高中一年级物理综合复习

1 A B F A B 高中一年级物理 必修高中一年级物理 必修 1 复习 复习 一 力 物体的平衡 1 力的概念 物体间的相互作用 1 任何一个力都有施力者和受力者 力不能离开物体而独立存在 2 力具有相互性和同时性 3 一些不直接接触的物体也能产生力 4 力的作用效果 使物体发生形变或改变物体的运动状态 例 1 关于力的概念说法正确的是 A 力是使物体产生形变和改变运动状态的原因 B 一个力必定联系着两个物体 其中每个物体既是受力物体又是施力物体 C 只要两个力的大小相同 它们产生的效果一定相同 D 两个物体相互作用 其相互作用力可以是不同性质的力 2 三种常见力 1 重力 主要针对其概念和重心 重力是由于地球对物体的吸引而产生的 但它并不是 物体与地球之间的万有引力 而是万有引力的一个分力 重力的作用点 重心 并不是物体 上最重的点 而是一个等效合力的作用点 可在物体上 也可在物体外 它的位置是由其几何 形状和质量分布共同决定的 2 弹力和摩擦力的有无及方向的判定 a 弹力 对于形变明显的情况 根据形变情况直接判定 对于形变不明显的情况 常用 假设法 判定 基本思路 假设将与研究对象接触的物 体解除接触 判断研究对象的运动状态是否发生改变 若运动状态不变 则此处不存在弹力 b 摩擦力 由摩擦力的产生条件来判断 对于较难直接判定的情况 常用假设法判定 假设没有摩擦力 看两物体会发生怎样的 相对运动 根据物体的运动状态 用牛顿定律或平衡条件来判断 注 注 摩擦力 静摩擦力和滑动摩擦力 的方向 与物体间的相对运动方向或相对运动趋势 的方向相反 而与物体的运动方向可能相同 也可能相反 摩擦力既可能成为物体运动的动力 也有可能成为物体运动的阻力 例 2 如图 1 球与两面接触并处于静止状态 试分析球与 两接触面间有无弹力 例 3 如图 2 物体 A 放在物体 B 上 力 F 作用在物体 B 上 两者相对静止以相同的速度 v 向前运动 试分析 A B 间的摩擦力情况 2 O Ff O Ff O Ff m O Ff A O 摩擦力大小的求解 a 静摩擦力 利用牛顿定律或共点力平衡知识求解 b 滑动摩擦力 既可利用公式求解 也可以利用牛顿定律或共点力平衡知识求解 fuN 注 注 在解决摩擦力大小时 一定要分清是静摩擦力还是滑动摩擦力 例 4 长直木板的上表面的一端放有一铁块 木板此端由水平 位置缓慢向上转动 即木板与水平面的夹角变大 另一端不动 如图 5 则铁块受到的摩擦力随角度的变化图象可能正确的是 设 最大静摩擦力等于滑动摩擦力 3 力的合成与分解 1 合力与分力的关系 等效替代关系 a 位置关系 分力分居合力的两侧 b 大小关系 2121 FFFFF 合 注 注 合力可能大于 小于或等于每个分力 当然需要一定的条件 两分力同向时 合力最 大 反向时合力最小 当两分力大小一定时 合力大小会随两分力夹角的增大而减小 例 5 作用在同一物体上的下列几组力中 不能使物体做匀速直线运动的是 A 3N 4N 5N B 2N 3N 6N C 4N 6N 9N D 5N 6N 1N 2 力的合成与分解解决动态变化 根据平行四边形定则 利用邻边及其夹角跟对角线长短的关系分析力的大小变化情况的方 法 通常叫做图解法 也可将平行四边形定则简化成三角形定则处理 更简单 图解法具有直 观 简便的特点 多用于定性研究 应用图解法时应注意正确判断某个分力方向的变化情况及 其空间范围 例 6 如图 6 质量为 m 的球放在倾角 的光滑斜面上 试分 析挡板 AO 与斜面间的倾角 多大时 AO 所受的压力最小 4 共点力作用下的平衡问题 1 临界问题与极值问题 a 临界问题 某种物理现象变化为另一种物理现象或物体从某种特性变化为另一种特性时 发生质的飞跃的转折状态为临界状态 临界状态也可理解为 恰好出现 或 恰好不出现 某 3 A B C O 45 B A C 种现象的状态 解决这类问题的关键是抓住 恰好出现 或 恰好不出现 的条件 b 极值问题 指研究平衡问题中某物理量变化情况时出现的最大值或最小值 例 7 如图 8 