6.1 经典力学的巨大成就和局限性 6.2 狭义相对论的基本原理 6.3
爱因斯坦心目中的宇宙
[学习目标] 1.了解经典力学的发展历程和伟大成就.2.认识经典力学的局限性和适用范围.3.初步了解微观和高速世界中的奇妙现象.4.知道相对论、量子力学和经典力学的关系.
一、经典力学的巨大成就
1.经典力学
经典力学通常叫牛顿力学，主要研究宏观物体机械运动的规律.
2.经典力学的巨大成就
(1)把天体的运动与地上物体的运动统一起来.
(2)经典力学和以经典力学为基础发展起来的天体力学、材料力学和结构力学等得到了广泛的应用.
(3)力学和热力学的发展及其与生产的结合引发了第一次工业革命.
(4)由牛顿力学定律导出的动量守恒定律、机械能守恒定律等是航空航天技术的理论基础.
(5)相对论和量子力学的形成都受到经典力学的影响.
二、经典力学方法论的意义
1.两种典型研究方法
(1)伽利略：“自然数学化”的方法，开创了将实验、逻辑(数学)相结合的方法.
(2)牛顿：归纳—演绎法，大量运用数学方法系统地整理物理学理论的方法.其演绎的结果必须通过实验验证.
2.意义
伽利略和牛顿的科学方法是经典力学方法的典型，影响深远，并不断得到发展和完善，逐渐成为一种传统，甚至作为社会科学和哲学的方法论，意义很大.
三、经典力学的局限性和适用范围
1.经典力学的局限性和适用范围：对于宏观、低速(相对光速)物体的运动经典力学仍然适用.
2.经典力学的局限性
(1)经典力学的应用受到物体运动速率的限制，当物体运动速率接近于真空中的光速时，经典力学的许多观念将发生重大变化.
(2)经典力学不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象.
四、经典时空观与相对论时空观
1.经典时空观
(1)经典时空观(绝对时空观)：时间永远均匀地流逝，与任何外界无关；空间与任何外界事物无关，从不运动，永远不变.
(2)惯性系与非惯性系：
①惯性系：凡是牛顿运动定律成立的参考系，相对于惯性系静止或做匀速直线运动的参考系都是惯性系.
②非惯性系：牛顿运动定律不成立的参考系，相对于惯性系做变速运动的参考系是非惯性系.
(3)伽利略相对性原理：对于所有的惯性系，力学规律都是相同的，或者说，一切惯性系都是等价的.
(4)经典时空观的几个具体结论：
①同时的绝对性；
②时间间隔的绝对性；
③空间距离的绝对性；
④物体质量恒定不变，即它们与参考系的选择(或观察者的运动状态)无关.
2.相对论时空观
(1)光速不变与经典物理学的矛盾：观察和实验事实表明：无论光源和观察者如何运动，光速只能是c，这与经典力学的速度合成法则相矛盾.
(2)狭义相对论的两条基本假设：
①相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的.
②光速不变原理：在一切惯性系中，光在真空中传播的速度都等于c，跟光源的运动无关.
(3)相对论时空观
①同时的相对性：在一个参考系中同时发生的两个事件，在另一个参考系看来是不同时的.
②运动的时钟变慢：时钟相对于观察者静止时，走得快；相对于观察者运动时，走得慢.运动速度越快，效果越明显.
③运动的尺子缩短：一个物体相对于观察者静止时，它的长度测量值最大；相对于观察者运动时，观察者在运动方向上观测，它的长度要缩短，速度越快，缩得越短.
④物体质量随速度的增加而增大.
[即学即用]
1.判断下列说法的正误.
(1)牛顿运动定律适用于任何参考系.(×)
(2)经典时空观认为时间是绝对的.(√)
(3)经典时空观认为物体的质量是绝对的.(√)
(4)不论是宏观物体，还是微观粒子，经典力学和相对论都是适用的.(×)
2.(多选)下列服从经典力学规律的是( )
A.自行车、汽车、火车、飞机等交通工具的运动
B.发射导弹、人造卫星、宇宙飞船
C.物体运动的速率接近于真空中的光速
D.能量的不连续现象
答案AB
解析经典力学只适用于宏观、低速运动的物体，所以A、B正确，C错误；能量的不连续现象不适合用经典力学来解释，所以选项D错误.
一、经典力学与相对论的比较
[导学探究] 如图1甲，质子束被加速到接近光速；如图乙，中子星是质量、密度非常大的星体.请思考：
图1
(1)经典力学是否适用于质子束的运动规律？如何研究质子束的运动规律？
(2)经典力学是否适用于中子星的引力规律？如何研究中子星的引力规律？
答案(1)质子束的运动属于高速、微观范畴，经典力学不再适用，应该应用狭义相对论、量子力学进行研究.
(2)中子星的引力属于引力范畴，经典力学不再适用，应该应用广义相对论进行研究.
[知识深化]
1.区别：
比较项经典力学相对论
形成时期物理学形成的初期阶段，受历史发展
限制，理论较肤浅、片面
形成于物理学充分发展的现代，理论
较完善、科学
适用范围低速运动，宏观世界，弱引力作用任何情况都适用
速度对质量
的影响
物体的质量不随其速度的变化而变化物体的质量随其速度的增加而增大速度的合成时间与空间互不相干速度与位移、时间的测量有关
2.联系：
(1)当物体的运动速度远小于光速时，相对论物理学与经典物理学的结论没有区别.
(2)相对论并没有否定经典力学，经典力学是相对论在一定条件下的特殊情形.
例1下列说法正确的是( )
A.在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变，在狭义相对论中，物体的质量也不随运动状态而改变
B.狭义相对论和经典力学是完全不同、相互矛盾的两个理论
C.物体高速运动时，物体的运动服从狭义相对论，在低速运动时，物体的运动服从牛顿运动定律
D.以上说法都是错误的
答案 C
解析在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变，在狭义相对论中，物体的质量随物体运动速度的增大而增大，选项A错误；狭义相对论没有否定经典力学，经典力学是狭义相对论在一定条件下的特殊情形，选项B错误；经典力学适用于低速运动的物体，狭义相对论阐述物体在以接近光速运动时所遵循的规律，选项C正确.
针对训练1 (多选)牛顿运动定律能适用于下列哪些情形( )
A.研究原子中电子的运动
B.研究“神舟五号”飞船的高速发射
C.研究地球绕太阳的运动
D.研究飞机从北京飞往纽约的航线
答案BCD
解析牛顿运动定律只能用于“宏观低速”的情形，这里的“宏观”是相对于微观粒子而言的.这里的“低速”是相对于光速而言的.原子、电子等是微观粒子，它们的运动不服从牛顿运动定律，A错误；B、C、D选项中运动虽然是“高速”，但相对于光速来说，却是微不足道的，完全可以用牛顿运动定律研究其规律，B、C、D正确.
二、相对论的理解
[导学探究] 地球绕太阳公转的速度是3×104 m/s；如图2所示，设在美国伊利诺伊州费米实验室的圆形粒子加速器可以把电子加速到0.999 999 999 987倍光速的速度.请思考：
图2
(1)地球的公转速度在狭义相对论中属于低速还是高速？被加速器加速后的电子的速度呢？
(2)加速后电子的质量比电子的静止质量增大了还是减小了？
答案(1)狭义相对论的高速是可以与光速相比较的速度，所以地球的公转速度属于低速，被
加速器加速后的电子的速度属于高速.
(2)物体的质量随速度的增大而增大，所以加速后电子的质量比电子的静止质量增大了. [知识深化] 1.两个基本原理
(1)相对性原理：所有物理规律在一切惯性参考系中都具有相同的形式，表明在任何惯性系中研究某个物体的某一运动过程，其运动规律形式不变.
(2)光速不变原理：在一切惯性参考系中，测量到的真空中的光速c 都一样，表明了经典时空观与相对论时空观的不同；比较如下：
经典时空观
相对论时空观
运动情况
同一运动对不同参考系描述结果不同，即速度不同 光在一切惯性参考系中传向各个方向的速度不变
时间与空间的关系
时间均匀流逝，空间不变化，与运动情况及外部条件无关 时间、空间都随运动情况而改变 几个结论
①同时的绝对性
②时间间隔的绝对性 ③空间距离的绝对性 ④物体的质量恒定不变
①同时的相对性 ②运动的时钟变慢 ③运动的尺子缩短
④物体的质量随速度的增加而增大
2.相对论时空观的内容
认为时间和空间是相互联系、相互影响的，并且与物质的存在及运动有关.
