上海高二物理学业水平考试(合格性)知识点梳理 直线运动和力

书颂教育 高二物理下 编写人 石老师 内部资料 谢绝翻版1 上海高二物理学业水平考试 合格性 知识点梳理上海高二物理学业水平考试 合格性 知识点梳理 第一讲第一讲 运动和力 运动和力 1 1 知识与技能知识与技能 知识点知识点1 1 1 1 质点 质点 不考虑物体的形状和大小 把物体看作是一个有质量的点 它是运动物体的理想 化模型 注意 质量不可忽略注意 质量不可忽略 哪些情况可以看做质点 1 运动物体上各点的运动情况都相同 那么它任何一点的运动都可以代表整个物体 的运动 2 物体之间的距离远远大于物体本身的大小 即可忽略形状和大小 而看做质点 比如 研究地球绕太阳公转时即可看成质点 而研究地球自转时就不能看成质点 例题 1 通常情况下 正在进行下列哪个项目比赛的运动员可视为质点 A 马拉松赛跑 B 击剑 C 拳击 D 自由体操 2 在研究质点的运动时 下列物体可当做质点处理的是 A 一端固定并可绕该端转动的木杆 B 研究乒乓球旋转时 可把它看为质点 书颂教育 高二物理下 编写人 石老师 内部资料 谢绝翻版2 C 研究在平衡木上做动作的体操运动员 D 计算从上海开往北京的火车的运行时间 2 2 位移和路程位移和路程 从初位置指向末位置的有向线段 矢量 路程是物体运动轨迹的长度 是标 量 路程和位移是完全不同的概念 仅就大小而言 一般情况下位移的大小小于路程 只 有在单方向的直线运动中 位移的大小才等于路程 例题 1 皮球从 3m 高处自由落下 被水平地面竖直弹回 在距地面 1m 高处被接住 则皮 球通过的路程和位移的大小分别是 A 4m 4mB 3m 1mC 3m 2mD 4m 2m 2 由天津去上海 可以乘火车 也可以乘轮船 如右图 曲线 ACB 和虚线 ADB 分别表示天 津到上海的铁路线和海上路线 线段 AB 表示天津到上海的直线距离 则下列说法中正确的 是 A 乘火车通过的路程等于位移的大小 B 乘轮船通过的路程等于位移的大小 C 乘火车与轮船通过的位移不相等 D 乘火车与轮船通过的位移相等 3 3 速度和速率速度和速率 平均速度 位移与时间之比 是对变速运动的粗略描述 而平均速率 路程和所用时间的 比值 v s t 在一般变速运动中平均速度的大小不一定等于平均速率 只有在单方向的直 线运动 二者才相等 瞬时速度 运动物体在某一时刻 或某一位置 的速度 方向沿轨迹上质点所在点的切线 方向指向前进的一侧 瞬时速度是对变速运动的精确描述 例题 1 关于速度 下列说法正确的是 A 汽车速度计上显示 70km h 指的是平均速度 B 高速公路上的限速为 120km h 指的是平均速度 C 子弹以 900m s 的速度从枪口射出 指的是平均速度 D 火车从上海到北京的速度约为 120km h 指的是平均速度 2 有关速度公式说法正确的是 书颂教育 高二物理下 编写人 石老师 内部资料 谢绝翻版3 A 物体通过的路程越大 物体的速度越大 B 物体运动的时间越大 速度越小 C 物体速度越大 则物体运动越快 D 物体的速度越小 通过的路程一定越小 4 4 加速度加速度 1 加速度是描述速度变化快慢的物理量 矢量 加速度又叫速度变化率 2 定义 速度的变化 v 跟所用时间 t 的比值 比值定义法 t vv t v a t0 3 方向 与速度变化 v 的方向一致 但不一定与 v 的方向一致 注意 加速度与速度无关 只要速度在变化 无论速度大小 都有加速度 只要速度不变 化 匀速 无论速度多大 加速度总是零 只要速度变化快 无论速度是大 是小或是 零 物体加速度就大 例题 1 关于加速度和速度的关系 下列说法中正确的是 A 速度大 加速度一定大 速度 0 加速度也为 0 B 速度变化率越大 加速度一定大 C 速度变化量越大 加速度一定越大 D 速度的方向和加速度的方向相同 2 关于加速度 下列说法中正确的是 A 10m s2 比 2m s2 小 B 加速度不断增大时 速度也一定不断增大 C 速度均匀增大时 加速度也均匀增大 D 速度不断增大时 加速度也可能不断减小 5 5 匀速直线运动匀速直线运动 1 定义 在任意相等的时间内位移相等的直线运动叫做匀速直线运动 2 特点 a 0 v 