高一物理期中復習及考前模擬北師大版

1、用心 愛心 專心高一物理高一物理期中復習及考前模擬期中復習及考前模擬北師大版北師大版【本講教育信息本講教育信息】一. 教學內容：期中復習及考前模擬期中考試范圍： 靜力學、運動學、動力學（重點考查與能量動量相結合） 機械能 動量機械振動知識結構：一、靜力學、運動學、動力學的知識結構見上學期相關內容二、機械能1、功公式cosfsw （f 為恒力，s 為力的作用點對慣性系的位移， 為 f 與 s 的夾角。注意：物體的位移可能與力的作用點的位移相同，也可能不同。 ）2、功率 平均公式twp 瞬時功率cosfvp 為 f 與 v 的夾角（當 v 為平均速度時也可以求平均功率）汽車啟動的兩種情況（1）汽車

2、以恒定功率啟動汽車以恒定功率啟動后，若運動過程中所受阻力 f 不變，由于牽引力vpf ，根據牛頓第二定律可得maff，汽車的加速度)(1fvpma，可見，隨著汽車速度的增大，加速度減小，當加速度0a時，汽車的速度達到最大fpvm，以后汽車將做勻速直線運動，所以汽車做加速度逐漸減小的加速運動，最終勻速運動（2）汽車以恒定加速度啟動 汽車以恒定加速度啟動后，開始牽引力不變，汽車做勻加速運動，當其速度增大至一用心 愛心 專心定值 v 時，其功率達到額定功率 p，此時有mafvp，以后速度再增加，由于汽車的功率不變（已達額定功率） ，所以牽引力減小，加速度隨之減小，直至0a時，汽車的速度達最大值，接著

3、做勻速運動. 分析關鍵是抓住兩個關系式：fvp 和maff. 3、動能定理 動能221mvek，狀態(tài)量、標量動能定理：合外力做的功等于物體動能的變化（增量）12kkeeww 表示包括重力、彈力和摩擦力在內的合力對物體做的功，它既等于作用在物體上各個外力對物體做功的代數和，也等于在整個物理過程中各個階段外力做功的代數和. 4、機械能勢能重力勢能公式 epmgh，狀態(tài)量、標量。值與零勢面的選取有關 *彈性勢能221kxep機械能動能與勢能的和：pkeee，一般選擇地面為零勢面、選擇地面為參考系。 機械能守恒定律 在只有重力和彈力做功的情形下，物體（或系統(tǒng)）的動能和勢能發(fā)生相互轉化，但機械能的總量保

4、持不變. 三、動量1、沖量fti 該公式“fti ”只適用于力“f”恒定的情況. 對于變力，“f”只能理解為在 t 這段時間內的平均作用力. 沖量是矢量，它的方向就是作用力的方向. 2、動量mvp 動量是矢量，動量的方向與該時刻速度的方向相同。動量和動能都是描述物體運動的狀態(tài)量，兩者有必然的聯系，量值上滿足：mpemepkk2,22. 3、動量定理：物體所受合外力的沖量等于物體的動量變化. 數學表達式為mvvmft或pi動量定理是矢量式，合外力的沖量方向與物體動量變化的方向相同. 4、動量守恒定律：一個系統(tǒng)不受外力或受外力之和為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變，用心 愛心 專心這個結論叫做動量守恒

5、定律. 數學表達式：pp，對由 a、b 兩物體組成的系統(tǒng)有：bbaabbaavmvmvmvm，bamm 、分別是 a、b 兩物體的質量，bavv 、分別是它們相互作用前的速度，bavv、分別是它們相互作用后的速度. 式中各速度都應相對同一參考系，一般以地面為參考系. 成立條件 在滿足下列條件之一時，系統(tǒng)的動量守恒 （1）不受外力或受外力之和為零，系統(tǒng)的總動量守恒. （2）系統(tǒng)的內力遠大于外力，可忽略外力，系統(tǒng)的總動量守恒. （3）系統(tǒng)在某一方向上滿足上述（1）或（2） ，則在該方向上系統(tǒng)的總動量守恒. 四、機械振動1、機械振動：物體（或物體的一部分） 在某一中心位置兩側所做的往復運動，叫做機械