(1)长度收缩效应：一把尺子，在相对于它静止的参考系xOy 中测得其长度为l (称为静止长度)，如图3所示.当该尺子相对另一参考系x ′O ′y ′(如地面)沿尺子长度方向以速度v 运动时，在该参考系x ′O ′y ′(如地面)中测得尺子长度为l ′＝l
1－(v
c
)2
.
由于v 当速度v ?c 时，l ′＝l ，这就回到了经典物理学的结论——空间的尺度与物体的运动状态无关. 图3 (2)时间延缓效应：在相对于地面以速度v 匀速运动的参考系内，测得该参考系中某一事件所 经历的时间为Δt ′，则在地面上测得该事件所经历的时间为：Δt ＝ Δt ′ 1－(v c ) 2 . 由于v 当速度v ?c 时，Δt ＝Δt ′，这就回到了经典物理学的结论——时间与物体的运动状态无关. 例2 半人马星座α星是距离太阳系最近的恒星，它距地球为4.3×1016 m.设有一宇宙飞船自地球往返于半人马星座α星之间.若宇宙飞船的速度为0.999c ，按地球上的时钟计算，飞船往返一次需多长时间？如以飞船上的时钟计算，往返一次的时间又为多长？ 答案 9年 0.4年 解析 以地球上的时钟计算：Δt ＝s v ＝2×4.3×10160.999×3×10 8 s≈2.87×108 s≈9年 若以飞船上的时钟计算(原时)，因为Δt ＝ Δt ′ 1－(v c ) 2 所以得Δt ′＝Δt 1－(v c )2＝2.87×108×1－0.9992 s≈1.28×107 s≈0.4年. 针对训练2 如图4所示，有三个完全相同的时钟，时钟A 放在地面上，时钟B 、C 分别放在两个火箭上，两个火箭分别以速度v B 和v C 朝同一方向飞行，v B 图4 A.时钟A 走得最慢 B.时钟B 走得最慢 C.时钟C 走得最慢 D.时钟C 走得最快 答案 C 解析 根据相对论的时空观，运动的时钟变慢，其实质是指在相对论中每位观察者都有自身的时间测度，即如果一时钟在天空高速飞驰，对静止不动的观察者来说似乎时钟的时间走得慢了.时钟飞驰得越快，时钟的时间走得越慢. 1.(经典力学的成就和局限性)(多选)20世纪以来，人们发现了一些新的事实，而经典力学却无法解释.经典力学只适用于解决物体的低速运动问题，不能用来处理高速运动问题；只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子，以下说法正确的是( ) A.随着认识的发展，经典力学已成了过时的理论 B.人们对客观事物的具体认识在广度上是有局限性的 C.不同领域的事物各有其本质与规律 D.人们应当不断拓展认识，在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与规律 答案BCD 解析人们对客观世界的认识要受到所处的时代的客观条件和科学水平的制约，所以形成的看法也都具有一定的局限性，人们只有不断拓展自己的认识，才能掌握更广阔领域内的不同事物的本质与规律；新的科学的诞生并不意味着对原来科学的全盘否定，只能认为过去的科学是新的科学在一定条件下的特殊情形. 2.(经典时空观)(多选)下列说法中哪些属于经典时空观的观点( ) A.世界的过去、现在和将来都只有量的变化，而不会发生质的变化 B.时间和空间不依赖人们的意识而存在 C.时间和空间是绝对的 D.时间和空间是紧密联系、不可分割的 答案ABC 解析经典时空观认为时间和空间都是与外界事物无关的、绝对的，选项A、B、C属于经典时空观；选项D属于相对论时空观. 3.(相对论效应的理解)如图5所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C.假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔B发出一个闪光，列车上的观察者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是( ) 图5 A.同时被照亮 B.A先被照亮 C.C先被照亮 D.无法判断 答案 C 解析列车上的观察者看到的是由B发出后经过A和C反射的光，由于列车在这段时间内向C运动，靠近C而远离A，所以C的反射光先到达列车上的观察者，观察者看到C先被照亮，故只有C正确. 4.(狭义相对论的应用)如图6所示，强强乘坐速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的 传播速度为( ) 图6 A.0.4c B.0.5c C.0.9c D.c 答案 D 解析由狭义相对论的光速不变原理知，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，可知D正确，A、B、C错误. 课时作业 一、选择题(1～5题为单选题，6～7题为多选题) 1.经典力学不能适用于下列哪些运动( ) A.火箭的发射 B.宇宙飞船绕地球的运动 C.“勇气号”宇宙探测器的运动 D.以99%倍光速运行的电子束 答案 D 解析经典力学在低速运动的广阔领域(包括天体力学的研究)中，经受了实践的检验，取得了巨大的成就，但在高速领域不再适用，故选项A、B、C适用，D不适用. 2.属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中( ) A.真空中光速不变 B.时间间隔具有相对性 C.物体的质量不变 D.物体的能量与质量成正比 答案 A 解析狭义相对论基本假设为：一是在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的；二是真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，即光速不变原理，由此可知A属于狭义相对论基本假设，故A正确，B、C、D错误. 3.一列火车以接近光速的速度从我们身边飞驶而过，我们会感到车厢、车窗变窄了，而车厢、车窗的高度并没有变化，那么车厢内的人看路旁的电线杆间距将会( ) A.变窄 B.变宽 C.不变 D.都有可能 答案 A 解析火车相对地面以接近光速的速度向前飞驶，如果以火车为参考系，地面向后飞驶，根 据尺缩效应知电线杆间距变窄. 4.日常生活中，我们并没有发现物体的质量随着物体运动速度的变化而变化，其原因是( ) A.运动中物体的质量无法称量 B.物体的速度远小于光速，质量变化极小 C.物体的质量太大 D.物体的质量不随速度的变化而变化 答案 B 5.广东省虎门大桥全长近15 km ，在500 m 高空有一架与大桥平行以接近光速飞行的飞机，飞机上人员看到大桥的长度将是( ) A.大于15 km B.等于15 km C.小于15 km D.无法确定 答案 C 解析 由于飞机相对大桥是运动的，因此在飞机上观察者看来，大桥要缩短，故C 正确. 6.下列说法正确的是( ) A.牛顿运动定律只适用于相对静止的参考系 B.在任何惯性系中，物体的加速度都具有不变性 C.按照经典时空理论，物体的长度、质量和运动时间都与参考系的运动无关 D.伽利略相对性原理表明，在惯性运动的范围内不存在绝对空间和绝对运动 答案 BCD 7.以下说法正确的是( ) A.经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用 B.经典力学理论的成立具有一定的局限性 C.在经典力学中，物体的质量不随运动状态改变而改变 D.相对论和量子力学否定了经典力学理论 答案 BC 解析 经典力学理论只适用于宏观、低速运动的物体，A 错，B 对.在经典力学中，物体的速度v ?c ，所以物体的质量不随运动状态改变而改变，但相对论和量子力学并不否定经典力学，认为经典力学是相对论在一定条件下的特殊情形，C 正确，D 错误. 