] 正交分解法
1.正交分解的目的:当物体受到多个力作用,并且这几个力只共面不共线时,其合力用平行四边形定则求解很不方便,为此先将各力正交分解,然后再合成.
2.正交分解法求合力的步骤
(1)建立坐标系:以共点力的作用点为坐标原点建立直角坐标系,直角坐标系x 轴和y 轴的选择应使尽量多的力在坐标轴上.
(2)正交分解各力,即将每一个不在坐标轴上的力分解到x 轴和y 轴上,并求出各分力的大小,如图7所示.
(3)分别求出x 轴、y 轴上各分力的矢量和,即:
F x =F 1x +F 2x +F 3x +…
图7 F y =F 1y +F 2y +F 3y +…
(4)求共点力的合力:合力大小F =F 2x +F 2
y ,合力的方向与x 轴的夹角为α,则tan α=F y F x .
三、矢量相加的法则
1.三角形定则
(1)内容:如图8所示,把两个矢量首尾相接,从第一个矢量的始端指向第二个矢量的末端的有向线段就表示合矢量的大小和方向,这就是矢量相
加的三角形定则. 图8
(2)实质:平行四边形定则的简化.(如图9所示)
图9
2.矢量和标量
(1)矢量相加时遵从平行四边形定则(或三角形定则). (2)标量相加时按
照算术法则.
一、按力的作用效果分解
例1 如图10所示,轻杆与柱子之间用铰链连接,杆的末端吊着一个重为
30 N 的物体,轻绳与水平轻杆之间的夹角为θ=30°,求轻绳和杆各受
多大的力? 图10
解析重物对O 点的拉力F =G ,产生两个作用效果:一个是沿绳方向拉
轻绳,一个是沿杆方向压杆(因轻杆处于静止时杆所受的
弹力一定沿着杆,否则会引起杆的转动)作平行四边形如图所示,由几何
关系解得
F 1=G
sin θ=60 N
F 2=
G tan θ≈52 N
答案 60 N 52 N
二、有限制条件的力的分解
例2 按下列两种情况把一个竖直向下的180 N 的力分解为两个分力.
(1)一个分力在水平方向上,并等于240 N ,求另一个分力的大小和方向.
(2)一个分力在水平方向上,另一个分力与竖直方向的夹角为30°斜向下
(如图11所示),求两个分力的大小. 图11
解析 (1)
力的分解如图所示. F 2=F 2+F 21=300 N 设F 2与F 的夹角为θ,则
tan θ=F 1F =4
3,解得θ=53°
(2)力的分解如图所示.
F 1=F tan 30°=180×
3
3
N =60 3 N F 2=F cos 30°=180
2
N =120 3 N
答案 (1)300 N 与竖直方向夹角为53° (2)水平方向分力的大小为60
3 N ,斜向下的分力的大小为120 3 N
三、力的正交分解法
例3 拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图12所示).设拖把头
的质量为m ,拖杆质量可忽略;拖把头与地板之间的动摩擦因数为μ,重力加
速度为g .某同学用该拖把在水平地板上拖地时,沿拖杆方向推拖把,拖杆与
竖直方向的夹角为θ.若拖把头在地板上匀速移动,求推拖把的力的大小.
图12
解析设该同学沿拖杆方向用大小为F 的力推拖把.将拖把受到的力沿
竖直和水平方向分解,根据平衡条件有
F cos θ+mg =F N F sin θ=F f
式中F N 和F f 分别为地板对拖把的支持力和摩擦力,又因为
图12 F f =μF N 联立以上三式得 F =μmg sin θ-μcos θ
答案
μmg
sin θ-μcos θ
1.力的分解:已知一个力求它的分力的过程.力的分解遵循平行四边
形定则.
2.力的分解有唯一解的条件 (1)已知两个分力的方向. (2)已知一个分
力的大小和方向.
3.力的分解方法
(1)按力的实际作用效果分解. (2)正交分解法
以共点力的作用点为原点建立直角坐标系(让尽量多的力在坐标轴上),
把不在坐标轴上的力分解到x 轴、y 轴上,然后分别求出x 轴和y 轴上的
合力F x 和F y ,则共点力的合力大小F =F 2
x +F 2y ,合力方向与x 轴夹角为α,tan α=F y F x
. 4.矢量相加的法则
平行四边形定则、三角形定则.
1.(按力的作用效果分解)在图14中,AB 、AC 两光滑斜面互相垂直,AC
与水平面成30°.如把球O 的重力G 按照其作用效果分解,则两个分力的大
小分别为( )
A.12G ,32G
3G ,3G 图14 C.
23G ,22G D.22G ,32
G 答案 A
解析对球所受重力进行分解如图所示,由几何关系得F 1=G sin 60°= 32G ,F 2=G sin 30°=1
2
G ,A 正确. 2.(有限制条件的力的分解)甲、乙两人用绳子拉船,使船沿OO ′方向航行,甲用1 000 N 的力拉绳子,方向如图15所示,要使船沿OO ′方向航行,乙的拉力最小值为( )
A .500 3 N
B .500 N
C .1 000 N
D .400 N 答案 B
解析要使船沿OO ′方向航行,甲和乙的拉力的合力方向必须沿
OO ′方向.如图所示,作平行四边形可知,当乙拉船的力的方向垂直于OO ′时,乙的拉力F 乙最小,其最小值为F 乙min =F 甲sin 30°=1
000×1
2 N
=500 N ,故B 正确.
3.(正交分解法)如图16所示,放在水平面上的物体A 用轻绳通过光滑
定滑轮连接另一物体B ,并静止,这时A 受到水平面的支持力为F N ,摩擦
力为F f ,若把A 向右移动一些后,A 仍静止,则( )
A .F N 将增大
图16
B .F f 将增大
C .轻绳拉力将减小
D .物体A 所受合力将增大答案 AB
解析物体A 受力如图,系统处于静止状态,绳子的拉力不变,始终等于B 的重力,即F =m B g ,A 所受合力为零,故C 、D 均错;当A 向右移动时,θ角减小,F N =m A g -F sin θ,F f =F cos θ,由此可得,F N 、F f 均增大,所以A 、B 正确.
题组一对力的分解的理解
1.若将一个力F 分解为两个力F 1、F 2,则下列说法正确的是( )
A .F 是物体实际受到的力
B .F 1、F 2不是物体实际受到的力
C .物体同
时受到F 、F 1、F 2三个力的作用 D .F 1、F 2共同作用的效果与F 相同答案 ABD
2.把一个力分解为两个力时( )
A .一个分力变大时,另一个分力一定要变小
B .两个分力不能同时变大
C .无论如何分解,两个分力不能同时小于这个力的一半
D .无论如何分解,两个分力不能同时大于这个力的2倍答案 C
解析设把一个力F 分解为F 1、F 2两个分力,当F 1、F 2在一条直线上且方向相反时,
则有F =|F 1-F 2|,当F 1变大时,F 2也变大,A 、B 错.F 1、F 2可以同时大于F 的2倍,D 错.当将F 沿一条直线分解为两个方向相同的力F 1、F 2时,则有F =F 1+F 2,可知F 1、F 2不可能同时小于1
2
F ,C 对.
