高一物理必修一公式及习题

物理学习要以理解为主,把最主要的公式记住,掌握好,学会举一反三,把例题看懂了、理解透彻了,这样才能够更好地去做更难的题目。今天小编在这给大家整理了高一物理必修一公式,接下来随着小编一起来看看吧!

高一物理必修一公式

重力G(N)G=mg;m:质量;g:9.8N/kg或者10N/kg

密度ρ(kg/m3)ρ=m/Vm:质量;V:体积

合力F合(N)方向相同:F合=F1+F2[6]

方向相反:F合=F1-F2方向相反时,F1>F2

浮力F浮(N)F浮=G物-G视;G视:物体在液体的视重(测量值)

浮力F浮(N)F浮=G物;此公式只适用物体漂浮或悬浮

浮力F浮(N)F浮=G排=m排g=ρ液gV排;G排:排开液体的重力,m排:排开液体的质量,ρ液:液体的密度,V排:排开液体的体积(即浸入液体中的体积)

杠杆的平衡条件F1L1=F2L2;F1:动力,L1:动力臂,F2:阻力,L2:阻力臂

定滑轮F=G物,S=h,F:绳子自由端受到的拉力,G物:物体的重力,S:绳子自由端移动的距离,h:物体升高的距离

动滑轮F=(G物+G轮)/2,S=2h,G物:物体的重力,G轮:动滑轮的重力

滑轮组F=(G物+G轮)/n,S=nh,n:承担物重的段数

机械功W(J)W=FsF:力S:在力的方向上移动的距离

有用功:W有,总功:W总,W有=G物h,W总=Fs,适用滑轮组竖直放置时机械效率η=W有/W总×100%

功W=Fs=Pt;1J=1N·m=1W·s

功率P=W/t=Fv(匀速直线)1kW=103W,1MW=103kW

有用功W有用=Gh=W总–W额=ηW总

额外功W额=W总–W有=G动h(忽略轮轴间摩擦)=fL(斜面)

总功W总=W有用+W额=Fs=W有用/η

机械效率η=G/(nF)=G物/(G物+G动)定义式适用于动滑轮、滑轮组

功率P(w)P=W/t;W:功;t:时间

压强p(Pa)P=F/SF:压力/S:受力面积

液体压强p(Pa)P=ρghP:液体的密度h:深度(从液面到所求点的竖直距离)

热量Q(J)Q=cm△tc:物质的比热容m:质量,△t:温度的变化值

燃料燃烧放出的热量Q(J)Q=mq;m:质量,q:热值

线速度V=s/t=2πR/T2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf

向心加速度a=V^2/R=ω^2R=(2π/T)^2R4.向心力F心=Mv^2/R=mω^2xR=m(2π/T)^2xR

周期与频率T=1/f6.角速度与线速度的关系V=ωR

角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同)

主要物理量及单位:弧长(S):米(m)角度(Φ):弧度(rad)频率(f):赫(Hz)

周期(T):秒(s)转速(n):r/s半径(R):米(m)线速度(V):m/s

角速度(ω):rad/s向心加速度:m/s2

注:(1)向心力可以由具体某个力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终与速度方向垂直。

(2)做匀速度圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,因此物体的动能保持不变,但动量不断改变。

速度Vt=Vo+at

位移s=Vot+at2/2=V平t=Vt/2t

有用推论Vt2-Vo2=2as

平均速度V平=s/t(定义式)

中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2

中间位置速度Vs/2=√[(Vo2+Vt2)/2]

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)

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

合力大小范围:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|

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.

高一物理必修一第一章练习题

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<a1当滑块与木板速度相等时,滑块与木板将保持相对静止,一起运动,得:< style="PADDING-BOTTOM: 0px; PADDING-TOP: 0px; PADDING-LEFT: 0px; MARGIN: 0px; PADDING-RIGHT: 0px" p="">

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

必修一第二章第五节知识点

【自由落体运动的定义】

从静止出发,只在重力作用下而降落的运动模式,叫自由落体运动。

自由落体运动是最典型的匀变速直线运动;是初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动。

地球表面附近的上空可看作是恒定的重力场。如不考虑大气阻力,在该区域内的自由落体运动的方向是竖直向下的(并非指向地心),加速度为重力加速度g的匀加速直线运动。

只有在赤道上或者两极上,自由落体运动的方向(也就是重力的方向)才是指向地球中心的。

g≈9.8m/s^2(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)。

【自由落体运动的基本公式】

(1)Vt=gt

(2)h=1/2gt^2

(3)Vt^2=2gh

这里的h与x同样都是指位移,一般在自由落体中用h表示数值方向的位移量。

【自由落体运动的研究先驱者】

对自由落体最先研究的是古希腊的科学家亚里士多德,他提出:物体下落的快慢是由物体本身的重量决定的,物体越重,下落得越快;反之,则下落得越慢。

亚里士多德,前384年4月23日-前322年3月7日,古希腊哲学家,柏拉图的学生、亚历山大大帝的老师。

他的著作包含许多学科,包括了物理学、形而上学、诗歌(包括戏剧)、生物学、动物学、逻辑学、政治、政府、以及x学。和柏拉图、苏格拉底(柏拉图的老师)一起被誉为西方哲学的奠基者。亚里士多德的著作是西方哲学的第一个广泛系统,包含道德、美学、逻辑和科学、政治和玄学。

伽利略是意大利天文学家,也是世界物理学家。他于1564年诞生在意大利北部的比萨市,1642年1月8日去世,终年78岁。他毕生致力于科学事业,不仅为我们留下了时钟、望远镜和众多的科学专著,而且还为破除宗教迷信、科学偏见作出了杰出的贡献。

伽利略在1638年写的《两种新科学的对话》一书中指出:根据亚里士多德的论断,一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大。假定大石头的下落速度为8,小石头的下落速度为4,当我们把两块石头拴在一起时,下落快的会被下落慢的拖着而减慢,下落慢的会被下落快的拖着而加快,结果整个系统的下落速度应该小于8。但是两块石头拴在一起,加起来比大石头还要重,因此重物体比轻物体的下落速度要小。这样,就从重物体比轻物体下落得快的假设,推出了重物体比轻物体下落得慢的结论。亚里士多德的理论陷入了自相矛盾的境地。伽利略由此推断重物体不会比轻物体下落得快。伽利略的假设推导法,对物理思维方法起到了非常重要的作用。

伽利略曾在的比萨斜塔做了的自由落体试验,让两个体积相同,质量不同的球从塔顶同时下落,结果两球同时落地,以实践驳倒了亚里士多德的结论。但是后来经过历史的严格考证,伽利略并没有在比萨斜塔做实验,人们却还是把比萨斜塔当作对伽利略的纪念碑。


高一物理必修一公式及习题相关文章

一键复制全文保存为WORD
相关文章