二、非选择题 8.某物体高速运动时的质量是其静止时质量的二倍，求该物体的高速运动速度是光速c 的多少倍. 答案 3 2 倍 解析 由爱因斯坦的质速公式m ＝ m 0 1－(v c ) 2 ，得1－(v c )2 ＝(m 0m )2 ，所以v c ＝ 1－(m 0m )2 ＝ 1 22＝ 3 2 . 1－ F A B C 一．例题 1.如右图所示，小木块放在倾角为α的斜面上，它受到一个水平向右的力F(F≠0) 的作用下 处于静止状态，以竖直向上为y 轴的正方向，则小木块受到斜面的支持力 摩擦力的合力的方向可能是( ) A.沿y 轴正方向 B.向右上方，与y 轴夹角小于α C.向左上方,与y 轴夹角小于α D.向左上方，与y 轴夹角大于α 2．如图示，物体B 叠放在物体A 上，A 、B 的质量均为m ，且上下表面均与斜面平行，它们以共同的速度沿倾角为θ的固定斜面C 匀速下滑。则：( ) A 、A 、 B 间没有摩擦力 B 、A 受到B 的静摩擦力方向沿斜面向下 C 、A 受到斜面的滑动摩擦力大小为mgsin θ D 、A 与斜面间的动摩擦因数μ=tan θ 3．如图所示，光滑固定斜面C 倾角为θ，质量均为m 的A 、B 一起以某一初速靠惯性 沿斜面向上做匀减速运动，已知A 上表面是水平的。则（ ） A ．A 受到B 的摩擦力水平向右，B.A 受到B 的摩擦力水平向左， C ．A 、B 之间的摩擦力为零 D.A 、B 之间的摩擦力为mgsin θcos θ 4年重庆市第一轮复习第三次月考卷 6.物体A 、B 叠放在斜面体C 上，物体B 上表面水平，如图所示，在水平力F 的作用下一起随斜面向左匀加速运动的过程中，物体A 、B 相对静止，设物体A 受摩擦力为f 1，水平地面给斜面体C 的摩擦为f 2(f 2≠0)，则：（ ） A ．f 1=0 B ．f 2水平向左 C ．f 1水平向左 D ．f 2水平向右 22、如图是举重运动员小宇自制的训练器械，轻杆AB 长1.5m ，可绕固定点O 在竖直平面内自由转动，A 端用细绳通过滑轮悬挂着体积为0.015m3的沙袋，其中OA=1m ，在B 端施加竖直向上600N 的作用力时，轻杆AB 在水平位置平衡，试求沙子的密度．（g 取10N ／kg ，装沙的袋子体积和质量、绳重及摩擦不计） B θ C A 高考物理经典力学计算题集萃 ＝10ｍ／ｓ沿ｘ1．在光滑的水平面内，一质量ｍ＝1ｋｇ的质点以速度ｖ ０ 轴正方向运动，经过原点后受一沿ｙ轴正方向的恒力Ｆ＝5Ｎ作用，直线ＯＡ与ｘ轴成37°角，如图1-70所示，求（1）如果质点的运动轨迹与直线ＯＡ相交于Ｐ点，则质点从Ｏ点到Ｐ点所经历的时间以及Ｐ的坐标；（2）质点经过Ｐ点 时的速度． 2．如图1-71甲所示，质量为1ｋｇ的物体置于固定斜面上，对物体施以平行于斜面向上的拉力Ｆ，1ｓ末后将拉力撤去．物体运动的ｖ-ｔ图象如图1-71乙，试求拉力Ｆ． 3．一平直的传送带以速率ｖ＝2ｍ／ｓ匀速运行，在Ａ处把物体轻轻地放到传送带上，经过时间ｔ＝6ｓ，物体到达Ｂ处．Ａ、Ｂ相距Ｌ＝10ｍ．则物体在传送带上匀加速运动的时间是多少?如果提高传送带的运行速率，物体能较快地传送到Ｂ处．要让物体以最短的时间从Ａ处传送到Ｂ处，说明并计算传送带的运行速率至少应为多大?若使传送带的运行速率在此基础上再增大1倍，则物体从Ａ传送到Ｂ的时间又是多少? 4．如图1-72所示，火箭内平台上放有测试仪器，火箭从地面起动后，以加速度ｇ／2竖直向上匀加速运动，升到某一高度时，测试仪器对平台的压力为起动前压力的17／18，已知地球半径为Ｒ，求火箭此时离地面的高度．（ｇ为地面附近的重力加速度） 5．如图1-73所示，质量Ｍ＝10ｋｇ的木楔ＡＢＣ静止置于粗糙水平地面上，摩擦因素μ＝0．02．在木楔的倾角θ为30°的斜面上，有一质量ｍ＝1．0ｋｇ的物块由静止开始沿斜面下滑．当滑行路程ｓ＝1．4ｍ时，其速度ｖ＝1．4ｍ／ｓ．在这过程中木楔没有动．求地面对木楔的摩擦力的大小和方向．（重力加速度取ｇ＝10／ｍ·ｓ２） 6．某航空公司的一架客机，在正常航线上作水平飞行时，由于突然受到强大垂直气流的作用，使飞机在10ｓ内高度下降1700ｍ造成众多乘客和机组人员的伤害事故，如果只研究飞机在竖直方向上的运动，且假定这一运动是匀变速直线运动．试计算： （1）飞机在竖直方向上产生的加速度多大?方向怎样? （2）乘客所系安全带必须提供相当于乘客体重多少倍的竖直拉力，才能使乘客不脱离座椅？（ｇ取10ｍ／ｓ２） （3）未系安全带的乘客，相对于机舱将向什么方向运动?最可能受到伤害的是人 高中力学经典题型 求以下各力的功： 水平拉着物块绕着半径为R的圆形操场一圈，物块与地面动摩擦因数为μ，质量为m，则此过程中，物块克服摩擦力做功为________________. 子弹水平射入木块，在射穿前的某时刻，子弹进入木块深度为d，木块位移为s，设子弹与木块相互作用力大小为f，则此过程中木块对子弹做功W f子=________________；子弹对木块做功W f木=________________；一对作用力与反作用力f对系统做功W f系=________________； 如图所示，用竖直向下的力F通过定滑轮拉质量为m的木块，从位置A拉到位置B. 在两个位置上拉物体的绳与水平方向的夹角分别为α和β. 设滑轮距地面高为h，在此过程中恒力F所做的功为____________。 如图所示，某人通过定滑轮拉住一个重力等于G的物体使物体缓慢上升，这时人从A 点走到B点，前进的距离为s，绳子的方向由竖直方向变为与水平方向成θ角。若不计各种阻力，在这个过程中，人的拉力所做的功等于__________。 2．一质量为4.0×103kg的汽车从静止开始以加速度a= 0.5m/s2做匀加速直线运动，其发动机的额定功率P = 60kW，汽车所受阻力为车重的0.1倍，g = 10m/s2，求 (1)启动后2s末发动机的输出功率 (2)匀加速直线运动所能维持的时间 (3)汽车所能达到的最大速度 3．一物体以初速度v0从倾角为α的斜面底端冲上斜面，到达某一高度后又返回，回到斜面底端的速度为v t，则斜面与物体间的摩擦系数为____________。 4．质量为m的滑块与倾角为θ的斜面间的动摩擦因数为μ，μ＜tgθ。斜面底端有一个和斜面垂直放置的弹性挡板，滑块滑到底端与它碰撞时没有机械能损失，如图所示，若滑块 从斜面上高度为h处以速度v0开始沿斜面下滑，设斜面足够长，求：（1）滑块最终停在何处？ （2）滑块在斜面上滑行的总路程是多少？ 5．长为L的细线的一端系一质量为m的小球，另一端固定在O点，细线可承受的最大拉力为7mg。将小球拉起，并在水平位置处释放，小球运动到O点的正下方时，悬线碰到一钉子。求： （1）钉子与O点的距离为多少时，小球刚好能通过圆周的最高点？ （2）钉子与O点的距离为多少时，小球能通过圆周的最高点？ 6．质量为m的小球被系在轻绳一端，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，运动过程中小球受到空气阻力的作用。设某一时刻小球通过轨道的最低点，此时绳子的张力为7mg，此后小球继续做圆周运动，经过半个圆周恰能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为 A．mgR/4 B．mgR/3C．mgR/2D．mgR 7．如图所示，电动机带动绷紧的传送皮带，始终保持v0=2m/s的速度运行。传送带与水平面的夹角为300。先把质量为m=10㎏的工件轻放在皮带的底端，经一段时间后，工件被传送到高h=2m的平台上。则在传送过程中产生的内能是______J，电动机增加消耗的电能 是_____J。