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《高中物理必修一第一章知识点总结》

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物理学是研究物质的基本结构及物质运动的普遍规律的科学,那么高中物理怎么学习呢?以下是小编准备的一些高中物理必修一第一章知识点总结,仅供参考。

高中物理必修一第一章知识点

第一讲 运动的描述(t、l、x、v、a、m)

一、质点、参考系和坐标系

1、机械运动:一个物体相对另外一个物体位置的变化。具有相对性。

2、质点:用来替代物体的具有质量的点。是高中物理引入的第一个理想模型。是具体物体理想化的抽象。

(1)物体可以看为质点的条件:只有当物体的大小、形状对研究的问题没有影响或者影响很小,才可以将物体看为质点。(不以大小论质点)

(2)理想模型。实际不存在

3、参考系:描述一个物体的运动时,选来作为参考的其他的物体

选取原则:(1)任意性 (2)方便性(默认参考系为地面) (3)同一性

4、坐标系

二、时间、时刻和位移、路程

1、时刻和时间间隔(时间一去不复返,无负值)

(1)时刻:(某一瞬间)在时间坐标轴上代表一个位置、一个点。

对应物理量:位置、瞬间速度、瞬间加速度

(2)时间间隔:时间段。两个时刻之差。在时间坐标轴上代表一个点到另外一个点的线段。

对应物理量:位移、位置变化量、速度变化量、平均速度

2、位移和路程

(1)位移(矢量):物体空间位置变动的大小和方向。是起点指向终点的一条有向线段。

有大小、有方向,满足平行四边形运算法则

由初、末位置决定,与路径无关

大小:初、末位置间的线段长度

方向:由初位置指向末位置

(2)路程(标量):物体运动轨迹的长度

有大小、无方向,遵守算术运算

矢量大小比较:比较绝对值大小,正负只代表方向,不具备数学意义

三、运动快慢的描述——速度(矢量)

1、速度:位移与发生这段位移所用时间的比值,符号表示为v

(1)公式:V=△X/△t

(2)单位:1m/s=3.6Km/h

(3)矢量性:有大小、有方向,速度方向和物体运动方向相同。

(4)分类:瞬时速度:物体通过某个位置或者在某时刻的速度

平均速度:物体通过某个位移段或者在某个时间段(时间间隔)内的速度

(5)方向:瞬时速度与运动方向一致

平均速度与位移方向一致

2、平均速度和瞬时速度

瞬时速度为0说明物体此时刻静止,瞬时速度连续为0说明物体一直静止;平均速度为0的物体不一定是连续静止的

3、速率:

(1)瞬时速率:瞬时速度的大小,是标量。

(2)平均速率:路程与时间的比值,是标量。平均速率不等于平均速度的大小。

(3)平均速率≥平均速度(大小),在单向直线运动中“=”成立

四、速度变化快慢的描述——加速度(矢量)

1、加速度:速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值,符号表示为a

(1)公式:a=△V/△t,单位:m/s2

(2)矢量性:方向与速度变化量的方向相同

2、物体加减速的条件:

(1)物体加速度方向与速度方向一致或者成锐角,物体做加速运动,速度大小在增加。

(2)物体加速度方向与速度方向反向或者成钝角,物体做减速运动,速度大小在减小。

高一物理必修一第一章练习题(及答案)

一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,第1~6小题只有一个选项符合题目要求,第7~10小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)

1.我国《道路交通安全法》第六十七条规定:高速公路限速标志标明的时速不得超过一百二十公里。图示为高速公路上的限速标志,下列说法中正确的是导学号96930613()

A.限速值是指汽车行驶的平均速度

B.该限速值约为12m/s

C.汽车限速是因为汽车速度越大,惯性越大,难以刹车

D.汽车限速是因为汽车速度越大,刹车距离越大,容易发生交通事故

答案:D

解析:限速值指的是瞬时速度,A错;该限速值约为33m/s,B错;质量是惯性大小的量度,与汽车速度无关,C错;汽车速度越大,刹车距离越大,D正确。

2.一根轻绳的上端悬挂在天花板上,下端挂一灯泡,则导学号96930614()

