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万有引力定律(Law of universal gravitation),是解释物体之间的相互作用的引力的定律。下面是读文网小编收集整理的高一物理《曲线运动及万有引力》的考试复习资料以供大家学习。
1、曲线运动特点:①运动轨迹是曲线 ②速度方向时刻在变,为该点的切线方向 ③做曲线运动的条件:F合与V0不在同一条直线上(即a与v0不在同一条直线上)④曲线运动一定是变速运动 两个特例:① F合力大小方向恒定――匀变速曲线运动(如平抛运动)
②F合大小恒定,方向始终与v垂直――匀速圆周运动
2、运动的合成与分解 ①分运动的独立性 ②运动的等时性 ③速度、位移、加速度等矢量的合成遵从平行四边形定则。注意:合运动是物体的实际运动。两个做直线运动的分运动,它们的合运动的轨迹是否是直线要看合初速度与合加速度的方向关系。 进行等效合成时,要寻找两分运动时间的联系——等时性。
3、平抛运动:具有水平初速度且只受重力作用,是匀变速曲线运动。
水平方向:匀速直线运动 vx==v0 x=v0t ax=0
竖直方向:自由落体运动 v=gt y=gtay=g 匀变速直线运动的一切规律在竖直方向上都成立。 y2gt22vvv 合运动 :a=g,v与 v的夹角 tan0xyv0
22L=xy L与v0的夹角 tanα=ygt= x2v0
平抛运动中飞行时间仅由抛出点与落地点间的竖直高度决定
(2)匀速圆周运动的特点:速率、角速度不变,速度、加速度、合外力大小不变,方向时刻改变,合力就是向心力,它只改变速度方向。
(3)变速圆周运动:合外力一般不是向心力,它不仅要改变物体速度大小(切向分力),还要改变速度方向(向心力)。
(4)生活中的圆周运动:①火车转弯 ②汽车过拱形桥 ③航天器中的失重现象 ④离心现象
对匀速圆周运动的实例分析应结合受力分析,找准圆心位置,找出向心力,结合牛顿第二定律和向心力公式列方程求解。要注意竖直平面内的圆周运动及临界情况分析,绳类的约束条件为v临gR,杆类的约束条件为v临0。
5、万有引力及万有引力定律(1)内容:任何两个质点都是相互吸引的,引力的大小跟这两个质点的质量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比(2)公式 FGm1m2,式中G为引力常量, Gr=6.67×10-11 N·m2/kg2 ,引力常量是在牛顿发现万有引力定律一百多年后由英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置测出的(3)适用条件 定律适用于计算两个可以视作质点的物体之间的万有引力
6、万有引力定律在天文学上的应用(1)测量天体质量以及密度
①基本思路一:物体在星球表面及其附近时的重力近似等于它所受到的万有引力
mMgR22 mgG2 得M (GM=gR 黄金代换式) 3g RG4GR
(M为中心天体质量,g为该星球表面物体自由落体加速度,R为该星球的半径)
②基本思路二:把天体围绕中心天体的运动看做是匀速圆周运动,向心力由它们之间的万有引力提供。
当天体的卫星围绕天体表面运动时,轨道半径r等于天体的半径R,得到(M为中心天体质量,m为绕行天体的质量,r为轨道半径,T为绕行的周期)
7、.人造卫星与宇宙速度
(1)卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力由地球对卫星的引力充当
(2)运行速度和发射速度:对于人造地球卫星,由得:,该速度指的是人造地球卫星在轨道上的运行速度,其大小随轨道半径的增大而减小。但由于人造地球卫星发
射过程中要克服地球引力做功,势能增大,所以向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星要困难,将卫星发射到离地球越远的轨道上,在地面所需要的发射速度就越大。宇宙速度就是常见的发射速度:
第一宇宙速度(环绕速度):v1=7.9km/s;(地球卫星的最小发射速度,最大的运行速度) b、第二宇宙速度(脱离速度):v2=11.2km/s;(卫星挣脱地球束缚的最小发射速度) c、第三宇宙速度(逃逸速度):v3=16.7km/s.(卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度) ⑶地球同步卫星与近地卫星
地球同步卫星特点:①运动周期等于地球自转周期(T=1天=86400 s)②定点在地球赤道上方、Mm与地面观察点相对静止的人造地球卫星,它的轨道与地球赤道共面
近地卫星指在地球表面绕地球运动的卫星,它的加速度等于地球表面的重力加速度g=GM=2R
8、功(1)恒力的功等于该力与力方向上位移的乘积,即W=Fscosα.
(2)求变力做功:①如变力是随位移作线性变化的,则可用平均力与位移的乘积求得;②通过动能定理求得.
(3)关于功还需强调以下几点:①功是标量,有正负但没有方向,如力与位移的夹角是锐角,则此力做正功,是动力;如力与位移的夹角是钝角,则此力做负功,是阻力.如力与位移相垂直,则此力不做功.②摩擦力(包括滑动摩擦力与静摩擦力)既可做正功,又可做负功,也可能不做功.③恒力的功与物体运动的路径无关,只与该物体的初末位置有关.如重力的功总为mgh,重力所做的功只与物体初末位置的高度差h有关.
9、P有两个基本公式:
(1)某一段时间内的平均功率:PW或者P=FV(V是指平均速度) t
(2)某一时刻的瞬时功率PFvcos,(v为瞬时速度)α为v与F的夹角,如α=0,则F与v方向一致,公式简化为P=Fv.
10、 用P=Fv讨论车、船类物体在牵引力作用下的运动.
11、 动能定理
1. mv2,动能是标量,恒为正值,单位:焦耳(J)2(1)动能是物体因运动而具有的能,公式是Ek
表达式为:Ek11mvt2mv02. 22(2)动能的变化,即动能的改变量,也称动能增量,是指末位置的动能与初位置的动能之差.数学(3)动能定理的表述:合力所做的功等于物体动能的变化,即W合=ΔEk
(4)动能定理的应用需注意:①动能定理的应用对象一般是一个物体;②作为应用动能定理的对象,可以在做直线运动、曲线运动,可以受恒力作用,也可以受变力作用,力的性质可以是任何种类的力,运动过程可以是单一的物理过程,也可以是各个不同形式运动阶段相衔接的复杂的运动过程;③应用动能定理前先明确物体的受力情况,受几个力,哪些力做功,在运动过程中的哪个阶段做功,是做正功还是做负功,求得功的代数和;④分析运动过程始末的动能,得到动能的变化量,结合功的代数和表达式,列动能定理方程,并求解.
30 机械能守恒定律以及功能关系
(1)势能.在力学中势能常指重力势能和弹性势能.