（已知工件与传送带之间的动摩擦因数μ=，不计其他损耗，取g=10m/s2） 初中物理力学难点巧突破 理解：力的作用是相互的；物体不受外力作用、物体受平衡力作用、物体受非平衡力作用。 物体不受外力作用时：物体保持匀速直线运动状态或静止状态。物体受平衡力作用时：物体保持匀速直线运动状态或静止状态。 物体保持匀速直线运动状态或静止状态时，要么是物体不受外力作用，如果受力只能是受平衡力作用。画线部分是语句的关键部分，表达了基本意思,把它们连起来读就是：匀速静止不受力，受力只受平衡力。 ???只收脑白金。今年过节不收礼，收礼 只受平衡力。匀速静止不受力，受力 “物体保持匀速直线运动状态或静止状态时，要么是物体不受外力作用,如果受力只能是受平衡力作用”这个分析过程必须要有。语句很长,我们只取其主干记忆，但浓缩后的语句所表达的物理原理是必须要记住的，否则就变成唱儿歌说笑话了,这一点必须牢记。 在遇到实际问题的时候，也是有效果的。 例.用水平向右50N 的力推放在水平地面上的木箱，木箱不动，则木箱与地面之间的摩擦力是______N ；如果推力变为80N ，木箱仍然保持静止，则此时木箱与地面之间的摩擦力是______N 。 解析:用50N 的水平力推,物体保持静止,在水平方向上物体受两个力作用——推力、摩擦力。用“匀速静止不受力,受力只受平衡力”来进行分析最好了。物体匀速(直线运动)还是静止?是静止,受不受力?受力,那么受力就受平衡力,而平衡力的大小是相等的,所以摩擦力与推力大小相等,等于50N 。那么,当推力变为80N 呢?学生很容易认为摩擦力是不变的,其实静摩擦力大小是会改变的。还是用刚才的模式进行分析:物体匀速(直线运动)还是静止?是静止;受不受力?受力,那么受力就受平衡力,而平衡力的大小是相等的,所以摩擦力与推力大小相等,等于80N 。 力的作用是相互的 常见的例题:人游泳时,向后划水,为什么人能够前进?具体的解释是:人划水给水一个向后的力,由于力的作用是相互的,所以水给人一个向前的力,所以人能够前进。回答的时候,必须要有关键的那句话“力的作用是相互的”,没有这句话就是没有说到点子上,答案就不全面了。 力学练习 １．在湖中划船时，使船前进的的动力是（ ） A.桨划水的推力 B.水直接对船的推力 C.人对船的推力 D.水对桨的推力 2.踢到空中的足球,受到哪些力的作用( ) A 受到脚的作用力和重力 B 受到重力的作用 C 只受到脚的作有力 D 没有受到任何力的作用 3.一辆汽车分别以6米/秒和4米/秒的速度运动时，它的惯性大小：（ ） A.一样大； B.速度为4米/秒时大； C.速度为6米/秒时大； D.无法比较 高中物理力学计算题汇总经典精解（50题） 1．如图1-73所示，质量Ｍ＝10ｋｇ的木楔ＡＢＣ静止置于粗糙水平地面上，摩擦因素μ＝0．02．在木楔的倾角θ为30°的斜面上，有一质量ｍ＝1．0ｋｇ的物块由静止开始沿斜面下滑．当滑行路程ｓ＝1．4ｍ时，其速度ｖ＝1．4ｍ／ｓ．在这过程中木楔没有动．求地面对木楔的摩擦力的大小和方向．（重力加速度取ｇ＝10／ｍ·ｓ２） 图1-73 2．某航空公司的一架客机，在正常航线上作水平飞行时，由于突然受到强大垂直气流的作用，使飞机在10ｓ内高度下降1700ｍ造成众多乘客和机组人员的伤害事故，如果只研究飞机在竖直方向上的运动，且假定这一运动是匀变速直线运动．试计算：（1）飞机在竖直方向上产生的加速度多大?方向怎样? （2）乘客所系安全带必须提供相当于乘客体重多少倍的竖直拉力，才能使乘客不脱离座椅？（ｇ取10ｍ／ｓ２） （3）未系安全带的乘客，相对于机舱将向什么方向运动?最可能受到伤害的是人体的什么部位? （注：飞机上乘客所系的安全带是固定连结在飞机座椅和乘客腰部的较宽的带子，它使乘客与飞机座椅连为一体） 3．宇航员在月球上自高ｈ处以初速度ｖ０水平抛出一小球，测出水平射程为Ｌ（地面平坦），已知月球半径为Ｒ，若在月球上发射一颗月球的卫星，它在月球表面附近环绕月球运行的周期是多少? 4．把一个质量是2ｋｇ的物块放在水平面上，用12Ｎ的水平拉力使物体从静止开始运动，物块与水平面的动摩擦因数为0．2，物块运动2秒末撤去拉力，ｇ取10ｍ／ｓ２．求 （1）2秒末物块的即时速度． （2）此后物块在水平面上还能滑行的最大距离． 5．如图1-74所示，一个人用与水平方向成θ＝30°角的斜向下的推力Ｆ推一个重Ｇ＝200Ｎ的箱子匀速前进，箱子与地面间的动摩擦因数为μ＝0．40（ｇ＝10ｍ／ｓ２）．求 图1-74 （1）推力Ｆ的大小． （2）若人不改变推力Ｆ的大小，只把力的方向变为水平去推这个静止的箱子，推力作用时间ｔ＝3．0ｓ后撤去，箱子最远运动多长距离? 6．一网球运动员在离开网的距离为12ｍ处沿水平方向发球，发球高度为2．4ｍ，网的高度为0．9ｍ． （1）若网球在网上0．1ｍ处越过，求网球的初速度． （2）若按上述初速度发球，求该网球落地点到网的距离． 取ｇ＝10／ｍ·ｓ２，不考虑空气阻力． 7．在光滑的水平面内，一质量ｍ＝1ｋｇ的质点以速度ｖ０＝10ｍ／ｓ沿ｘ轴正方向运动，经过原点后受一沿ｙ轴正方向的恒力Ｆ＝5Ｎ作用，直线ＯＡ与ｘ轴成37°角，如图1-70所示，求： 物理竞赛辅导测试卷（力学综合1） 一、（10分）如图所时，A 、B 两小球用轻杆连接，A 球只能沿竖直固定杆运动，开始时，A 、B 均静止，B 球在水平面上靠着固定 杆，由于微小扰动，B 开始沿水平面向右运动，不计一切摩擦，设A 在下滑过程中机械能最小时的加速度为a ，则a= 。 二、(10分) 如图所示，杆OA 长为R ，可绕过O 点的水平轴在竖直平面内转动，其端点A 系着一跨过定滑轮B 、C 的不可 伸长的轻绳，绳的另一端系一物块M ，滑轮的半径可忽略，B 在 O 的正上方，OB 之间的距离为H ，某一时刻，当绳的BA 段与 OB 之间的夹角为α时，杆的角速度为ω，求此时物块M 的速度v M 三、（10分）在密度为ρ0的无限大的液体中，有两个半径为R 、密度为ρ的球，相距为d ，且ρ>ρ0，求两球受到的万有引力。 四、（15分）长度为l 的不可伸长的轻线两端各系一个小物体，它们沿光滑水平面运动。在某一时刻质量为m 1的物体停下来，而质量为m 2的物体具有垂直连线方向的速度v ，求此时线的张力。 五、(15分)二波源B 、C 具有相同的振动方向和振幅，振幅为0.01m ，初位相相差π，相向发出两线性简谐波，二波频率均为100Hz ，波速为430m/s ，已知B 为坐标原点，C 点坐标为x C =30m ，求：①二波源的振动表达式；②二波的表达式；③在B 、C 直线上，因二波叠加而静止的各点位置。 六、(15分) 图是放置在水平面上的两根完全相同的轻 质弹簧和质量为m 的物体组成的振子，没跟弹簧的劲度系数均为k ，弹簧的一端固定在墙上，另一端与物体相连，物体与水平面间的静摩擦因数和动摩擦因数均为μ。当弹簧恰为原长时，物体位于O 点，现将物体向右拉离O 点至x 0处(不超过弹性限度)，然后将物体由静止释放，设弹簧被压缩及拉长时其整体不弯曲，一直保持在一条直线上，现规定物体从最右端运动至最左端（或从最左端运动 至最右端）为一个振动过程。求： （1）从释放到物体停止运动，物体共进行了多 少个振动过程；（2）从释放到物体停止运动，物 体共用了多少时间？（3）物体最后停在什么位置？（4）整个过程中物体克服摩擦力做了多少 功？ 七、（15分）一只狼沿半径为R 圆形到边缘按逆时针方向匀速跑动，如图所示，当狼经过A 点时，一只猎犬以相同的速度从圆心 出发追击狼，设追击过程中，狼、犬和O 点在任一时刻均在同一直线上，问猎犬沿什么轨迹运动？在何处追击上？ M O C y x v v B 0 v 0 一、选择题(每题2分，共24分) 1.将同一个小球放入三个盛有不同液体的容器中，小球静止后如图所示，此时液体对容器底部的压强是( ) A.甲容器的最大 B.乙容器的最大 C.丙容器的最大 D.