恒量 3 位移公式 s vt 6 6 匀变速直线运动匀变速直线运动 1 定义 在任意相等的时间内速度的变化相等的直线运动叫匀变速直线运动 2 特点 a 恒量 3 公式 速度公式 v v0 at 位移公式 s v0t at2 2 1 速度位移公式 vt2 v02 2as 平均速度 2 0t vv v 以上各式均为矢量式 应用时应规定正方向 然后把矢量化为代数量求解 通常选初 速度方向为正方向 凡是跟正方向一致的取 值 跟正方向相反的取 值 例题 1 一辆汽车由静止出发 先以 1 m s2 的加速度做匀加速直线运动 则 10s 末汽车速 t 2 vv s t0 书颂教育 高二物理下 编写人 石老师 内部资料 谢绝翻版4 度为 m s 10s 内汽车通过的位移为 m 2 下列说法中可能不是匀速直线运动的是 A 相等时间内发生的位移相等的运动 B 加速度为零的运动 C 速度大小不变的运动 D 任意时间的平均速度都相等的运动 3 作匀变速直线运动的质点 在任何相等的时间内 它的 A 平均速度相等 B 速度变化相等 C 加速度的变化相等 D 通过的位移一定相同 7 7 初速度为初速度为 0 0 的匀加速直线运动的几个比例关系的应用 的匀加速直线运动的几个比例关系的应用 一 时间连续等分 一 时间连续等分 1 在 T 2T 3T nT 内的位移之比为 12 22 32 n2 2 在第 1 个 T 内 第 2 个 T 内 第 3 个 T 内 第 N 个 T 内的位移之比为 1 3 5 2N 1 3 在 T 末 2T 末 3T 末 nT 末的速度之比为 1 2 3 n 二 位移连续等分 二 位移连续等分 1 在第 1 个 S 内 第 2 个 S 内 第 3 个 S 内 第 n 个 S 内的时间之比为 1 21 32 1 NN 8 8 重要结论重要结论 1 匀变速直线运动的质点 在任意两个连续相等的时间 T 内的位移差值是恒量 即 S Si l Si aT2 恒量 2 匀变速直线运动的质点 在某段时间内的中间时刻的瞬时速度 等于这段时间内 的平均速度 即 2 0 2 t t vv vv 3 匀变速直线运动的质点 在某段位移中点的瞬时速度 2 22 0 2 t vv v s 4 无论匀加速还是匀减速直线运动 都是 22 ts vv 书颂教育 高二物理下 编写人 石老师 内部资料 谢绝翻版5 9 9 匀减速直线运动至停止 匀减速直线运动至停止 可等效认为反方向初速为零的匀加速直线运动 注意 刹车陷井 假时间问题 先考虑减速至停的时间 例 1 以 18m s 的速度前行的汽车刹车时加速度为 6m s 求 6s 内的位移 10 10 自由落体运动自由落体运动 1 条件 初速度为零 只受重力作用 2 性质 是一种初速为零的匀加速直线运动 a g 3 公式 ghvgthgtv tt 2 2 1 2 2 例 1 一个物体做自由落体运动 取 g 10m s2 则 A 物体 2s 末的速度为 20m s B 物体 2s 末的速度为 10m s C 物体 2s 内下落的高度是 40m D 物体 2s 内下落的高度是 20m 2 同一地点的两个物体从同一高度同时开始做自由落体运动 那么 A 质量大的物体先到达地面 B 密度大的物体先到达地面 C 体积大的物体先到达地面 D 两个物体同时到达地面 3 下列关于自由落体运动的说法中正确的是 A 物体沿竖直方向下落的运动是自由落体运动 B 物体初速度为零 加速度为 9 8m s2 的运动是自由落体运动 C 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动是自由落体运动 D 物体在重力作用下的运动是自由落体运动 11 11 运动图像运动图像 1 位移图像 s t 图像 图像上一点切线的斜率表示该时刻所对应速度 图像是直线表示物体做匀速直线运动 图像是曲线则表示物体做变速运动 书颂教育 高二物理下 编写人 石老师 内部资料 谢绝翻版6 图像与横轴交叉 表示物体从参考点的一边运动到另一边 2 速度图像 v t 图像 在速度图像中 可以读出物体在任何时刻的速度 在速度图像中 物体在一段时间内的位移大小等于物体的速度图像与这段时间轴所围面 积的值 在速度图像中 