重力做功与重力势能的关系:
A、当物体由高处向低处运动时:重力做正功,重力势能减少,WG>0,EP1>EP2重力势能减少的数量等于重力对物体做的功
B、当物体由低处向高处运动时:重力做负功,重力势能增加,WG<0,EP1
注意:重力势能的大小是相对的,同一物体位于同一位置,其势能可以是正值,也可以是负值.只有设定了势能零点即势能的参考位置后,才有势能的具体大小.在参考面以上,高度是正值,重力势能是正值;在参考面以下,高度是负值,重力势能是负值;在参考平面处,重力势能为0
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万有引力定律是艾萨克·牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的。牛顿的普适的万有引力定律表示如下:
任意两个质点有通过连心线方向上的力相互吸引。该引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比,与两物体的化学组成和其间介质种类无关。
两个可看作质点的物体之间的万有引力,可以用以下公式计算:F=GmM/r^2,即 万有引力等于引力常量乘以两物体质量的乘积除以它们距离的平方。其中G代表引力常量,其值约为6.67×10的负11次方单位 N·m2 /kg2。为英国科学家 卡文迪许通过扭秤实验测得。
万有引力的推导:若将行星的轨道近似的看成圆形,从开普勒第二定律可得行星运动的角速度是一定的,即:
ω=2π/T(周期)
如果行星的质量是m,离太阳的距离是r,周期是T,那么由运动方程式可得,行星受到的力的作用大小为
mrω^2=mr(4π^2)/T^2
另外,由开普勒第三定律可得
r^3/T^2=常数k'
那么沿太阳方向的力为
mr(4π^2)/T^2=mk'(4π^2)/r^2
由作用力和反作用力的关系可知,太阳也受到以上相同大小的力。从太阳的角度看,
(太阳的质量M)(k'')(4π^2)/r^2
是太阳受到沿行星方向的力。因为是相同大小的力,由这两个式子比较可知,k'包含了太阳的质量M,k''包含了行星的质量m。由此可知,这两个力与两个天体质量的乘积成正比,它称为万有引力。
如果引入一个新的常数(称万有引力常数),再考虑太阳和行星的质量,以及先前得出的4·π2,那么可以表示为
万有引力=GmM/r^2
两个通常物体之间的万有引力极其微小,我们察觉不到它,可以不予考虑。比如,两个质量都是60千克的人,相距0.5米,他们之间的万有引力还不足百万分之一牛顿,而一只蚂蚁拖动细草梗的力竟是这个引力的1000倍!但是,天体系统中,由于天体的质量很大,万有引力就起着决定性的作用。在天体中质量还算很小的地球,对其他的物体的万有引力已经具有巨大的影响,它把人类、大气和所有地面物体束缚在地球上,它使月球和人造地球卫星绕地球旋转而不离去。
重力,就是由于地面附近的物体受到地球的万有引力而产生的。
任意两个物体或两个粒子间的与其质量乘积相关的吸引力。自然界中最普遍的力。简称引力,有时也称重力。在粒子物理学中则称引力相互作用和强力、弱力 、电磁力合称4种基本相互作用。引力是其中最弱的一种,两个质子间的万有引力只有它们间的电磁力的1/1035 ,质子受地球的引力也只有它在一个不强的电场1000伏/米的电磁力的1/1010。因此研究粒子间的作用或粒子 在电子显微镜和加速器中运动时,都不考虑万有引力的作用 。一般物体之间的引力也是很小的,例如两个直径为 1米的铁球 ,紧靠在一起时 , 引力也只有1.14×10^(-3)牛顿,相当于0.03克的一小滴水的重量 。但地球的质量很大,这两个铁球分别受到4×104牛顿的地球引力 。所以研究物体在地球引力场中的运动时,通常都不考虑周围其他物体的引力。天体如太阳和地球的质量都很大,乘积就更大,巨大的引力就能使庞然大物绕太阳转动。引力就成了支配天体运动的唯一的一种力。恒星的形成,在高温状态下不弥散反而逐渐收缩,最后坍缩为白矮星、中子星和黑洞 , 也都是由于引力的作用,因此引力也是促使天体演化的重要因素。
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物理学的发端始于人类对理解星体运行的追求。三百多年前,万有引力定律的发现堪称人类文明与理性探索进程中最壮丽的诗篇,其所体现出的科学智慧的震撼力, 至今仍为世人所叹服,它第一次把看似毫不相关的地上与天上运动统一起来,第一次揭示大自然的对称和谐与物理规律表达简洁而含蓄的内在美,并作为牛顿的“从 运动现象研究自然力”的又一个科学思辨范例,而不断为历代科学家所效仿。从物理学史进程中,可以看出《万有引力定律》这节内容是对上两节课教学内容的进一 步推演,并与之构成本章的第一单元内容。
教学目标
知识与技能
1.了解万有引力定律得出的思路和过程,知道地球上的重物下落与天体运动的统一性。
2. 知道万有引力是一种存在于所有物体之间的吸引力,知道万有引力定律的适用范围。
3. 会用万有引力定律解决简单的引力计算问题,知道万有引力定律公式中r的物理意义,
了解引力常量G的测定在科学历史上的重大意义。
4. 了解万有引力定律发现的意义。
过程与方法
1.通过演绎牛顿当年发现万有引力定律的过程,体会在科学规律发现过程中猜想与求证
的重要性。
2.体会推导过程中的数量关系.
情感、态度与价值观
1. 感受自然界任何物体间引力的关系,从而体会大自然的奥秘.
2. 通过演绎牛顿当年发现万有引力定律的过程和卡文迪许测定万有引力常量的实验,让
学生体会科学家们勇于探索、永不知足的精神和发现真理的曲折与艰辛。
教学重点、难点
1.万有引力定律的推导过程,既是本节课的重点,又是学生理解的难点。
2.由于一般物体间的万有引力极小,学生对此缺乏感性认识。
教学方法
探究、讲授、讨论、练习
(一) 引入新课
复习回顾上节课的内容
如果行星的运动轨道是圆,则行星将作匀速圆周运动。根据匀速圆周运动的条件可知,行星必然要受到一个引力。牛顿认为这是太阳对行星的引力,那么,太阳对行星的引力F提供行星作匀速圆周运动所需的向心力。
学生活动: 推导得
将V=2πr/T代入上式得
利用开普勒第三定律 代入上式
得到:
师生总结:由上式可得出结论:太阳对行星的引力跟行星的质量成正比,跟行星到太阳的距离的二次方成反比。即:F∝
教师:牛顿根据其第三定律:太阳吸引行星的力与行星吸引太阳的力是同性质的作用力,且大小相等。于是提出大胆的设想:既然这个引力与行星的质量成正比,也应跟太阳的质量M成正比。即:F∝
写成等式就是F=G (其中G为比例常数)
#p#副标题#e#(二)进行新课
教师:牛顿得到这个规律以后是不是就停止思考了呢?假如你是牛顿,你又会想到什么呢?
学生回答基础上教师总结:
猜想一:既然行星与太阳之间的力遵从这个规律,那么其他天体之间的力是否也遵从这个规律呢?(比如说月球与地球之间)
师生: 因为其他天体的运动规律与之类似,根据前面的推导所以月球与地球之间的力,其他行星的卫星和该行星之间的力,都满足上面的规律,而且都是同一种性质的力。
教师:但是牛顿的思考还是没有停止。假如你是牛顿,你又会想到什么呢?
学生回答基础上教师总结:
猜想二:地球与月球之间的力,和地球与其周围物体之间的力是否遵从相同的规律?
教师:地球对月球的引力提供向心力,即F= =ma
地球对其周围物体的力,就是物体受到的重力,即F’=m’g
从以上推导可知:地球对月球的引力遵从以上规律,即F=G
那么,地球对其周围物体的力是否也满足以上规律呢?即F’=G
此等式是否成立呢?
已知:地球半径R=6.37×106m , 月球绕地球的轨道半径r=3.8×108 m ,
月球绕地球的公转周期T=27.3天, 重力加速度g=9.8
(以上数据在当时都已经能够精确测量)
提问:同学们能否通过提供的数据验证关系式F’=G 是否成立?
学生回答基础上教师总结:
假设此关系式成立,即F’=G
可得: =ma=G
F’=m’g=G
两式相比得: a/g=R2 / r2
但此等式是在以上假设成立的基础上得到的,反过来若能通过其他途径证明此等式成立,也就证明了前面的假设是成立的。代人数据计算:
a/g≈1/3600
R2 / r2≈1/3600
即a/g=R2 / r2 成立,从而证明以上假设是成立的,说明地球与其周围物体之间的力也遵从相同的规律,即F’=G
这就是牛顿当年所做的著名的“月-地”检验,结果证明他的猜想是正确的。从而验证了地面上的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是同一性质的力,遵守同样的规律。
教师:不过牛顿的思考还是没有停止,假如你是牛顿,此时你又会想到什么呢?
学生回答基础上教师总结:
猜想三:自然界中任何两个物体间的作用力是否都遵从相同的规律?
牛顿在研究了这许多不同物体间的作用力都遵循上述引力规律之后。于是他大胆地把这一规律推广到自然界中任意两个物体间,于1687年正式发表了具有划时代意义的万有引力定律。
万有引力定律
①内容
自然界中任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比。
②公式
如果用m1和m2表示两个物体的质量,用r表示它们的距离,那么万有引力定律可以用下面的公式来表示 (其中G为引力常量)
说明:1.G为引力常量,在SI制中,G=6.67×10-11N·m2/kg2.