能承受最大拉力为 10N 的细绳 OA 与竖直方向成 45 角 能承受最大拉力 为 5N 的细绳 OB 水平 细绳 OC 能承受足够大的拉力 为使 OA OB 均不被拉断 OC 下端所 悬挂物体的最大重力是多少 2 数学方法的应用 在共点力平衡问题中常常用到的数学方法有 拉密原理 勾股定理 相似三角形 余弦定 理等 例 8 如图 10 三角形支架三边长度之比为 4 3 2 BCACAB LLL 顶端 C 悬挂 100N 的重物 G 时 BC 杆受到的压力为 N AC 杆受到的拉 力为 N 杆的重力不计 3 整体法和隔离法 对物体进行受力分析时 常常采用整体法和隔离法 有时整体法与隔离法综合使用 a 隔离法 为了研究系统 连接体 内某个物体的受力和运动情况 一般可采用隔离法 b 整体法 当只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的力和运动时 一般可采用整体 法 例 9 如图 12 用轻质细线把两个质量不等的小球悬挂起来 今对小球 a 施加一个向左偏 下 30 的恒力 F1 并对 b 小球施加一个向右偏上 30 的恒力 F2 最后达到平衡 则表示平衡 状态的图可能是 a b a b a b a b A B C D 二 直线运动 1 几个重要物理量 1 位移与路程 位移是描述物体位置变化的物理量 这可以用由始点指向终点的有向线段来表示 是一个 矢量 大小是由始点到终点的距离 方向是由始点指向终点 与物体运动的路径无关 当物体 4 运动的始点与终点重合时位移为零 路程是描述物体运动轨迹的物理量 是一标量 与物体运动的路径有关 当物体运动的始 点与终点重合时路程不为零 位移和路程都属于过程量 它们都需要经历一段时间 当物体做定向直线运动时 位移的 大小等于路程 当物体做曲线运动或往返的直线运动时 位移的大小小于路程 例 1 一个电子在匀强磁场中沿半径为 R 的圆周运动 转了 3 圈回到原位置 运动过程中 位移的最大值和路程的最大值分别是 A R 2 R 2 B R2 R2 C R2 R 6 D R 2 R2 2 平均速度与瞬时速度 平均速度和瞬时速度都是描述物体做运动时运动快慢的物理量 平均速度是发生的位移与 所用时间之比 即 t s v 它能粗略地描述物体在一段时间内运动的快慢 严格地说应为物 体位置变化的快慢 瞬时速度是指物体运动中某时刻或某位置时的速度 它能精确地反映物体 在运动中各点处运动的快慢 平均速度和瞬时速度都是矢量 平均速度的方向与一段时间内的位移方向相同 瞬时速度 的方向就是物体在某点处运动的方向 当物体做曲线运动时就是运动轨迹某点处的切线方向 在匀速直线运动中 物体在任意时间内的平均速度和任意时刻的瞬时速度都相同 因而只 提一个速度就可以了 在变速运动中 物体在各段时间内的平均速度不一定相同 物体在各个 时刻的瞬时速度不一定相同 因而必须指明是哪一段时间内的平均速度和哪一时刻的瞬时速度 在定向直线运动中 平均速度的大小等于物体运动的平均速率 在往返的直线运动或曲线 运动中 平均速度的大小并不等于物体运动的平均速率 不论物体做什么运动 瞬时速度的大 小总等于瞬时速率 例 2 骑自行车的人沿直线以速度 v 行进了三分之二的路程 接着以 5m s 的速度跑完其余 的三分之一路程 若全程的平均速度为 3m s 则 v 的大小为 3 速度 速度变化量和加速度 速度 速度变化量和加速度比较 速度速度变化量加速度 定义 或 概念 物体做匀速直线运动 时 位移与所用时间 之比 就叫做匀速直 线运动的速度 物体做变速运动时 末 速度与初速度的矢量差 就叫做速度的变化 量 物体做匀变速直线运动时 速度的变化量与所用时间 之比 就叫做匀变速 直线运动的加速度 表示 式 单位 sm t s v 01 smvvv 20 sm t vv t v a t 物理 意义 1 描述物体运动快慢 及其方向的物理 量 描述物体速度变化的大 小和方向的物理量 1 描述物体速度变化快慢 的大小和方向的物理量 2 在数值上等于单位时间 5 2 在数值上等于单位 时间内位移的大小 速率 