6、振動。機械振動是一種變加速的往復運動。2、簡諧運動：最簡單的振動，滿足 fkx，f 為回復力；x 為偏離平衡位置的位移；k 是常數。要能分析回復力的來源。（1）簡諧運動中振子的“位移”x 實質是位置矢量，與運動學中講的位移矢量不同，中學沒有嚴格區(qū)分這兩個矢量，我們通俗地把 x 說成是相對于平衡位置的位移. （2）彈簧振子振動形成的原因，一是回復力的特點（總指向平衡位置） ，二是振子的慣性，這是分析問題的關鍵. （3）振動物體過平衡位置時回復力是零，合力不一定是零（例如單擺擺球到平衡位置時，合力指向懸點，提供向心力） ，所以，我們給機械振動下定義時用中心位置較為準確. 教材用平衡位置，我們也用平

7、衡位置而不嚴格區(qū)分. 3、振幅、周期、頻率 （1）振幅：振動物體離開平衡位置的最大距離，描述振動的強弱。區(qū)分振幅和位移 （2）周期和頻率 周期（t）：振動物體完成一次全振動所需的時間。 頻率（f）：單位時間完成全振動的次數。一次全振動振動物體的路程為 4 倍的振幅。彈簧振子周期公式kmt2用心 愛心 專心單擺周期公式glt24、簡諧運動的圖像 通過圖像分析振幅、周期、回復力、速度、加速度等物理量。5、受迫振動（1）驅動力：加在振動系統(tǒng)上的周期性外力，叫做驅動力. （2）受迫振動：物體在外界驅動力作用下的振動，叫做受迫振動. 物體做受迫振動時，振動穩(wěn)定后的頻率等于驅動力的頻率. 受迫振動的頻率跟

8、物體的固有頻率沒有關系. 驅動力的頻率等于物體的固有頻率時，受迫振動的振幅最大，這種現象叫做共振. 驅動力頻率與固有頻率相差越大，物體的振幅越小. 【典型例題典型例題】【例 1】如圖所示，質量為 m 的車（包括物體 m） ，以速度 v 在光滑水平面上勻速運動，質量為 m 的物體被向車后方以仰角方向、相對地速度的大小為v拋出. 求拋出物體后車速度為多少？解析：解析：在拋出物體的瞬間，豎直方向合外力要發(fā)生變化，總動量不守恒，但在水平方向上合外力為零，因此水平方向動量守恒. 設車速 v 的方向為正方向，由動量守恒定律vmmvmmv)(cos 有：mmvmmvvcos點撥點撥 物體被拋出的瞬間，地面的

9、支持力要大于重力，因此 0外f. 總動量不守恒，但水平方向由于 0外f，水平方向動量守恒. 【例 2】如圖所示，一輕質彈簧兩端連著物體 a 和 b，放在光滑的水平面上，物體 a被水平速度為0v的子彈擊中，子彈嵌在其中，已知 a 的質量是 b 的質量的43，子彈的質用心 愛心 專心量是 b 的質量的41. 求： （1）a 物體獲得的最大速度；（2）彈簧壓縮量最大時 b 物體的速度. 解析：解析：（1）子彈射入 a 的過程，子彈減速，a 加速，a 獲得與子彈相同的速度時，a的速度最大，由于這一過程時間極短，物體 a 的位移可忽略，彈簧沒有形變，b 沒有受到彈簧對它的作用，所以子彈射入 a 的過程，