A.灯泡受的重力和灯泡对绳的拉力是一对平衡力

B.灯泡受的重力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力

C.灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力

D.绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对平衡力

答案:C

解析:灯泡受的重力和绳对灯泡的拉力是一对平衡力,选项A、B错误;灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力,绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对作用力和反作用力,选项C正确,选项D错误。

3.一串小灯笼(五只)彼此用轻绳连接,并悬挂在空中,在稳定水平风力作用下发生倾斜,悬绳与竖直方向的夹角为30°,如图所示,设每个红灯笼的质量均为m,则自上往下第二只灯笼对第三只灯笼的拉力大小为导学号96930615()

A.23mgB.233mg

C.833mgD.8mg

答案:A

解析:以下面三个灯笼作为整体为研究对象,进行受力分析,如图:

竖直方向:Tcos30°=3mg

得:T=3mgcos30°=23mg

故选A。

4.几位同学为了探究电梯启动和制动时的运动状态变化情况,他们将体重计放在电梯中,一位同学站在体重计上,然后乘坐电梯从1层直接到10层,之后又从10层直接回到1层。用照相机进行了相关记录,如图所示。图1为电梯静止时体重计的照片,图2、图3、图4和图5分别为电梯运动过程中体重计的照片。根据照片推断正确的是导学号96930616()

A.根据图2推断电梯一定处于加速上升过程,电梯内同学可能处于超重状态

B.根据图3推断电梯一定处于减速下降过程,电梯内同学可能处于失重状态

C.根据图4推断电梯可能处于减速上升过程,电梯内同学一定处于失重状态

D.根据图5推断电梯可能处于加速下降过程,电梯内同学一定处于超重状态

答案:C

解析:由图可知,图2、图5示数大于重力为超重,电梯可能加速上升或减速下降,图3、图4示数小于重力,失重可能向下加速,也可能向上减速,C正确。

5.质量为m的金属盒获得大小为v0的初速度后在水平面上最多能滑行s距离,如果在盒中填满油泥,使它的总质量变为2m,再使其以v0初速度沿同一水平面滑行,则它滑行的距离为导学号96930617()

A.s2B.2s

C.s4D.s

答案:D

解析:设金属盒与水平面间的动摩擦因数为μ,未装油泥有-μmg=ma①

-v20=2as②

装满油泥后有:-μ2mg=2m?a′③

-v20=2a′?s′④

解①②③④可得:s′=s

6.放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系如图甲所示,物块速度v与时间t的关系如图乙所示。取重力加速度g=10m/s2。由此两图象可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为导学号96930618()

A.m=1.5kg,μ=0.4B.m=0.5kg,μ=0.4

C.m=0.5kg,μ=0.2D.m=1kg,μ=0.2

答案:B

解析:结合F-t图象和v-t图象,分析物块在各段内的受力和运动情况,利用各段的运动规律和牛顿第二定律求解。由题中图象所给的信息可知,当外力F等于3N时,物块做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得F1-μmg=ma,由图象可得F1=3N,a=ΔvΔt=4-04-2m/s2=2m/s2;当外力等于2N时,物块做匀速运动,则F2=μmg,其中F2=2N;将两式联立解得m=0.5kg,μ=0.4。

7.如图所示,清洗楼房光滑玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中,工人及其装备的总重量为G,且视为质点。悬绳与竖直墙壁的夹角为α,悬绳对工人的拉力大小为F1,墙壁对工人的弹力大小为F2,则导学号96930619()

A.F1=Gsinα

B.F2=Gtanα

C.若工人缓慢下移,增加悬绳的长度,但F1与F2的合力不变

D.若工人缓慢下移,增加悬绳的长度,则F1减小,F2增大

答案:BC

解析:作出人的受力图如图所示

可得F1=Gcosα

F2=Gtanα

当增加悬绳长度,α减小

F1与F2均减小

F1与F2的合力始终等于重力,综上所述B、C正确。

8.如图a所示,一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端放置一物体(物体与弹簧不连接),初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体上,使物体开始向上做匀加速运动,拉力F与物体位移x的关系如图b所示(g=10m/s2),则正确的结论是导学号96930620()