内速度变化量的大小 矢量 其方向为物体 运动的方向 矢量 加速 减速 直 线运动中 v 的方向与 v 的方向相同 相反 矢量 其方向与速度变化 量的方向总相同 性质 瞬时速度为状态量 必须指明哪一时刻或 哪一位置 为过程量 需指明哪一 过程 与初速度和末速 度有关 对于给定的匀变速直线运 动而言 加速度 a 为定值 与速度 v 速度变化量 v 和时间 t 无关 说明 说明 1 速度 速度变化量和加速度在大小上无确定的数量关系也无直接的必然联系 所以不 能由一个量的大小来判断另两个量的大小情况 也不能由一个量的大小变化情况来判断另两个 的大小变化情况 如速度大的物体其速度变化量和加速度不一定大 加速度大的物体其速度和 速度变化量可能很小 速度为零时其加速度不一定为零 加速度增大的物体其速度和速度变化 量不一定增大 当然 当加速度 0 a 时 速度v就保持不变 在任一段时间内速度变化量 0 v 当加 速度 0 a 时 速度 v 就一定变化 在任一段时间内的速度变化量 0 v 2 速度 速度变化量和加速度在方向上一般无确定的关系 但在给定的运动中 它们的 方向可有一定的关系 如在加速直线中 速度 速度变化量和加速度三者的方向都相同 在减 速直线运动中 速度变化量和加速度的方向相同与速度的方向相反 例 3 关于加速度 速度变化量和速度的关系 下列说法正确的是 A 速度变化越大 加速度一定越大 B 速度等于零时 加速度也等于零 C 速度变化越快 加速度一定越大 D 加速度减小时 速度也减小 例 4 下列描述的运动中 可能存在的有 A 速度变化很大 加速度很小 B 速度变化方向为正 加速度方向为负 C 速度变化越快 加速度越小 D 速度越来越大 加速度越来越小 2 匀变速直线运动的规律 物体在一条直线上运动 如果在相等的时间内速度的变化相同 这样的运动叫做匀变速直 线运动 匀变速运动包括匀加速运动 匀减速直线运动和先匀减速直线运动后反向匀加速直线 运动三种类型 当物体做匀变速直线运动时 由于速度随时间均匀变化 其加速度恒定 基本规律可以用 6 数学关系式来表示 1 四个速度关系 任意时刻的速度公式 atvvt 0 平均速度公式2 0t vv v 中间时刻的瞬时速度公式 2 0 2 t t vv v 位移中点时的瞬时速度公式 2 22 0 2 t s vv v 公式 表示匀变速直线运动的速度随时间变化的规律 只要已知匀变速直线运动的初速 0 v 和加速度 a 就可以求出任意时刻的速度 t v 公式 只适用于匀变速直线运动 对其它变加 速变动 不能用此公式求平均速度 公式 说明了匀变速运动中 一段时间的平均速度与这段 时间内中间时刻的瞬时速度是相等的 它们都等于初速度和末速度的算术平均数 但要注意到 速度方向用正负号表示 公式 则表示了匀变速运动中 一段位移中点处的瞬时速度与这段位 移初末速度的关系 它等于初速度与末速度的 方均根 先平方后求算术平均值 最后再求平 方根 对于一段匀变速直线运动 中间时刻的瞬时速度和中间位置的瞬时速度哪个大 你能证明 吗 例 5 物体沿一直线运动 在时间 t 内通过的路程为 s 它在中间位置 s 2 1 处的速度为1 v 在中间时刻 t 2 1 的速度为2 v 则1 v 和2 v 的关系为 A 当物体做匀加速直线运动时 21 vv B 当物体做匀减速直线运动时 21 vv C 当物体做匀速直线运动时 21 vv D 当物体做匀减速直线运动时 21 vv 2 四个位移公式 2 0 2 1 attvs 7 2 2 1 attvs t t vv s t 2 0 a vv s t 2 2 0 2 上述四个公式分别是用 0 v t v a t中的三个来表示物体位移的 公式 表示物体做匀 变速直线运动时位移随时间变化的规律 只要已知初速度和加速度 就可以求出对应任一时间 内的位移 公式 是利用位移公式和速度公式消去 初速度后推出的 对于末速度已知的运动 求位移时较为方便 公式 是利用匀变速直线运动的平均速度和匀速运动的位移公式推出的 在不知道物体运动的加速度时就可求得物体运动的位移 因而 应用此公式求解一般较为简捷 