2.万有引力定律中的物体是指质点而言,不能随意应用于一般物体。
a.对于相距很远因而可以看作质点的物体,公式中的r 就是指两个质点间的距离;
b.对均匀的球体,可以看成是质量集中于球心上的质点,这是一种等效的简化处理方法。
教师:牛顿虽然得到了万有引力定律,但并没有很大的实际应用,因为当时他没有办法测定引力常量G的数值。直到一百多年后英国的另一位物理学家卡文迪许才用实验测定了G的数值。
利用多媒体演示说明卡文迪许的扭秤装置及其原理。
扭秤的主要部分是这样一个T字形轻而结实的框架,把这个T形架倒挂在一根石英丝下。若在T形架的两端施加两个大小相等、方向相反的力,石英丝就会扭转一个角度。力越大,扭转的角度也越大。反过来,如果测出T形架转过的角度,也就可以测出T形架两端所受力的大小。现在在T形架的两端各固定一个小球,再在每个小球的附近各放一个大球,大小两个球间的距离是可以较容易测定的。根据万有引力定律,大球会对小球产生引力,T形架会随之扭转,只要测出其扭转的角度,就可以测出引力的大小。当然由于引力很小,这个扭转的角度会很小。怎样才能把这个角度测出来呢?卡文迪许在T形架上装了一面小镜子,用一束光射向镜子,经镜子反射后的光射向远处的刻度尺,当镜子与T形架一起发生一个很小的转动时,刻度尺上的光斑会发生较大的移动。这样,就起到一个化小为大的效果,通过测定光斑的移动,测定了T形架在放置大球前后扭转的角度,从而测定了此时大球对小球的引力。卡文迪许用此扭秤验证了牛顿万有引力定律,并测定出万有引力恒量G的数值。这个数值与近代用更加科学的方法测定的数值是非常接近的。
卡文迪许测定的G值为6.754×10-11 N·m2/kg2,现在公认的G值为6.67×10-11 N·m2/kg2。由于万有引力恒量的数值非常小,所以一般质量的物体之间的万有引力是很小的,我们可以估算一下,两个质量50kg的同学相距0.5m时之间的万有引力有多大(可由学生回答:约6.67×10-7N),这么小的力我们是根本感觉不到的。只有质量很大的物体对一般物体的引力我们才能感觉到,如地球对我们的引力大致就是我们的重力,月球对海洋的引力导致了潮汐现象。而天体之间的引力由于星球的质量很大,又是非常惊人的:如太阳对地球的引力达3.56×1022N。
教师:万有引力定律建立的重要意义
17世纪自然科学最伟大的成果之一,它把地面上的物体运动的规律和天体运动的规律统一了起来,对以后物理学和天文学的发展具有深远的影响,而且它第一次揭示 了自然界中的一种基本相互作用的规律,在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑。
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物理学的发端始于人类对理解星体运行的追求。三百多年前,万有引力定律的发现堪称人类文明与理性探索进程中最壮丽的诗篇,其所体现出的科学智慧的震撼力, 至今仍为世人所叹服,它第一次把看似毫不相关的地上与天上运动统一起来,第一次揭示大自然的对称和谐与物理规律表达简洁而含蓄的内在美,并作为牛顿的“从 运动现象研究自然力”的又一个科学思辨范例,而不断为历代科学家所效仿。从物理学史进程中,可以看出《万有引力定律》这节内容是对上两节课教学内容的进一 步推演,并与之构成本章的第一单元内容。
1.知识和技能目标
(1)掌握月—地检验。
(2)知道万有引力定律的内容、表达式和适用条件,会解决简单的引力计算问题。
2.过程和方法目标
学习物理规律提出猜想—理论推导—实验检验的科学研究方法。
3.情感、态度和价值观目标
(1)经历万有引力定律的发现过程,激发学生科学探究的兴趣。
(2)通过引力常量的测量简介,说明科学研究的长期性,提高学生的科学价值观。
【教学重点】
万有引力定律及适用条件。
【教学难点】
月地检验的思路。
【教学设计思想】
通过提出猜想—理论推导—实验检验过程,让学生在物理情景中主动的参与知识的构建过程,体会这种大胆的猜想、已有理论的应用、巧妙的实验检验和从中体现着的科学探索的精神与方法。
【教学设计过程】
一、新课引入
通过上节课的学习,我们已经知道了太阳与行星间的引力遵从平方反比律: 。
公式中的G是比例系数,F是太阳和行星之间的引力,提供行星绕太阳近似圆周运动的向心力,正是这个引力使得行星不能飞离太阳。
『设计说明』:通过上述介绍,旨在让学生回忆上节课内容,回顾万有引力定律发现过程的前一半,从而为接下来的研究奠定基础,进而引出新课。
二、教授新课
(一)提出猜想
观察视频,提出问题。(引导学生回答,教师及时纠正补充)
月球为什么绕地球做圆周运动?
由于月球受到地球对它的吸引力。
苹果为什么向下运动而不向上运动?
苹果在其重力作用下落向地面。
那么受到的重力又是怎么产生的呢?
由于地球对苹果的吸引力而产生的。
我们很自然的想到,地球对月球的引力和地球对苹果的引力会不会就是同一种力呢?
按照我们物理学的研究规律,为了解释某种现象,提出猜想,这是理论,然后再去检验是否正确。物理学就是在不断的检验完善中前进的。同样我们的猜想是否正确也需要事实的检验。那么请同学们思考下面几个问题。
『设计说明』:通过月球绕地球运转和苹果自由下落的物理情景,唤醒学生脑中当年由苹果落地而引起遐想进而发现万有引力定律的故事情景,激发学生的兴趣与想像力。
#p#副标题#e#(二)月地检验
创设问题情境,学生讨论,教师引导,互动探究。
检验天上和地上的力是否是同一种力,需要选谁为研究对象?
假定设想成立,天上和地上是同一种力,遵循相同的规律—平方反比律,那么苹果和月球受到的力该如何表示呢?
(这是理论猜想)
实际上月球受到的力可以如何求解呢?
(提示:通过天文观测,我们已经知道了月球绕地球做圆周运动,能不能利用圆周运动的知识来求解呢?)
而苹果受到的力我们已经知道为 。
猜 | 实 | |
月 球 | ||
苹 果 |
接下来,请同学们思考,要验证我们的猜想,我们需要测量什么物理量?验证什么表达式呢?
(学生回答,教师引导总结。)
我们猜想天上地上是同一种力,天上的力是猜想,是理论,地上的力是实际,是检验,我们就是要验证猜想和实际是否相等。只选择一个研究对象月球或苹果,因比 例系数G未知,所以无法检验。我们可以选取两个研究对象,研究它们的比值关系,实际就是月球和苹果的加速度关系,来完成实验的检验,这就是著名的月地检 验。我们一起来看一下检验的思路。
检验思路
① 通过猜想利用引力的平方反比律和牛顿第二定律计算地球表面苹果的加速度和月球的向心加速度。
② 通过实验观测,利用已有规律,得到月球的向心加速度和地球表面苹果的加速度。
③ 综合以上结果,看加速度比值关系,比较猜想与实验观测的数据,得出结论。
好,请同学们开始验证。展示学生的推导过程。
结论:在误差允许的范围内,理论推导与实验观测得到的结果是相等的。
『设计说明』:通过创设问题情景,引导学生讨论探究检验思路,进行定量计算,掌握月地检验,用无可辩驳的事实证明猜想的正确性,增强学生的理性认识,学习物理规律提出猜想—理论推导—实验检验的科学研究方法,同时经历万有引力定律的发现过程,激发学生科学探究的兴趣。
(三)万有引力定律
猜想:宇宙中一切物体之间会不会都存在这样的力呢?
现在我们提到万有引力似乎是老生常谈,但是,牛顿当时的魄力、胆识和惊人的想象力实在让我们佩服。这最后一步假设,虽然无法得到直接验证,但是我们也没有反驳它的理由,而且,以后的无数事实都支持了这一点—万有引力定律。请同学们看课本了解定律的内容。
1.内容
自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比,与它们之间距离r的二次方成反比。即
――《自然哲学的数学原理》1687年牛顿著
式中各物理量的含义及单位:F为两个物体间的引力,单位:N;m1、m2分别表示两个物体的质量,单位:kg;r为两个物体间的距离,单位:m;G为万有引力常量。
2.引力常量
牛顿得出了万有引力与物体质量及它们距离的关系,但却无法算出两个天体之间万有引力的大小,因为他不知道引力常量G的值。这个问题在一百多年以后,才被英 国的物理学家卡文迪许(1731年-1810年)在实验室里通过扭秤对几个铅球之间的万有引力测量而解决,测出了引力常量G。(展示课件图片,简单讲解实验的原理与思想:铅球之间的引力使T形架转动,带动金属丝扭转,我们可以利用力矩平衡的知识来计算铅球之间的万有引力的大小。因金属丝的扭转程度很小,不易观察测量,所以在T形架上安装了一个小镜,让激光器照出的激光经小镜反射后落在标尺上,小镜转动后,测量光点在标尺上移动的距离,利用光放大的原理确定金属丝的扭转程度,进而测出引力,确定引力常量。)
目前推荐的标准值为G=6.67259×10-11N·m2/Kg2,通常取G=6.67×10-11N·m2/Kg2,(板书:引力常量G=6.67×10-11N·m2/Kg2)它在数值上等于质量是1Kg的物体相距1米时的相互作用力,单位:N·m2/kg2。 (强调掌握物理常量数量级的重要性)和以后我们将学习的静电力常量一样,引力常量是自然界中少数几个最重要的物理常量之一。完成扭秤试验后,卡文迪许又测 量了多种物体间的引力,所得结果与利用引力常量G按万有引力定律计算所得结果相同。所以,引力常量的普适性成为万有引力定律正确性的见证,它为万有引力定 律的普遍意义奠定了强有力的实验基础。在导学案上,给大家准备了引力常量测定的资料介绍,希望同学们课下自己阅读,了解其实验的原理与思想。
万有引力定律我们已经得到。
问题:如何使用万有引力定律进行简单的计算呢?学生讨论回答。
好,请看问题!两个质量均为50Kg的人互相接触时的万有引力如果用定律计算,结果好像是无穷大,那么这两个人永远不会分开了。是我们好不容易得到的定律错了?还是我们在使用定律时忽视了什么呢?这就是我们要继续学习的万有引力定律的适用条件。
3.适用条件
(1)万有引力定律只适用于质点间引力大小的计算。当两物体间的距离远远大于每个物体的尺寸时,物体可以看成质点,直接使用万有引力定律计算。(模型)
研究相互接触的两个人之间的万有引力时,不能把他们看作质点。
(2)当两物体是质量均匀分布的球体时,它们间的引力也可直接用公式计算,但式中的r是指两球心间距离。
研究太阳和地球之间的万有引力,可以把它们看作质量均匀的球体。
当研究物体不能看成质点时,可以把物体假想分割成无数个质点,求出两个物体上每个质点与另一物体上所有质点的万有引力,然后求合力,这是微积分的思想。
万有引力定律产生于对太阳系行星运动的研究,但它对物质运动的适用性却要广泛得多。可以这样说,宇宙中凡有引力参与的一切复杂的现象,无不要归结到这样一条十分简洁的定律之中,这不能不使人惊叹宇宙万物超乎寻常的和谐及人类理性思考所具有的统摄力。
#p#副标题#e#4.实践探究
创设情景:既然自然界中任何两个物体间都有万有引力,那么在日常生活中,我们各自之间或人与物体之间,为什么都对这种作用没有任何感觉呢?