A.物体与弹簧分离时,弹簧处于压缩状态

B.物体的加速度大小为5m/s2

C.物体的质量为2kg

D.弹簧的劲度系数为7.5N/cm

答案:BC

解析:以物体为研究对象,由牛顿第二定律并结合图象得

10+4k-mg=ma

30-mg=ma

又4k=mg

由以上三式解得m=2kg

a=5m/s2k=5N/cm

所以B、C正确,D错误。

由题意知,物体与弹簧分离时,弹簧处于自然伸长状态,A错误。

9.如图所示,某一缆车沿着坡度为30°的山坡以加速度a上行,在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面,斜面上放一个质量为m的小物块,小物块相对斜面静止(设缆车保持竖直状态运行),则导学号96930621()

A.小物块受到的摩擦力方向平行斜面向下

B.小物块受到的滑动摩擦力大小为ma

C.小物块受到的静摩擦力大小为12mg+ma

D.小物块受到斜面的弹力大小为32mg

答案:CD

解析:以木块为研究对象,分析受力情况:木块受重力mg、斜面的支持力N和静摩擦力f,f沿斜面向上,故A错误;根据牛顿第二定律得:f-mgsin30°=ma,解得,f=12mg+ma,方向平行斜面向上,故C正确,B错误;小物块受到的支持力等于重力垂直于斜面的分力;故N=mgcos30°=3mg2;故D正确。

10.如图所示,传送带的水平部分长为L,传动速率为v,在其左

端无初速度释放一小木块,若木块与传送带间的动摩擦因数为μ,则木块从左端运动到右端的时间可能是导学号96930647()

A.Lv+v2μgB.Lv

C.2LμgD.2Lv

答案:ACD

解析:因木块运动到右端的过程不同,对应的时间也不同,若一直匀加速至右端,则L=12μgt2,可得t=2Lμg,C正确;若一直加速到右端的速度恰好与传送带速度v相等,则L=0+v2t,可得t=2Lv,D正确;若先匀加速到传送带速度v,再匀速到右端,则v22μg+v(t-vμg)=L,可得t=Lv+v2μg,A正确;木块不可能一直匀速至右端,B错误。

第Ⅱ卷(非选择题共60分)

二、填空题(共3小题,共16分。把答案直接填在横线上)

11.(4分)在“探究加速度与力、质量的关系”实验时,已提供了小车,一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线。为了完成实验,还须从下图中选取实验器材,其名称是____(漏选或全选得零分);并分别写出所选器材的作用_____。导学号96930622

答案:学生电源、电磁打点计时器、钩码、砝码(或电火花计时器、钩码、砝码)学生电源为电磁打点计时器提供交流电源;电磁打点计时器(电火花计时器)记录小车运动的位置和时间;钩码用以改变小车的质量;砝码用以改变小车受到拉力的大小,还可以用于测量小车质量。

解析:电磁打点计时器用来打点计时,以便测定加速度,要配备4~6V学生电源(交流电源)为其供电,通过改变砝码个数来改变拉力大小;钩码放在小车上来调节小车质量。也可用电火花计时器来代替学生电源和电磁打点计时器,因为电火花计时器使用220V交流电,不使用学生电源。

12.(6分)某实验小组利用图1所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验。导学号96930623

(1)在实验中必须将长木板右端垫高,目的是,当不挂钩码时小车能匀速运动时,表明已调好。

(2)为了减小误差,每次实验必须通过改变钩码的个数来改变小车所受合外力,获取多组数据。若小车质量为400g,实验中每次所用的钩码总质量范围应选_____组会比较合理。(填选项前的字母)