公式 中不涉及时间 所以在不知道时间的情况下求位移要用此公式 例 6 一汽车在水平公路上以 20m s 的速度运动 从某时刻开始关闭油门后做匀减速运动 加 速度大小是 0 5m s2 求 1 汽车减速运动的总路程 2 汽车停止运动前 5s 内的位移 3 汽车减速运动 10s 和 50s 内的位移 3 两个等间隔的特殊规律 初速度为零的匀加速运动还具有以下两种等间隔的特点 1 等时间间隔的特点 1T 内 2T 内 3T 内 nT 内位移之比为 2222 321 3 2 1 nssss n 1T 末 2T 末 3T 末 nT 末速度之比为 nvvvv n 3 2 1 321 第一个 T 内 第二个 T 内 第三个 T 内 第 N 个 T 内的位移之比为 12 5 3 1 Nssss NIIIIII 相邻相等时间间隔内的位移之差相等 且都等于加速度与时间间隔平方的乘积 即 2 aTssssss IIIIVIIIIIIII 适用于一切匀变速直线运动 2 等位移间隔的特点 s 1处 s2 处 s3 处 ns处的速度之比为 nvvvv n 3 2 1 321 从静止开始通过连续相等的位移所用时间之比为 8 1 23 12 1 321 nntttt n 例 7 一小球沿一斜面由静止开始做匀加速运动 它在第s 1末的速度为sm 2 则它在第 s5 末 的速度为 m s 它在第 5s 内的位移是 m 例 8 一小球自 4 楼楼顶由静止开始做自由落体运动 若每层楼的高度相同 小球经过第一层 第二层 第三层和第四层所需时间之比为 A 2 3 2 1 B 32 23 12 1 C 7 3 1 D 1 12 23 32 4 运动图象 1 速度 时间图象 以横轴表示时间t 纵轴表示速度v 作出速度随时间变化的关系图线就是速度 时间图 象 简称速度图象 或 tv 图 它表示物体做直线运动时 速度随时间变化的规律 对于匀速直线运动 因 vvt 其速度图象是一条平行于t轴的直线 如图 1 所示 A 图 线表示速度大小是 sm 4 向正方向的匀速直线运动 B 图线表示速度大小是 2m s 向负方向 的匀速直线运动 A B t s 0 2 4 6 2 v m s 1 246810 图 1 对于匀变速直线运动的物体在t时刻的速度为 atvvt 0 其 tv 图线是一条倾斜直线 纵截距表示初速度 直线的斜率表示速度的变化率 加速度 如图 2 所示 图线 A 表示初速 度为 smvAO 2 加速度为 2 4 0smaA 的匀加速直线运动 图线 B 表示初速度为 smvBO 6 加速度为 2 1smaB 的匀减速直线运动 9 图 2 在速度图象中 由图线与t轴及两时刻线所围的 面积 表示对应时间内的位移 如图 3 甲 乙中 斜线区域面积值 分别表示匀速直线运动和匀变速直线运动物体在21 tt 时间内的 位移 v m s 1 t s v O t1t2t1 O t2t s v v m s 1 甲乙 图 3 当物体做变加速直线运动时 其 tv 图线为一条曲线 曲线上某点处的切线的斜率表示此 时刻的加速度的大小 图 4 为加速度逐渐减小的加速直线运动 A B 两点处的加速度大小比 较为BA aa t s v m s 1 O A B 图 4 2 位移 时间图象 以横轴表示时间t 纵轴表示位移s 作出物体的位移随时间变化的关系图线 就是位移 10 时间图象 简称位移图象 或 ts 图象 它表示物体做直线运动时 位移随时间变化的规律 对匀速直线运动来说 由 vts 知 位移图线是一条倾斜直线 其斜率表示位移随时间的 变化率 速度 如图 5 所示 图线 A B 分别表示两物体做匀速直线运动的位移图线 请同 学们计算一下 它们的速度分别是多少 图 5 对匀变速直线运动 由 2 0 2 1 attvs 可知 其位移图象是一条抛物线 如图 6 所示 图 线 A 表示匀加速直线运动 图线 B 表示先匀减速后反向匀加速直线运动 t s s m O B A 图 6 当物体做变速直线运动时 位移图线是一条曲线 图线上某点切线的斜率就表示对应时刻 的瞬时速度 如图 7 所示图线中的 P 