一样大 2.下列说法中正确的是( ) A.物体运动的速度越大，它受到的动力越大，惯性也越大 B.骑自行车的人上坡前加紧蹬几下，这是为了增大惯性 C.足球越滚越慢，是因为受到了球场对它施加的力的作用 D.若运动的物体不受任何力的作用，它的速度将慢慢变小，最终停下来 3.你所在的考场里的空气质量大约是( ) A.几十克 B.几千克 C.几百千克 D.几十毫克 4.物体从光滑的斜面滑下的过程中(不计空气阻力)，受到的力有( ) A.重力和支持力 B.重力、支持力和下滑力 C.重力、下滑力和摩擦力 D.重力和下滑力 5.值日时，小东提着一桶水走进教室，下列情况中，属于彼此平衡的两个力是( ) A.水桶受到的重力和水桶对人的拉力 B.水桶受到的重力和人对水桶的拉力 C.水桶对人的拉力和人对水桶的拉力 D.水桶受到的重力和水桶对地球的引力 6.关于物体受到的浮力，下列说法正确的是( ) A.漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力大 B.物体排开水的体积越大受到的浮力越大 C.物体没入水中越深受到的浮力越大 D.物体的密度越大受到的浮力越小 7.百米赛跑运动员跑到终点时，不能立即停下来，这是因为运动员( ) A.失去了惯性 B.具有惯性 C.不受力的作用 D.惯性大于阻力 8.在测量盐水密度的实验步骤中，下列步骤中不必要的是( ) A.用天平测出烧杯的质量m1 B.往烧杯内倒入适量的盐水，用天平测出烧杯和盐水的总质量m C.用量筒测出烧杯中液体的体积V D.用天平测出倒掉盐水后空烧杯的质量 9.下列做法中，目的在于增大压强的事例是( ) A.载重卡车装有较多的轮子 B.房屋的墙基做的比墙宽 C.铁轨铺在枕木上 D.刀、斧的刃要磨得很薄 10.滑雪运动员从山坡上匀速滑下，则运动员的( ) A.机械能增加 B.动能和势能都减小 C.动能不变，势能减小 D.机械能不变 11.小明沿水平方向用80牛的力，将重50牛的球沿水平方向推出，球在地面上滚过10米后停下，在球滚动的过程中，小明对球做的功是( ) F 高中物理经典力学练习题 1．一架梯子靠在光滑的竖直墙壁上，下端放在水平的粗糙地面上，有关梯子的受力情况，下 列描述正确的是 （ ） A ．受两个竖直的力，一个水平的力 B ．受一个竖直的力，两个水平的力 C ．受两个竖直的力，两个水平的力 D ．受三个竖直的力，三个水平的力 2．如图所示， 用绳索将重球挂在墙上，不考虑墙的摩擦。如果把绳的长度 增加一些，则球对绳的拉力F 1和球对墙的压力F 2的变化情况是（ ） A ．F 1增大，F 2减小 B ．F 1减小，F 2增大 C ．F 1和F 2都减小 D ．F 1和F 2都增大 3．如图所示，物体A 和B 一起沿斜面匀速下滑，则物体A 受到的力是（ ） A ．重力， B 对A 的支持力 B ．重力，B 对A 的支持力、下滑力 C ．重力，B 对A 的支持力、摩擦力 D ．重力，B 对A 的支持力、摩擦力、下滑力 4.如图所示，在水平力F 的作用下，重为G 的物体保持沿竖直墙壁匀速下滑， 物体与墙之间的动摩擦因数为μ，物体所受摩擦力大小为：( ) A ．μF B ．μ(F+G) C ．μ(F －G) D ．G 5.如图，质量为m 的物体放在水平地面上，受到斜向上的拉力F 的作用而没动， 则 ( ) A 、物体对地面的压力等于mg B 、地面对物体的支持力等于F sin θ C 、物体对地面的压力小于mg D 、物体所受摩擦力与拉力F 的合力方向竖直向上 6．如图所示，在倾角为θ的斜面上，放一质量为m 的光滑小球，小球被竖直挡板挡住，则球对挡板的压力为（ ） A.mgco s θ B. mgtan θ C. mg/cos θ D. mg 7．如图所示，质量为50kg 的某同学站在升降机中的磅秤上，某一时刻该同学发现磅秤的示数为40kg ，则在该时刻升降机可能是以下列哪种方式运动？（ ） A.匀速上升 B.加速上升 C.减速上升 D.减 速下降 8. 如图所示，用绳跨过定滑轮牵引小船，设水的阻力不变，则在小船匀速 靠岸的过程中（ ） A. 绳子的拉力不断增大 B. 绳子的拉力不变 C. 船所受浮力增大 D. 船所受浮力变小 9．如图所示，两木块的质量分别为m 1和m 2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k 1 和k 2，上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接） ，整个系统处于平衡状态．现缓 高三物理力学综合测试题 一、选择题（4×10=50） 1、如图所示，一物块受到一个水平力F 作用静止于斜面上，F 的方向与斜面平行， 如果将力F 撤消，下列对物块的描述正确的是（ ） A 、木块将沿面斜面下滑 B 、木块受到的摩擦力变大 C 、木块立即获得加速度 D 、木块所受的摩擦力改变方向 2、一小球以初速度v 0竖直上抛，它能到达的最大高度为H ，问下列几种情况中，哪种情况小球不． 可能达到高度H （忽略空气阻力）： （ ） A ．图a ，以初速v 0沿光滑斜面向上运动 B ．图b ，以初速v 0沿光滑的抛物线轨道，从最低点向上运动 C ．图c （H>R>H/2），以初速v 0沿半径为R 的光滑圆轨道从最低点向上运动 D ．图d （R>H ），以初速v 0沿半径为R 的光滑圆轨道从最低点向上运动 3. 如图，在光滑水平面上，放着两块长度相同，质量分别为M1和M2的木板，在两木板的左端各放一个大小、形状、质量完全相同的物块，开始时，各物均静止，今在两物体上各作用一水平恒力F1、F2，当物块和木块分离时，两木块的速度分别为v1和v2，，物体和木板间的动摩擦因数相同，下列说法 若F1＝F2，M1＞M2，则v1 ＞v2，； 若F1＝F2，M1＜M2，则v1 ＞v2，； ③若F1＞F2，M1＝M2，则v1 ＞v2，； ④若F1＜F2，M1＝M2，则v1 ＞v2，；其中正确的是（ ） A ．①③ B ．②④ C ．①② D ．②③ 4．如图所示，质量为10kg 的物体A 拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为5N 时，物体A 处于静止状态。若小车以1m/s2的加速度向右运动后，则（g=10m/s2）（ ） A ．物体A 相对小车仍然静止 B ．物体A 受到的摩擦力减小 C ．物体A 受到的摩擦力大小不变 D ．物体A 受到的弹簧拉力增大 5．如图所示，半径为R 的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑小球，现给小 球一个冲击使其在瞬时得到一个水平初速v 0，若v 0≤gR 3 10，则有关小球能够上 升到最大高度（距离底部）的说法中正确的是： （ ） A ．一定可以表示为g v 22 B ．可能为3 R C ．可能为R D ．可能为 3 5R 6．如图示，导热气缸开口向下，内有理想气体，气缸固定不动，缸内活塞可自由滑动且不 漏气。活塞下挂一砂桶，砂桶装满砂子时，活塞恰好静止。现给砂桶底部钻一个小洞，细砂慢慢漏出，外部环境温度恒定，则 （ ） A ．气体压强增大，内能不变 B ．外界对气体做功，气体温度不变 C ．气体体积减小，压强增大，内能减小 D ．外界对气体做功，气体内能增加 7．如图所示，质量M=50kg 的空箱子，放在光滑水平面上，箱子中有一个质量m=30kg 的铁块，铁块与箱子的左端ab 壁相距s=1m ，它一旦与ab 壁接触后就不会分开，铁块与箱底间的摩擦可以忽略不计。用水平向右的恒力F=10N 作用于箱子，2s 末立即撤去作用力，最后箱子与铁块的共同速度大小是（ ） θ F R F 初中物理力学部分知识点与经典习题复习 一：物体的运动 1．