粤教版高中物理必修一第四章章末复习课+Word版含答案.doc

第四章章末复习课
【知识体系】 力与运动
⎩⎪⎪⎪⎪
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⎪⎪⎧伽利略的理想实验与牛顿第一定律⎩⎪⎨⎪⎧伽利略的理想实验
牛顿第一定律⎩⎪⎨⎪⎧惯性：一切物体都有惯性
物体运动状态的改变⎩⎪⎨⎪⎧速度① 变化速度② 变化大小、方向都变化影响加速度的因素⎩
⎪⎨⎪
⎧加速度与合外力的关系：质量一定时，加速度与合外力③
加速度与质量的关系：当合外力一定时，加速度与质量④ 探究运动与受力关系⎩⎪⎨⎪⎧
加速度与合外力的关系：m 一定时，a ∝F ，或a 1
∶a 2
＝F 1
∶F
2
加速度与质量的关系：F 一定时，a ∝1m
，或a 1
∶a 2
＝m 2
∶m 1
实验数据的图象表示
牛顿第二定律⎩⎪⎨⎪⎧计算机实时实验的结果
牛顿第二定律及其数学表示⎩⎪⎨⎪⎧内容公式：⑤
适用范围牛顿第二定律的应用
⎩
⎪⎨⎪
⎧已知物体的运动状态，确定物体的受力情况
已知物体的受力情况，确定物体的运动状态超重和失重⎩⎪⎨⎪⎧超重和失重现象超重和失重的解释完全失重的现象
力学单位
⎩
⎪⎨⎪
⎧单位制的意义：由⑥ 和⑦ 所组成的一系列完整的单位体制国际单位制中的力学单位
[答案填写] ①大小 ②方向 ③成正比 ④成反比 ⑤F ＝ma ⑥基本单位 ⑦导出单位
主题1 整体法与隔离法
1．整体法与隔离法．
(1)系统内物体间相对静止或具有相同的加速度时，把系统作为一个整体考虑，应用牛顿第二定律列方程求解，即为整体法．
(2)将系统内某个物体(或某部分)从系统中隔离出来作为研究对象加以分析，利用牛顿第二
定律列方程求解，即为隔离法．
2．整体法和隔离法的选择．
(1)若系统内各物体相对静止或具有相同的加速度时，优先考虑整体法． (2)若系统内各物体的加速度不相同，一般选用隔离法． 3．注意事项．
(1)用整体法时，只需考虑整体所受的各个外力，不需考虑系统内各物体间的“内力”． (2)用隔离法时，必须分析隔离体所受到的各个力． (3)区分清楚内力和外力．
[典例❶] 如图所示，质量为80 kg 的物体放在安装在小车上的水平磅秤上，小车沿斜面无摩擦地向下运动，现观察到物体在磅秤上的示数只有600 N ，g 取10 m/s 2
，则
(1)斜面的倾角θ为多少？ (2)磅秤对物体的静摩擦力为多少？
解析：(1)对物体、磅秤和小车组成的整体应用牛顿第二定律，得 (M ＋m )g sin θ＝(M ＋m )a ，解得a ＝g sin θ. 隔离M ，对M 在竖直方向上应用牛顿第二定律，有
Mg －F N ＝Ma sin θ，即Mg －F N ＝Mg sin 2θ，
代入数据，解得sin θ＝1
2，故θ＝30°.
(2)对M 在水平方向上应用牛顿第二定律，有
F f ＝Ma cos θ＝Mg sin θcos θ＝200 3 N ，
则磅秤对物体的静摩擦力为200 3 N. 答案：(1)30° (2)200 3 N
针对训练
1．(多选)如图所示，在光滑的桌面上有M 、m 两个物块，现用力F 推物块m ，使M 、m 两物块在桌上一起向右加速，则M 、m 间的相互作用力为( )
A.mF M ＋m
B.
MF M ＋m
C ．若桌面的动摩擦因数为μ、M 、m 仍向右加速，则M 、m 间的相互作用力为
MF
M ＋m ＋μMg D ．若桌面的动摩擦因数为μ，M 、m 仍向右加速，则M 、m 间的相互作用力仍为MF M ＋m
解析：根据牛顿第二定律，得 对整体：a ＝
F
M ＋m
，
对M ：F N ＝Ma ＝
MF
M ＋m
.故A 错误，B 正确； 设桌面的动摩擦因数为μ，根据牛顿第二定律，得 对整体：a ＝
F －μ（M ＋m ）g M ＋m ＝F
M ＋m
－μg
对M ：F N －μMg ＝Ma 得F N ＝μMg ＋Ma ＝MF
M ＋m
.故C 错误，D 正确． 答案：BD
主题2 临界问题
1．临界值问题：在运用牛顿运动定律解决动力学问题时，常常要讨论相互作用的物体间是否会发生相对滑动，相互接触的物体间是否会发生分离等，这类问题就是临界问题．
2．解决临界问题的关键：解决这类问题的关键是分析临界状态，两物体间刚好相对滑动时，接触面间必须出现最大静摩擦力；两个物体要分离时，相互之间作用的弹力必定为零．
3．解决临界问题的一般方法：
(1)极限法：题设中若出现“最大”“最小”“刚好”等这类词语时，一般就隐含临界问题，解决这类问题时常常是把物理量(或物理过程)引向极端，进而使临界条件或临界点暴露出来，达到快速解决问题的目的．
