第3章 章末综合提升-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中物理必修第一册同步辅导与测试(人教版)

物理必修第一册 3.用轻质细线把两个质量未知 h :4.（多选)如图所示，用与竖 的小球悬挂起来，如图所示。 直方向成0角(0<45°)的 对小球a持续施加一个水平 倾斜轻绳a和轻绳b共同 向左的恒力，并对小球b持续 左 固定一个小球，这时绳b 施加一个水平向右的同样大 在水平位置1的拉力为 小的恒力，最后达到平衡状 ● F1,现保持小球在原位置 态。下列选项中表示平衡状态的图可能是 不动，使绳b在原竖直平面内逆时针转过0角 ( 到位置2固定，绳b的拉力变为F2,再转过0角 到位置3固定，绳b的拉力变为F3,则( A.F1=F2 B.F=F3 C.F2>F3 D.F2<F3 B D 温馨提示 请做课时分层检测（十七） 章末综合提升 【知识网络构建】 产生原因：由于地球的吸引而使物体受到的力 方向：竖直向下 重力{大小：G=mg 重心：是重力的等效作用点，形成规则、质量分布均匀的物体的重心在其几何中心， 物体的重心不一定在物体上 产生：物体直接接触，接触处发生在弹性形变 常 方向：弹力的方向与施力物体的形变方向相反，与受力物体的形变方向相同 弹力 大小：弹力的大小与形变量有关，形变量越大，弹力越大 的 胡克定律：F=kx 〔产生：物体接触且相互挤压，接触面粗糙，有相对运动 力 滑动摩擦力 方向：沿接触面的切线，与相对运动方向相反 大小：F=FN 人摩擦力 产生：物体接触且相互挤压，接触面粗糙，有相对运动趋势 静摩擦力方向：沿接触面的切线，与相对运动趋势方向相反 相 大小：0<F≤Fmax 内容：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用 在同一条直线上 用 牛顿第三定律 同时产生，同时变化，同时消失 力 同种性质 理解 分别作用在相互作用的两个物体上 作用力、反作用力和一对平衡力的区别 合力与分力：等效替代关系 力的合成和分解 遵循的规律：平行四边形定则 两个力的合力大小范围：F1一F2≤F≤F1十F2 平衡状态：静止或匀速直线运动 平衡条件：F合=0 共点力的平衡 合成法 求解方法 分解法 正交分解法 88 第三章相互作用一力 ◆归纳提能 一、摩擦力的四类突变问题 [听课记录] 类型（一）“静→静”突变问题 物体在摩擦力和其他力的共同作用下处于静止： 状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变 化时，物体虽然仍保持相对静止，但物体所受的 静摩擦力将发生突变。 [典例1]一木块放在水平桌面上， 左右 在水平方向共受到三个力即F、 F F2 类型（三）“动→静”突变问题 F2和摩擦力的作用，木块处于静 在摩擦力和其他力作用下，做减速运动的物体 止状态，如图所示。其中F1=10N,F2=2N, 突然停止滑行时，物体将不再受滑动摩擦力作 若撤去F1,则木块受到的摩擦力为 ( 用，滑动摩擦力可能“突变”为静摩擦力。 A.10N,方向向左 B.6N,方向向右 [典例3]如图所示，质 0 C.2N,方向向右 D.0 量为1kg的物体与地 [听课记录] 面间的动摩擦因数 4=0.2,从t=0开始以初速度o沿水平地面 向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力F= 1N的作用，取g=10m/s2,水平向右为正方 向，该物体受到的摩擦力F随时间t变化的图 像是（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）( 类型（二）“静→动”突变问题 Fi/N Fi/N F/N F/N 3 物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态， 2 2 当其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，： 0 0 0 则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩 t/s t/s t/s t/s -2 擦力。 -3 -3 3 [典例2]如图甲所 4F/N A 示，用水平力F将质 20 [听课记录] 量为0.4kg的物块 10 压在竖直墙壁上静 01234s 止不动，物块与墙面 甲 乙 间的动摩擦因数为0.4.若力F随时间t变化的 规律如图乙所示，取g=10m/s2,设最大静摩 ; 擦力等于滑动摩擦力，则下列图像中，能正确反 映物块所受墙的摩擦力大小F:随时间t变化 规律的是 类型（四）“动→动”突变问题 ( 某物体相对于另一物体滑动的过程中，若突然 F/N F/N 相对运动方向变了，则滑动摩擦力方向发生“突 变”。 [典例4]若典例3中水平向左的恒力F=3N, 则摩擦力F:随时间t变化的图像是 ( ) B ↑F/N F:/N F/N Fi/N 3 F.IN 2 2 1 0 0 t/s t/s /s -2 -2 t/s _3 D 89 物理必修第一册 [听课记录] 类型（二）平衡中的极值问题 :1.问题界定：物体平衡的极值问题，一般指在力的 变化过程中涉及力的最大值和最小值的问题。 2.分析方法： (1)解析法：根据物体平衡的条件列出方程，在 解方程时，采用数学知识求极值或者根据物理 临界条件求极值。 二、平衡中的临界极值问题 (2)图解法：根据物体平衡的条件作出力的矢量 类型（一）平衡中的临界问题 图，画出平行四边形或者矢量三角形进行动态 1.问题界定：物体所处平衡状态将要发生变化的 分析，确定最大值或最小值 状态为临界状态，涉及临界状态的问题为临界：[典例6]将两个质量均为 0 问题。 m的小球a、b用细线相连 0 2问题特点 后，再用细线悬挂于O (1)当某物理量发生变化时，会引起其他几个物： 点，如图所示。用力F拉 理量的变化。 小球b,使两个小球都处于静止状态，且细线 (2)注意某现象“恰好出现”或“恰好不出现”的： OA与竖直方向的夹角保持0=30°，重力加速度 条件。 为g,则F的最小值为 3.分析方法：基本方法是假设推理法，即先假设某 1 种情况成立，然后根据平衡条件及有关知识进： B.mg C.v3mg D.2m8 行论证、求解。 [听课记录] [典例5]如图甲、乙所示，质量为m的物体置于 倾角为0的固定斜面上，物体与斜面之间的动 摩擦因数为4，先用平行于斜面的推力F1作用 于物体上使其恰能沿斜面匀速上滑，若改用水 平推力F2作用于物体上，也恰能使物体沿斜面：[典例7]如图所示，重力都为G 匀选上滑，测两次的推力之比片为 的两个小球A和B用三段轻绳 连接后悬挂在O点，O、B间的 F2 绳子长度是A、B间的绳子长度 F 的2倍，将一个拉力F作用到 A B 0 】0 小球B上，使三段轻绳都伸直且O、A间和A、B 甲 乙 间的两段绳子分别处于竖直和水平方向上，则 A.cos 0usin 0 B.cos o-usin 0 拉力F的最小值为 ) C.1+utan 0 D.1-utan 0 [听课记录] A.ZG B.G C.G 3 [听课记录] 温馨提示 古人学问无遗力，少壮工夫老始成。纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。 清做章来检测卷（三） 903.C「如图所示，以滑轮为研究对象，悬挂重物的 绳的拉力大小F=mg=200N,故小滑轮受到绳 的作用力沿BC、BD方向，大小都是200N。由 .30>B 几何关系得，∠CBD=120°，∠CBE=∠DBE 60°，即△CBE是等边三角形，故F合=200N。] E 4解析物块做匀速直线运动，受力分析如图，则 F合 0 37° F ↓mg 水平方向：Fcos37°=F: 竖直方向：FN=ng-Fsin37 且F=aFN 代入数据解得F=20N。 答案20N 微专题5共点力平衡问题综合分析 关键能力·合作探究 探究归纳 「典例1]「解析]方法一：解析法 以O,点为研究对象，受力如图所示，当用 水平向左的力缓慢拉动O点时，绳A与 竖直方向的夹角0变大，由共点力的平衡条 件知F,=0F=mgam0,所以F逐渐 变大，Fr逐渐变大，选项A正确。 