物体在任意时刻的加速度就是速度图像上所对应的点的切线的斜率 图线与横轴交叉 表示物体运动的速度反向 图线是直线表示物体做匀变速直线运动或匀速直线运动 图线是曲线表示物体做变加速运 动 例 1 下列各图各描写了物体做何运动 s v v v v 2 在图 2 2 的四个速度图象中 有一个是表示物体做匀速直线运动的速度图象 这个图象是 3 某质点做变速直线运动 其速度 时间的变化规律如图所示 则该质点做 直线 运动 初速度大小为 m s 加速度大小为 m s2 图 2 2 t s t st s t s 书颂教育 高二物理下 编写人 石老师 内部资料 谢绝翻版7 巩固练习 1 关于位移 下述说法中正确的是 A 直线运动中位移的大小必和路程相等 B 若质点从某点出发后又回到该点 不论怎么走位移都为零 C 质点做不改变方向的直线运动时 位移和路程完全相同 D 两次运动的路程相同时位移也必相同 2 关于质点的描述 下列说法中正确的是 A 质量很小的物体可看作为质点 B 体积很小的物体可看作为质点 C 在两个城市间往返的公共汽车可看作为质点 D 研究乒乓球旋转时 可把它看为质点 3 关于平均速度 下述说法中正确的是 A 某运动物体第 3s 末的平均速度大小为 5m s B 某段时间的平均速度为 5m s 该时间里物体每秒内位移不一定都是 5m C 某段运动的平均速度都等于该段运动的初速和末速之和的一半 D 汽车司机前面速度计上指示的数值是平均速度 4 跳伞运动员从 悬停在空中的直升飞机上 由静止开始下落 已知运动员 在打开降落 伞之前做自由落体运动 打开降落伞之后即做匀速直线运动 则 如图所示 的描述运 动员下落速度随时间变化 的v t图像中 正确的是 5 以下关于自由落体运动下列说法正确的是 书颂教育 高二物理下 编写人 石老师 内部资料 谢绝翻版8 A 物体竖直向下的运动就是自由落体运动 B 加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动 C 在自由落体运动过程中 不同质量的物体速度变化的规律相同 D 物体做自由落体运动 受力情况与质量无关 6 车在两车站间沿直线行驶时 从甲站出发 先以速度 v 匀速行驶了全程的一半 接着匀 减速行驶后一半路程 抵达乙车站时速度恰好为零 则汽车在全程中运动的平均速度是 A v 3 B v 2 C 2v 3 D 3v 2 7 甲 乙两物体同时从原点出发沿同一直线运动 它们的 s t 图像如图所示 则在t1时 刻 A 它们的速度相同 甲在乙的前方 B 它们的速度相同 乙在甲的前方 C 它们的位置相同 甲的速度大于乙 D 它们的位置相同 乙的速度大于甲 8 质点从静止开始作匀变速直线运动 4s 内的位移是 8m 由此可知 A 质点在第 4s 内的位移是 4m B 质点在第 5s 内的位移是 4m C 质点在第 4s 内的位移是 16m D 质点在第 4 第 5 两秒内的位移是 8m 知识点知识点 2 2 1 1 力力是物体对物体的作用 是物体发生形变和改变物体的运动状态 即产生加速度 的原 因 力是矢量矢量 2 2 重力重力 1 重力是由于地球对物体的吸引而产生的 注意 重力是由于地球的吸引而产生 但不能说重力就是地球的吸引力 重力是万有引 力的一个分力 但在地球表面附近 可以认为重力近似等于万有引力 书颂教育 高二物理下 编写人 石老师 内部资料 谢绝翻版9 2 重力的大小 地球表面 G mg 离地面高 h 处 G mg 其中 g R R h 2g 3 重力的方向 竖直向下 不一定指向地心 4 重心 物体的各部分所受重力合力的作用点 物体的重心不一定在物体上 例 1 关于重力的方向 下列说法中正确的是 A 重力的方向总是向下的 B 重力的方向总是垂直向下的 C 重力的方向总是竖直向下的 D 重力的方向总是跟支持重物的支持面垂直的 2 1971 年 7 月 26 号发射的阿波罗 15 号飞船首次把一辆月球车送上月球 美国宇航员斯 特驾驶月球车行驶 28Km 并做了一个落体实验 在月球上的同一高度同时释放羽毛和铁锤 出现的现象是 月球上是真空 A 羽毛先落地 铁锤后落地 B 铁锤先落地 羽毛后落地 C 铁锤和羽毛都做自由落体运动 其加速度都为重力加速度 9 8m s2 