3.下列说法中正确的是( )
A .一个2 N 的力能分解为7 N 和4 N 的两个分力
B .一个2 N 的力能分解为7 N 和9 N 的两个分力
C .一个6 N 的力能分解为3 N 和4 N 的两个分力
D .一个8 N 的力能分解为4 N 和3 N 的两个分力答案 BC
题组二有限制条件的力的分解
4.下列说法正确的是( )
A .已知合力大小、方向,则其分力必为确定值
B .已知合力大小、方向和一个分力的大小、方向,则另一个分力必为确定值
C .分力数目确定后,若已知各分力大小、方向,可依据平行四边形定则求出总的合力
D .若合力为确定值,两分力方向已知,依据平行四边形定则一定可以求出这两个分力的大小
答案 BCD
解析已知合力大小、方向,其分力有无数组,A 错.若已知合力大小、方向和一个分力的大小、方向,则根据平行四边形定则,另一分力为确定值,B 对.若分力确定后,可依据平行四边形定则,求出总的合力,C 对.合力为确定值,两分力的方向已知,则两分力是唯一的.
5.将一个有确定方向的力F =10 N 分解成两个分力,已知一个分力有确定的方向,与F 成30°夹角,另一个分力的大小为6 N ,则在分解时( )
A .有无数组解
B .有两组解
C .有唯一解
D .无解答案 B
解析由三角形定则作图如图所示,由几何知识知另一分力的最小值
F 2′=F sin 30°=10×12 N =5 N ,而题中分力的大小为6 N ,大于最小值5
N ,小于F =10 N ,所以有两组解.
题组三按力的作用效果分解
6.如图1为某同学设计的一个小实验.他将细绳的一端系在手指上(B 处),绳的另一端系在直杆的A 端,杆的另一端C 顶在掌心上,组成一个“三角支架”.在杆的A 端悬挂不同重物,并保持静止.通过实验会感受到( )
A .绳子是被拉伸的,杆是被压缩的
B .杆对手掌施加作用力的方向沿杆由
C 指向A C .绳对手指施加作用力的方向沿绳由B 指向A
D .所挂重物质量越大,绳和杆对手的作用力也越大答案 ACD
解析重物重力的作用效果,一方面拉紧绳,另一方面使杆压紧手
掌,所以重力可以分解为沿绳方向的力F 1和垂直于掌心方向的力F 2,如图所示.由几何知识得F 1=G
cos θ,F 2=G tan θ,若所挂重物质量变大,
则F 1、F 2都变大,选项A 、C 、D 正确.
7.如图2所示,将绳子的一端系在汽车上,另一端系在等高的树干上,两端点间绳长为10 m .用300 N 的拉力把水平绳子的中点往下拉离原位置0.5 m ,不考虑绳子的重力和绳子的伸长量,则绳子作用在汽车上的力的大小为( )
A .1 500 N
B .6 000 N
C .300 N
D .1 500 3 N 答案 A
解析由题意可知绳子与水平方向的夹角正弦值为sin α=
0.55
=0.1,所以绳子的作用力为F 绳=F
2sin α=1 500 N ,A 项正确,B 、
C 、
D 项错误.
8.如图3所示,三段不可伸长的细绳,OA 、OB 、OC 能承受的最大拉力
相同,它们共同悬挂一重物,其中OB 是水平的,A 端、B 端固定在水平天花
板上和竖直墙上.若逐渐增加C 端所挂重物的质量,则最先断的绳是
( ) 图3
A .必定是OA
B .必定是OB
C .必定是OC
D .可能是OB ,也可能是OC 答案 A
解析 OC 下悬挂重物,它对O 点的拉力等于重物的重力
G .OC 绳的拉力产生两个效果:使OB 在O 点受到水平向左的力F 1,使
OA 在O 点受到沿绳子方向斜向下的力F 2,F 1、F 2是G
的两个分力.由平行四边形定则可作出力的分解图如图所示,当逐渐增大
所挂物体的质量时,哪根绳受的拉力最大则哪根最先断.从图中可知:表示F
2的有向线段最长,F 2分力最大,故OA 绳最先断.
题组四力的正交分解
9.如图4所示,质量为m 的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上.已知
三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ,斜面的倾角为30°,则斜面对三棱柱
的支持力与摩擦力的大小分别为( )
A.
32mg 和1
2
mg B.12mg 和32mg C.12mg 和12μmg D.
32mg 和32
mg 答案 A
解析根据重力mg 的作用效果,可分解为沿斜面向下的分力F 1和使三
棱柱压紧斜面的力F 2,根据几何关系得
F
1=mg sin 30°=12mg ,
F 2=mg cos 30°=
3
2
mg , 因为,F 1与三棱柱所受静摩擦力大小相等,F 2与斜面对三棱柱的
支持力大小相等,因此,可知选项A 正确.
10.如图5所示,A 、B 两球完全相同,质量均为m ,用两根等长的细线
悬挂在O 点,两球之间连着一根轻质弹簧,静止不动时,两根细线之间的夹角
为θ,则弹簧的弹力为( )
A .2mg tan θ
B .mg tan θ
C .2mg tan θ2
D .mg tan θ
2
答案 D
解析 A 球受力如图所示,则
F T cos θ2=mg ,F =F T sin θ2
故弹簧弹力F =mg tan θ2
,D 正确.
11.如图6所示,一架直升机通过轻绳打捞海中物体,物体质量为
m ,由于流动的海水对物体产生水平方向的冲击,使轻绳张紧且偏离竖
直方向,当直升机相对地面静止时,绳子与竖直方向成θ角,已知物体
所受的浮力不能忽略.下列说法正确的是( )
A .绳子的拉力为mg cos θ
图6 B .绳子的拉力一定大于mg
C .物体受到海水的水平方向的作用力等于绳子的拉力
D .物体受到海水的水平方向的作用力小于绳子的拉力
答案 D
解析小球受力如图所示
由平衡条件知
F T cos θ+F 浮=mg
F T sin θ=F 海水
由此可知A 、B 、C 错误,D 正确.
12.如图7所示,物体的质量m =4.4 kg ,用与竖直方向成θ=37°的斜
向右上方的推力把该物体压在竖直墙壁上,并使它沿墙壁在竖直方向上做匀
速直线运动.物体与墙壁间的动摩擦因数μ=0.5,取重力加速度g =10 N/kg ,
求推力F 的大小.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
答案 88 N 或40 N 图7 解析若物体向上做匀速直线运动,则受力如图甲所示.