点的切线的斜率就表示2 t 时刻的瞬时速度 图线上任两点 的连线的斜率就表示对应时间内的平均速度 如图 7 中的 AB 线的斜率就表示 31 tt 时间内的 平均速度 11 图 7 三 牛顿运动定律 牛顿运动定律是力学乃至整个物理学的基本规律 是动力学的基础 正确理解和熟练运用 牛顿运动定律特别是牛顿第二定律 是进一步学习其它物理知识的关键 1 正确而全面地理解牛顿运动定律 1 理解牛顿第一定律及惯性概念 恩格斯说过 力学是从惯性开始的 可见惯性是一个很重要的概念 同时惯性也是一个较 难理解的概念 希望大家能正确而全面地理解牛顿第一定律及惯性 牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的 在实际中不受力的物体是不存在的 牛顿第一定律不能用实验直接验证 但牛顿第一定律 是建立在大量的实验现象的基础上 通过思维的逻辑推理而发现的 例如伽俐略的理想实验 牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例 牛顿第一定律定性地指出了力与运动的关系 力是改变物体运动的原因 特别是指出了物 体在不受力的理想情况下物体的运动状态 静止或匀速运动 牛顿第二定律定量地指出了力与 运动的关系 maF 因此牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例 它们是两个不同的定律 力不是维持物体运动的原因 牛顿第一定律指出 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态 直到有外力改变这种 状态为止 因此物体在不受力时仍然可以做匀速运动 或静止 并不需要力来维持 力是 改变这种状态 即力是改变物体运动状态的原因 这就是力与运动的关系 惯性不是维持物体运动状态的力 它的作用是阻碍物体运动状态的变化 惯性是一切物体保持原来运动状态的性质 而力是物体间的相互作用 因此惯性不是一种 力 力是使物体运动状态发生改变的外部因素 惯性则是维持物体运动状态 阻碍物体运动状 态发生改变的内部因素 速度大或受力大的物体惯性不一定大 惯性的大小表示物体运动状态发生改变的难易程度 根据牛顿第二定律可知 质量是物体 惯性大小的惟一量度 与物体运动的速度大小 受力大小无关 通常质量相同的物体 速度越 大越难停下来 是由于在相同大小的合外力下 速度大的物体停下来时速度改变量大 所需时 间长 2 正确理解牛顿第二定律的 三性 12 对于牛顿第二定律 应着重理解以下几点 瞬时性 物体运动的加速度a与物体受到的合外力 F 具有瞬时对应关系 物体在每一瞬 时的加速度只决定于这一瞬时的合外力 而与这一瞬时之前或这一瞬时之后的力无关 若不等 于零的合外力作用在物体上 物体立即产生加速度 若合外力的大小或方向改变 加速度的大 小或方向也立即改变 若合外力为零 加速度也立即为零 这就是牛顿第二定律的瞬时性 矢量性 物体受到的合外力的方向就是物体运动的加速度的方向 即合外力的方向和加 速度的方向始终相同 这就是牛顿第二定律的矢量性 独立性 若a为物体的实际加速度 则 F 应为物体受到的合外力 作用于物体上的每一 个力各自独立产生的加速度也都遵从牛顿第二定律 与其它力无关 物体实际的加速度则是每 个力单独作用时产生的加速度的矢量和 这就是力的独立作用原理 根据这个原理 可以把物 体所受的各力分解在相互垂直的方向 在这两个方向上分别列出牛顿第二定律方程 这就是牛 顿第二定律的正交分解 3 平衡力与作用力和反作用力的比较 根据牛顿第三定律 两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等 方向相反 作用在 一条直线上 根据平衡条件 一个物体受到两个力作用而处于平衡状态时 即二力平衡 这两 个力一定大小相等 方向相反 作用在一条直线上 可见 一对作用力和反作用力与一对平衡 力的相同之处为 每一对力中的两个力 大小相等 方向相反 作用在一条直线上 它们之间 的不同之处 如下表所示 