【知识点详解】
1. 平抛运动:平抛运动是一种物体只受到重力作用的运动,具有初速度但垂直于重力方向。它是变速运动,因为速度的方向和大小都在不断改变。
2. 曲线运动:物体在恒力作用下可以作曲线运动,例如地球上的物体在重力作用下作抛物线运动。只要合力方向与速度方向不在同一直线上,物体就会做曲线运动。
3. 匀速圆周运动:匀速圆周运动中,物体所受的合力指向圆心,即向心力,其大小不变但方向时刻改变,因此合力不是恒定的。
4. 圆周运动与向心力:在圆周运动中,向心力是导致物体沿圆周运动的原因,它与速度方向垂直,并且由合外力提供。
5. 机械能守恒:机械能包括动能和势能,当只有保守力做功时(如重力、弹力),机械能是守恒的。例子如自由落体或无摩擦摆动。在非保守力(如阻力、拉力)作用下,机械能可能不守恒。
6. 航天员锻炼:在无重力环境下,像哑铃这样的重力依赖器械无法使用,适合的锻炼工具可能是弹簧拉力器,因为它可以通过弹性势能转换来提供阻力。
7. 渡河问题:渡河时间与水速无关,只取决于船头与垂直河岸的角度;最短渡河位移为河宽d,需要船头垂直于河岸;当船头垂直河岸时,渡河时间与水速无关。
8. 作用力与反作用力:作用力和反作用力是大小相等、方向相反的力,它们对相互作用的系统做功之和可能不为零,因为它们不一定在相同路径上做功。
9. 摩擦传动:两轮边缘速度相等,但由于半径不同,角速度不同。根据v=rω,大轮边缘速度是小轮的两倍,但角速度是小轮的一半。
10. 弹簧与物体系统:物体从A到B,动能转化为弹性势能,到达B点动能为0;从B到A,弹性势能转化为动能,动能先增大后减小,B点是平衡位置,动能为0。
11. 动量与动能:动量是质量和速度的矢量乘积,动能是质量和速度平方的标量乘积。动量变化时动能可能变化,反之亦然,但并非绝对对应。
12. 子弹与木块系统:子弹射入木块到弹簧压缩最短,系统动量守恒,因为内部力(摩擦力)是内力,不影响动量;但由于摩擦力做功,机械能不守恒。
二、填空与实验题
13. 功的计算:F做功等于力与沿力的方向的位移的乘积,F做功为W=F·s=40N×2m=80J;重力做功与高度有关,Wg=mgh=3kg×10m/s²×(-2m)=-60J,负号表示重力做负功。
14. 小球总路程:小球在空气阻力和重力作用下做阻尼振动,最终会停下来。总路程是小球上升和下降的总距离,由于阻力随速度变化,无法直接计算,但总路程大于H。
15. 克服空气阻力做功:运动员落水过程中,克服空气阻力做的功等于动能减少量,即Wf=1/2mv2²-1/2mv1²。
16. 平抛运动实验:频闪摄影可以捕捉物体在不同时间的位置,通过分析照片可确定物体在水平和垂直方向的运动参数,进而探究平抛运动的规律。已知O点为初始位置,通过分析照片可以测量物体在不同时间的水平位移和垂直位移,从而计算初速度和飞行时间。
以上是对高一物理下册期中考试试题中涉及知识点的详细解析,涵盖了平抛运动、曲线运动、圆周运动、机械能守恒、作用力与反作用力等多个重要概念。