F cos θ=mg +F f
F sin θ=F N
F f =μF N
故推力F =mg cos θ-μsin θ= 4.4×100.8-0.5×0.6
N =88 N
若物体向下做匀速直线运动,受力如图乙所示. F cos θ+F f =mg F sin θ=F N
F f =μF N
故推力F =mg cos θ+μsin θ= 4.4×100.8+0.5×0.6
N =40 N
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2.运动的合成与分解 (1)已知分运动求合运动叫运动的合成；已知合运动求分运动叫运动的分解. (2)运动的合成和分解指的是位移、速度、加速度的合成和分解.位移、速度、加速度合成和分解时都遵循平行四边形定则. 3.合运动性质的判断 分析两个直线分运动的合运动的性质时，应先根据平行四边形定则，求出合运动的合初速度v 0和合加速度a ，然后进行判断. (1)判断是否做匀变速运动 ①若a ＝0时，物体沿合初速度v 0的方向做匀速直线运动. ②若a ≠0且a 恒定时，做匀变速运动. ③若a ≠0且a 变化时，做非匀变速运动. (2)判断轨迹的曲直 ①若a 与初速度共线，则做直线运动. ②若a 与初速度不共线，则做曲线运动. 二、小船渡河问题 1.最短时间问题：可根据运动等时性原理由船对静水的分运动时间来求解，由于河宽一定，当船对静水速度v 1垂直河岸时，如图2所示，垂直河岸方向的分速度最大，所以必有t min ＝d v 1 . 图2 2.最短位移问题：一般考察水流速度v 2小于船对静水速度v 1的情况较多，此种情况船的最短航程就等于河宽d ，此时船头指向应与上游河岸成θ角，如图3所示，且cos θ＝v 2 v 1；若v 2＞ v 1，则最短航程s ＝v 2v 1d ，此时船头指向应与上游河岸成θ′角，且cos θ′＝v 1 v 2 . 图3 三、关联速度的分解 绳、杆等连接的两个物体在运动过程中，其速度通常是不一样的，但两者的速度是有联系的(一般两个物体沿绳或杆方向的速度大小相等)，我们称之为“关联”速度.解决此类问题的一般
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解析10 s内火箭的速度变化量为100 m/s，加速度为10 m/s2；2.5 s内汽车的速度变化量为－30 m/s，加速度大小为12 m/s2，故汽车的速度变化快，加速度大． 3．杭州第二中学在去年的秋季运动会中，高二(9)班的某同学创造了100 m和200 m短跑项目的学校纪录，他的成绩分别是10.84 s和21.80 s．关于该同学的叙述正确的是() A．该同学100 m的平均速度约为9.23 m/s B．该同学在100 m和200 m短跑中，位移分别是100 m和200 m C．该同学的200 m短跑的平均速度约为9.17 m/s D．该同学起跑阶段加速度与速度都为零 答案 A 解析100 m是直道，而200 m有弯道． 4．一辆汽车运动的v－t图象如图2，则汽车在0～2 s内和2～3 s内相比() 图2 A．位移大小相等B．平均速度相等 C．速度变化相同D．加速度相同 答案 B 解析由图象面积可知位移大小不等，平均速度均为v 2＝2.5 m/s，B正确；速度变化大小相等， 但方向相反，由斜率可知0～2 s内加速度小于2～3 s内加速度． 5．2016年里约奥运会上，施廷懋凭高难度的动作夺得三米板女子跳水冠军．起跳前，施廷懋在跳板的最外端静止站立时，如图3所示，则()
高一物理必修二经典例题带答案
高一物理必修2复习 第一章曲线运动 1、 曲线运动中速度的方向不断变化，所以曲线运动必定是一个变速运动。 2、物体做曲线运动的条件： 当力F 与速度V 的方向不共线时，速度的方向必定发生变化，物体将做曲线运动。 注意两点：第一，曲线运动中的某段时间内的位移方向与某时刻的速度方向不同。位移方向是由起始位置指向末位置的有向线段。速度方向则是沿轨迹上该点的切线方向。第二，曲线运动中的路程和位移的大小一般不同。 3、 平抛运动：将物体以某一初速度沿水平方向抛出，不考虑空气阻力，物体所做的运动。 平抛运动的规律：（1）水平方向上是个匀速运动（2）竖直方向上是自由落体运动 位移公式：t x 0ν= ；221gt y = 速度公式：0v v x = ; gt v y = 合速度的大小为：22y x v v v += ； 方向，与水平方向的夹角θ为：0tan v v y =θ - 1. 关于质点的曲线运动，下列说法中不正确的是 （ ） A ．曲线运动肯定是一种变速运动 B ．变速运动必定是曲线运动 C ．曲线运动可以是速率不变的运动 D ．曲线运动可以是加速度不变的运动 2、某人骑自行车以4m/s 的速度向正东方向行驶，天气预报报告当时是正北风，风速也是4m/s ，则骑车人感觉的风速方向和大小（ ） A.西北风，风速4m/s B. 西北风，风速24 m/s C.东北风，风速4m/s D. 东北风，风速24 m/s 3、有一小船正在渡河，离对岸50m 时，已知在下游120m 处有一危险区。假设河水流速为5s m ，为了使小船不通过危险区而到达对岸，则小船自此时起相对静水速度至少为（ ） A 、s m B 、1.92s m C 、s m D 、s m 4. 在竖直上抛运动中， 当物体到达最高点时 （ ） A. 速度为零， 加速度也为零 B . 速度为零， 加速度不为零 ） C. 加速度为零， 有向下的速度 D. 有向下的速度和加速度 5.如图所示，一架飞机水平地匀速飞行，飞机上每隔1s 释放一个铁球，先后共释放4个,若不计空气阻力，则落地前四个铁球在空中的排列情况是（ ） 6、做平抛运动的物体，每秒的速度增量总是：（ ） A ．大小相等，方向相同 B ．大小不等，方向不同