长度的测量是最基本的测量，最常用的工具是刻度尺。 2．长度的主单位是米，用符号：m表示，我们走两步的距离约是 1米，课桌的高度约0.75米。 3．长度的单位还有千米、分米、厘米、毫米、微米，它们关系是： 1千米=1000米=103米；1分米=0.1米=10-1米 1厘米=0.01米=10-2米；1毫米=0.001米=10-3米 1米=106微米；1微米=10-6米。 4．刻度尺的正确使用： (1).使用前要注意观察它的零刻线、量程和最小刻度值； (2).用刻度尺测量时，尺要沿着所测长度，不利用磨损的零刻线； (3).读数时视线要与尺面垂直，在精确测量时，要估读到最小刻度值的下一位； (4). 测量结果由数字和单位组成。 5．误差：测量值与真实值之间的差异，叫误差。 误差是不可避免的，它只能尽量减少，而不能消除，常用减少误差的方法是：多次测量求平均值。 6．特殊测量方法： 1)累积法：把尺寸很小的物体累积起来，聚成可以用刻度尺来测量的数量后，再测量出它的总长度，然后除以这些小物体的个数，就可以得出小物体的长度。如测量细铜丝的直径，测量一张纸的厚度. (2)平移法：方法如图:(a)测硬币直径； (b)测乒乓球直径； (3)替代法：有些物体长度不方便用刻度尺直接测量的，就可用其他物体代替测量。如(a)怎样用短刻度尺测量教学楼的高度，请说出两种方法？ (b)怎样测量学校到你家的距离?(c)怎样测地图上一曲线的长度？（请把这三题答案写出来） (4)估测法:用目视方式估计物体大约长度的方法。 7. 机械运动：物体位置的变化叫机械运动。 8. 参照物：在研究物体运动还是静止时被选作标准的物体(或者说被假定不动的物体)叫参照物. 9. 运动和静止的相对性：同一个物体是运动还是静止，取决于所选的参照物。 10. 匀速直线运动：快慢不变、经过的路线是直线的运动。这是最简单的机械运动。 11. 速度：用来表示物体运动快慢的物理量。 12. 速体在单位时间内通过的路程。公式：s=vt 速度的单位是：米/秒；千米/小时。1米/秒=3.6千米/小时 13. 变速运动：物体运动速度是变化的运动。 14. 平均速度：在变速运动中，用总路程除以所用的时间可得物体在这段路程中的快慢程度，这就是平均速度。用公式：;日常所说的速度多数情况下是指平均速度。 15. 根据可求路程和时间： 16. 人类发明的计时工具有：日晷→沙漏→摆钟→石英钟→原子钟。 二．物质的物理属性：略 三：力 1．什么是力：力是物体对物体的作用。 2．物体间力的作用是相互的。 (一个物体对别的物体施力时，也同时受到后者对它的力)。 3．力的作用效果：力可以改变物体的运动状态，还可以改变物体的形状。（物体形状或体积的改变，叫做形变。）4．力的单位是：牛顿(简称：牛)，符合是N。1牛顿大约是你拿起两个鸡蛋所用的力。 5．实验室测力的工具是：弹簧测力计。 6．弹簧测力计的原理：在弹性限度内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比。 7．弹簧测力计的用法：(1)要检查指针是否指在零刻度，如果不是，则要调零；(2)认清最小刻度和测量范围； (3)轻拉秤钩几次，看每次松手后，指针是否回到零刻度，(4)测量时弹簧测力计内弹簧的轴线与所测力的方向一致；⑸观察读数时，视线必须与刻度盘垂直。（6）测量力时不能超过弹簧测力计的量程。 8．力的三要素是：力的大小、方向、作用点，叫做力的三要素，它们都能影响力的作用效果。 9．力的示意图就是用一根带箭头的线段来表示力。具体的画法是： 高中物理必修1 运动学问题是力学部分的基础之一，在整个力学中的地位是非常重要的，本章是讲运动的初步概念，描述运动的位移、速度、加速度等，贯穿了几乎整个高中物理内容，尽管在前几年高考中单纯考运动学题目并不多，但力、电、磁综合问题往往渗透了对本章知识点的考察。近些年高考中图像问题频频出现，且要求较高，它属于数学方法在物理中应用的一个重要方面。 第一章运动的描述 专题一：描述物体运动的几个基本本概念 ◎知识梳理 1．机械运动：一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动，简称运动，它包括平动、转动和振动等形式。 2．参考系：被假定为不动的物体系。 对同一物体的运动，若所选的参考系不同，对其运动的描述就会不同，通常以地球为参考系研究物体的运动。 3．质点：用来代替物体的有质量的点。它是在研究物体的运动时，为使问题简化，而引入的理想模型。仅凭物体的大小不能视为质点的依据，如：公转的地球可视为质点，而比赛中旋转的乒乓球则不能视为质点。’ 物体可视为质点主要是以下三种情形： (1)物体平动时； (2)物体的位移远远大于物体本身的限度时； (3)只研究物体的平动，而不考虑其转动效果时。 4．时刻和时间 (1)时刻指的是某一瞬时，是时间轴上的一点，对应于位置、瞬时速度、动量、动能等状态量，通常说的“2秒末”，“速度达2m/s时”都是指时刻。 (2)时间是两时刻的间隔，是时间轴上的一段。对应位移、路程、冲量、功等过程量．通常说的“几秒内”“第几秒内”均是指时间。 5．位移和路程 (1)位移表示质点在空间的位置的变化，是矢量。位移用有向线段表示，位移的大小等于有向线段的长度，位移的方向由初位置指向末位置。当物体作直线运动时，可用带有正负号的数值表示位移，取正值时表示其方向与规定正方向一致，反之则相反。 (2)路程是质点在空间运动轨迹的长度，是标量。在确定的两位置间，物体的路程不是唯一的，它与质点的具体运动过程有关。 (3)位移与路程是在一定时间内发生的，是过程量，二者都与参考系的选取有关。一般情况下，位移的大小并不等于路程，只有当质点做单方向直线运动时，二者才相等。6．速度 （1）．速度：是描述物体运动方向和快慢的物理量。 （2）．瞬时速度：运动物体经过某一时刻或某一位置的速度，其大小叫速率。 初中物理力学试题经典及解析 一、力学 1．如图所示，一根弹簧，一端固定在竖直墙上，在弹性限度内用手水平向右拉伸弹簧另一端，下列有关“弹簧形变产生的力”的描述正确的是（） A．手对弹簧的拉力B．墙对弹簧的拉力 C．弹簧对手的拉力D．以上说法都不正确 【答案】C 【解析】 弹簧形变产生的力，即弹簧的弹力，施力物体为弹簧，因为是手拉弹簧，受力物体是手，故ABD错、C正确。 故选：C。 【点睛】本题考查弹力的概念，明确弹力产生的原因、施力物体和受力物体是关键。 2．2018年5月21日，遵义市教育系统第二届教职工羽毛球比赛在遵义师范学院体育馆开幕。关于羽毛球运动中涉及的物理知识说法正确的是（） A. 击球时，球拍给羽毛球的作用力改变了羽毛球的运动状态 B. 击球时，球拍给羽毛球的作用力大于羽毛球给球拍的作用力 C. 击球后，羽毛球在空中继续运动时受重力、推力和阻力的作用 D. 击球后，羽毛球离开球拍继续向前运动是因为受到惯性的作用 【答案】 A 【解析】【解答】A．击球时，球拍给羽毛球的作用力改变了羽毛球的运动状态，A符合题意。 B．击球时，球拍给羽毛球的作用力和羽毛球给球拍的作用力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，作用在同一直线上，B不符合题意。 C．力不能离开物体而存在，击球后，羽毛球在空中继续运动时受重力和阻力的作用，不再受推力的作用，C不符合题意。 D．惯性是物体保持原来运动状态的性质，惯性不是力，只能说具有惯性，不能说受到惯性的作用。因此，羽毛球离开球拍由于具有惯性能继续向前运动。D不符合题意。 故答案为：A 【分析】力改变了物体的运动状态，相互作用力：大小相等，方向相反，作用在同一直线上，惯性是物体保持原来运动状态的性质，惯性不是力，只能说具有惯性，不能说受到惯性的作用. 