A.10g~40gB.200g~400gC.1000g~2000g

(3)图2中给出的是实验中获取的纸带的一部分:1、2、3、4、5是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点未标出,由该纸带可求得小车的加速度a=___。(计算结果保留三位有效数字)

(4)改变钩码的个数重复实验,得到加速度a与合外力F的关系如图3所示,分析线段OA,可得出实验结论是________。

答案:(1)平衡摩擦力(2)A(3)1.11m/s2(4)在质量不变的条件下,加速度与合外力成正比

解析:(1)实验中将长木板右端垫高,是为了平衡摩擦力。

(2)为减少实验误差,应满足M?m,所以应选A组钩码。

(3)a=x35-x134T2=1.11m/s2

(4)由图3可知,加速度与合外力成正比。

13.(6分)在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时,采用如图所示的实验装置,小车及车中的砝码质量用M`表示,沙桶质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打出的点计算出:导学号96930624

(1)保持小车受力不变,测量不同质量的小车在这个力作用下的加速度。某次实验中打出如图乙所示的纸带(打点计时器电源的频率为50Hz),则这个加速度值a=_____m/s2。

(2)一组同学在先保持沙桶质量一定,探究加速度与质量的关系,以下做法错误的是()

A.平衡摩擦力时,应将沙桶用细绳通过定滑轮系在小车上

B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力

C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器电源

D.小车运动的加速度可用天平测出m以及小车质量M,直接用公式a=mg/M求出

(3)在保持小车及车中的砝码质量M一定,探究加速度与所受合外力的关系时,詹詹和彭彭二位同学得到的a―F关系分别如下图丙、丁所示(a是小车的加速度,F是细线作用于小车的拉力)。其原因分别是:

丙图:__________________________________

丁图:__________________________________

答案:(1)0.8(2)ACD(3)平衡摩擦力时倾角过大;倾角过小或没有平衡摩擦

解析:(1)a=Δs2T2=?3.53-1.93?×10-22×0.12m/s2

=0.8m/s2

(2)根据实验原理及操作步骤可知选项B正确,A、C、D错误。

(3)由丙图可知,F=0时,a不为零,说明平衡摩擦力时倾角过大。由丁图可知,F增大到一定值时才产生加速度a,说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。

三、论述、计算题(本题共4小题,共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)

14.(10分)如图所示,倾角为θ=37°的光滑斜面体固定在一个小车上,小车与斜面体的总质量为M=2kg,斜面体上有一个质量m=0.5kg的小物块,小车放在光滑的水平桌面上,小车与一平行于桌面的细绳相连,绳的另一端跨过一不计摩擦的轻质定滑轮挂一个物块质量为m0,桌子固定于水平地面上。若把物块m0由静止释放(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:m0质量为多大时,物块m与斜面体恰好相对静止?导学号96930625

答案:m0=7.5kg

解析:根据牛顿第二定律,对m0有:m0g-T=m0a

对m和M整体:T=(m+M)a

对m:mgtanθ=ma

解得:m0=?M+m?gtan37°g-a

代数解得:m0=7.5kg

15.(10分)如图所示,固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动,推力F与小环速度v随时间变化规律如图所示,取重力加速度g=10m/s2。求:导学号96930626

(1)小环的质量m;

(2)细杆与地面间的倾角α。

答案:(1)1kg(2)30°

解析:由v-t图象可解得:a=vt=12m/s2,前2s内,由牛顿第二定律得:F1-mgsinα=ma

2s后满足:F2=mgsinα代入数据解得:m=1kg,α=30°。

16.(11分)如图所示,一小轿车从高为10m、倾角为37°的斜坡顶端从静止开始向下行驶,当小轿车到达底端时进入一水平面,在距斜坡底端115m的地方有一池塘,发动机在斜坡上产生的牵引力为2×103N,在水平地面上调节油门后,发动机产生的牵引力为1.4×104N,小轿车的质量为2t,小轿车与斜坡及水平地面间的动摩擦因数均为0.5(g取10m/s2)。求:导学号96930627