作用力和反作用力一对平衡力 对象不同分别作用在两个物体上作用在一个物体上 性质不同两个力同种性质两个力性质不一定相同 条件不同两个力相等没有任何条件物体处于平衡状态 变化不同同时产生 同时消失 同时变化 一个力变化 另一个力不一定变 化 效果不同分别产生各自状态变化物体处于平衡状态 一对作用力和反作用力与一对平衡力的根本区别在于作用力和反作用力分别作用在两个物 体上 两个力产生的效果不能抵消 而平衡力作用在一个物体上 两个力产生的效果相互抵消 2 牛顿第二定律的应用 1 用牛顿第二定律解题的两种常用方法 用牛顿第二定律解题时 通常有以下两种方法 合成法 若物体只受两个力作用而产生加速度时 根据牛顿第二定律可知 利用平行四边形定则求 出的两个力的合外力方向就是加速度方向 特别是两个力互相垂直或相等时 应用力的合成法 比较简单 例 1 如图 1 所示 动力小车沿倾角为 的斜面做匀加速直线运动 小车支架上有一单摆 在 运动过程中 摆线保持水平 则小车运动的加速度大小 13 A sing B tang C sin g D cos g a 图 1 正交分解法 当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时 常用正交分解法解题 通常是分解力 但 在有些情况下分解加速度更简单 分解力 一般将物体受到的各个力沿加速度方向和垂直于加速度方向分解 则 x F ma 沿加速度方向 y F 0 垂直于加速度方向 例 2 如图 3 所示 质量 kgm1 的环套在倾斜放置的杆上 受到竖直向上的拉力 F 20N 作用 而沿杆加速上滑 已知环与杆间的动摩擦因数6 3 杆与水平面间的夹角 30 2 10smg 求环运动的加速度 F 图 3 2 牛顿第二定律在连接体问题中的应用 连接体问题是指在外力作用下几个物体连在一起运动的问题 在此类问题中 如果连在一 起的物体具有相同的加速度 就可以将它们看成一个整体进行分析 即用 整体法 求解加速 度 如果需要求解运动物体之间的相互作用力 就可以把各个物体分别作为研究对象 分析各 自的受力情况和运动情况 并分别列出方程求解 即用 隔离法 求解相互作用力 例 3 如图 5 所示 质量相同的物体 1 和 2 紧靠在一起放在光滑的水平面上 如果它们分别受 到水平推力 F1和 F2作用 且21 FF 则 1 施 于 2 的作用力大小为 14 A 1 F B 21 FF C 2 1 21 FF D 2 1 21 FF 12 F1F2 图 5 例 4 如图 6 所示 两重叠在一起的滑块 A 和 B 置于固定的 倾角为 的斜面上 A B 的 质量分别为 M m A 与斜面间的动摩擦间因数为1 B 与 A 之间的动摩擦因数为2 已知 两滑块都从静止开始以相同的加速度从斜面滑下 滑块 B 受到的摩擦力 A 等于零 B 方向沿斜面向上 C 大小等于 cos 1mg D 大小等于 cos 2mg A B 图 6 3 牛顿第二定律在瞬时问题中的应用 牛顿第二定律的瞬时性 物体运动的加速度a与物体受到的合外力 F 具有瞬时对应关系 物体在每一瞬时的加速度 只决定于这一瞬时的合外力 而与这一瞬时之前或这一瞬时之后的力无关 若不等于零的合外 力作用在物体上 物体立即产生加速度 若合外力的大小或方向改变 加速度的大小或方向也 立即改变 若合外力为零 加速度也立即为零 这就是牛顿第二定律的瞬时性 理想化的绳 弹簧的特性 中学物理中的 绳 或线 弹簧 或橡皮绳 一般都是理想化模型 具有如下几个特 性 轻 即绳 弹簧的质量和重力均可视为零 因此同一根绳 弹簧的两端及其中间各点 的弹力大小相等 绳只能受拉力 不能受压力 弹簧既能受拉力 也能受压力 绳不能伸长 即无论绳所受拉力多大 绳子的长度不变 因此绳子的张力可以突变 由于弹簧受力时形变较大 发生形变需要一段时间 所以弹簧的弹力不能突变 但是 当弹簧被剪断时 弹力立即消失 15 例 5 如图 7 所示 三个质量相同的物块 A B C 用两个轻弹簧和一轻绳相连 挂在天花板 上 处于平衡状态 现将 A B 之间的轻线剪断 在刚剪断后的瞬间 