(2)数学推理法：根据分析物理过程列出相应的力学方程(数学表达)，然后由数学表达式讨论得出临界条件．
【典例2】 如图所示，平行于斜面的细绳把小球系在倾角为θ的斜面上，为使球在光滑斜面上不发生相对运动，斜面体水平向右运动的加速度不得大于多少？水平向左的加速度不得大于多少？
解析：(1)设斜面处于向右运动的临界状态时的加速度为a 1，此时，斜面支持力F N ＝0，小球受力如图甲所示．根据牛顿第二定律，得
水平方向：F x＝F T cos θ＝ma1，
竖直方向：F y＝F T sin θ－mg＝0，
联立两式，解得a1＝g cot θ.
因此，要使小球与斜面不发生相对运动，向右的加速度不得大于a＝g cot θ.
(2)设斜面处于向左运动的临界状态的加速度为a2，此时，细绳的拉力F T＝0.小球受力如上图乙所示．根据牛顿第二定律，得水平方向：F x＝F N sin θ＝ma2，
竖直方向：F y＝F N cos θ－mg＝0，
联立两式，解得a2＝g tan θ.因此，要使小球与斜面不发生相对运动，向左的加速度不得大于a＝g tan θ.
答案：见解析
针对训练
2.如图所示，有一光滑斜面倾角为θ，放在水平面上，用固定的竖直挡板A与斜面夹住一个光滑球，球质量为m.若要使球对竖直挡板无压力，球连同斜面应一起( )
A．水平向右加速，加速度a＝g tan θ
B．水平向左加速，加速度a＝g tan θ
C．水平向右减速，加速度a＝g sin θ
D．水平向左减速，加速度a＝g sin θ
解析：球对竖直挡板无压力时，受力如图所示，重力mg和斜面支持力F N的合力方向水平向左．F＝mg tan θ＝ma，解得a＝g tan θ，因此斜面应向左加速或者向右减速．
答案：B
主题3 图象在动力学中的应用
动力学中的图象常见的有F-t图象、a-t图象、F-a图象等．
(1)对F-t图象要结合物体受到的力，根据牛顿第二定律求出加速度，分析每一时间段的运动性质．
(2)对a-t 图象，要注意加速度的正负，分析每一段的运动情况，然后结合物体的受力情况根据牛顿第二定律列方程．
(3)对于F-a 图象，首先要根据具体的物理情景，对物体进行受力分析，然后根据牛顿第二定律推导出a-F 间的函数关系式；由函数关系式结合图象明确图象的斜率、截距的意义，从而由图象给出的信息求出未知量．
【典例3】 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 ＝10 m/s 2
.由这两个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( )
A ．0.5 kg ，0.4
B ．1.5 kg ，2
15
C ．0.5 kg ，0.2
D ．1 kg ，0.2
解析：由题F-t 图和v-t 图，可知物块在2 s 到4 s 内所受外力F ＝3 N ，物块做匀加速运动，a ＝
Δv Δt
＝2 m/s 2
，又F －f ＝ma ，即3－μmg ＝2m .① 物块在4 s 到6 s 所受外力F ＝2 N ，物块做匀速直线运动，则F ＝f ＝μmg ＝2 N ．② 由①②解得：m ＝0.5 kg ，μ＝0.4，故A 选项正确． 答案：A
针对训练
3．如图甲所示，固定光滑细杆与地面成一定夹角α，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乙所示，取重力加速度g ＝10 m/s 2
.求：
图甲 图乙
(1)小环的质量m ；
(2)细杆与地面间的夹角α. 解析：由题图得：0～2 s 内，a ＝
Δv Δt ＝12
m/s 2＝0.5 m/s 2
. 根据牛顿第二定律，可得前2 s 有F 1－mg sin α＝ma ，2 s 后有F 2＝mg sin α，代入数据，解得：m ＝1 kg ，α＝30°.
答案：(1)1 kg (2)30°
统揽考情
牛顿运动定律是历年高考的热点，分析近几年高考题，命题角度有以下几点：
1．超重、失重问题，瞬时性问题．
2．整体法与隔离法处理连接体问题．
3．牛顿运动定律与图象综合问题．
真题例析
(2015·海南卷)(多选)如图，物块a、b和c的质量相同，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O，整个系统处于静止状态；现将细线剪断，将物块a的加速度记为a1，S1和S2相对原长的伸长分别为Δl1和Δl2，重力加速度大小为g，在剪断瞬间( )