初中物理详细知识点总结——步步高
初中物理知识点总结 第一章声现象知识归纳 1 . 声音的发生：由物体的振动而产生。振动停止，发声也停止。 2．声音的传播：声音靠介质传播。真空不能传声。通常我们听到的声音是靠空气传来的。 3．声速：在空气中传播速度是：340米/秒。声音在固体传播比液体快，而在液体传播又比空气体快。 4．利用回声可测距离：S=1/2vt 5．乐音的三个特征：音调、响度、音色。(1)音调:是指声音的高低，它与发声体的频率有关系。(2)响度:是指声音的大小，跟发声体的振幅、声源与听者的距离有关系。 6．减弱噪声的途径：(1)在声源处减弱；(2)在传播过程中减弱；(3)在人耳处减弱。 7．可听声：频率在20Hz～20000Hz之间的声波：超声波：频率高于20000Hz 的声波；次声波：频率低于20Hz的声波。 8．超声波特点：方向性好、穿透能力强、声能较集中。具体应用有：声呐、B超、超声波速度测定器、超声波清洗器、超声波焊接器等。 9．次声波的特点：可以传播很远，很容易绕过障碍物，而且无孔不入。一定强度的次声波对人体会造成危害，甚至毁坏机械建筑等。它主要产生于自然界中的火山爆发、海啸地震等，另外人类制造的火箭发射、飞机飞行、火车汽车的奔驰、核爆炸等也能产生次声波。 第二章物态变化知识归纳 1. 温度：是指物体的冷热程度。测量的工具是温度计, 温度计是根据液体的热胀冷缩的原理制成的。 2. 摄氏温度(℃):单位是摄氏度。1摄氏度的规定：把冰水混合物温度规定为0度，把一标准大气压下沸水的温度规定为100度，在0度和100度之间分成100等分，每一等分为1℃。 ３．常见的温度计有(1)实验室用温度计；(2)体温计；(3)寒暑表。 体温计：测量范围是35℃至42℃，每一小格是0.1℃。 4. 温度计使用：(1)使用前应观察它的量程和最小刻度值；(2)使用时温度计玻璃泡要全部浸入被测液体中，不要碰到容器底或容器壁；(3)待温度计示数稳定后再读数；(4)读数时玻璃泡要继续留在被测液体中，视线与温度计中液柱的上表面相平。 5. 固体、液体、气体是物质存在的三种状态。 6. 熔化：物质从固态变成液态的过程叫熔化。要吸热。 7. 凝固：物质从液态变成固态的过程叫凝固。要放热. 8. 熔点和凝固点：晶体熔化时保持不变的温度叫熔点；。晶体凝固时保持不变的温度叫凝固点。晶体的熔点和凝固点相同。 9. 晶体和非晶体的重要区别：晶体都有一定的熔化温度（即熔点），而非晶体没有熔点。 10. 熔化和凝固曲线图：
(完整版)高一物理必修一试题及答案1
高一物理测试题2017.11一．选择题 1．下列说法正确的是（） A．研究和观察日食时，可把太阳当作质点。 B．研究地球的公转时，可把地球当作质点。 C、高考理科综合的考试时间为：150min指的是时间间隔 D．形状规则的物体的重心必与其几何中心重合 2、关于位移和路程的说法中正确的是（） A、位移的大小和路程的大小总是相等的，只不过位移是矢量，而路程是标量 B、位移是描述直线运动的，路程是描述曲线运动的 C、位移取决于始末位置，路程取决于实际运动的路线 D、运动物体的位移大小总大于或等于路程 3.下面有关平均速度、瞬时速度的说法中正确的是 A．火车以70km/h的速度从广州开往上海，这里的70km/h是指平均速度B．子弹以600m/s的速度从枪口射出，这里的600m/s是指平均速度 C．小球在第5s内的速度是6m/s，这里的6m/s是指瞬时速度 D．汽车通过站牌时的速度是36km/h，这里的36km/h是指瞬时速度 4．下列所描述的直线运动，可能的是（） A.速度变化很小，加速度很大 B.速度越来越大，加速度越来越小 C.速度变化越来越快，加速度越来越小 D.某瞬间速度为零，加速度很大5关于弹力、摩擦力,下列说法中正确的是( ) A相互接触的两物体间一定存在弹力 B有弹力存在的地方一定存在摩擦力 C弹簧的弹力总是与弹簧的长度成正比 D摩擦力的方向可以和物体的运动方向相同，也可以相反。 6. 下列关于力的叙述中，正确的是( ) A．力是使物体位移增加的原因 B．力是维持物体运动速度的原因 C.合力的大小可能比一个分力大，而比另一个分力小 D．力是使物体产生加速度的原因
第二章 学案2步步高高中物理必修二
学案2匀速圆周运动的向心力和向心加速度 [目标定位]1.理解向心力的概念及其表达式的含义.2.知道向心力的大小与哪些因素有关，并能用来进行计算.3.知道向心加速度和线速度、角速度的关系，能够用向心加速度公式求解有关问题. 一、什么是向心力 [问题设计] 分析图1甲、乙、丙中小球、地球和“旋转秋千”(模型)做匀速圆周运动时的受力情况，合力的方向如何？合力的方向与线速度方向有什么关系？合力的作用效果是什么？ 图1 答案甲图中小球受绳的拉力、水平地面的支持力和重力的作用，合力等于绳对小球的拉力；乙图中地球受太阳的引力作用；丙图中秋千受重力和拉力共同作用.三图中合力的方向都沿半径指向圆心且与线速度的方向垂直，合力的作用效果是改变线速度的方向. [要点提炼] 1.向心力：物体做匀速圆周运动时所受合力方向始终指向圆心，这个指向圆心的合力就叫做向心力. 2.向心力的方向：总是沿着半径指向圆心，始终与线速度的方向垂直，方向时刻改变，所以向心力是变力. 3.向心力的作用：只改变线速度的方向，不改变线速度的大小. 4.向心力是效果力：向心力是根据力的作用效果命名的，它可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是它们的合力，或某个力的分力. 注意：向心力不是具有特定性质的某种力，任何性质的力都可以作为向心力，受力分析时不能添加向心力.