3．下列说法错误的是（） 如图所示，斜面体P 放在水平面上，物体Q 放在斜面上．Q 受一水平作用力F，Q 和P 都静止．这时P 对Q 的静摩擦力和水平面对P 的静摩擦力分别为f、f2 ．现使力 F 变大， 1 系统仍静止，则（） A. f1 、f2 都变大 B. f1变大，f2 不一定变大 C. f2 变大，f1 不一定变大 D. f1 、f2 都不一定变大 答案：C 如图所示，质量为m 的物体在力 F 的作用下，贴着天花板沿水平方向向右做加速运动， 若力 F 与水平面夹角为，物体与天花板间的动摩擦因数为，则物体的 加速度为（） A. F (cos sin ) m B. F cos m F (cos sin ) C. g m F (cos sin ) D. g m 答案：D 如图所示，物体 B 叠放在物体 A 上，A、B 的质量均为m，且上、下表面均与斜面平行， 它们以共同速度沿倾角为的固定斜面 C 匀速下滑，则（） A. A、B 间没有静摩擦力 B. A 受到B 的静摩擦力方向沿斜面向上 C. A 受到斜面的滑动摩擦力大小为mg sin D. A 与斜面间的动摩擦因数, =tan 答案：D 一质量为m 的物体在水平恒力 F 的作用下沿水平面运动，在t0 时 刻撤去力F，其v－t 图象如图所示．已知物体与水平面间的动摩擦因 数为，则下列关于力 F 的大小和力 F 做功W 的大小关系式正确的 是（） A. F= mg B. F= 2 mg C. W mgv0t 0 3 W mgv t D. 0 0 2 7 41.一列以速度v 匀速行驶的列车内有一水平桌面，桌面上的 A 处有一小球．若车厢中 的旅客突然发现小球沿如图（俯视图）中的虚线从 A 点运动到 B 点．则 由此可以判断列车的运行情况是（） A．减速行驶，向北转弯 B．减速行驶，向南转弯 C．加速行驶，向南转弯 D．加速行驶，向北转弯 答案：B 如图所示，一个小环沿竖直放置的光滑圆环形轨道做圆周运动．小环从最高点 A 滑到最 低点 B 的过程中，小环线速度大小的平方 2 v 随下落高度h 的变化图象可能是图中的（） 答案：AB 如图所示，以一根质量可以忽略不计的刚性轻杆的一端O 为固定转轴，杆可以在竖直平面内无摩擦地转动，杆的中心点及另一端各固定一个小球 A 和B，已知两球质量相同，现 用外力使杆静止在水平方向，然后撤去外力，杆将摆下，从开始运动到杆 处于竖直方向的过程中，以下说法中正确的是（） A ．重力对 A 球的冲量小于重力对 B 球的冲量 B．重力对 A 球的冲量等于重力对 B 球的冲量 C．杆的弹力对 A 球做负功，对 B 球做正功 D．杆的弹力对 A 球和B 球均不做功 答案：BC 如图所示，在光滑的水平面上有质量相等的木块A、B，木块 A 以速度v 前进，木块 B 静止．当木块 A 碰到木块 B 左侧所固定的弹簧时（不计弹簧质量），则（） A. 当弹簧压缩最大时，木块 A 减少的动能最多，木块 A 的速度要 减少v/2 B.当弹簧压缩最大时，整个系统减少的动能最多，木块 A 的速度 减少v/2 C.当弹簧由压缩恢复至原长时，木块 A 减少的动能最多，木块 A 的速度要减少v D.当弹簧由压缩恢复至原长时，整个系统不减少动能，木块 A 的速度也不减 答案：BC 将小球竖直上抛，若该球所受的空气阻力大小不变，对其上升过程和下降过程时间及损 失的机械能进行比较，下列说法正确的是（） A ．上升时间大于下降时间，上升损失的机械能大于下降损失的机械能 B．上升时间小于下降时间，上升损失的机械能等于下降损失的机械能 C．上升时间小于下降时间，上升损失的机械能小于下降损失的机械能 D．上升时间等于下降时间，上升损失的机械能等于下降损失的机械能 8 力学知识回顾以及易错点分析： 一：竖直上抛运动的对称性 如图1－2－2，物体以初速度v0竖直上抛，A、B为途中的任意两点，C为最高点，则： (1)时间对称性 物体上升过程中从A→C所用时间tAC和下降过程中从C→A所用时间tCA相等，同理tAB＝tBA. (2)速度对称性 物体上升过程经过A点的速度与下降过程经过A点的速度大小相等．[关键一点] 在竖直上抛运动中，当物体经过抛出点上方某一位置时，可能处于上升阶段，也 可能处于下降阶段，因此这类问题可能造成时间多解或者速度多解． 易错现象 1、忽略自由落体运动必须同时具备仅受重力和初速度为零 2、忽略竖直上抛运动中的多解 3、小球或杆过某一位置或圆筒的问题 二、运动的图象运动的相遇和追及问题 1、图象： 图像在中学物理中占有举足轻重的地位，其优点是可以形象直观地反映物理量间的函数 关系。位移和速度都是时间的函数，在描述运动规律时，常用x—t图象和v—t图象. (1) x—t图象 ①物理意义：反映了做直线运动的物体的位移随时间变化的规律。②表示物体处于静止状态 ②图线斜率的意义 ①图线上某点切线的斜率的大小表示物体速度的大小． ②图线上某点切线的斜率的正负表示物体方向． ③两种特殊的x－t图象 (1)匀速直线运动的x－t图象是一条过原点的直线． (2)若x－t图象是一条平行于时间轴的直线，则表示物体处 于静止状态 （2）v—t图象 ①物理意义：反映了做直线运动的物体的速度随时间变化 的规律． ②图线斜率的意义 a图线上某点切线的斜率的大小表示物体运动的加速度的大小. b图线上某点切线的斜率的正负表示加速度的方向． ③图象与坐标轴围成的“面积”的意义 a图象与坐标轴围成的面积的数值表示相应时间内的位移的大小。 b若此面积在时间轴的上方，表示这段时间内的位移方向为正方向；若此面积在时 间轴的下方，表示这段时间内的位移方向为负方向． ③常见的两种图象形式 (1)匀速直线运动的v－t图象是与横轴平行的直线． 1．.如图22所示装置，杠杆OB 可绕O 点在竖直平面内转动，OA ∶AB ＝1∶2。当在杠杆A 点挂一质量为300kg 的物体甲时，小明通过细绳对动滑轮施加竖直向下的拉力为F 1，杠杆B 端受到竖直向上的拉力为T 1时，杠杆在水平位置平衡，小明对地面的压力为N 1；在物体甲下方加挂质量为60kg 的物体乙时，小明通过细绳对动滑轮施加竖直向下的拉力为F 2，杠杆B 点受到竖直向上的拉力为T 2时，杠杆在水平位置平衡，小明对地面的压力为N 2。已知N 1∶N 2＝3∶1，小明受到的重力为600N ，杠杆OB 及细绳的质量均忽略不计，滑轮轴间摩擦忽略不计，g 取10N/kg 。求： （1）拉力T 1； （2）动滑轮的重力G 。 39.解： （1）对杠杆进行受力分析如图1甲、乙所示： 根据杠杆平衡条件： G 甲×OA ＝T 1×OB (G 甲＋G 乙)×OA ＝T 2×OB 又知OA ∶AB = 1∶2 所以OA ∶OB = 1∶3 N 300010N/kg kg 300=?==g m G 甲甲 N 600N/kg 10kg 60=?==g m G 乙乙 N 0001N 0300311=?==甲G OB OA T N 2001N 03603 1)(2=?= += 乙甲G G OB OA T （1分） （2）以动滑轮为研究对象，受力分析如图2甲、乙所示 因动滑轮处于静止状态，所以： T 动1＝G ＋2F 1，T 动2＝G ＋2F 2 又T 动1＝T 1，T 动2＝T 2 所以： G G G T F 21N 5002N 1000211-=-=-= （1分） G G G T F 2 1N 6002 N 12002 22- =-= -= （1分） 以人为研究对象，受力分析如图3甲、乙所示。 人始终处于静止状态，所以有： F 人1＋ N 1， ＝ G 人， F 人2＋N 2， ＝G 人 因为F 人1＝F 1，F 人2＝F 2，N 1＝N 1， ，N 2＝N 2， 且G 人＝600N 所以： 图22 甲 乙 图1 T B T 动2 F 2 动1 F 1 人 人1 人2 人 图3 甲 乙 高中物理力学计算题汇总经典精解（50题）1．