根据情景中数据,学生进行估算:
①请估算两位同学,相距5m远时它们间的万有引力多大?(可设他们的质量为50kg)
解:由万有引力定律得:
代入数据得:F1=6.67×10-9N
②已知地球的质量约为6.0×1024kg,地球半径为6.4×106m,请估算其中一位同学和地球之间的万有引力又是多大?
解:由万有引力定律得:
代入数据得:F2=489N
小结:由此可见通常物体间的万有引力极小,一般不易感觉到。而物体与天体间的万有引力(如人与地球)就不能忽略了。
5.对万有引力定律的理解
①普遍性:万有引力存在于任何两个物体之间。
②相互性:两个物体相互作用的引力是一对作用力与反作用力。
③特殊性:两个物体间的万有引力和物体所在的空间及其他物体存在无关。
④适用性:只适用于两个质点间的引力。
6.意义
万有引力定律的发现对物理学、天文学的发展具有深远的影响;以前上千年才能观测到一颗行星,通过万有引力定律的指导,我们在指定位置很快就发现了新的行星,给人们探索自然的奥秘建立了极大信心。
『设计说明』:让学生知道万有引力定律的内容、表达式和使用条件,体会物理学许多重大理论的发现,不是简单的实验总结,它需要直觉、想像 力、大胆的猜想和假设。通过阅读材料,使学生体会卡文迪许扭秤实验精巧的实验方法,知道科学研究的长期性,提高学生的科学价值观。通过题目练习,学生进行 估算和比较,从中锻炼学生的估算能力,体会万有引力常量数量级的重要性,加深对万有引力定律的理解。
【课堂小结】
第3节 | |
一、提出猜想 二、月地检验 1.理论推导 2.实验检验 3.结论 4.更大胆的猜想 | 三、万有引力定律 1.内容 2.适用条件 3.实践探究 4.理解 5.意义 |
学生体会:发现万有引力定律的思维过程:提出猜想──理论推导──实验检验
『设计说明』:通过黑板或多媒体展示本节课知识,在教师引导下,帮助学生构建自己的知识框架。
【布置作业】
1. 阅读资料,了解引力常量的测量原理和方法。
2. 课本问题与练习2、3题。
『设计说明』:通过学生课下阅读引力常量的测量简介资料,说明科学研究的长期性,提高了学生的科学价值观。
【教学设计后记】
本节课我对牛顿发现万有引力定律的过程,通过创设问题情景,让学生以科学家的角度分析、思考问题,经历万有引力定律的发现过程,激发学生科学探究的兴趣,体会牛顿的伟大,了解科学家提出猜想—理论推导—实验检验的科学研究方法。
在本节课的教学中,我通过精心设计问题,引导学生从选择研究对象入手,设计检验过程,基本解决了学生对月地检验的理解困难,用事实引导学生经历万有引力定律的得出过程,加深了学生对万有引力定律的认识。
总体说来,教学目标基本实现。
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万有引力定律是解释物体之间的相互作用的引力的定律。下面是读文网小编网络整理的高一必修二物理万有引力的内容以供大家学习。
高一必修二物理万有引力
以上就是小编分享的高一必修二物理万有引力全部内容,相信这些对你会有用的。
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人教版高一物理必修一电子课本最新版本
物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。那么关于人教版高一物理电子课本如何学习呢?以下是小编准备的一些人教版高一物理必修一电子课本,仅供参考。
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.(杭州二中2015~2016学年高一上学期期中)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.(南京市2014~2015学年高一上学期五校联考)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.(河南周口市2015~2016学年高一上学期期末)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.(河北衡水中学2015~2016学年高一上学期期末)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.(西大附中2015~2016学年高一上学期期末)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)(天津市五区县2015~2016学年高一上学期期末)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)(广东省实验中学2015~2016学年高一上学期期末)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)(黑龙江省实验中学2015~2016学年高一上学期期末)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
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一份设计良好的试题卷能够在很大程度上帮助学生们去检验他们在学习上的漏洞并提升他们的学习成绩!下面是读文网小编整理的高一物理必修一期中考试试题以供大家阅读。
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教师们应该在怎么样的去准备好自己的课堂教学的复习工作呢?让我们来为学生们制订一份良好的考试卷吧!以下是由读文网小编收集整理的新课标人教版高一上学期物理期末试卷,欢迎阅读!
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高一是学好物理的关键时期,此时是从初中物理过渡到高中物理的时期,所以我们一定要适应好这一个过渡的环节。下面是读文网小编网络整理高一必修一物理单元测试题以供大家学习参考。
1.ACD2.A3.C4.C
5.D[亚里士多德认为:物体受的力越大,速度就越大;力是物体运动的原因,静止是物体不受力的自然状态;从同一高度较重的物体下落得较快.物体做匀速直线运动不需要受力与亚里士多德的观点相反,所以本题选D.]
6.C[小车与障碍物碰撞瞬间.木块在水平方向不受力,因惯性继续向右做匀速运动.]
7.CD[当列车向西加速或向东减速时,小球要保持原来的运动状态,相对桌面向东滚动.]
8.BD
9.(1)火车做减速运动(2)火车做加速运动
(3)火车向左转弯(4)火车向右转弯
10.当汽车启动时,钨块由于惯性,要保持原来的静止状态,因而相对汽车向后运动,将绿灯与电源接通,因而绿灯亮.同理分析,汽车刹车时红灯亮.
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考试卷的内容能够检测出学生们对自己的学习内容的掌握程度,你想要从中获取这方面的信息吗?下面是读文网小编网络整理的2016高一物理暑假练习题答案,希望对你有用。
1.[解析]选C.物体做曲线运动,必须有指向曲线内侧的合外力,或者合外力有沿法线指向内侧的分量,才能改变物体的运动方向而做曲线运动,合力沿切线方向的分量只能改变物体运动的速率,故F4、F5的方向不可能是合外力的方向,只有F1、F2、F3才有可能,选项A、B错误,C正确;合外力方向在过M、N两点的切线所夹的区域里,若合外力不在MN曲线所决定的平面上,则必有垂直水平面的分量,该方向上应有速度分量,这与事实不符,故合外力不可能不在曲线MN所决定的水平面内,选项D错误.
2.[解析]选D.由运动的合成与分解可知,物体A参与这样两个分运动,一个是沿着与它相连接的绳子的运动,另一个是垂直于绳子向上的运动.而物体A实际运动轨迹是沿着竖直杆向上的,这一轨迹所对应的运动就是物体A的合运动,它们之间的关系如图所示.由三角函数可得v=v0cos θ,所以D选项是正确的.
3.[解析]选A.对乘客由牛顿第二定律得F合=mv2R=75×10021.5×103 N=500 N,选项A正确.
4.[解析]选C.乒乓球击出后,只受重力,做平抛运动,可分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动,选项A、B错误;网左侧和右侧水平距离之比为12LL=v水平t1v水平t2=t1t2=12,选项C正确;击球点到网的高度与击球点到桌面的高度之比为h-Hh=12gt2112gt1+t22=19,所以击球点的高度与网高度之比为hH=98,选项D错误.
5.[解析]选D.垂直落在斜面上时速度与水平方向的夹角为45°,tan 45°=vyv0=gtv0=2yx=1,即y=x2,得Q点高度h=x+y=3y,即A、B下落高度比为1∶3,由h=12gt2可得运动时间之比为1∶3,选项D正确.
6.[解析]选C.小球未离开锥面时,设细线的张力为FT,线的长度为L,锥面对小球的支持力为FN,则有:FTcos θ+FNsin θ=mg及FTsin θ-FNcos θ=mω2Lsin θ,可求得FT=mgcos θ+mω2Lsin2θ
可见当ω由0开始增大,FT从mgcos θ开始随ω2的增大而线性增大,当角速度增大到小球飘离锥面时,有FTsin α=mω2Lsin α,其中α为细线与竖直方向的夹角,即FT=mω2L,可见FT随ω2的增大仍线性增大,但图线斜率增大了,综上所述,只有C正确.
7.[解析]选BC.由于球在水平方向上受风力,故球不是做平抛运动,A错.球在竖直方向上做自由落体运动,故运动时间为t=2hg,B正确,球到达A时水平速度为0,由平均速度v水平=v02=Lt,解得v0=L2gh,C正确.由牛顿第二定律得:F=mv0t=mgLh,故D错.