二、向心力的大小 [问题设计] 如图2所示，用手拉细绳使小球在光滑水平地面上做匀速圆周运动，在半径不变的的条件下，减小旋转的角速度感觉手拉绳的力怎样变化？在角速度不变的条件下增大旋转半径，手拉绳的力怎样变化？在旋转半径、角速度相同的情况下，换一个质量较大的铁球，拉力怎样变化？ 图2 答案 变小；变大；变大. [要点提炼] 1.匀速圆周运动的向心力公式为F ＝m v 2r ＝mω2r ＝mr (2πT )2. 2.物体做匀速圆周运动的条件：合力大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心，提供物体做圆周运动的向心力. 三、向心加速度 [问题设计] 做匀速圆周运动的物体加速度沿什么方向？若角速度为ω、半径为r ，加速度多大？根据牛顿第二定律分析. 答案 由牛顿第二定律知：F 合＝ma ＝mω2r ，故a ＝ω2r ，方向与速度方向垂直，指向圆心. 1.定义：做匀速圆周运动的物体，加速度的方向指向圆心，这个加速度称为向心加速度. 2.表达式：a ＝v 2r ＝rω2＝4π2T 2r ＝ωv . 3.方向及作用：向心加速度的方向始终与线速度的方向垂直，只改变线速度的方向，不改变线速度的大小. 4.匀速圆周运动的性质：向心加速度的方向始终指向圆心，方向时刻改变，所以匀速圆周运动是变加速曲线运动. [延伸思考] 甲同学认为由公式a ＝v 2r 知向心加速度a 与运动半径r 成反比；而乙同学认为由公式a ＝ω2r 知向心加速度a 与运动半径r 成正比，他们两人谁的观点正确？说一说你的观点. 答案 他们两人的观点都不正确.当v 一定时，a 与r 成反比；当ω一定时，a 与r 成正比.(a 与r 的关系图像如图所示)
高一物理必修二课后习题答案作业本答案练习册答案下册
人教版高中物理Ⅱ课后习题答案 第五章：曲线运动 第1节 曲线运动 1. 答：如图6－12所示，在A 、C 位置头部的速度 与入水时速度v 方向相同；在B 、D 位置头部的速度与入水时速度v 方向相反。 图6－12 2. 答：汽车行驶半周速度方向改变180°。汽车每行驶10s ，速度方向改变30°，速度矢量示意图如图6－13所示。 图6－13 3. 答：如图6－14所示，AB 段是曲线运动、BC 段是直线运动、CD 段是曲线运动。 图6－14 第2节 质点在平面内的运动 1. 解：炮弹在水平方向的分速度是v x ＝800×cos60° ＝400m/s;炮弹在竖直方向的分速度是v y ＝800×sin60°＝692m/s 。如图6－15。 图6－15 2. 解：根据题意，无风时跳伞员着地的速度为v 2，风的作用使他获得向东的速度v 1，落地速度v 为v 2、v 1的合速度（图略），即： 22221245 6.4/v v v m s =+=+=，速度与 竖直方向的夹角为θ，tanθ＝0.8，θ＝38.7° 3. 答：应该偏西一些。如图6－16所示，因为炮弹有与船相同的由西向东的速度v 1，击中目标的速度v 是v 1与炮弹射出速度v 2的合速度，所以炮弹射出速度v 2应该偏西一些。 图6－16 4. 答：如图6－17所示。 图6－17 第3节 抛体运动的规律 1. 解：（1）摩托车能越过壕沟。摩托车做平抛运动， 20 40 6080 1040 500 2030y 1 v v v v x v 60? A B C D 1 v 1 v 30? A B
在竖直方向位移为y ＝1.5m ＝2 12 gt 经历时间 230.559.8 y t s s g ===在水平方向位移x ＝v t ＝40×0.55m ＝22m ＞20m 所以摩托车能越过壕沟。一般情况下，摩托车在空中飞行时，总是前轮高于后轮，在着地时，后轮先着地。（2）摩托车落地时在竖直方向的速度为v y ＝gt ＝9.8×0.55m/s ＝5.39m/s 摩托车落地时在水平方向的速度为v x ＝v ＝40m/s 摩托车落地时的速度： 222240 5.39/40.36/x y v v v m s m s =++= 摩托车落地时的速度与竖直方向的夹角为θ， tanθ＝vx ／v y ＝405.39＝7.42 2. 解：该车已经超速。零件做平抛运动，在竖直方 向位移为y ＝2.45m ＝2 12 gt 经历时间 2 4.90.719.8 y t s s g ===，在水平方向位移x ＝ v t ＝13.3m ，零件做平抛运动的初速度为：v ＝x ／t ＝13.3／0.71m/s ＝18.7m/s ＝67.4km/h ＞60km/h 所以该车已经超速。 3. 答：（1）让小球从斜面上某一位置A 无初速释放；测量小球在地面上的落点P 与桌子边沿的水平距离x ；测量小球在地面上的落点P 与小球静止在水平桌面上时球心的竖直距离y 。小球离开桌面 的初速度为2g v y = 第4节 实验：研究平抛运动 1. 答：还需要的器材是刻度尺。 实验步骤： （1）调节木板高度，使木板上表面与小球离开水平桌面时的球心的距离为某一确定值y ； （2）让小球从斜面上某一位置A 无初速释放； （3）测量小球在木板上的落点P1与重垂线之间的距离x 1； （4）调节木板高度，使木板上表面与小球离开水平桌面时的球心的距离为某一确定值4y ； （5）让小球从斜面上同一位置A 无初速释放； （6）测量小球在木板上的落点P 2与重垂线之间的距离x 2； （7）比较x 1、x 2，若2x 1＝x 2，则说明小球在水平方向做匀速直线运动。 改变墙与重垂线之间的距离x ，测量落点与抛出点之间的竖直距离y ，若2x 1＝x 2，有4y 1＝y 2，则说明小球在水平方向做匀速直线运动。 第5节 圆周运动 1. 解：位于赤道和位于北京的两个物体随地球自转做匀速圆周运动的角速度相等，都是 622 3.14/7.2710/243600 rad s rad s T πω-?===??。 位于赤道的物体随地球自转做匀速圆周运动的线速度v 1＝ωR ＝465.28m/s 位于北京的物体随地球自转做匀速圆周运动的角速度v 2＝ωRcos40°＝356.43m/s 2. 解：分针的周期为T 1＝1h ，时针的周期为T2＝12h （1）分针与时针的角速度之比为ω1∶ω2＝T 2∶T 1＝12∶1 （2）分针针尖与时针针尖的线速度之比为v 1∶v 2＝ω1r 1∶ω2r 2＝14.4∶1 3. 答：（1）A 、B 两点线速度相等，角速度与半径成反比 （2）A 、C 两点角速度相等，线速度与半径成正比 （3）B 、C 两点半径相等，线速度与角速度成正比 说明：该题的目的是让学生理解线速度、角速度、 半径之间的关系：v ＝ωr ；同时理解传动装置不打滑的物理意义是接触点之间线速度相等。 4. 需要测量大、小齿轮及后轮的半径r 1、r 2、r 3。自行车前进的速度大小1 3 22r v r Tr π= 说明：本题的用意是让学生结合实际情况来理解匀速圆周运动以及传动装置之间线速度、角速度、半径之间的关系。但是，车轮上任意一点的运动都不是圆周运动，其轨迹都是滚轮线。所以在处理这个问题时，应该以轮轴为参照物，地面与轮接触而不打滑， 1 x 2 3y y
步步高高一物理必修一第一章 章末检测
