高一物理必修1计算题及答案详解

高一物理必修1期末综合计算题

1（10分）如图所示，质量为m =10kg 的物体，在F =60N 水平向右的拉力作用下，由静止开始

运动。设物体与水平面之间的动摩擦因素μ=0.4，求：

（1）物体所滑动受摩擦力为多大？ （2）物体的加速度为多大？

（3）物体在第3s 内的位移为多大？ 2（10分）某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时，发动机产生的最大加速度为a =5m/s 2，

所需的起飞速度为v =50m/s ，跑道长x =100m 。试通过计算判断，飞机能否靠自身的发动机从舰上起飞？为了使飞机在开始滑行时就有一定的初速度，航空母舰装有弹射装置。对于该型号的舰载机，弹射系统必须使它具有多大的初速度v 0？

3（10分）放在水平地面上的物体P 的重量为G P =10N ，与P 相连的细

绳通过光滑的滑轮挂了一个重物Q 拉住物体P ，重物Q 的重量为G Q =2N ，此时两物体保持静止状态，绳与水平方向成300角，则物体P 受到地面对它的摩擦F 1与地面对它的支持力F 2各位多大？

4（10分）如图所示，足球质量为m ，尼龙绳与墙壁的夹角为θ，求尼龙绳对足球的拉力F 1和

墙壁对足球的支持力F 2。

5（10分）静止在水平地面上的木块，质量为m=10kg ，受水平恒力F 作用一段时

间后撤去该恒力，物体运动的速度时间图像如图所示，求：

（1）F 的大 （2）木块与地面间的动摩擦因素μ

4

6（10分）据报载，我国自行设计生产运行速度可达v =150m/s 的磁悬浮飞机。假设“飞机”的

总质量m =5t ，沿水平直轨道以a =1m/s 2的加速度匀加速起动至最大速度，忽略一切阻力的影响，求： （1）“飞机”所需的动力F （2）“飞机”起动至最大速度所需的时间t 7（10分）如图所示，质量为m =2.0kg 的物体静止在水平面上，现用F =10N 的水平拉力拉物体，

使物体做匀加速直线运动，经t =2.0s 物体的速度增大到v =4.0m/s ，求： （1）物体在此2.0s 内通过的位移 （2）物体与桌面间的动摩擦因素μ

8（10分）如图所示，水平传送带以不变的速度v 向右运动，将工件轻轻放在传送带的左端，

由于摩擦力的作用，工件做匀加速运动，经过时间t ，速度变为v ；

再经时间2t ，工件到达传送带的右端，求： （1）工件在水平传送带上滑动时的加速度 （2）工件与水平传送带间的动摩擦因素

（3）工件从水平传送带的左端到达右端通过的距离 9 一辆汽车正以s m v /300=的速度在平直路面上行驶，驾驶员突然发现正前方约m 50处有

一个障碍物，立即以大小为2

/8s m 的加速度刹车。为了研究汽车经过s 2是否撞上障碍物，甲、乙两位同学根据已知条件作出以下判断： 甲同学认为汽车已撞上障碍物，理由是： 在s 2时间内汽车通过的位移m m at t v x 5076482

1

2302120>=??+?=+

= 乙同学也认为汽车已撞上障碍物，理由是：

在s 2时间内汽车通过的位移m m a v v x 5025.56)

8(23002-2

2

02>=-?-==

问：以上两位同学的判断是否正确？如果不正确，请指出错误的原因，并作出正确的解答。

v

10．(8分)1996年曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验.实验时,用双子星号宇宙飞船1m 去接触正在轨道上运行的火箭组2m (发动机已熄火)。接触以后，开动飞船尾部的推进器，使飞船和火箭组共同加速。推进器的平均推力F 等于N 895，推进器开动时间为s 7。测出飞船和火箭组的速度变化是s m /91.0。双子星号宇宙飞船的质量kg m 34001=，求火箭组的质量2m 。

11(10分)一质量为M 、倾角为θ的楔形木块静置于水平桌面上，与桌面间的动摩擦因数为μ；另一质量为m 的木块，置于楔形木块的斜面上，木块与斜面的接触是光滑的.为了保持木块相对于斜面静止，可用一水平力推楔形木块，如图13所示，求此水平力F 的大小

12(10分)如图14所示，物体的质量为m ，两根轻绳

AB 和AC 的一端连接于竖直墙上，θ=∠BAC ，另一端系于物体上，在物体上另施加一个与水平线也成θ角的拉力F ，若要使两绳都能伸直，求拉力F 的大小范围.