8.[解析]选CD.物体在最低点做圆周运动,则有FN-mg=mv2R,解得FN=mg+mv2R,故物体受到的滑动摩擦力为Ff=μFN=μmg+mv2R,A、B错误,C正确;水平方向受到方向向左的摩擦力,竖直方向受到的合力方向向上,故物体所受到的合力斜向左上方,D正确.
9.[解析]选AC.由开普勒第二定律知飞船在P点的速度大于在Q点的速度,选项A对;飞船越高,具有的机械能越大,选项B错;同一位置,飞船受到的万有引力相等,加速度相等,选项C对,以同样的半径绕不同的物体运动,周期不同,选项D错.
10.[解析]选BD.皮球竖直初速度为:vy=v0sin θ,由v2y=2ah得:a=v20sin2θ2h,故A错;星球表面,皮球的重力等于万有引力,即GMmR2=ma,所以M=v20R2sin2θ2Gh,B正确;皮球在空中运动的时间满足h=vy2×t2,即t=4hv0sin θ,C错误;该星球的第一宇宙速度为v=aR=v0sin θ•R2h,D正确.
11.[解析](1)设直杆对B小球有向下的作用力F,则
mg+F=mω2•OB(3分)
解得F=22 N,
即直杆对B小球的作用力为22 N,方向向下(1分)
由牛顿第三定律可知,
B小球对直杆的作用力F′=22 N,方向向上.(1分)
(2)脱离直杆时vA=12 m/s,vB=4 m/s(1分)
设在空中飞行时间为t,
则有:tan 37°=12gt2-ABvBt(2分)
解得t=1 s.(2分)
(3)B小球的水平位移xB=vBt=4 m(3分)
A小球的竖直位移h=12gt2-AB=3 m(3分)
A小球的水平位移
xA=vA2hg=12515 m>94 m,
A小球直接落在地面上(2分)
因此两小球落点间距为
l=xA+xB=12515+4 m.(2分)
[答案]见解析
12.[解析](1)对小物块,在C点恰能做圆周运动,由牛顿第二定律得:
mg=mv21R(2分)
解得:v1=gR=3 m/s(1分)
由于v1=3 m/s<5 m/s,小物块在传送带上一直加速,则由A到B由牛顿第二定律得:μmg=ma(2分)
解得:a=μg=3 m/s2(1分)
v21=2axAB(1分)
所以传送带AB两端的距离:xAB=1.5 m.(1分)
(2)对小物块,由C到D由动能定理得:
2mgR=12mv22-12mv21(2分)
解得v2=35 m/s(1分)
在D点由牛顿第二定律得:
FN-mg=mv22R(2分)
解得:FN=60 N(1分)
由牛顿第三定律知小物块对轨道的压力大小为
F′N=FN=60 N.(1分)
(3)小物块从D点抛出后做平抛运动,则:
h=12gt2(2分)
解得:t=0.4 s(1分)
vy=gt=4 m/s(1分)
故:tan θ=v2vy=354.(1分)
[答案](1)1.5 m(2)60 N(3)354
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在我们的日常学习生活中,我们应该多做试题卷,锻炼我们的做题能力,这样子才能够使我们的学习成绩有所提升!下面是读文网小编网络整理的成都七中高一物理补充练习试题以供大家学习参考。
一、选择题(总分40分。每小题4分,全部选对得4分,选不全得2分,有错选和不选的得0分。)
1.关于运动的性质,以下说法中正确的是 ( )
A.曲线运动一定是变速运动 B.变速运动一定是曲线运动
C.曲线运动一定是变加速运动
D.物体加速度大小、速度大小都不变的运动一定是直线运动
2.关于运动的合成和分解,下列说法正确的是 ( )
A.合运动的时间等于两个分运动的时间之和
B.匀变速运动的轨迹可以是直线,也可以是曲线
C.曲线运动的加速度方向可能与速度在同一直线上
D.分运动是直线运动,则合运动必是直线运动
3.关于从同一高度以不同初速度水平抛出的物体,比较它们落到水平地面上的时间(不计空气阻力),以下说法正确的是 ( )
A.速度大的时间长 B.速度小的时间长
C.一样长 D.质量大的时间长
4.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
5.甲、乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1∶2 ,转动半径之比为1∶2 ,在相等时间里甲转过60°,乙转过45°,则它们所受外力的合力之比为 ( )
A.1∶4 B.2∶3 C.4∶9 D.9∶16
6.如图所示,在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下,当小车匀速向右运动时,物体A的受力情况是 ( )
A.绳的拉力大于A的重力 B.绳的拉力等于A的重力
C.绳的拉力小于A的重力
D.绳的拉力先大于A的重力,后变为小于重力
7.下列各种运动中,属于匀变速运动的有 ( )
A.匀速直线运动 B.匀速圆周运动 C.平抛运动 D.竖直上抛运动
8.水滴自高处由静止开始下落,至落地前的过程中遇到水平方向吹来的风,则( )
A.风速越大,水滴下落的时间越长 B.风速越大,水滴落地时的瞬时速度越大
C.水滴着地时的瞬时速度与风速无关D.水滴下落的时间与风速无关
9.在宽度为d的河中,水流速度为v2 ,船在静水中速度为v1(且v1>v2),方向可以选择,现让该船开始渡河,则该船 ( )
A.可能的最短渡河时间为d/v2 B.可能的最短渡河位移为d
C.只有当船头垂直河岸渡河时,渡河时间才和水速无关
D.不管船头与河岸夹角是多少,渡河时间和水速均无关
10.关于匀速圆周运动的向心力,下列说法正确的是( )
A.向心力是指向圆心方向的合力,是根据力的作用效果命名的
B.向心力可以是多个力的合力,也可以是其中一个力或一个力的分力
C.对稳定的圆周运动,向心力是一个恒力 D.向心力的效果是改变质点的线速度大小
二、填空题(每空2分,共20分。)
11.一物体在水平面内沿半径 R = 20cm的圆形轨道做匀速圆周运动,线速度v = 0.2m/s ,那么,它的向心加速度为______m/s2 ,它的周期为______s 。
12.在一段半径为R = 15m的圆孤形水平弯道上,已知弯道路面对汽车轮胎的最大静摩擦力等于车重的μ = 0.70倍,则汽车拐弯时的最大速度是 m/s 。
13.(1)在“研究平抛物体运动”的实验中,可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度。实验简要步骤如下:
A.让小球多次从 位置上滚下,记下小球穿过卡片孔的一系列位置;
B.安装好器材,注意斜槽末端水平和平板竖直,记下斜槽末端O点和过O点的竖直线,检测斜槽末端水平的方法是 。
C.测出曲线上某点的坐标x 、y ,用v0 = 算出该小球的平抛初速度,实验需要对多个点求v0的值,然后求它们的平均值。
D.取下白纸,以O为原点,以竖直线为轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛轨迹。
上述实验步骤的合理顺序是______ _____(只排列序号即可)。
(2)如图所示,在“研究平抛物体运动”的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长l=1.25cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为vo=(用l、g表示),其值是(取g=9.8m/s2),小球在b点的速率是。
三、计算题。本题包括4小题,共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.
14(8分)水平抛出的一个石子,经过0.4s落到地面,落地时的速度方向跟水平方向的夹角是53° ,(g取10m/s2 )。试求:(1)石子的抛出点距地面的高度;(2)石子抛出的水平初速度。
15(8分)在如图所示的圆锥摆中,已知绳子长度为L ,绳子转动过程中与竖直方向的夹角为θ ,试求小球做圆周运动的周期。
16(8分)如图所示,质量m=1 kg的小球用细线拴住,线长l=0.5 m,细线所受拉力达到F=18 N时就会被拉断。当小球从图示位置释放后摆到悬点的正下方时,细线恰好被拉断。若此时小球距水平地面的高度h=5 m,重力加速度g=10 m/s2,求小球落地处到地面上P点的距离?(P点在悬点的正下方)
17、(12分) 如图所示,半径R = 0.4m的光滑半圆轨道与粗糙的水平面相切于A点,质量为m = 1kg的小物体(可视为质点)在水平拉力F的作用下,从C点运动到A点,物体从A点进入半圆轨道的同时撤去外力F,物体沿半圆轨道通过最高点B后作平抛运动,正好落在C点,已知AC = 2m,F = 15N,g取10m/s2,试求:
(1)物体在B点时的速度以及此时半圆轨道对物体的弹力.
(2)物体从C到A的过程中,摩擦力做的功.