10、b 沒有參與作用，對子彈和 a 這一系統(tǒng)，由動量守恒定律得10)(vmmmva解得它們的共同速度，即 a 的最大速度4001vmmmvva。 （2）以子彈、a、b 為系統(tǒng)，整個作用過程中總動量都守恒，彈簧具有最大壓縮量時，它們的速度相等，由動量守恒定律得：20)(vmmmmvba，解得這三者的共同速度，即彈簧有最大壓縮量時 b 的速度00281vmmmmvvba?！纠?3】如圖所示，a、b、c 三木塊的質量分別為kg2 . 0,kg3 . 0,kg5 . 0cbammm，a 和 b 緊靠著放在光滑的水平面上，c 以250vm/s 的水平初速度沿 a 的上表面滑行到 b 的上表面，由于摩擦最終與

11、 b 木塊的共同速度為 8m/s，求 c 剛脫離 a 時，a 的速度和 c 的速度. 解析：解析：c 在 a 的上表面滑行時，a 和 b 的速度相同，c 在 b 的上表面滑行時，a 和 b脫離. a 做勻速運動，對 a、b、c 三物組成的系統(tǒng)，總動量守恒. 對 c 滑上 a，至 c 與 b 以共同速度運動這一整個過程有：vmmvmvmcbaac)(0代入數據得：m/s2 8)2 . 03 . 0(5 . 0252 . 0aavv對 c 在 a 表面滑動的過程有：ccabacvmvmmvm)0（，代入數據得：m/s17,2 . 02)3 . 05 . 0(252 . 0ccvv. c 剛脫離 a

12、 時，a 的速度為 2m/s，c 的速度為 17m/s. 【例 4】在離地面高 h2m 的 o 點，固定一根長 l0.75m 的細繩，繩端系一質量m0.1kg 的小球，繩能承受的最大張力 tm150n，今把細繩水平伸直并給小球以豎直向用心 愛心 專心下的初速度 v08m/s（如圖） ，當細繩擺至豎直位置與 o 點正下方 o處的釘子相撞（ool0.5 米） ，則細繩會不會斷裂？如果細繩斷裂，則小球落于何處（g 取 10m/s2）?解析：解析：細繩擺至豎直位置后將以釘子 o為中心做圓周運動，設此瞬間繩子的張力為t，由機械能守恒和圓運動條件它遠大于 tm，故在碰釘的瞬間細繩將斷裂，小球做平拋運動，其

13、落點離開懸點 o 的水平距離說明：說明：小球在 b 點的速度就是斷裂后做平拋運動的初速度?！纠?5】在一個半徑為 r 的半圓形軌道邊緣上固定著一個定滑輪，一輕繩兩端分別連著質量為和的物體掛在定滑輪兩邊，且。開始時，均靜止，放手后將從半圓形光滑軌道邊緣處滑下。 、均可以看作質點，軌道固定在桌子邊緣處不動。如圖所示。 （1）求經過圓形軌道最低點時的速度 （2）為使 m1能夠到達最低點，與之間必須滿足什么關系？解析：解析：運動到軌道最低點時速度為，將其分解如圖所示o p p m1 m2 v線 v1 v2 v2 由、組成的系統(tǒng)的機械能守恒得 由圖可知 用心 愛心 專心 要使能到達最低點， ，即【例 6

14、】如圖所示，質量為 m 的小球 p 沿光滑斜面 a 點從靜止開始下滑，到達 b 點時進入半徑為 r 的豎直光滑圓軌道。重力加速度為 g，求：（1） 若小球從距離底端水平面 h4r 處靜止釋放，求：小球到達 b 點的速度多大？在 b 點進入圓軌道后的瞬間球對軌道的壓力 nb多大？（2） 若要使小球恰好通過圓軌道的最高點，小球應從多高處靜止釋放？（3） 若在 b 端放置一個與 p 完全一樣的小球 q，小球 p 從 h8r 處靜止釋放，在底端與 q 發(fā)生水平對心碰撞使兩個小球瞬間粘在一起。分析它們是否能到最高點，若能此時對軌道的壓力 nc多大？解析：解析：（1）由機械能守恒： mghmvvghgrb