Fos=mg 方法二：图解法 自B F FFoB=mg 先画出OB绳的拉力，再画拉力F,最后画出绳的拉力F,构成一 个失量三角形。由题意知FT的方向与竖直方向夹角增大，改变 绳子拉力FT的方向，由图可知F增大，Fr增大。 L答案]A 针对训练 1.D[圆环受到三个力，拉力F以及两段绳子的拉力FT,三力平 衡，故两段绳子的拉力的合力与拉力F始终等值、反向、共线，绳 子的拉力始终等于g,即FT保持不变，由于两段绳子的拉力均 等于mg,夹角越大，合力越小，且合力在角平分线上，故使物体A 从图中虚线位置缓慢上升到实线位置的过程中，拉力F逐渐变 大，0逐渐增大，故选D。] 2.B[以B点为研究对象，该点一共受三个力的作用：重物竖直向 下的拉力F:(大小等于重物的重力)、轻杆的弹力F及绳子的 拉力F。B端缓慢移动，可认为其始终处于平衡状态，即所受合力 为零。所以这三个力将构成一个闭合的矢量三角形，这个三角形 F进 与园中的三角彩A0B相似，所以有如下比例关系器-A器 OB,由于mg、AO、AB三者均保持不变，OB随着B端缓授放下而 不断增大，可知轻杆的弹力F保持不变，绳子的拉力F不断增 大，故A、C、D错误，B正确。] 探究归纳 [典例21 [解析](1)对A、B整体受力分析，如图甲所示，由平衡 条件得FNA=M十m)g。 0 FNB 、A (M+m)g -2r 甲 (2)对B受力分析，如图乙所示 由几何关系得sin0=云-子0=30 由平衡条件得 FxAB cos 0-mg=0,FxAB sin 0-FNB=0, 联立解得FNB=mgtan0=, 由整体法可得物体A所受地面的摩擦力F,=FB= 3mg,方向 水平向左。 [答案】（1M+m)g(2)号mg,方向水平向左 21 针对训练 3.B[对小环Q受力分析，其受重力mg、支持力FN和拉力Fr,如 图甲所示，根据平衡条件得F,=。八、=mgan(也可用圈解 法分析)，再对P,Q整体受力分析，其受总重力2g、AO杆的支 持力FAO杆向右的静摩擦力F:及OB杆的支持力FN,如图乙 所示，根据共，点力平衡条件，有FN一F,F=2mg,当P环向左移 一小段距离，0变小，F、变小，则静摩擦力F;变小，AO杆的支持 力F不变，故远项B正确。] 本F 0 -A FT F B 2mg 甲 U 素养演练·提升技能 1.D[对A受力分析可知，水平方向受力为零，则B对A无摩擦力 作用，即f=0,对A、B组成的整体受力分析可知，水平方向f= F1+F2=11N,故选D。] 2.C「重物受三个力作用重力和两个拉力，三力平衡，两个拉力的 合力与重力平衡：两个拉力的合力一定，夹角不断增大，拉力逐渐 增大，故A、B、D错误，C正确。] 3.A[将两球和两球之间的细线看成一个整体， 对整体受力分析如图所示，整体达到平衡状态。 裉据平衡条件可知整体受到α球上方的细线的 拉力F线的大小等于a、b的重力大小之和，方向 沿竖直方向，故此细线必定沿竖直方向，故A 正确。] 4.BD[对小球受力分析，其受到重力和两个拉 力，三力平衡，如图所示。 Y 2 mg 通过几何关系可知，力F,垂直于绳a,则F一F,>F。 故B、D正确，A、C错误。 章末综合提升 归纳提能 L典例1][解析]当物体受F1、F,及摩擦力的作用而处于平衡状 态时，由平衡条件可知物体所受的摩擦力的大小为8N,方向向 左，可知最大静摩擦力Fmx≥8N。当撒去力F后，F=2N< ,物体仍处于静止状态，由平衡条件可知物体所受的静摩擦 力大小和方向发生突变，且与作用在物体上的F。等大反向，选项 C正确。 [答案]C 典例2][解析]物块受到的最大静摩擦力Fx一F=0.4× 20N=8N,重力G=ng=0.4×10N=4N,故开始时，物块处于 静止状态，受到静摩擦力作用，当最大静摩擦力等于重力时，g uF,得F=10N,由题图乙知对应时刻为2s,所以0一2s内，物 块受到的静摩擦力大小为4N:2~4s内，物块受到的滑动摩擦力 F一F,随F减小而逐渐减小，B正确。 「答案]B 典例3][解析]物体向右运动的过程中，受水平向左的滑动摩 擦力作用，F1=ng=2N,当物体速度为零时，因F<ng,所以 物体静止，此时受到向右的静摩擦力Fe作用，且Fe一F=1N,故 远项A正确。 