D 铁锤和羽毛都做自由落体运动 同时落地 3 3 弹力弹力 1 产生原因 由于发生弹性形变的物体有恢复形变的趋势而产生的 2 产生条件 直接接触 有弹性形变 3 弹力的方向 与物体形变的方向相反 弹力的受力物体是引起形变的物体 施力物体是 发生形变的物体 在点面接触的情况下 垂直于面 在两个曲面接触 相当于点接触 的情 况下 垂直于过接触点的公切面 绳的拉力方向总是沿绳且指向绳收缩的方向 且一根轻绳上张力大小处处相等 轻杆既可产生压力 又可产生拉力 且方向不一定沿杆 4 弹力的大小 一般情况下应根据物体的运动状态 利用平衡条件或牛顿定律来求解 弹簧弹力可由胡克定律来求解 胡克定律 在弹性限度内 弹簧弹力的大小和弹簧的形变量成正比 即F k x k 为 弹簧的劲度系数 它只与弹簧本身因素有关 x 为形变量 单位是 N m 例 1 如图所示的四种情况下 a b 两物体间一定有弹力作用的情况是图 书颂教育 高二物理下 编写人 石老师 内部资料 谢绝翻版10 A B C D 2 下列有关物体受外力及形变的说法正确的是 A 有力作用在物体上 物体一定形变 撤去此力形变一定完全消失 B 没有力作用在物体上 物体也可能发生形变 C 力作用在硬物体上 物体不形变 力作用在软物体上 物体才形变 D 物体受外力作用发生形变 外力撤去 形变不一定完全消失 3 关于弹力 下列说法正确的是 A 相互接触的物体间一定有弹力 B 只有发生形变的物体 才会对和它接触的物体产生弹力 C 弹簧的弹力与弹簧的长度成正比 D 有弹簧作用的物体才受弹力 4 4 摩擦力摩擦力 1 产生的条件 相互接触的物体间存在压力 接触面不光滑 接触的物体之间有 相对运动 滑动摩擦力 或相对运动的趋势 静摩擦力 这三点缺一不可 2 摩擦力的方向 沿接触面切线方向 与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反 与物体运动的方向可以相同也可以相反 3 判断静摩擦力方向的方法 假设法 首先假设两物体接触面光滑 这时若两物体不发生相对运动 则说明它们原 来没有相对运动趋势 也没有静摩擦力 若两物体发生相对运动 则说明它们原来有相对运 动趋势 并且原来相对运动趋势的方向跟假设接触面光滑时相对运动的方向相同 然后根据 静摩擦力的方向跟物体相对运动趋势的方向相反确定静摩擦力方向 平衡法 根据二力平衡条件可以判断静摩擦力的方向 4 大小 先判明是何种摩擦力 然后再根据各自的规律去分析求解 滑动摩擦力大小 利用公式 f F N 进行计算 其中 FN 是物体的正压力 不一定等 书颂教育 高二物理下 编写人 石老师 内部资料 谢绝翻版11 于物体的重力 甚至可能和重力无关 或者根据物体的运动状态 利用平衡条件或牛顿定律 来求 静摩擦力大小 静摩擦力大小可在 0 与 f max 之间变化 一般应根据物体的运动状 态由平衡条件或牛顿定律来求解 例 1 如图所示 放在水平面上的物块 同时受到两个方向相反的水平力F1 6N F2 2N 处 于静止状态 则物体所受合力大小为 N 地面对物体摩擦力的大小为 N 2 关于摩擦力 有如下几种说法 其中错误的是 A 摩擦力总是阻碍物体间的相对运动 B 摩擦力与物体运动方向有时是一致的 C 摩擦力的方向与物体运动方向总是相反 D 摩擦力的方向总是与物体间相对运动或相对运动趋势的方向相反 5 5 物体的受力分析物体的受力分析 1 确定所研究的物体 分析周围物体对它产生的作用 不要分析该物体施于其他物体 上的力 也不要把作用在其他物体上的力错误地认为通过 力的传递 作用在研究对象上 2 按 性质力 的顺序分析 即按重力 弹力 摩擦力 其他力顺序分析 不要把 效 果力 与 性质力 混淆重复分析 3 如果有一个力的方向难以确定 可用假设法分析 先假设此力不存在 想像所研究的 物体会发生怎样的运动 然后审查这个力应在什么方向 对象才能满足给定的运动状态 例 1 作图 作图 1 1 如图 1 木块以某初速度冲上一光滑斜面 画出木块在斜面上的受力示意 图 2 2 如图 2 装置 光滑斜面和小球均处于静止状态 拉紧的绳呈竖直方向 试在图中画出 小球受到的力 6 6 力的合成与分解力的合成与分解 1 合力与分力 如果一个力作用在物体上 