A．a1＝3g B．a1＝0
C．Δl1＝2Δl2D．Δl1＝Δl2
解析：剪断细线前，轻弹簧S1的弹力FT1＝2mg，轻弹簧S2弹力FT2＝mg；在剪断细线的瞬间弹簧弹力不变，根据F＝kx知Δl1＝2Δl2，C正确，D错误；细线剪断瞬间，弹簧弹力不变，此时a物体受向下的重力和向下的拉力FT1，A其合力为3mg，因此a的加速度a1＝3g，A正确，B 错误，故选A、C
答案：AC
针对训练
如图所示，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、a2.重力加速度大小为g，则有( )
A．a1＝g，a2＝0 B．a1＝g，a2＝g
C．a1＝0，a2＝m＋M
M
g D．a1＝g，a2＝
m＋M
M
g
解析：在抽出木板的瞬间，弹簧未来得及发生形变，所以木块1所受重力和弹力均不变，合力为零，则a1＝0.木块2受重力Mg和弹簧弹力F＝mg，由牛顿第二定律，得Mg＋mg＝Ma2，则a2
＝M＋m
M
g，选项C正确．
答案：C
1.如图所示，两根完全相同的轻弹簧下端挂一个质量为m的小球，小球与地面间有一竖直细
线相连，系统平衡．已知两轻弹簧之间的夹角是120°，且轻弹簧产生的弹力均为3mg，则剪断细线的瞬间，小球的加速度是( )
A．a＝3g，方向竖直向上
B．a＝3g，方向竖直向下
C．a＝2g，方向竖直向上
D．a＝2g，方向竖直向下
解析：两轻弹簧弹力之和为3mg，剪断细线的瞬间，小球所受合外力为2mg，其加速度是a ＝2g，方向竖直向上，选项C正确．
答案：C
2．如图所示，车厢底板光滑的小车上用两个量程均为20 N的完全相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为1 kg的物块，当小车在水平地面上做匀速运动时，两弹簧测力计受拉力的示数均为10 N，当小车做匀加速运动时弹簧测力计甲的示数为8 N，这时小车运动的加速度大小和方向是( )
A．2 m/s2，水平向右B．4 m/s2，水平向右
C．6 m/s2，水平向左D．8 m/s2，水平向左
解析：开始两个弹簧处于受拉状态，小车匀速运动时两弹簧拉伸的长度相同；现甲弹簧测力
计的读数变小，说明乙弹簧测力计的读数变大，因为弹簧的弹力F与形变量x成正比，且F
x
＝
ΔF
Δx
，
故甲弹簧测力计的读数减小2 N，乙弹簧测力计的读数增大2 N．根据合力与加速度方向相同的
关系，物块的加速度方向水平向右．由F＝ma，有a＝12－8
1
m/s2＝4 m/s2.故选项B正确．
答案：B
3．(多选)如图所示，一足够长的木板静止在光滑水平面上，一物块静止在木板上，木板和物块间有摩擦．现用水平力向右拉木板，当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时，撤掉拉力，此后木板和物块相对于水平面的运动情况为( )
A．物块先向左运动，再向右运动
B．物块向右运动，速度逐渐增大，直到做匀速运动
C．木板向右运动，速度逐渐变小，直到做匀速运动
D．木板和物块的速度都逐渐变小，直到为零
解析：物块相对于木板滑动，说明物块的加速度小于木板的加速度，撤掉拉力后木板向右的速度大于物块向右的速度，所以它们之间存在滑动摩擦力，使物块向右加速，木板向右减速，直至达到向右相同的速度，所以B、C正确．
答案：BC
4．一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连．小球某时刻正处于图示状态．设斜面对小球的支持力为F N，细绳对小球的拉力为F T，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是( )
A．若小车向左运动，F N可能为零
B．若小车向左运动，F T不可能为零
C．若小车向右运动，F N不可能为零
D．若小车向右运动，F T不可能为零
解析：若小车向左做减速运动，则加速度方向向右，若小球受重力和绳子的拉力的合力可以使小球的加速度与小车的加速度相同，故此时F N为零，故A正确；若小车向左加速运动，则加速度方向向左，若此时重力与斜面的支持力的合力可以使小球的加速度与小车的加速度相同，则绳子的拉力为零，故B错误；同理可知当小车向右运动时，也可能做加速或减速运动，即加速度方向也可能向右或向左，所以F N和F T均可以为零，故C、D均错误．
答案：A