Γ答案]A 「典例4]「解析门物体向右运动的过程中，受水平向左的滑动摩 擦力作用，F1=ng=2N,当物体速度为零时，因F>ng,所以 物体向左运动，此时受到向右的滑动摩擦力Fe作用，且F2一：ng =2N,故远项B正确 [答案]B [典例5][解析]物体在力F1作用下和力F,作用下运动时的受 力如图(a)(b)所示。 FN2 0 mg 0 a b 将重力mg、力F2沿斜面方向和垂直于斜面方向正交分解，由平 衡条件可得F=mgsin0+F,FN=mgcos0,Fn=uF1,F2cos0 =mgsin 0-F,FN2 =mgcos 0+F2 sin 0,Fp=uFN2 F= F=cos 0- mgsin 0t uangcos 0,F2-s cos o-usin fsin0,B正确。 「答案B 「典例6] 「解析 以a、b为整体，整体受重力 F 2ng、细线OA的拉力FT及拉力F三个力而平 衡，如图所示，在三个力构成的失量三角形中，当 力F垂直于细线OA的拉力FT时有最小值，且最 小值F-2 ngsin0-mg,B项正确。 答案]B [典例7丁[解析]对A球受力分析可知，因O、A2mg 间绳竖直，则A、B间绳上的拉力为0。对B球受力分析如图所 示，则可知当F与O、B间绳垂直时F最小，Fmm=Gsin0,由几何 关系可知sin0=7=,则Fm=2G,故选项A正确。 0F" B G [答案]A 第四章 运动和力的关系 牛顿第一定律 必备知识·自主梳理 1.力静止 2.(1)增大相同 永远运动下去(2)不是 3.不会停下来 1.匀速直线运动静止改变 2.匀速直线运动静止惯性 质量质量无 即学即用 1.(1)/(2)×(3)×(4)×(5)×(6)× 2.前原来位置 关键能力·合作探究 要点1 探究导入 提示：(1)不等于h,小于h。 (2)等于h。 (3)能，通过的距离变大。 (4)不能，永远运动下去 探究归纳 [典例1]「解析]理想实验的思想方法，即在实验事实的基础上 经过合理的想象，获取结论。针对题目所述的实验步骤，正确的 排列顺序是②③①④，步骤②属于可靠的实验事实。 [答案](1)②③①④(2)可靠的实验事实 针对训练 1.BC「伽利略的理想实验是在实验基础上假想的，A错误：伽利略 的理想实验虽然是假想的，但是，是在实验基础上，抓住主要因 素，忽略次要因素，合理推理得到的，它得出的结论是可靠的，B正 确：理想实验是一种科学方法，C正确：理想实验是一种以可靠的 事实为依据，忽略次要因素，并把实验的情况合理外推到理想状 态，从而揭示自然现象本质的假想实验，不能用实验验证，D 错误。 2.D[完全没有摩擦阻力的斜面实际上是不存在的，故实验不可能 实际完成，故A错误：图1的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得 出物体的运动不需要力来维持，故B错误：伽利略设想物体下落 的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以 伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时 间的平方成正比；由于当时用滴水法计算，无法记录自由落体的 较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲 淡”重力的作用效果，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直 下落的加速度小得多，所用时间长得多，所以容易测量。伽利略 21 做了上百次实验，并通过抽象思雏在实验结果上做了合理外推， 故C错误，D正确。 要点2 探究导入 提示：(1)不是。因为木箱受到阻力的作用 (2)如果没有摩擦阻力，也不受其他任何力的作用，木箱将保持这 个速度沿直线永远运动下去。 探究归纳 「典例2] 「解析]根据牛顿第一定律的内容可以判断力是改变物 体运动状态的原因，不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状 态，故A错误，B正确：若物体向正北方向做匀速直线运动，则物 体不受力或所受合外力为零，C错误：物体受到力的作用，若合外 力为零，则物体也可以保持运动状态不变，故D错误。 