第一章 运动的描述 (时间：90分钟 满分：100分) 一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分) 1. 现代战争是科技之战、信息之战，某集团军进行的一次实战演习过程，在基地导演部 的大型显示屏上一览无余，如图1所示是蓝军由基地A 分三路大军进攻红军基地B 的显 示，若用x 1、x 2和x 3分别表示三路大军的位移，则由大屏幕的显示图可知( ) 图1 A ．x 1>x 2>x 3 B ．x 1 图3 A．200 m决赛中的位移是100 m决赛中位移的两倍 B．200 m决赛中的平均速度约为10.36 m/s C．100 m决赛中的平均速度约为10.32 m/s D．100 m决赛中的最大速度约为20.64 m/s 4．某人骑自行车在平直道路上行进，图4中的实线记录了自行车开始一段时间内的v－t图像．某同学为了简化计算，用虚线作近似处理，下列说法正确的是() 图4 A．在t1时刻，虚线反映的加速度比实际的大 B．在O～t1时间内，由虚线计算出的平均速度比实际的大 C．在t1～t2时间内，由虚线计算出的位移比实际的大 D．在t3～t4时间内，虚线反映的是匀速直线运动 5．质点做直线运动的位移与时间的关系为x＝5t＋t2(各物理量均采用国际单位)，则该质点() A．第1 s内的位移是5 m B．前2 s内的平均速度是6 m/s C．任意相邻1 s内的位移差都是1 m D．任意1 s内的速度增量都是2 m/s 6. 质点在x轴上运动，t＝0时质点位于坐标原点；图5为该质点的v－t图像，由图线可 知() 图5 A．质点的x－t关系为x＝5t－t2 高一物理必修2复习 第一章曲线运动 1、 曲线运动中速度的方向不断变化，所以曲线运动必定是一个变速运动。 2、物体做曲线运动的条件： 当力F 与速度V 的方向不共线时，速度的方向必定发生变化，物体将做曲线运动。 注意两点：第一，曲线运动中的某段时间内的位移方向与某时刻的速度方向不同。位移方向是由起始位置指向末位置的有向线段。速度方向则是沿轨迹上该点的切线方向。第二，曲线运动中的路程和位移的大小一般不同。 3、 平抛运动：将物体以某一初速度沿水平方向抛出，不考虑空气阻力，物体所做的运动。 平抛运动的规律：（1）水平方向上是个匀速运动（2）竖直方向上是自由落体运动 位移公式：t x 0ν= ；221gt y = 速度公式：0v v x = ; gt v y = 合速度的大小为：22y x v v v += ； 方向，与水平方向的夹角θ为：0tan v v y =θ 1. 关于质点的曲线运动，下列说法中不正确的是 （ ） A ．曲线运动肯定是一种变速运动 B ．变速运动必定是曲线运动 C ．曲线运动可以是速率不变的运动 D ．曲线运动可以是加速度不变的运动 2、某人骑自行车以4m/s 的速度向正东方向行驶，天气预报报告当时是正北风，风速也是4m/s ， 则骑车人感觉的风速方向和大小（ ） A.西北风，风速4m/s B. 西北风，风速24 m/s C.东北风，风速4m/s D. 东北风，风速24 m/s 3、有一小船正在渡河，离对岸50m 时，已知在下游120m 处有一危险区。假设河水流速为5s m ，为了使小船不通过危险区而到达对岸，则小船自此时起相对静水速度至少为（ ） A 、2.08s m B 、1.92s m C 、1.58s m D 、1.42s m 4. 在竖直上抛运动中， 当物体到达最高点时 （ ） A. 速度为零， 加速度也为零 B . 速度为零， 加速度不为零 C. 加速度为零， 有向下的速度 D. 有向下的速度和加速度 5.如图所示，一架飞机水平地匀速飞行，飞机上每隔1s 释放一个铁球，先后共释放4个,若不计空气阻力，则落地前四个铁球在空中的排列情况是（ ） 6、做平抛运动的物体，每秒的速度增量总是：（ ） A ．大小相等，方向相同 B ．大小不等，方向不同 C ．大小相等，方向不同 D ．大小不等，方向相同 7．一小球从某高处以初速度为v 0被水平抛出，落地时与水平地面夹角为45?，抛出点距地 1、（2013上海市联考）一辆公交汽车匀速驶入站台时，站台上等候的某乘客不小心将手中小球掉落。若小球的下落过程可视做自由落体运动，那么在这个过程中，以公交汽车为参照系，以汽车前进方向为正x 轴方向，竖直向下为y 轴，符合小球运动轨迹是图（ ） 2.（2013河南名校质检）如图所示，小球以v 0正对倾角为θ的斜面水平抛出，若小球到达斜面的位移最小，则飞行时间t 为(重力加速度为g )( ) A ．t ＝v 0tan θ B ．t ＝2v 0tan θg C ．t ＝v 0cot θg D ．t ＝2v 0cot θg 3．（2013河南省开封市二模）在同一水平直线上的两位置分别沿同方向抛出两小球A 和B ，两球相遇于空中的P 点，它们的运动轨迹如右图所示。不计空气阻力，下列说法中正确的是 A．在P点，A球的速度大小大于B球的速度大小 B．在P点，A球的速度大小小于B球的速度大小 C．抛出时，先抛出A球后抛出B球 D．抛出时，两球同时抛出 4．（2013陕西省西安市一模）一小球以水平速度v0=l0.00m/s从O点向右抛出，经1.73s恰好 垂直落到斜面上A点，不计空气阻力，g=10m/s2，B点是小球自由落体运动在斜面上落点，以 下判断正确的是 A．斜面的倾角约是30° B．小球距斜面的竖直高度约是15m C．若小球以水平速度v0=5.00m/s向右抛出，它一定落在AB的中点p处 D．若小球以水平速度v0=5.00m/s向右抛出，它一定落在AB的中点p点的上方 5．（2013上海市七校调研联考）如图所示，水平固定的半球型容器，其球心为O点，最低点为B点，A 点在左边的内壁上，C点在右边的内壁上，从容器的边缘向着球心以初速度v0平抛一个小球，抛出点及O、A、 微型专题1 匀变速直线运动平均速度公式和位移差公式的应用 [学习目标] 1.掌握三个平均速度公式及其适用条件，会应用平均速度公式求解相关问题.2.会推导Δx ＝aT 2并会用它解决相关问题． 一、匀变速直线运动的平均速度公式 一物体做匀变速直线运动，初速度为v 0，经过一段时间末速度为v t . (1)画出物体的v －t 图像，求出物体在这段时间内的平均速度． (2)在图像中表示出中间时刻的瞬时速度2t v ，并求出2 t v .(结果用v 0、v t 表示) 答案 (1)v －t 图像如图所示 因为v －t 图像与t 轴所围面积表示位移，t 时间内物体的位移可表示为 x ＝v 0＋v t 2 ·t ① 平均速度v ＝x t ② 由①②两式得v ＝v 0＋v t 2 . (2)由题图可知中间时刻的瞬时速度的大小等于梯形中位线的长度，即：2 t v ＝v 0＋v t 2. 三个平均速度公式及适用条件 1.v ＝x t ，适用于所有运动． 2.v ＝v 0＋v t 2 ，适用于匀变速直线运动． 3.v ＝2 t v ，即一段时间内的平均速度，等于这段时间内中间时刻的瞬时速度，适用于匀变 速直线运动． 例1 某战机起飞前从静止开始做匀加速直线运动，达到起飞速度v 所需时间为t ，则起飞前的运动距离为( ) A ．