它产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相 同 这个力就叫做那几个力的合力 而那几个力就叫做这个力的分力 书颂教育 高二物理下 编写人 石老师 内部资料 谢绝翻版12 2 力合成与分解的根本方法 平行四边形定则 3 力的合成 求几个已知力的合力 叫做力的合成 共点的两个力 F1和 F2 合力大小 F 的取值范围为 F 1 F 2 F F 1 F 2 4 力的分解 求一个已知力的分力 叫做力的分解 力的分解与力的合成互为逆运算 在实际问题中 通常将已知力按力产生的实际作用效果分解 为方便某些问题的研究 在很多问题中都采用正交分解法 例 1 物体仅受到大小分别为 3N 4N 5N 方向不定的三个力作用 该物体所受合力的最小 值和最大值分别为 A 0 12N B 0 6N C 2N 12N D 2N 6N 2 求几个力的合力所用的物理方法是 A 类比 B 控制变量 C 等效替代 D 建立理想模型 3 如图所示 放在水平地面上的物体受到与水平面成 角斜向上的 拉力作用而做匀速直线运动 物体受到的拉力 F 和摩擦力 f 的合力方 向是 A 向上偏右 B 向上偏左 C 竖直向上 D 无法确定 4 一个物体受到两个共点力作用 F1 4N F2 3N 其合力大小不可能的是 A 8N B 5N C 6N D 1N 7 7 共点力的平衡共点力的平衡 1 共点力 作用在物体的同一点 或作用线相交于一点的几个力 2 平衡状态 物体保持匀速直线运动或静止叫平衡状态 是加速度等于零的状态 3 共点力作用下的物体的平衡条件 物体所受的合外力为零 即 F 0 若采用正交分解法 求解平衡问题 则平衡条件应为 Fx 0 Fy 0 4 三力汇交原理 如果一个物体受到三个非平行力的作用而平衡 这三个力的作用线必定 书颂教育 高二物理下 编写人 石老师 内部资料 谢绝翻版13 在同一平面内 而且为共点力 作用线或反向延长线交于一点 5 解决平衡问题的常用方法 隔离法 整体法 图解法 三角形相似法 正交分解法等等 例 1 在四个共点力 F1 F2 F3 F4作用下 物体的平衡条件下列表述不正确不正确的是 A F1 F2 F3 F4的合力为零 B F1 F2 F3的合力与 F4大小相等 方向相反 C F1 F2的合力与 F3 F4的合力相同 D F1 F2的合力与 F3 F4的合力大小相等 方 向相反 例 1 一根细线 能够承受的最大拉力为 F 现把重为 G F 的重物由轻钩挂在这根细线 上 两 1 手握住细线两端 开始时两手竖直向上并并拢 然后沿水平方向慢慢地分开 为 了不使细线断裂 两细线间的夹角最大不能超过 A 60 B 90 C 120 D 150 2 如图所示 竖直墙与挡板成 角 中间有一个重为 G 的小球 竖直墙 与挡板光滑 当 角缓慢变化时 0 90 下列说法中正确的是 A 角增大 小球对墙的压力增大 B 角变化时 小球对挡板的压力不可能超过球的重力 C 角增大时 小球对挡板的压力增大 D 角变化时 小球对挡板的压力不可能小于球的重力 3 如图 一个质量为 m 的均匀光滑小球处于静止状态 三角劈与小球 的接触点为 P 小球重心为 O PO 连线与竖直方向的夹角为 则三角劈对 小球的弹力 A 方向竖直向上 大小为 mg B 方向竖直向上 大小为 mgcos C 方向沿 OP 向上 大小为 mg cos D 方向沿 OP 向上 大小为 mgtan 4 如图所示 两个质量 形状完全相同的圆柱体 它们的重心位置不同 甲圆柱体重 心在截面的圆心 C1 处 乙圆柱体重心在截面的圆心正下方 C2 处 将两圆柱体先后放到同 一支架上 支架对甲圆柱体的支持力为 N1 支架对乙圆柱体的支持力为 N2 比较 N1 和 N2 O P 书颂教育 高二物理下 编写人 石老师 内部资料 谢绝翻版14 的大小 A N1 N2 B N1 N2 C N1 N2 D 无法确定N1和N2的大小 5 如图 5 一个重 20N 的均匀球被光滑竖直挡板挡住 静止在倾角为 37 的光滑斜面 上 已知 sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 斜面对小球弹力的大小 2