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在我们的学习生活中,我们做过的试卷不少,但是他们真的能够准确地检验出你的学习情况吗?让我们来做套试卷吧!下面是读文网小编网络整理的高一年级必修1物理期中试卷以供大家学习参考。
一、单项选择题,本大题共6个小题,每个小题4分,共24分。在每小题给出的4个选项中,只有一项是正确的,
1.攀岩运动是一种考验人的意志与心理素质的运动形式,户外攀岩运动更加刺激与惊险。如图所示为一户外攀岩运动的场景与运动线路图,该攀岩爱好者从起点A到B,最终到达C,据此图判断下列说法中正确的是
A.图中的线路ABC表示的是攀岩爱好者所走的位移
B.线路总长度与攀岩爱好者所走时间的比等于登山者的平均速度
C.由起点到终点攀岩爱好者所走线路的总长度等于位移
D.攀岩爱好者所走路程要比自起点到终点的位移大
2. 关于质点,下列说法中不正确的是
A.物体能否看作质点,不能由体积的大小判断
B.物体能否看作质点,不能由质量的大小判断
C.物体能否看作质点,不能由物体是否做直线运动判断
D.研究飞行中直升机螺旋桨的转动,螺旋桨可看作质点
3.如图所示为四个物体在一条直线上运动的 图象,那么由图象可以看出,做匀加速直线运动的是
4.下列关于匀变速直线运动的说法中正确的是
A.做匀变速直线运动的物体,它的加速度方向和速度方向总是相同的
B.做匀变速直线运动的物体,它的加速度方向和速度变化量的方向总是相同的
C.做匀变速直线运动的物体,它的速度变化越大,加速度也越大
D.做匀变速直线运动的物体,是加速度恒定、其速度也恒定的运动
5.关于速度的下列说法中正确的是
A.速度是描述物体位置变化的物理量
B.速度是反映快和慢的物理量,因此是标量
C.速度是描述物体运动快慢的物理量
D.速度的方向一定与物体的位移方向一致
6.下列说法中正确的是
A.“风吹草动”,草受到了力,但没有施力物体,说明没有施力物体的力也是存在的
B.网球运动员用力击球,网球受力后飞出,网球受力的施力物体是人
C.每个力都必须有施力物体和受力物体
D.只有直接接触的物体间,才有力的作用
二、多项选择题,本大题共4个小题,每个小题4分,共16分。在每小题给出的4个选项中,有多个选项正确。全部选对的得4分,选对但不全的得2分;有选错的或不答的得0分。
7.如图所示的位移(s)一时间(t)图象和速度( )一时间(t)图象中给出四条图线,甲、乙、丙、丁代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况,则下列说法正确的是
A.甲车做匀加速直线运动,乙车做变速直线运动
B.0 ~t1时间内,甲车通过的位移等于乙车通过的位移
C.0 ~t2时间内,丙、丁两车在t2时刻相距最远
D.0 ~t2时间内,丙车的平均速度大于丁车的平均速度
8.一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,使用两根不同的轻质弹簧a和b,得到弹力与弹簧长度的图象如图所示。下列表述正确的是
A.a的截距比b的小,由此判断a的劲度系数比b的小
B.a的斜率比b的大,由此判断a的劲度系数比b的大
C.a的截距比b的小,由此判断a的原长比b的小
D.由图象获得的信息表明弹力与弹簧的长度成正比
9.如图所示,物体在与水平方向成 角的恒力F作用下,沿水平面做匀速直线运动,则下列说法中正确的是
A.物体所受重力可能为0
B.重力和水平面支持力的合力一定不为0
C.若撤去拉力,物体立刻停止运动
D.撤去拉力后的一段时间内,物体继续运动,所受的水平面支持力和摩擦力均增大
10.图为一物体做直线运动的 一t图象,由图象所给信息可以判断,在0一t1和t1一t2时间内
A.0一t1时间内物体走的位移比t1一t2时间内走的位移大
B.在0一t1和t1一t2时间内进行比较,它们的速度方向相同,加速度方向相反
C.0一t1时间内物体的加速度比t1一t2时间内的加速度小
D.在0一t1和t1一t2时间内进行比较,它们的速度方向相反,加速度方向相反
第II卷(非选择题,共60分)
二、本大题共4个小题,共18分。
11.(4分)电磁打点计时器是由学生电源供电,工作电压在 V以下,当使用的电源频率是50 Hz时,每隔 s打一个点。在“探究小车的速度随时间变化规律”的实验中,下列操作,在释放小车前,小车要 (填“远离”或“靠近”)打点计时器,应先接通 ,后释放小车。
12.(4分)某同学在做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将钩码逐个挂在弹簧的下端,每次都测出相应的弹簧总长度,并将数据填在表中。(弹簧始终在弹性限度内。根据实验数据在如图所示的坐标纸上已描出了前五次测量的弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长 之间的函数关系点,并作出F— 图线。由图象可求得弹簧自然长度为 m。由图象可求得该弹簧的劲度系数为 N/m。
13.(4分)在探究力的合成法则的实验中,用铅笔在白纸上描下O点的位置和 的方向,将此时两个弹簧测力计的示数F1 、 F2记入表格中。再用一个弹簧测力计钩住一个细绳,把细绳套结点同样拉到 处,记下此时弹簧测力计的示数和细绳的方向,将弹簧测力计的示数 记入表格中,拉力的方向标在白纸上。
14.(6分)某同学在做测定“匀变速直线运动的加速度”实验时,从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条(每两点间还有4个点没有画出来),图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为50 Hz.
由这些已知数据计算:(1)该匀变速直线运动的加速度a = m / s 2。
(2)与纸带上D点相对应的瞬时速度 = m / s (答案均要求保留3位有效数字)。
三、本大题共5个小题,共42分。要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的,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。
15.(7分)一辆行驶的小轿车发现情况后立即急刹车,经过4s,轿车行进64m停了下来。
求:1、小轿车的加速度 为多少?
2、小轿车开始刹车时的速度 为多少?
16.(8分)一质点沿直线OX方向做匀变速运动,它离开O点的距离随时间变化的关系为 =5t+2t2 m,求:
(1)该质点的加速度
(2)2s末该质点的速度
(3)该质点在t = 2s到t =6s间的平均速度大小为多少?
17. (8分)如图所示,质量为m=2kg的木箱在与水平面成 = 300角的推力F= 10N作用下,在水平地面上向右滑行,已知木箱与地面间的动摩擦因数为 = 0.34,(g = 10 m/ s2)那么物体受到的
(1)重力为多大?
(2)地面对物体的支持力N为多大?
(3)摩擦力大小为多大?
18.(9分)一辆汽车以 = 72km/h的速度在某限速道路上超速匀速行驶,当这辆违章超速行驶的汽车刚刚从一辆停止的警车旁边驶过时,警车立即从静止开始以 5m/s2的加速度匀加速追去(两车行驶路线看作直线),求:
(1)警车经过多长时间能追上超速车?
(2)在相遇前,两车的最远距离L为多少?
19.(10分)短跑运动员完成100 m赛跑的过程可简化为匀加速运动和匀速运动两个阶段。一次比赛中,某运动员用11.00 s跑完全程。已知运动员在加速阶段的第2s内通过的距离为7.5 m ,求:(1)该运动员的加速度
(2)该运动员的在运动中能达到的最大速度
(3)在匀速阶段通过的距离。
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你有没有想过在考试之前提前知道自己的学习成绩呢?这不是荒诞!让我们来做套纸卷就知道了!下面是读文网小编网络整理的福州一中高一上学期中考试物理试题,希望对你有用。
一.单项选择题(在每题给出的四个选项中,只有一个选项正确,每小题3分,共30分)
1、最早对自由落体运动进行科学的研究,否定了亚里士多德错误论断的科学家是( )
A.伽利略 B.牛顿 C.开普勒 D.胡克
2、在研究下述运动时,能把物体看作质点的是 ( )
A.研究地球的自转效应
B.研究乒乓球的旋转效应
C.研究火车从南京到上海运行需要的时间
D.研究一列火车通过长江大桥所需的时间
3、物体沿直线从A到B,前一半位移以速度v1匀速运动,接着的后一半位移以速度v2 匀速运动,则全程的平均速度是( )
A. B. C. D.
4、下列说法正确的是()
A.物体的速度改变量大,其加速度一定大
B.物体有加速度时,速度就增大
C.物体的加速度大,速度一定大
D.物体的速度变化率大,加速度一定大
5、 物体以初速度v0沿光滑斜面向上运动,经时间t,速度减为零,通过位移为x,则:( )
A.经t/2时,速度为v0/2,通过的位移为x/2
B.经t/2时,速度为v0/2,通过的位移为3x/4
C.经t/2时,速度为v0/2,通过的位移为5x/8
D.以上说法都不对
6.物体A、B的位移s随时间t图像如图所示,由图可知( )
A.从第3s起,两物体运动方向相同,且vA>vB
B.两物体由同一位置开始运动,但物体A比B
迟3s才开始运动
C.在5s内物体的位移相同,5s末A、B相遇
D.5s内A、B的平均速度相等
7.如图甲所示,某一同学沿一直线行走,现用频闪照相机记录 了他行走过程中连续9个位置的图片,仔细观察图片,指出在图乙中能接近真实反映该同学运动的v-t图象的是( )
8、根据匀变速运动的位移公式 和 ,则做匀加速直线运动的物体,在 t 秒内的位移说法正确的是( )
A.加速度大的物体位移大 B.初速度大的物体位移大
C.末速度大的物体位移大 D.平均速度大的物体位移大
9、做匀变速直线运动的质点,先后经过A、B、C三点,已知AB=BC=x,质点在AB段和BC段的平均速度分别为v1和v2,则质点的加速度为( )