v t B.v t 2 C ．2v t D ．不能确定 答案 B 解析 因为战机在起飞前做匀加速直线运动，则x ＝v t ＝0＋v 2t ＝v 2 t .B 正确． 例2 一滑雪运动员从85 m 长的山坡上匀加速滑下，初速度是1.8 m /s ，末速度是5.0 m/s.求： (1)滑雪运动员通过这段斜坡需要多长时间？ (2)滑雪运动员通过斜坡中间时刻的瞬时速度是多少？ 答案 (1)25 s (2)3.4 m/s 解析 (1)法一：利用速度公式和位移公式求解． 由v t ＝v 0＋at 和x ＝v 0t ＋12 at 2 可得a ＝0.128 m/s 2 t ＝25 s. 法二：利用平均速度公式求解． 由x ＝v 0＋v t 2 t 得：t ＝25 s. (2)法一：速度公式法 中间时刻t ′＝252 s 2 t v ＝v 0＋at ′＝3.4 m/s 法二：平均速度公式法 2t v ＝v 0＋v t 2＝3.4 m/s 二、位移差公式Δx ＝aT 2 一辆汽车以加速度a 从A 点开始向右做匀加速直线运动，经过时间t 到达B 点，再经过时间t 到达C 点，则x BC －x AB 等于多少？ 答案 设汽车的初速度为v 0， 学案1圆周运动 [目标定位]1.知道什么是圆周运动，什么是匀速圆周运动.2.理解线速度、角速度、周期等概念，会对它们进行定量计算.3.知道线速度与角速度的关系，知道线速度与周期、角速度与周期的关系. 一、线速度 [问题设计] 如图1所示为自行车车轮的简化图，A、B为辐条上的两点，当它们随轮一起转动时，回答下列问题： 图1 (1)在图上标出A、B两点的线速度方向； (2)沿圆弧运动A、B两点哪个运动得快？ (3)如果B点在任意相等的时间内转过的弧长相等，B做匀速运动吗？ 答案(1)两点的速度方向均沿各自圆周的切线方向. (2)在相同的时间内A运动的轨迹长，A运动得快. (3)B 运动的速率不变，但B 运动的方向时刻变化，故B 做非匀速运动. [要点提炼] 1.线速度 (1)定义：质点做匀速圆周运动通过的弧长Δs 和所用时间Δt 的比值叫线速度. (2)定义式：v ＝Δs Δt . 如果Δt 取的足够小，v 就为瞬时线速度. (3)方向：质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上该点的切线方向，与半径方向垂直. (4)物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢. 2.匀速圆周运动及其特点 (1)匀速圆周运动：质点沿圆周运动，如果在相等的时间内通过的圆弧长度相等，这种运动就叫匀速圆周运动. (2)匀速圆周运动线速度的大小处处相等. (3)由于匀速圆周运动的线速度方向时刻在改变，所以它是一种变速运动.这里的“匀速”实质上指的是“匀速率”而不是“匀速度”. 二、角速度和周期 [问题设计] 图1中A 、B 两点转一周的时间相同吗？它们绕圆心转动的快慢相同吗？只用线速度描述圆周运动能全面说明问题吗？ 答案 A 、B 两点转一周的时间相同；绕圆心转动得一样快.不能. [要点提炼] 1.角速度：半径转过的角度Δφ与所用时间Δt 的比值，即ω＝Δφ Δt (如图2所示).国际单位是弧 度每秒，符号是rad/s. 图2 2.转速与周期 (1)转速n ：做圆周运动的物体单位时间内转过的圈数，常用符号n 表示. (2)周期T ：做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期，用符号T 表示. (3)转速与周期的关系：若转速的单位是转每秒(r/s)，则转速与周期的关系为T ＝1 n . 第三章相互作用 第1节重力基本相互作用 1．如图1中的甲、乙表示了力的作用效果，其中图甲表示力能使物体的____________；图乙表示力能使物体的______________．像这样人们把改变物体的__________或产生________的原因，即物体与物体之间的相互作用，称做力． 图1 2．力的图示就是把一个力的________、________和________这三要素用一条带箭头的线段准确、形象地表示出来，线段的方向表示力的________，线段的长短表示力的________，用箭尾(或箭头)表示力的________． 3．由于地球______而使物体受到的力叫重力，重力的方向________，质量为m的物体所受的重力G＝______. 4．物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用______于一点，这一点叫物体的重心．形状规则、质量分布均匀的物体的重心在其__________上．5．目前，人们认识到自然界中存在四种相互作用，它们分别是：________________、________、________________、______________. 6．下列关于力的说法错误的是() A．力是物体与物体之间的相互作用 B．力可以只有施力物体而没有受力物体 C．力是矢量，它既有大小又有方向 D．力可以用带箭头的线段表示 7．关于重力，下列说法中正确的是() A．只有静止的物体才受到重力的作用 B．只有做自由落体运动的物体才受到重力的作用 C．重力的方向总是与物体的运动方向相同 D．重力的方向总是竖直向下的 8．下列关于重心的说法中，正确的是() A．物体所受重力的等效作用点叫物体的重心 B．只有在物体的重心处才受到重力的作用 C．质量分布均匀、形状对称的物体的重心在其几何对称中心 D．球体的重心总在球心 【概念规律练】 知识点一力的概念 1．下列说法正确的是() A．拳击手一拳击出，没有击中对方，这时只有施力物体，没有受力物体 B．力离不开受力物体，但可以没有施力物体．例如：向上抛出的小球在上升过程中受到向上的力，但找不到施力物体 7对自由落体运动的研究 [学习目标] 1.知道物体做自由落体运动的条件，知道自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动.2.会探究自由落体运动规律和测定自由落体运动的加速度.3.了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法． 一、自由落体运动 1．对下落物体的认识 (1)古希腊哲学家亚里士多德提出了物体越重下落越快的观点． (2)通过实验说明造成“重快轻慢”的真正原因是：空气对物体的阻碍作用． 2．自由落体运动 (1)①定义：只在重力的作用下，物体由静止开始下落的运动． ②实际自由下落物体可看做自由落体运动的条件，空气阻力比较小，可以忽略． (2)特点 ①初速度为零． ②只受重力作用． 二、伽利略对落体运动规律的探究 1．发现问题 伽利略根据亚里士多德的观点得出了相互矛盾的结论，说明亚里士多德的观点是错误的．2．提出假说 物体下落的过程是一个速度逐渐增大的过程，其速度与时间成正比，即v∝t；物体下落的距离与时间的平方成正比，即h∝t2. 3．间接验证 让小球从阻力很小的斜面上滚下，由静止开始到每个相等的时间间隔末物体运动的距离之比为1∶4∶9∶16…，证明了h∝t2，也证明了v∝t. 4．