如图1-73所示，质量Ｍ＝10ｋｇ的木楔ＡＢＣ静止置于粗糙水平地面上，摩擦因素μ＝0．02．在木楔的倾角θ为30°的斜面上，有一质量ｍ＝1．0ｋｇ的物块由静止开始沿斜面下滑．当滑行路程ｓ＝1．4ｍ时，其速度ｖ＝1．4ｍ／ｓ．在这过程中木楔没有动．求地面对木楔的摩擦力的大小和方向．（重力加速度取ｇ＝10／ｍ2ｓ２） 图1-73 2．某航空公司的一架客机，在正常航线上作水平飞行时，由于突然受到强大垂直气流的作用，使飞机在10ｓ内高度下降1700ｍ造成众多乘客和机组人员的伤害事故，如果只研究飞机在竖直方向上的运动，且假定这一运动是匀变速直线运动．试计算： （1）飞机在竖直方向上产生的加速度多大?方向怎样? （2）乘客所系安全带必须提供相当于乘客体重多少倍的竖直拉力，才能使乘客不脱离座椅？（ｇ取10ｍ／ｓ２） （3）未系安全带的乘客，相对于机舱将向什么方向运动?最可能受到伤害的是人体的什么部位? （注：飞机上乘客所系的安全带是固定连结在飞机座椅和乘客腰部的较宽的带子，它使乘客与飞机座椅连为一体） 3．宇航员在月球上自高ｈ处以初速度ｖ０水平抛出一小球，测出 水平射程为Ｌ（地面平坦），已知月球半径为Ｒ，若在月球上发射一颗月球的卫星，它在月球表面附近环绕月球运行的周期是多少? 4．把一个质量是2ｋｇ的物块放在水平面上，用12Ｎ的水平拉力使物体从静止开始运动，物块与水平面的动摩擦因数为0．2，物块运动2秒末撤去拉力，ｇ取10ｍ／ｓ２．求 （1）2秒末物块的即时速度． （2）此后物块在水平面上还能滑行的最大距离． 5．如图1-74所示，一个人用与水平方向成θ＝30°角的斜向下的推力Ｆ推一个重Ｇ＝200Ｎ的箱子匀速前进，箱子与地面间的动摩擦因数为μ＝0．40（ｇ＝10ｍ／ｓ２）．求 图1-74 （1）推力Ｆ的大小． （2）若人不改变推力Ｆ的大小，只把力的方向变为水平去推这个静止的箱子，推力作用时间ｔ＝3．0ｓ后撤去，箱子最远运动多长距离? 6．一网球运动员在离开网的距离为12ｍ处沿水平方向发球，发球高度为2．4ｍ，网的高度为0．9ｍ． （1）若网球在网上0．1ｍ处越过，求网球的初速度． （2）若按上述初速度发球，求该网球落地点到网的距离． 高中物理典型例题集锦 力学部分 1、如图9-1所示，质量为M=3kg的木板静止在光滑水平面上，板的右端放一质量为m=1kg 的小铁块，现给铁块一个水平向左速度V0=4m/s，铁块在木板上滑行，与固定在木板左端的水平轻弹簧相碰后又返回，且恰好停在木板右端，求铁块与弹簧相碰过程中，弹性势能的最大值E P。 分析与解：在铁块运动的整个过程中，系统的动量守恒，因此弹簧压缩最大时和铁块停在木板右端时系统的共同速度（铁块与木板的速度相同）可用动量守恒定律求出。在铁块相对于木板往返运动过程中，系统总机械能损失等于摩擦力和相对运动距离的乘积，可利用能量关系分别对两过程列方程解出结果。 设弹簧压缩量最大时和铁块停在木板右端时系统速度分别为V和V’，由动量守恒得：mV0=(M+m)V=(M+m)V’ 所以，V=V’=mV0/(M+m)=1X4/(3+1)=1m/s 铁块刚在木板上运动时系统总动能为：EK=mV02==8J 弹簧压缩量最大时和铁块最后停在木板右端时，系统总动能都为： E K’=(M+m)V2=(3+1)X1=2J 铁块在相对于木板往返运过程中，克服摩擦力f所做的功为： W f=f2L=E K-E K’=8-2=6J 铁块由开始运动到弹簧压缩量最大的过程中，系统机械能损失为：fs=3J 由能量关系得出弹性势能最大值为：E P=E K-E K‘-fs=8-2-3=3J 说明：由于木板在水平光滑平面上运动，整个系统动量守恒，题中所求的是弹簧的最大弹性势能，解题时必须要用到能量关系。在解本题时要注意两个方面：①是要知道只有当铁块和木板相对静止时(即速度相同时)，弹簧的弹性势能才最大；弹性势能量大时，铁块和木板的速度都不为零；铁块停在木板右端时，系统速度也不为零。 ②是系统机械能损失并不等于铁块克服摩擦力所做的功，而等于铁块克服摩擦力所做的功和摩擦力对木板所做功的差值，故在计算中用摩擦力乘上铁块在木板上相对滑动的距离。 2、如图8-1所示，质量为m=0.4kg的滑块，在水平外力F作用下，在光滑水平面上从A 【物理】初中物理力学试题经典 一、力学 1．一弹簧右侧连接一个小球，小球向左运动压缩弹簧后，经历了如图甲、乙所示过程，下列说法错误的是（） A．压缩过程说明力可以改变物体的形状 B．压缩过程中小球受到的弹力方向向右 C．弹开过程中小球受到的弹力逐渐变大 D．整个过程中说明力可以改变物体的运动方向 【答案】C 【解析】 【分析】 （1）力的作用效果有两个：①力可以改变物体的形状即使物体发生形变；②力可以改变物体的运动状态，包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化． （2）物体发生弹性形变时产生的力，叫弹力；弹力作用在与形变的物体接触的物体上；物体的形变越大，弹力越大． 【详解】 A、压缩过程中，弹簧变短，说明力可以改变物体的形状；故A正确； B、压缩过程中小球受到弹力的作用，弹力的方向向右；故B正确； C、弹开过程中，弹簧逐渐恢复原状，形变程度变小，小球受到的弹力逐渐变小；故C错误； D、整个过程中，开始时，小球向左运动压缩弹簧，后来小球受弹簧的弹力向右运动，说明力可以改变物体的运动方向；故D正确． 故选C． 2．杂技演员站在楼梯上处于静止状态，人没与墙面接触，只受到重力和支持力的作用，如图。则人所受重力和支持力的示意图正确的是（） A. B. C. D. 【答案】 B 【解析】【解答】杂技演员站在楼梯上处于静止状态，受到平衡力的作用，所受重力和支持力是一对平衡力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，重力的方向竖直向下，所以支持力的方向竖直向上，B符合题意，ACD不符合题意。 故答案为：B。 【分析】画力的示意图的一般步骤为：一画简图二定点，三画线，四画尖，五把力的符号标尖边. 3．如图所示，放在水平桌面上的物块用细线通过定滑轮与沙桶相连，当沙桶与沙的总质量为m时，物块恰好做匀速直线运动（忽略细线与滑轮之间的摩擦）。以下说法正确的是（） A. 物块受到的滑动摩擦力大小为mg B. 物块的重力与它对桌面的压力是一对平衡力 C. 物块受到的滑动摩擦力与支持力是一对平衡力 D. 继续向沙桶中加入沙子，物块受到的滑动摩擦力增大 【答案】A 【解析】【解答】A、沙桶与沙的总重力为，使用定滑轮不能改变力的大小（忽略细线与滑轮之间的摩擦），则物块受到的拉力大小为mg；因为物块做匀速直线运动，拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，所以滑动摩擦力的大小为mg，A符合题意； B、物块的重力与它对桌面的压力没有作用在同一个物体上，不是一对平衡力，B不符合题意； C、物块受到的滑动摩擦力与支持力不在同一条直线上，不是一对平衡力，C不符合题意； D、继续向沙桶中加入沙子，由于压力大小和接触面的粗糙程度都不变，所以物块受到的滑动摩擦力不变，D不符合题意。 故答案为：A。 【分析】当物体做匀速直线运动时受到平衡力的作用，二力平衡时力的大小相等，方向相反. 4．阅兵仪式中，检阅车在水平地面上匀速行驶．下列说法正确的是（） A. 车和人的总重力与地面对车的支持力是一对相互作用力 B. 车对地面的压力与地面对车的支持力是一对平衡力高中物理力学经典题型
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