A. B. C. D.
10、甲、乙两物体所受的重力之比为1 : 2,甲,乙两物体所在的位置高度之比为2 : 1,它们各自做自由落体运动,则 ( )
A.落地时的速度之比是 B.落地时的速度之比是1 : 1
C.下落过程中的加速度之比是1 : 2 D.下落过程中加速度之比是1 : 2
二、多项选择题(在每题给出的四个选项中,有多个选项正确,每小题4分,共16分。)
11.关于物体做直线运动,下列说法不对的有( )
A.物体的加速度越来越小,表示物体运动的速度也越来越小
B.某时刻物体的加速度和速度反向,此时物体一定正在做减速运动
C.物体的位移大小一定等于路程
D.运动员的3000米径赛可看成匀变速直线运动
12.汽车刹车后做匀变速直线运动,其位移与时间关系是:x=10t-2t2,则( )
A、物体的初速度是10m/s B、物体的加速度是2m/s
C、物体的加速度是-4m/s2 D、物体在4s末的速度为 -6m/s
13、甲、乙两车从同一地点沿同一方向出发,右图是甲、乙两车的速度图象,由图可知( )
A. 甲车的加速度小于乙车的加速度
B.t1时刻甲、乙两车的加速度相同
C.t1时刻甲、乙两车相遇
D.t1时刻甲、乙两车速度相同
14、为了测出楼房的高度,让一石块从楼顶自由落下(不计空气阻力),测出下列哪个物理量就可以算出楼房的高度( )
A.石块下落到地面的总时间 B.石块整个下落的平均速度
C.石块落地前最后一秒的位移 D.以上说法都不对
三、实验题(12分)
15、(6分)在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,按照实验进行的先后顺序,将下述步骤的代号填在横线上 。
A.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面
B.把打点计时器固定在木板上没有滑轮的一端,并连好电路
C.换上新的纸带,再重做两次
D.把长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面
E.使小车停在靠近打点计时器处,接通电源,放开小车,让小车运动
F.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下边吊着合适的钩码
G.断开电源,取出纸带
16、(6分)某同学在测定匀变速直线运动的加速度时,得到了几条较为理想的纸带,已在每条纸带上每5个计时点取好了一个计数点,依打点先后编为0、1、2、3、4、5.由于不小心,纸带被撕断了,如图所示.请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答:
[ x(1)从纸带A上撕下的那段应该是B、C、D三段纸带中的_ _ (填字母)
(2)打A纸带时,物体的加速度大小是_ m/s2.
四、计算题:(其中17题9分,18题9分,19题10分;20题14分,共42分)
17、(9分)一个物体做初速度v0=1m/s,加速度a=2m/s2的匀加速直线运动,求:
(1)第4秒末的速度;
(2)前3秒内的位移;
(3)前5秒内的平均速度。
18(9分)汽车先以a1=0.5m/s2的加速度由静止开始做匀加速直线运动,在20s末改做匀速直线运动,当匀速运动持续10s后,因遇到障碍汽车便紧急刹车,已知刹车的加速度为a2=-2m/s2,求:
(1)汽车匀速运动时的速度大小;
(2)汽车刹车后全过程所通过的位移大小;
(3)在坐标图上画出该汽车运动全过程的速度一时间图象。
19、(10分)汽车以10 m/s的速度在平直公路上匀速行驶,刹车后经2s速度变为6m/s,求 :(1)刹车后2 s内前进的距离;?
(2)刹车后前进9 m所用的时间;?
(3 ) 刹车后8 s内前进的距离.?
20、(14分)水平桌面上有两个玩具车A和B,两者用一轻质细橡皮筋相连,在橡皮筋上有一红色标记R。在初始时橡皮筋处于拉直状态,A、B和R分别位于直角坐标系中的(0,2L) (0,-L,)和(0,0)点。已知A从静止开始沿y轴正向做加速度大小为a的匀加速运动,B平行于x轴朝x轴正向匀速运动。在两车此后运动的过程中,标记R在某时刻通过点(L,L)。假定橡皮筋的伸长是均匀的,求B运动速度的大小。
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教师们想要通过试卷的答题工作来检测一下学生们的学习水平吗?下面是读文网小编整理的高一上半学期期中物理试题以供大家阅读。
一、选择题:在 每小题给出的四个选项中,1-7题只有一项是符合题目要求的,8-12有 多个选项符合要求,每小题4分,全选对得4分,选对但不全得2分,有选错得0分;共48分)。
1.下列说法正确的是( )
A.高速公路上限速牌上的速度值指平均速度
B.分析乒乓球运动员发出的旋转球的运动规律时,乒乓球可看成质点
C.运动员的铅球成绩是指铅球从离开手到落地的位移大小
D.选取不同的参考系,同一物体的运动描述可能不同
2、关于速度、速度变化、加速度,下列说法正确的是( )
A.速度变化越大,加速度越大
B.速度变化越快,加速度越大
C.加速度方向保持不变,速度方向也保持不变
D.加速度不断减小,速度也不断减小
3、一枚火箭由地面竖直向上发射,其速度—时间像如所示,由像可知( )。
A. 段火箭的加速度小于 段火箭的加速度
B. 在 段火箭是上升的,在 段火箭是下落的
C. 时刻火箭离地面最远
D. 时刻火箭回到地面
4、如所示,计时开始时A、B二质点在同一位置,由可知:
A.A、B二质点运动方向相反
B.2s末A、B二质点相遇
C.2s末A、B二质点速度大小相等,方向相反
D. A、B二质点速度相同时,相距6 m
5、是A、B两 个质点做直线运动的位移-时间线.则( ).
A在运动过程中,A质点总比B质点快
B当t=t1时,两质点的位移相同
C当t=t1时,两质点的速度相等
D当t=t 1时,A、B两质点的加速度都大于零
6.从某高处释放一粒小石子,经过1 s从同一地点释放另一小石子,则它们落地之前,两石子之间的距离将 ( )
A.保持不变 B.不断变大
C.不断减小 D.有时增大有时减小
7.对于作匀变速直线运动的物体,下列说法中正确的是 ( )
A.加速度很小,物体的速度一定很小
B.若加速度方向和速度方向相反,虽然加速度很大,物体的速度还是要减小的
C.不管加速度方向和速度方向的关系怎样,物体的速度都是增大的
D.因为物体作匀变速直线运动,所以它的加速度是均匀变化的
8、两个质点甲与乙,同时由同一地点向同一方向做直线运动,它们的速度一时间象如所示.则下列说法中正确的是 ( )
A.第4 s末甲、乙将会相遇
B.在第2 s末甲、乙将会相遇
C.在2 s内,甲的平均速度比乙的大
D.在第2 s末甲、乙相距最远
9.甲、乙两车在同一平直公路上由A站驶向B站.它们同时由静止从A站出发,最后都到达B站停下.行驶过 程中,甲车先做匀加速运动,后做匀减速运动;乙车先做匀加速运动,再做匀速运动,最后做匀减速运动.若两车在加速和减速中的加速度大小相等,则
A.甲车先到达B站
B.乙车先到达B站
C.在行驶过程中甲车的最大速度大于乙车的最大速度
D.在行驶过程中乙车的最大速度大于甲车的最大速度
10.汽车在平直公路上做初速度为零的匀加速直线运动,途中用了6s时间经过A、B两根电杆,已知A、B间的距离为60m,车经过B时的速度为15m/s,则( )
A.经过A杆时速度为5m/s B.车的加速度为15m/s2
C.车从出发到B杆所用时间为9s D.从出发点到A杆的距离是7.5m
11.如所示为甲、乙两物体从同一地点沿直线向同一方向运动的v-t象,则( )
A.甲、乙两物体在4s时相距最远
B.甲、乙两物体在2.5时相遇
C.前4s内甲物体总在乙的前面
D.甲、乙两物体在2.5s时相距最远
12.一遥控玩具小车在平直路上运动的位移—时间象如所 示,则下列选项错误的是()
A.前15 s内汽车的位移为300 m
B. 20 s末汽车的速度为-1 m/s
C.前10 s内汽车的加速度为3 m/s2
D.前25 s内汽车做单方向直线运动
二、实验题(共一小题,共10分。把正确答案填在题中的横线上)
13.在做“研究匀变速直线运动”实验中,打点计时器打出的一条纸带中的某段如所示,若A、B、C ……点间的时间间隔均为0.10 s,从中给定的长度,求出小车的加速度大小是 ,打下C点时小车的速度大小是 。
三、计算题(14小 题12分,15小题14分,16小题16分,共42分,要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能给分.有数值计算的题,答案中应明确写出数值和单位.)
14.一辆以12m/s的速度在水平路面上行驶的汽车,在关闭油门后刹车过程中以3m/s2的加速度做匀减速运动,那么汽车关闭油门后2s内的位移是多少米? 关闭油门后5s内的位移是多少米?
15.有一个做匀变速直线运动的物体,它在两段连续相等的时间内通过的位移分别是24m和64m,连续相等的时间为4s,求质点的初速度和加速度大小.