(1)小轿车行驶至斜坡底端时的速度;

(2)为使小轿车在水平地面上行驶而不掉入池塘,在水平地面上加速的时间不能超过多少?(轿车在行驶过程中不采用刹车装置)

答案:(1)10m/s(2)5s

解析:(1)小轿车在斜坡上行驶时,由牛顿第二定律得

F1+mgsin37°-μmgcos37°=ma1

代入数据得斜坡上小轿车的加速度a1=3m/s2

由v21=2a1x1=2a1h/sin37°

得行驶至斜坡底端时的速度v1=10m/s。

(2)在水平地面上加速时F2-μmg=ma2

代入数据得a2=2m/s2

关闭油门后减速μmg=ma3,代入数据得a3=5m/s2

关闭油门时轿车的速度为v2,

v22-v212a2+v222a3=x2

得v2=20m/s,t=v2-v1a2=5s

即在水平地面上加速的时间不能超过5s。

17.(13分)(石家庄市高一上学期期末)如图甲所示,质量为M=4kg的木板静止在水平面上,质量m=1kg的小滑块静止在木板的右端,可看成质点。已知木板与水平面间的动摩擦因数为μ1=0.1,小滑块与木板之间的动摩擦因数为μ2=0.4,重力加速度g=10m/s2。现用力F作用在木板M上,F随时间t变化的关系如图乙所示,求:导学号96930628

(1)t=1s时,小滑块和木板的速度大小;

(2)为使小滑块不从木板上滑落下来,木板的最小长度。

答案:(1)4m/s5m/s(2)0.75m

解析:(1)对小滑块:a1=μ2g=4m/s2

对木板:第1s内,

a2=F1-μ2mg-μ1?M+m?gM=5m/s2

第2s内,a3=F2-μ2mg-μ1?M+m?gM=2m/s2

t=1s时,小滑块的速度vm=a1t=4m/s

木板的速度vM=a2t=5m/s

(2)由于a3

a1t+a1Δt=a2t+a3Δt

解得:Δt=0.5s

滑块与木板在1.5s时,保持相对静止,0~1.5s内:

木板的位移s2=12a2t2+a2tΔt+12a3Δt2=5.25m

滑块的位移为s1=12a1t2+a1tΔt+12a1Δt2=4.5m

木板的最小长度L=s2-s1=0.75m

高一物理必修一公式

1高一物理必修一公式:质点的运动

1、速度Vt=Vo+at 2.位移s=Vot+at?/2=V平t= Vt/2t

3.有用推论Vt?-Vo?=2as

4.平均速度V平=s/t(定义式)

5.中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2

6.中间位置速度Vs/2=√[(Vo?+Vt?)/2]

7.加速度a=(Vt-Vo)/t {以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向则aF2)

2.互成角度力的合成:

F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理) F1⊥F2时:F=(F12+F22)1/2

3.合力大小范围:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|

4.力的正交分Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β为合力与x轴之间的夹角tgβ=Fy/Fx)

注:(1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则;

(2)合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;

(3)除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图;

(4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(α角)越大,合力越小;

(5)同一直线上力的合成,可沿直线取正方向,用正负号表示力的方向,化简为代数运算.

2高一物理必修一公式:自由落体

1.初速度V_o =0 2.末速度V_t = g t

3.下落高度h=gt2 / 2(从V_o 位置向下计算)

4.推论V t2 = 2gh

注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速度直线运动规律。

(2)a=g=9.8≈10m/s2 重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下。

3高一物理必修一公式:动力学(运动和力)

1.牛顿第一运动定律(惯性定律):物体具有惯性,总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止

2.牛顿第二运动定律:F合=ma或a=F合/ma{由合外力决定,与合外力方向一致}

3.牛顿第三运动定律:F=-F′{负号表示方向相反,F、F′各自作用在对方,平衡力与作用力反作用力区别,实际应用:反冲运动}

4.共点力的平衡F合=0,推广 {正交分解法、三力汇交原理}

5.超重:FN>G,失重:FN