15、b1222 22，即 在 b 點，由向心力公式： nmgmvrnmgmvrmgbbbb229，即 （2）剛好過 c 點的速度為 vc，則： mgmvrvgrcc2，即 由機械能守恒： mghmgrmvc2122所以hr52（3）p 球由機械能守恒：221)8(pmvrmg grvp4p、q 碰撞動量守恒 vmmmvp)(，v 為碰后的速度。grv2 p、q 機械能守恒，當恰能通過最高點時，最高點速度為臨界速度grv上，22)2(21)2(21)2()2(下下vmvmrgmgrv5下用心 愛心 專心v下v，故不能達到最高點?！纠?7】如圖所示是演示砂擺振動圖象的實驗裝置和實驗結果，砂擺的擺動可看

16、作簡諧振動。若水平拉紙的速度為 0.2m/s，從刻度尺上讀出圖線的尺寸，可算出這個砂擺的擺長是_m 解析：解析：由原圖可知，單擺在一個周期 t 內板運動的位移，所以單擺的周期，再由，得【模擬試題模擬試題】一、選擇題，本題共 12 小題，每小題 3 分，共 36 分。在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確。將正確選項前的字母填入題后的括號內。全選對的得 3 分，選不全的得 2 分，有選錯或不答的得 0 分。1. 如圖 1 所示，將一個小球用細線懸掛起來，讓小球在 a、b 之間來回擺動，c 點為小球圓弧軌跡的最低點，則以下說法中正確的是 （ ）a. 小球由 a

17、到 c 的過程，動能減小，重力勢能增大b. 小球由 c 到 b 的過程，動能減小，重力勢能增大c. 小球在 c 點時的重力勢能最大d. 小球在 b 點時的動能最大2. 將一個物體沿水平方向拋出，物體在空中運動的過程中，以下所說的物理量中保持不變的是 （ ）a. 動量 b. 動能c. 機械能 d. 以上三個答案都正確3. 關于簡諧運動，以下說法中正確的是 （ ）a. 振動物體每次經過平衡位置時的速度都相同b. 振動物體每次經過同一位置時的動能都相同c. 振動物體向平衡位置運動的過程中，加速度的方向和速度的方向相同d. 振動物體向遠離平衡位置運動的過程中，加速度的方向和速度的方向相同4. 如圖 2

18、 所示，水平的傳送帶上有一物體 p，傳送帶從靜止開始加速，物體隨傳送帶一用心 愛心 專心起運動，并始終保持與傳送帶相對靜止，對于物體受到的各個力對物體所做的功，以下說法中正確的是（ ）a. 物體受到的摩擦力對物體做正功b. 物體受到的摩擦力對物體做負功 c. 物體的重力對物體不做功d. 傳送帶的支持力對物體做負功5. 用火箭將質量為 m 的衛(wèi)星送入距離地球表面高度為 h 的軌道，并使衛(wèi)星具有速度 v，假設衛(wèi)星的重力隨高度的變化可以忽略，則關于外力對衛(wèi)星做功的情況，以下判斷正確的是（ ）a. 衛(wèi)星克服重力做功為mghb. 衛(wèi)星克服重力做功為221mvmgh c. 火箭的推力對衛(wèi)星做功為221mv

19、d. 合外力對衛(wèi)星做功為221mv6. 關于物體運動具有的動能和動量，以下說法正確的是 （ ）a. 運動物體的動能保持不變，則該物體做的是勻速直線運動b. 運動物體的動量保持不變，則該物體做的是勻速直線運動c. 兩個運動物體相比較，具有的動量較大的物體，其動能也必然較大d. 兩個運動物體相比較，具有的動能較大的物體，其動量也必然較大7. 如圖 3 所示為一彈簧振子做簡諧運動的圖像，在振動過程中振子經過 t1和 t2這兩個時刻，在這兩個時刻振子的位移大小都為 3.0cm，則振子在這兩個時刻的（ ）a. 加速度的方向相同b. 速度的方向相反c. 彈性勢能相同d. 回復力的方向相同8. 如圖 4 所

