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/s2，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v0？
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F1与地面对它的支持力F2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F1和墙壁对足球的支持力F2。

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
v /m/s
t/s
0 2 8
4 6
4
F
P Q
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
2/2104060s m m F F a =-=-=μ（3分） （3）第3s 内位移 m
at at x 5422
1922121212223=⨯⨯-⨯⨯=-=（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） 1cos F mg
=θ （3分） 所以 θtan 2mg F =（2分）
θcos 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） ＝0.1（2分）
6解：（1）m=5t=5000kg 由牛顿第二定律得：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 42242=⨯===-（3分）
（2）加速度 a=v/t =2m/s 2（1分）
如图所示的受力图
由牛顿第二定律得 F －F µ=ma （3分） F µ=F －ma =10-2×3=6N （1分）
µ
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 mg ma ==（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 6.34842= （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） 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
①
②
③
得
：
()g M m g m M F )(tan ++=μθ＋ （2分）
µmg mg
F N
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）。