合理外推 伽利略设想将斜面倾角外推到90°时，小球的运动就成为自由下落，伽利略认为小球仍会做匀变速直线运动． 三、自由落体加速度 1．概念 自由落体运动的加速度称为自由落体加速度或重力加速度． 2．大小 重力加速度的大小在地球上纬度和海拔不同的区域略有差别．计算中通常取g ＝9.8 m /s 2，在粗略计算中还可以取g ＝10 m/s 2. 3．方向 重力加速度的方向竖直向下． 1．判断下列说法的正误． (1)在空气中自由释放的物体都做自由落体运动．(×) (2)物体在真空中一定做自由落体运动．(×) (3)由静止释放的物体只在重力作用下一定做自由落体运动．(√) (4)质量越大的物体自由落体加速度越大．(×) (5)自由落体加速度的方向垂直地面向下．(×) (6)伽利略通过实验的观察与计算，直接得到自由落体运动的规律．(×) (7)伽利略根据斜面实验结论进行合理的外推，得到自由落体运动的规律．(√) 2.在研究物体仅在重力作用下运动的实验中，打点计时器所用电源的频率为50 Hz ，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把一个点记作O ，另选连续的4个点A 、B 、C 、D 作为测量点，每两个测量点之间有4个实际打出的点(未标出)，如图1所示，图中所标数据是各测量点到O 点的距离(单位：mm)，那么物体做________运动，加速度为________． 图1 答案 匀变速直线 9.8 m/s 2 解析 因为打点周期T ′＝0.02 s ， 所以各测量点之间的时间间隔为 T ＝5×T ′＝0.1 s. 由纸带数据得h OA ＝49 mm ，h AB ＝147 mm ，h BC ＝245 mm ，h CD ＝343 mm ，即Δh ＝h AB －h OA ＝h BC －h AB ＝h CD －h BC ＝98 mm ，物体做匀变速直线运动，其加速度a ＝Δh T 2＝98×10－ 3 10－2 m /s 2 ＝9.8 m/s 2. 一、自由落体运动 章末检测卷(二) (时间：90分钟满分：100分) 一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分) 1.如图1所示，a、b是地球表面不同纬度上的两个点，如果把地球看作是一个球体，a、b两点随地球自转做匀速圆周运动，这两个点具有大小相同的() 图1 A.线速度 B.角速度 C.加速度 D.轨道半径 答案 B 解析a、b两点随地球自转做匀速圆周运动，所以它们的周期T、角速度ω相同，B正确； a、b转动的圆心分别在它们所在纬度确定的平面与地轴的交点上，故半径不同，D错误；由v＝ωr知线速度不同，A错误；由a＝ω2r知加速度不同，故C错误. 2.如图2所示，一圆盘可绕通过圆心且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放一块橡皮，橡皮块随圆盘一起转动(俯视为逆时针).某段时间内圆盘转速不断增大，但橡皮块仍相对圆盘静止，在这段时间内，关于橡皮块所受合力F的方向的四种示意图(俯视图)中，正确的是() 图2 答案 C 解析橡皮块做加速圆周运动，合力不指向圆心，但一定指向圆周的内侧.由于做加速圆周运动，动能不断增加，故合力与速度的夹角小于90°，故选C. 3.如图3所示，是从一辆在水平公路上行驶着的汽车后方拍摄的汽车后轮照片.从照片来看，汽车此时正在( ) 图3 A.直线前进 B.向右转弯 C.向左转弯 D.不能判断 答案 C 解析 从汽车后方拍摄的后轮照片可以看到汽车的后轮发生变形，汽车不是正在直线前进，而是正在转弯，根据惯性、圆周运动和摩擦力知识，可判断出地面给车轮的静摩擦力水平向左，所以汽车此时正在向左转弯，应选答案C. 4.秋千的吊绳有些磨损.在摆动过程中，吊绳最容易断裂的时候是秋千 ( ) A.在下摆过程中 B.在上摆过程中 C.摆到最高点时 D.摆到最低点时 答案 D 解析 当秋千摆到最低点时速度最大，由F －mg ＝m v 2 l 知，吊绳中拉力F 最大，吊绳最容易 断裂，选项D 正确. 5.(2015·福建·17)如图4所示，在竖直平面内，滑道ABC 关于B 点对称，且A 、B 、C 三点在同一水平线上.若小滑块第一次由A 滑到C ，所用的时间为t 1，第二次由C 滑到A ，所用的时间为t 2，小滑块两次的初速度大小相同且运动过程始终沿着滑道滑行，小滑块与滑道的动摩擦因数恒定，则( ) 图4 A.t 1＜t 2 B.t 1＝t 2 C.t 1＞t 2 D.无法比较t 1、t 2的大小 答案 A 解析 在滑道AB 段上取任意一点E ，比较从A 点到E 点的速度v 1和从C 点到E 点的速度 2019版步步高高中物理教科版必修一教师用书：第一章运动的描述 课时2 位移－时间图像和速度－时间图像 [学习目标] 1.理解位移－时间图像，并能利用图像描述物体的运动.2.掌握用速度－时间图像求位移的方法.3.能熟练区分位移－时间图像与速度－时间图像，并会灵活运用图像解决问题． 一、位移—时间图像(x－t图像) 1．x－t图像：以时间t为横坐标，以位移x为纵坐标，描述位移随时间的变化规律． 2．常见的x－t图像： (1)静止：一条平行于时间轴的直线． (2)匀速直线运动：一条倾斜的直线． 3．x－t图像的斜率等于物体的速度．二、速度—时间图像(v－t图像) 1．v－t图像：以时间t为横坐标，以速度v为纵坐标，描述速度随时间的变化规律． 2．v－t图像的斜率等于物体的加速度，v－t图像与时间轴所围面积表示位移．1．如图1所示，为某一质点沿直线运动的x－t图像，则质点在第1s内做________运动，1～3s内________．第1s内速度为________m/s,1～3 s内速度为______m/s,3～5s 内速度为________m/s,0～5内的位移为________．图1 答案匀速直线静止 10 0 －5 0 2．如图2所示，为一质点沿直线运动的v－t图像，则它在0～12s内的位移x＝________m，路程s＝________m. 图2 答案－60 180 解析 v－t图线与t轴所围图形的“面积”表示位移，0～6s内的位移x1＝v1t1＝10m/s×6 s＝ 60 m,6～12 s内的位移x2＝v2t2＝－20 m/s×6 s＝－120 m,0～12 s内的位移x＝x1＋x2＝－60m，路程s＝|x1|＋|x2|＝180m. 一、位移—时间图像(x－t图像) 1．x－t图像：以时间为横坐标，以位移为纵坐标，描述位移随时间变化情况的图像叫位移—时间图像．2．对x－t图像的理解 (1)斜率：斜率的绝对值表示速度的大小；斜率的正负表示速度的方向． (2)截距：纵截距表示物体起始位置． (3)交点：交点表示两物体在同一时刻处于同一位置，即相遇． 3．几种常见的位移－时间图像 (1)静止物体的x－t图像是平行于时间轴的直线，如图3直线A. 图3 (2)匀速直线运动的x－t图像是一条倾斜的直线，如图高一物理必修二经典例题带答案
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