5． (多选)如图甲所示，在粗糙水平面上，物体A在水平向右的外力F的作用下做直线运动，其速度—时间图象如图乙所示，下列判断正确的是( )
A ．在0～1 s 内，外力F 不断增大
B ．在1～3 s 内，外力F 的大小恒定
C ．在3～4 s 内，外力F 不断减小
D ．在3～4 s 内，外力F 的大小恒定
解析：在速度—时间图象中，0～1 s 内物块速度均匀增大，物块做匀加速运动，外力F 为恒力；1～3 s 内，物块做匀速运动，外力F 的大小恒定，3～4 s 内，物块做加速度不断增大的减速运动，外力F 由大变小．综上所述，只有B 、C 两项正确．
答案：BC
6.如图所示，一夹子夹住木块，在力F 作用下向上提升．夹子和木块的质量分别为m 、M ，夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f .若木块不滑动，力F 的最大值是( )
A.2f （m ＋M ）
M
B.2f （m ＋M ）
m
C.2f （m ＋M ）
M －(m ＋M )g D.
2f （m ＋M ）
m
＋(m ＋M )g
解析：对整个系统应用牛顿第二定律，得
F －(M ＋m )g ＝(M ＋m )a ；①
对M 应用牛顿第二定律，得2f －Mg ＝Ma ；② 由①②联立，得F ＝2f （m ＋M ）
M
，故A 正确．
答案：A
7.(多选)利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小．实验时让某消防队员从一平台上跌落，自由下落2 m 后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了0.5 m ，最后停止．用这种方法获得消防队员受到地面冲击力随时间变化的图线如图所示，根据图线所提供的信息，以下判断正确的是( )
A．t1时刻消防队员的速度最大
B．t2时刻消防队员的速度最大
C．t3时刻消防队员的速度最大
D．t4时刻消防队员的加速度最小
解析：由题图象可判断消防队员的运动过程：t1时刻刚产生地面的冲击力，说明此时消防队员刚落地；此后由于地面的冲击力小于重力，所以合力向下，消防队员继续加速运动；t2时刻消防队员受到的冲击力和重力大小相等而平衡，加速度为零，速度达到最大，A、C错误，B正确；t4时刻消防队员站稳，加速度为零，D正确．
答案：BD
8．如图所示，航空母舰上的起飞跑道由长度为l1＝1.6×102m的水平跑道和长度为l2＝20 m 的倾斜跑道两部分组成，水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h＝4.0 m．一架质量为m＝2.0×104 kg的飞机，其喷气发动机的推力大小恒为F＝1.2×105 N，方向与速度方向相同，在运动过程中
飞机受到平均阻力大小为飞机重力的1
10
.假设航母处于静止状态，飞机质量视为不变并可看成质点，取g＝10 m/s2.
(1)求飞机在水平跑道上运动的时间及到达倾斜跑道末端时的速度大小；
(2)为了使飞机在倾斜跑道的末端达到起飞速度100 m/s，外界还需要在整个水平跑道阶段对飞机施加助推力，求助推力F推的大小．
解析：(1)飞机在水平跑道上运动时，水平方向受到推力与阻力的作用，设加速度大小为a1，末速度大小为v1，运动时间为t1，有F合＝F－f＝ma1，v21＝2a1l1，
v1＝a1t1，
其中f＝0.1mg，代入已知数据可得：
a1＝5.0 m/s2，v1＝40 m/s，t1＝8.0 s.
飞机在倾斜跑道上运动时，沿倾斜跑道受到推力、阻力与重力沿倾斜跑道向下的分力作用，设沿倾斜跑道方向的加速度大小为a2，末速度大小为v2，沿倾斜跑道方向有：
F′合＝F－f－G x＝ma2，G x＝mg h
l2
＝4.0×104 N，
v22－v21＝2a2l2，
代入已知数据可得：
a2＝3.0 m/s2，v2＝ 1 720 m/s＝41.5 m/s.
(2)飞机在水平跑道上运动时，水平方向受到推力、助推力与阻力作用，设加速度大小为a′1，末速度大小为v′1，有：F″合＝F推＋F－f＝ma′1，
v′21＝2a′1l1，
飞机在倾斜跑道上运动时，沿倾斜跑道的受力没有变化，加速度大小a′2＝a2＝3.0 m/s2，v′22－v′21＝2a′2l2，
根据题意，v′2＝100 m/s，代入已知数据解得：
F推＝5.2×105 N.
答案：(1)8.0 s 41.5 m/s (2)5.2×105 N
经典语录
1、最疼的疼是原谅，最黑的黑是背叛。