1解：（1）F μ=μF N = μmg =0.4×10×10N=40N （3分） （2）由牛顿第二定律 2/210

40

60s m m

F F a =-=

-=μ

（3分） （3）第3s 内位移 m at at x 5422

1

922121212223=??-??=-=

（4分） 2解：（1）若靠自身发动机起飞，设通过x =100m 的速度为v x ,则 由ax v x 22

=得 s m s m s m ax v x /50/1010/100522<=??==

（4分）

所以不能靠自身发动机起飞（1分）

（2）弹射装置使飞机起飞初速度为v 0，则根据

ax v v 22

02=-得 s m s m ax v v /39/10052502220≈??-=-=（5分）

3解：如图所示P 的受力图

水平方向 F 1=Fcos300--------①（3分） 竖直方向 F 2＋Fsin300=G P ---②（3分） 又 F= G Q =2N----------③

联合①②③解得 F 1=N 3 （2分） F 2=9N （2分）

4解：如图所示的受力图

由三角知识得 mg

F 2tan =

θ（3分） 1c o s F mg

=

θ （3分） 所以 θtan 2mg F =（2分） θ

cos 1mg

F =

（2分） 5解：（1）由图像知： 匀加速的末速度v =4m/s

加速过程

a 1=v/t 1=4/2=2m/s 2

（1分） 由牛顿第二定律得 F －μmg=ma 1-------①（2分）

减速过程

a 2=-v/t 2=-4/4=-1m/s 2

（1分）

由牛顿第二定律得 －μmg=ma 2-------②（2分）

联合①②解得 F=30N （2分） μ＝0.1（2分）

6解：（1）m=5t=5000kg

由牛顿第二定律得：“飞机”所需的动力 F=ma =5000N （5分） （2）起飞所需时间 t=v/a =150s （5分） 7解：（1）2s 内位移 m m t v t v x 422

4

2=?==

=-

（3分） （2）加速度 a=v/t =2m/s 2（1分）

如图所示的受力图

μ

由牛顿第二定律得 F －F μ=ma （3分）

F μ=F －ma =10-2×3=6N （1分） 由F μ=μF N 得μ=F μ/F N =6/20=0.3（2分）

8解：（1）工件的加速度 a=v/t （2分）

（2）设工件的质量为m ，则由牛顿第二定律得

μmg ＝ma （1分）

所以动摩擦因素 μ=

gt

v

g a m g m a ==（2分） （3）工件加速距离 t v

x 2

1=

（2分） 工件匀速距离 vt t v x 222=?=（2分） 所以工件从左端到达右端通过的距离 vt x x x 5.221=+=（1分）

9解：（1）甲、乙都不正确（1分）

（2）甲：把加速度a 代入正值；乙：认为2s 末车的速度为零（2分） （3）车停止时间为s s s a v t 275.38

30

0'0>=--=-=

（2分） 所以2s 时间内汽车通过的位移：

m m at t v x 5044482

1

2302120<=??-?=+

= （2分） 因此2s 内车不会撞上障碍物（1分）

10解：飞船和火箭组的加速度 t

v

a ??=

① （2分） 对飞船和火箭组整体，由牛顿第二定律得： ()a m m F 21+= ② （2分） 由①②得 12m v

t

F m -??=

③ （2分） 代入数据得 kg m 6.3484

2= （2分）

11解：对M m 和整体受力分析，由牛顿第二定律得： ()a m M F F f ＋=- ① （3分）

mg

g M m Ff )(+=μ ② （2分）

对m 受力分析如图 由牛顿第二定律得：

ma mg =θtan ③ （3分） 由①②③得：()g M m g m M F )(tan ++=μθ＋ （2分）

12解：设当F 最小为

1F 时，0=AC F 此时物体受力如图，由平衡条件可知： AB F F =1 ① （1分）

mg F =θsin 21 ② （2分）

所以 θ

sin 21mg

F =

③ （1分）

设当F 最大为2F 时，0=AB F 此时物体受力如图，由平衡条件可知：

mg F =θsin 2 （3分）

所以 θ

sin 2mg

F = （1分） 故F 的大小范围：θ

θsin sin 2mg

F mg ≤≤ （2分）