20、示，一質量為 m 的滑塊沿光滑的水平面以速度 v0運動。遇到豎直的墻壁被用心 愛心 專心反彈回來，返回的速度變?yōu)?21v，則以下說法正確的是 （ ）a. 滑塊的動量改變量的大小為021mvb. 滑塊的動量改變量的大小為023mvc. 滑塊的動量改變量的方向與 v0的方向相反 d. 重力對滑塊的沖量為零9. 將一個擺鐘由甲地移至乙地，發(fā)現擺鐘變慢了。其原因和調整的方法分別為（ ）a. 乙甲gg，將擺長縮短b. 乙甲gg，將擺長加長c. 乙甲gg，將擺長縮短d. 乙甲gg，將擺長加長10. 如圖 5 所示，在光滑的水平面上放置 a、b 兩個物體，其中 b 物體帶有一個質量不計的彈簧。a 的物體質量

21、為 m，當物體 a 以速度 v 向著 b 運動，并壓縮彈簧，在壓縮彈簧的過程中，下面說法正確的是（ ）a. 在任意時刻，a、b 兩個物體組成的系統(tǒng)的總動量都為 mvb. 在任意時刻，a、b 兩個物體組成的系統(tǒng)的總動能都為221mvc. 在任意的一段時間內，a、b 兩個物體受到的沖量大小相等d. 當彈簧被壓縮到最短時，a、b 兩個物體的速度相同11. 一個物體從某一高度自由落下，落在直立于地面上的輕彈簧上，如圖 6 所示，在 a點物體開始與彈簧接觸，到 b 點時，物體速度為零，然后被彈回，下列說法中正確的是（ ）用心 愛心 專心a. 物體從 a 下降到 b 的過程中，動能不斷減小;b. 物體從

22、a 下降到 b 的過程中，重力勢能不斷減小;c. 物體從 a 下降到 b 的過程中，動能先增大后減小;d. 物體從 a 下降到 b 的過程中，動能與重力勢能的總和不斷變小。12. 如圖 7 所示，在光滑的水平面上，物體 b 靜止，在物體 b 上固定一個輕彈簧。物體a 以某一速度沿水平方向向右運動，通過彈簧與物體 b 發(fā)生作用。兩物體的質量相等，作用過程中，彈簧獲得的最大彈性勢能為 ep?，F將 b 的質量加倍，再使物體 a 通過彈簧與物體 b 發(fā)生作用（作用前物體 b 仍靜止） ，作用過程中，彈簧獲得的最大彈性勢能仍為ep。則在物體 a 開始接觸彈簧到彈簧具有最大彈性勢能的過程中，第一次和第二次

23、相比（ ）a. 物體 a 的初動能之比為 2 ： 1b. 物體 a 的初動能之比為 4 ： 3c. 物體 a 損失的動能之比為 1 ： 1d. 物體 a 損失的動能之比為 27 ： 32二、填空題，本題共 6 小題，每小題 4 分，共 24 分。13. 如圖 8 所示為一彈簧振子做簡諧運動的位移圖象，由圖象可知該彈簧振子的振幅為_cm，振動的頻率為_hz。 14. 用起重機將放在地面的重物勻加速提升到 16m 的高處，所用的時間為 8.0s。重物的質量為 2.0103kg，鋼索的拉力大小為 2.1104 n。則起重機的鋼索對重物做功為_j；重物上升過程中鋼索做功的平均功率為_w。 （g 取 1

24、0m/s2）15. 如圖 9 所示一個放在水平面上的物體質量為 2.0kg，在沿水平方向的拉力作用下運動，其運動速度隨時間變化的圖象如圖所示。已知地面與物體之間的動摩擦因數為 0.2。則用心 愛心 專心在 04.0s 的時間內，拉力對物體所做的功為_j，在第 4s 末拉力對物體做功的瞬時功率為_w。 （g 取 10m/s2）16. 振動周期為 2.0s 的單擺稱為秒擺。如果把秒擺的最大擺角由 5改為 3，則其周期 t1為_s；如果把秒擺的擺長縮短為原來的41，則周期 t2為_s；如果把秒擺移到月球表面（月球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的61） ，則該單擺的周期t3為_s。17. 如圖