2、我有没有跟你说过爱是我不变的信仰，我有没有告诉过你爱就是永远把一个人放在心上。

3、我们生活在同一个温暖的水域，也许偶尔会被水草缠绕，但因为彼此温暖的呼吸，相信都不会是死结。

如果我说我爱你，我一直爱你，不知道你会不会相信？
4、恋爱就是这么突如其来的一件事，从开始到慢慢进行，每一个细节都不可思议百转千回。

5、爱情只是宿命摆下的一个局。

6、幸福是什么。

幸福，是照射在脸上的温暖阳光，瞬间就成了阴影。

7、我独自守候着岁月的轮回，等待那千年的梦。

蓦然回首，青春的花，在那烟雨蒙蒙中遗失了心，却在这和煦阳光下找到了魂。

终于了悟了那埋藏已久的心。

于是，我轻轻的笑了。

8、人犹如深海里浮浮沉沉，一波一波的海水带着压力冲过来，要将自己深深地淹没，再淹没。

9、爱情如果只剩下同情，就算回到身边，又有何意义？
10、友情其实和爱情一样，很多的时候，距离才可以让彼此懂得。

11、爱一个人不是要拥有他，只要在远方默默地注视他，也就心满意足。

12、有一种隐忍其实是蕴藏着的一种力量，有一种静默其实是惊天的告白。

13、孤单不是与生俱来，而是由你爱上一个人的那一刻开始。

14、结婚时，会说“我愿意”。

愿意什么呢？不是愿意爱你，而是愿意只爱你。

不是愿意和你在一起，而是愿意只和你一起。

不是愿意得到你，而是愿意为你而放弃别人。

不是愿意接受幸福，而是愿意给你幸福。

这句“我愿意”，是个天大的承诺，代表唯一、忠诚和责任……你愿意么？
15、希望的未来那么遥远，不想面对的将来总是不期而遇，对未来抱有不切实际幻想，以及对未来残酷认识不足，使人产生上面判断，对影响未来主要因素的变化判断准确，就能把握事物未来结果，采取行动应对，能使未来向好，既便困难到来，也会有所准备使损害最小，应对未来有效手段是立足当下，采取行动。

16、一句我等你，不知道需要多大的勇气。

它远比我爱你三个字，更需要勇气。

不是每个人你都愿意等待，也不是所有人都值得你去等待。

一句我等你，包含了很多的无奈，心酸，苦涩。

或许是爱不到，或许是不能爱，无论怎样，我等你这个承诺，远比我爱你更动听。

可是有多少的爱情经得起等待。