三个物体的加速度分别 是 加速度的方向以竖直向下为正 A 的加速度 A a B 的加速度 B a C 的加速度 C a A B C 图 7 高一上学期期末实验复习题高一上学期期末实验复习题 命题命题 孙国武孙国武 1 用打点器计时器来研究物体的运动情况 1 打点计时器有电火花打点计时器和电磁打点计时器 是一种使用 电源的计计 时时仪器 电火花打点计时器其工作电压为 电磁打点计时器其工作电压为 如果 电源的频率是 50Hz 则它每隔 s 打一次点 电磁打点计时器通电以前 把纸带穿过 再把套在轴上的 压在纸带的上面 2 在拉动纸带和合上电源开关两个操作中 应当 先进行的操作是 16 A 拉动纸带和合上开关同时进行 B 拉动纸带 C 合上开关 D 进行哪个操作都可以 3 在实验桌上有以下器材 电磁打点计时器 低压直流电源 一端附有滑轮的长木板 细绳 钩码 小车 纸带 复写纸片 导线若干 在所给器材中 多余的器材有 还需 要的器材有 4 某同学得到一条比较理想的纸带 如图 7 纸带上的 A B C D E F 是计数点 每 5 个连 续计时点取一个计数点 计时点未在图上画出 打点计时器是接在频率为 50 Hz 的低压交流电源 上 根据纸带上的数据可以判断 小车作 运动 小车的加速度 a m s2 小车在 B 点时的速度 B m s 2 在用电火花计时器 或电磁打点计时器 研究匀变速直线运动的实验中 某同学打出了一条 纸带 已知计时器打点的时间间隔为 0 02s 他按打点先后顺序每 5 个点取 1 个计数点 得到 了 O A B C D 等几个计数点 如图所示 则相邻两个计数点之间的时间间隔为 s 用刻度尺量得 OA 1 50cm AB 1 90cm BC 2 30cm CD 2 70cm 由此可知 纸带做 运动 选填 匀加速 或 匀减速 打 C 点时纸带的速度大小为 m s 3 如图为接在 50Hz 的低压交流电上的打点计时器 在纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸 带 图中所示的是每打 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 个计数点间的距离 m 3 打第 3 个计数点时该物体的速度为 m s 4 在 研究匀变速直线运动 的实验中 电磁打点计时器使用 选填 直 流 或 交流 电源 它每隔 0 02s 打一次点 图示是实验得到的一条点迹清晰的纸带 图 7 17 A B C D为四个计数点 相邻两个计数点之间还有 4 个点未画出 则相邻两个计数点间 的时间间隔是 s 经测量知道AB 2 20cm BC 3 80cm 根据以上数据 可知 打点计时器打下B点时物体的速度等于 m s 物体的加速度等于 m s2 5 某同学测定匀变速直线运动的加速度时 得到了在不同拉力下的 A B C D 等几条 较为理想的纸带 并在纸带上每 5 个点取一个计数点 即相邻两计数点间的时间间隔为 0 1s 将每条纸带上的计数点都记为 0 1 2 3 4 5 如图所示甲 乙 丙三段纸带 分别是 从三条不同纸带上撕下的 在甲 乙 丙三段纸带中 属于纸带 A 的是 打 A 纸带时 物体的加速度大小是 6 有位同学利用 DIS 实验测小车的加速度 他做了一个 U 字型遮光板 遮光板 a b 的宽度为 5mm 两遮光板间的透光部分距离 c 为 10cm 如图所示 将此遮 光板安装在小车上 实验时测得遮光时间是 第一次为 0 100s 第二次 0 050s 则小车的加速度约为 要提高测量的精确度 可以采取的 方法是适当 选填 增大 或 减小 挡板 a b 的宽度 7 在 探究加速度与力 质量的关系 的实验中 采用下图所示的装置 1 1 本实验应用的实验方法是 下列说法中正确的是 A 在探究加速度与质量的关系时 应该改变拉力的大小 B 在探究加速度与外力的关系时 应该改变小车的质量 C 在探究加速度a与质量m的关系时 为了直观判断二者间 的关系 应作出a 图象 m 1 OABCD 012 34 3 00cm6 11cm 9 22cm