25、10 所示，水平面上有兩個小球 a 和 b，b 的質量是 a 的 2 倍。小球 a 以速度v0向右運動，與靜止的小球 b 發(fā)生碰撞，碰撞前后兩球的運動都在一條直線上。若碰撞后a 球的速度大小為021v，則碰撞后小球 b 的速度大小為_；小球 a 碰撞后的運動方向為_。18. 邊長為 0.5m 的正方體木塊其質量為 40kg，一個人采用翻滾的方法將它沿水平面向前移動 3m，如圖 11 所示， 人至少做功_j。三、計算題三、計算題，本題共 5 小題，共 40 分。解答時應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位。19. （6

26、分）如圖 12 所示，均勻鐵鏈長 l，平放在距地面為lh2的光滑水平桌面上，其長度的51懸垂于桌面下，從靜止開始釋放鐵鏈，求鐵鏈的下端剛要著地時的速度。用心 愛心 專心20. （8 分）在鐵路貨運編組站內，將同一鐵軌上的車廂 a 和車廂 b 聯結在一起。車廂a 原來靜止在鐵軌上，車廂 b 以速度 v0向著車廂 a 運動，兩節(jié)車廂接觸后連在一起。已知車廂 a 的質量為 m，車廂 b 質量為 3m。求（1）兩節(jié)車廂聯結以后的共同速度；（2）聯結過程中有多少機械能的損失。21. （8 分）如圖 13 所示，質量為 m 的人在蕩秋千。秋千底板的質量為 m。懸繩的長度為 l，其質量可以忽略不計。人的身高

27、與懸繩的長度相比可以忽略不計，其他的阻力也忽略不計。秋千底板蕩起的最大高度為 h，求當秋千蕩到最低點時人對底板的壓力和兩根懸繩的總拉力。22. （8 分）如圖 14 所示。一內壁光滑的環(huán)形細圓管，位于豎直平面內，環(huán)的半徑為r（比細管半徑大得多）在圓管中有兩個直徑相同的小球（可視為質點） ，a 球的質量為1m，b 球的質量為2m，它們沿圓形管順時針運動，經過最低點時的速度都為0v，設 a 球運動到最低點時，b 球恰運動到最高點，若要此時兩球作用于圓管的合力為零，那么rmm、21與0v應滿足的關系式是什么？用心 愛心 專心圖 1423. （10 分） 如圖 15 所示，兩塊完全相同的木塊 a 與

28、b 并排放在光滑的水平桌面上。a、b 的質量均為 0.4kg，一顆質量為 0.1kg 的子彈以 140m/s 的水平速度從左邊飛來，射穿a 后射進 b 并留在 b 中，子彈射穿 a 的過程中，a 與 b 始終并排挨著，測得 a、b 落地點距桌邊的水平距離之比為 1：2，求：（1）子彈射穿 a 的過程中產生的內能 ea；（2）子彈射進 b 的過程中產生的內能 eb。 （g 取 10m/s2） 【試題答案試題答案】一、選擇題1. b 2. c 3. bc 4. ac 5. ad 6. b 7. bc 8. bc 9. a 10. acd 11. bc 12 .b二、填空題13. 5；2.5 14. 3.36105；4.2104 15. 48；24 16. 2.0；1.0；26 17. 043v； 向左 18. 248三、計算題19. 以鐵鏈為研究對象，在運動至著地前的整個過程中只有重力做功，機械能守恒，取地面為零勢能的參考平面，則在初始時鐵鏈的機械能mglllmglmge5099)102(512541 鐵鏈下端剛要著地的機械能22212mvlmge 由機械能守恒定律得22125099mvlmgmgl解得 glv7420.（1）在聯結過程中，兩節(jié)車廂的總動量守恒，根據動量守恒定