答案 B 针对训练 3.ABD [牛顿第一定律描述的是物体不受外力作用时的运动规 律，总保持匀速直线运动状态或静止状态，A、B正确：牛顿第一定 律还揭示了力和运动的关系，力是改变物体运动状态的原因，而 不是维持物体运动状态的原因。在水平地面上滑动的木块最终 停下来，是由于摩擦力的作用改变了其运动状态；奔跑的运动员 遇到障碍而被绊倒，是因为他受到外力作用而改变了运动状态，C 错误，D正确。] 要点3 探究导入 提示：(1)第一幅图片是车启动的时候，人由于惯性向后仰，第二 幅图片是刹车的时候，人由于惯性向前倾 (2)加速运动时，人的上半身还保持原来的静止状态，而下半身与 车一起加速前进，于是由于惯性人向后仰 减速运动时，人的上半身还保持原来的运动状态，而下半身与车 起减速前进，于是由于惯性人向前倾。 探究归纳 典例3 解析若汽车做匀速直线运动，则摆锤不会从实线位 置摆到虚线位置，故选项A、B均错误；由题图可知摆锤向右摆动， 裉据惯性知识可推知，汽车可能向左加速或向右减速，故选项C 正确，选项D错误。 答案] C 针对训练 4.ACD「惯性是物体固有的属性，惯性越大的物体，保持原来运动 状态的性质越强，即它的运动状态越难改变，A正确；质量是惯性 大小的唯一量度，惯性大小与运动状态无关，错误：“嫦峨四号 卫星在地球上的质量与它绕月球飞行时的质量相同，惯性相同，C 正确；质量大的物体惯性大，各种机床和发电机的底座做得很笨 重，目的是增大惯性，D正确。 5.C 「物体的惯性大小只由质量决定，与物体的速度大小无关，A 错误；一切物体均有惯性，不论物体处于加速、减速还是匀速运动 状态，B错误：同样大小的力作用于物体上，运动状态越雄改变，说 明物体保持原来运动状态的本领越大，惯性也越大，C正确：人向 上跳起后，人在水平方向不受外力作用，由于惯性，人在水平方向 的速度不变，与车速相同，因此人落下后仍落在车厢内原处，D 错误。] 素养演练·提升技能 [亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，伽利略运用逻辑 推理和实验相结合的方法推翻了亚里士多德的观点，认为力不是 雏持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因：牛顿提出 了物体的运动定律，其中牛顿第一定律即为惯性定律，故A正确， B、C、D错误。 2.ACD 「牛顿第一定律有三层含义：不受力时物体将保持静止状 态或匀速直线运动状态，这是由于一切物体都具有惯性：受到力 的作用物体的运动状态就要发生变化，从而揭示出力是改变物体 运动状态的原因：指出了物体在不受力时的运动状态，故选项A、 C、D正确：牛顿第一定律并不是惯性，惯性是物体的一种性质，而 牛顿第一定律是物体的运动规律，两者是不同的概念，不可混为 谈，选项B错误。 3.C [骑自行车的人，上坡前要紧蹬几下是为了增大人和自行车整 体的速度，惯性是物体的固有属性，只与物体本身质量有关，与物 体的运动状态和受力情况无关，故A、B、D项错误，C项正确。 4.B [骑车人与车原来处于运动状态，车前轮陷入水坑时，前轮静 止，但人与车的后半部分由于具有惯性仍保持向前运动，因此摔 倒，故B正确，A、C、D错误。 5.B 一手拿着球筒的中部，另一手用力击打羽毛球筒的上端，羽 毛球筒在力的作用下向下运动，而羽毛球由于惯性而保持静止， 所以羽毛球会从筒的上端出来，是在利用羽毛球的惯性，故B 正确。] 2 实验：探究加速度与力、质量的关系 实验研析·创新学习 典例1 解析] (1)由于小车运动受到摩擦阻力，所以要进行平 衡摩擦力，以减小实验误差，称为平衡摩擦力法： (2)在探究加速度、力与质量三者关系时，先保持其中一个量不 变，来探究其他两个量之间的关系，称为控制变量法； (3)当小车质量M*≥m糖时，细绳对小车的拉力大小近似等于槽 码的重力排g,称为近似法； (4)通过图像研究实验的结果，称为图像法： 2