A甲甲 4 43 3 12 33cm16 44cm 乙乙丙丙 第 5 题图 18 D 当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时 才能近似认为细线对小车的拉力大小等 于砝码盘和砝码的总重力大小 2 2 某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据 如下表所示 小车质量保持不变 根据表中的数据在坐标图上作出a F图象 图线不过原点的原因可能是 3 在 探究加速度与力 质量的关系 实验中 为了平衡摩擦力 需要在长木板的下面垫一 木块 木块垫在没有滑轮的一端 反复移动木块的位置 直到测出小车所拖纸带上的各个相邻 记数点之间的距离都 为止 这时小车在斜面上所做的是 运动 小车拖着纸带 运动时受到的摩擦阻力恰好与小车的 平衡 4 某两个同学用图所示的装置 图中 A 为小车 B 为带 滑轮的长木板 C 为水平桌面 分别在 探究加速度与 外力间的关系 实验中 各自得到的图象如图中甲和乙所 示 则出现此种现象的原因甲是 乙是 5 某同学在做 当外力一定时 加速度和质量的关系 的实验时 得到下表中的实验数据 1 请使用 a 1 m 图象来处理这些数据 并说明为什么不用 a m 图象来处理数据 2 根据作出的图象 可以得到的结论是小车的加速度与它的 8 某同学用如图所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验 他先测出不挂砝 F N0 200 300 400 500 60 a m s 20 100 200 280 400 52 O 0 60 50 40 30 20 1 0 10 0 20 0 30 0 40 0 50 0 60 a m s 2 F N 19 码时弹簧下端指针所指的标尺刻度 然后在弹簧下端挂上砝码 并逐个增加砝码 测出指针所 指的标尺刻度 所得数据列表如下 重力加速度 g 9 8m s2 1 根据所测数据 在答题卡的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度底与砝码质量 m 的关系曲 线 2 根据所测得的数据和关系曲线可以判断 在 弹性限度 弹簧形变量 m 范围内弹力 大小与弹簧伸长关系满足胡克定律 这种规格弹簧的劲度系数为 N m 3 探索弹力和弹簧伸长的关系 在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中 将弹簧水平放置测出其自然长度 然后竖直 悬挂让其自然下垂 在其下端竖直向下施加 外力 F 实验过程是在弹簧的弹性限度内进 行的 用记录的外力 F 与弹簧的形变量 x 作 出 F x 图线 如图所示 由图可知弹簧的劲 度系数为 图线不过图标 原点的原因是 9 在验证力的平行四边形定则的实验中 某同学采取了以下三个步骤做实验 1 在水平放置的木板上固定一张白纸 把橡皮条的一端固定在木板上 另一端拴两根细绳 套 通过细绳套同时用两个测力计互成角度地拉橡皮条 使它与细绳套的结点到达某一位置 O 点 在白纸上记下 O 点和两个测力计 F1和 F2的示数 2 在白纸上根据 Fl和 F2的大小 应用平行四边形定则作图 求出它们的合力的大小 F合 3 只用一个测力计通过细绳套拉橡皮条 使它的伸长量与两个测力计拉力相同 记下此时 测力计的示数 F 和细绳套的方向 以上三个步骤均有错误或疏漏 请指出它们错在哪里 在 1 中是 在 2 中是 在 3 中是 10 在做 互成角度的两个共点力的合成 实验时 橡皮筋的一端固定在木板上 用两个弹簧秤 20 把橡皮筋的另一端拉到某一确定的 O 点 以下操作中错误的是 A 同一次实验过程中 O 点位置允许变动 B 实验中 弹簧秤必须保持与木板平行 读数时视线要正对弹簧秤刻度 C 橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上 D 实验中 把橡皮筋的另一端拉到 O 点时 两个弹簧秤之间夹角应取 90 以便算出合力大