16.A、B两物体在同一直线 下运动,B在前A在后,当它们相距 S0=7米时,A在水平拉力和摩擦力的作用下,正以VA= 4米/秒的速度向右做匀速运动,而物体B此时速度VB=10米/秒向右,它在摩擦力作用下以a= -2米/秒2匀减速运动,则经过多长时间A追上B? 若VA=8m/s ,则经多长时间A追上B? (匀速追匀减速)
看过“高一上半学期期中物理试题”
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在考试快要到来的时候,我们作为学生应该做出什么样的复习准备工作呢?下面请欣赏读文网网络编辑为你带来的高一年级上学期期中考试物理试题,希望你能够喜欢!
一、单项选择题(每小题3分,共24分)
1.关于下列如图所示的照片中的物体或人,在运动过程中的一些说法正确()
A.甲图是一列8:00~10.25从成都开往重庆的高速动车,8:00是指车的运动时间
B.乙图是绕月亮运动的嫦娥二号卫星,它在运动一周的过程中,其平均速度为零
C.丙图是在男子单杠比赛运动到最高点的体操运动员,此瞬间运动员的速度和加速度都为零
D.丁图是表演精彩的芭蕾舞演员,研究其跳舞姿态调整时可以把他们看做质点
2.关于位移和路程的下列说法中,正确的是( )
A.几个运动物体通过的路程不等时,它们的位移可能相同
B.几个运动物体有相同位移时,它们通过的路程也一定相同
C.物体沿直线向某一方向运动,通过的路程就是位移
D.物体通过的路程不等于零,其位移也一定不等于零
3. 短跑运动员在100m比赛中,以8m/s的速度迅速从起点冲出,到50m处的速度是9m/s,10s末到达终点的速度是10.2m/s,则运动员在全程中的平均速度是( )
A.9 m/s B.10.2 m/s C.10 m/s D.9.1 m/s
4.下列关于速度和加速度的说法中,正确的是( )
A.物体的速度越大,加速度也越大 B.物体的速度为零时,加速度也为零
C.物体的速度变化量越大,加速度越大 D.物体的速度变化越快,加速度越大
5.做匀加速直线运动的物体的加速度为3m/s2,对于任意一秒来说,下列说法不正确的是()
A.在这一秒末的速度比这一秒初的速度总是大3m/s
B.某1 s末的速度比该1 s初的速度总是大3倍
C.某1 s末的速度比前1 s末的速度大3 m/s
D.某1 s末的速度比前1 s初的速度大6 m/s
6.已知长为L的光滑斜面,物体从斜面顶端由静止开始以恒定的加速度下滑,物体滑至底端所用的时间是t,当物体下滑t/3时,它距斜面底端的距离是( )
A. B. C. D.
7.公共汽车从车站匀加速启动后,司机发现尚有乘客未上车,急忙停止刹车.汽车从启动到停止整个过程历时5s,车共前进10m.由此可知汽车在此过程中的最大速度为( )
A.2m/s B.4m/s C.5m/s D.10m/s
8.一物体作匀加速直线运动,从计时起,第1s内位移为1m,第2s内位移为2m,……,第ns内位移为n m,则( )
A.物体的初速度为零 B.物体的加速度大小为1m/s2
C.物体在2s末的速度为2 m/s D.物体在前5s的位移为5m
二、不定项选择题(每小题4分,共16分。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分。)
9.一个运动物体的位移与时间的关系满足x=5t+5t2(x以米为单位,t以秒为单位),下列说法中正确的是( )
A.这个物体的初速度是2.5m/s
B.这个物体的加速度大小是10m/s2
C.这个物体的初速度是10m/s
D.这个物体加速度方向一定与初速度方向一致
10.甲、乙两个物体沿同一直线向同一方向运动时,取物体的初速度方向为正方向,甲的加速度恒为2 m/s2,乙的加速度恒为-3 m/s2,则下列说法正确的是()
A.两物体都做匀加速直线运动,乙的速度变化快
B.甲做匀加速直线运动,它的速度变化慢
C.乙做匀减速直线运动,它的单位时间内速度变化量大
D.甲的加速度比乙的加速度大
11.如图是某质点运动的速度-时间图象,由图象可得( )
A.0~1s内质点的平均速度是1m/s
B.0~2s内质点的位移大小是3m
C.0~1s内质点的加速度大于2~4s内的加速度
D.0~1s内质点的运动方向与2~4s内的运动方向相反
12.在军事演习中,某空降兵从飞机上跳下,他的速度图象如图所示.下列关于该空降兵在0~t1和t1~t2时间内的平均速度 的结论正确的是( )
A.0~t1内, B.t1~t2内,
C.t1~t2内, D.t1~t2内,
新津中学高一物理10月月考试题答题卷
第Ⅱ卷(非选择题,共60分)
三、实验题。(共18分,每空3分)
13.在“探究小车速度随时间变化的规律“的实验中,如图给出了从0点开始,每5个点取一个计数点的纸带,其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点,测得:s1=1.40cm,s2=1.90cm,s3=2.38cm,s4=2.88cm,s5=3.39cm,s6=3.87cm。则:
(1)已知打点计时器电源频率为50Hz,则纸带上相邻两点的时间间隔是 ,根据纸带判断小车所做的运动是 ,理由是 。
(2)设相邻两个计数点之间的时间间隔为T,则小车加速度的表达式为 (用题中所给字母表示)。
(3)在计时器打出计数点3时,小车的速度表达式为 (用题中所给字母表示),具体的计算结果是 m/s
四、简答题(共42分。请在答题纸上写出必要的文字说明,重要的方程式、重要的演算过程,明确的数值和单位。只有答案,没有过程的不得分,书写不认真、无法辨认的不得分。)
14.(10分)如图所示,物体从O点开始做自由落体运动,先后经过O点正下方A、B两点,此过程中,从O运动到B所用时间t1=3s,从A到B所用时间t2=1s,g=10m/s2,求:
(1)物体到A点时的速度。
(2)A、B间的距离。
15.(10分)一物体从斜面顶端由静止沿斜面做匀加速直线运动,到达底端的速度为15m/s,斜面长75m,求:
(1)该物体的加速度;
(2)物体在斜面上运动的时间。
16.(10分)汽车以10 m/s的速度在平直公路上匀速行驶,刹车后经2 s速度变为6 m/s。求:
(1)刹车后2s内前进的距离及刹车过程中的加速度;
(2)刹车后8s汽车位移的大小。
17.(12分)一辆值勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边以10m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时,决定前去追赶,经过5.5s后警车发动起来,并以2.5m/s2的加速度做匀加速运动,但警车的行驶速度必须控制在90km/h 以内.问:
(1)警车在追赶货车的过程中,两车间的最大距离是多少?
(2)警车发动后要多长时间才能追上货车?
看过“高一年级上学期期中考试物理试题”
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在做一份试卷的过程中,学生们应该注意哪些问题呢?下面是读文网小编网络整理的高一第二学期物理一课一练练习题以供大家学习参考。
1.【解析】选D.经典力学适用于宏观物体的低速运动,故经典力学对A、B、C都能适用,对D不适用.
2.【解析】选D.在任何惯性参考系中,物理规律都是相同的,A错误.牛顿定律仅适用于惯性系,B错误.在任何惯性系中,光在真空中的传播速度都一样,与光源的运动状态无关,故C错误,D正确.
3.【解析】选A.光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一,A正确.物体运动的速度不可能达到光速,物体质量也就不可能为无穷大,B错误.地面上的人观察高速飞过的火箭,火箭长度应变短了,C错误.根据狭义相对论,力学规律在不同惯性参考系中是相同的,D错误.
4.【解析】选C.根据公式Δt= 可知,相对于观察者的速度v越大,其时间进程越慢,由vc>vb>va=0,知c时钟走得最慢.
独具【方法技巧】 时间延缓效应的分析方法
在狭义相对论时空观中,运动时钟与静止时钟的关系为
Δt= ,由于v<c,故Δt>Δt′,即运动产生时间的延缓效应.在分析该类问题时,首先应分清哪是运动时钟,然后再根据时间延缓效应公式进行分析,另外,只有在运动速度接近光速时,这种效应才有明显的效果,而在宏观物体的低速运动情况下,此效应几乎显示不出来,也就没有必要考虑了.
5.【解析】选D.由狭义相对论质速关系知,速度越大,质量越大,A、B错误.由于电子的运动速度不可能达到光速c,故C错误、D正确.
6.【解析】选D.爱因斯坦的质能关系式E=mc2,只是说明物体具有的能量与它的质量之间存在着简单的正比关系.物体的能量增大了,质量也增大;能量减小了,质量也减小,故A、B、C错误,D正确.
7.【解析】由狭义相对论知,在运动方向上,观察者测得的立方体的长度L=
L0 ,而在垂直于运动方向上,测得的立方体的长度不变,所以立方体的体积V= .
答案:
8.【解析】核反应中有能量放出,因此有质量亏损,由爱因斯坦质能方程得
ΔE=Δmc2
而Δm=mp+m-2mα
所以ΔE=(mp+m-2mα)c2
答案:(mp+m-2mα)c2
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