【成才之路】2010高中物理_第四章牛顿运动定律限时检测A_新人教版必修1

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高中物理第四章牛顿运动定律第3节牛顿第二定律达标检测新人教版必修1

高中物理第四章牛顿运动定律第3节牛顿第二定律达标检测新人教版必修1

高中物理第四章牛顿运动定律第3节牛顿第二定律达标检测新人教版必修 1(本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订!) 1.由牛顿第二定律知道,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,可是当我们用一个很小的力去推很重的桌子时,却推不动它,这是因为()A.牛顿第二定律不适用于静止的物体B.桌子的加速度很小,速度增量极小,眼睛不易觉察到C.推力小于静摩擦力,加速度是负的D.桌子所受的合力为零【解析】F=ma中F指合力,用很小的力推桌子时,合力为零,故无加速度.【答案】 D2.关于牛顿第二定律,下列说法正确的是()A.公式F=ma中,各量的单位可以任意选取B.某一瞬间的加速度只决定于这一瞬间物体所受合外力,而与这之前或之后的受力无关C.公式F=ma中,a实际上是作用于该物体上每一个力所产生的加速度的矢量和D.物体的运动方向一定与它所受合外力方向一致【解析】F、m、a必须选取统一的国际单位,才可写成F=ma的形式,否则比例系数k≠1,所以选项A错误;牛顿第二定律表述的是某一时刻合外力与加速度的对应关系,它既表明F合、m、a三者数值上的对应关系,同时也表明合外力的方向与加速度的方向是一致的,即矢量对应关系,而与速度方向不一定相同,所以选项B正确,选项D错误;由力的独立作用原理知,作用在物体上的每个力都将各自产生一个加速度,与其他力的作用无关,物体的加速度是每个力所产生的加速度的矢量和,故选项C正确.【答案】BC3.如右图所示,质量为10 kg的物体在水平面上向左运动,物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2,与此同时,物体还受到一个水平向右的推力F=20 N,则物体产生的加速度是(g=10 m/s2)()A.0B.4 m/s2,水平向右C.2 m/s2,水平向左D.2 m/s2,水平向右【答案】 B4.搬运工人沿粗糙斜面把一个物体拉上卡车,当力沿斜面向上,大小为F时,物体的加速度为a1;若保持力的方向不变,大小变为2F时,物体的加速度为a2,则() A.a1=a2B.a1<a2<2a1C.a2=2a1D.a2>2a1【解析】设总的阻力为F′,第一次推时F-F′=ma1,式子两边同乘以2,得2F-2F′=m·2a1第二次推时,2F-F′=ma2,比较两个式子可以看出a2>2a1,所以D正确.【答案】 D5.力F1单独作用于某物体时产生的加速度是 3 m/s2,力F2单独作用于此物体时产生的加速度是 4 m/s2,两力同时作用于此物体时产生的加速度可能是()A.1 m/s2B.5 m/s2C.4 m/s2D.8 m/s2【解析】由题意,力F1作用于物体的加速度a1=3 m/s2,F2作用于物体的加速度a2=4 m/s2,F1与F2的合力F的范围|F1-F2|≤F≤F1+F2,故两力同时作用于此物体的加速度|a1-a2|≤a≤a1+a2.即1 m/s2≤a≤7 m/s2,故选项A、B、C正确.【答案】ABC6.在倾角为37°的光滑斜面上,质量为m的物体以加速度a匀加速下滑.现用沿斜面=0.6,cos 37°向上的推力,使物块以 1.2a的加速度匀加速向上滑动,则推力的大小是(sin 37°=0.8)()A.1.2mg B.1.32mgC.1.96mg D.2.2mg【解析】在沿斜面方向上,物块匀加速下滑时,有mgsin 37°=ma,①匀加速上滑时,有F-mgsin 37°=1.2ma.②①②联立解得推力F=1.32mg.【答案】 B7.某物体同时受到两个在同一直线上的力F1、F2的作用做直线运动,其受力F1、F2与位移的关系如右图所示,物体由静止开始运动,当其有最大速度时的位移是() A.1 m B.2 mC.3 m D.1.4 m【答案】 B8.如右图所示,物体在水平拉力F的作用下沿水平地面做匀速直线运动,速度为v.现让拉力F逐渐减小,则物体的加速度和速度的变化情况应是()A.加速度逐渐变小,速度逐渐变大B.加速度和速度都在逐渐变小C.加速度和速度都在逐渐变大D.加速度逐渐变大,速度逐渐变小【解析】物体向右做匀速直线运动,滑动摩擦力F f=F=μFN=μmg,当F逐渐减小时,F f=μmg不变,所以产生与v方向相反即向左的加速度,加速度的数值a=F f-Fm随F逐渐减小而逐渐增大.因为a与v方向相反,所以v减小.【答案】 D9.如右图所示,一轻质弹簧一端固定在墙上的O点,自由伸长到B点.今用一小物体m 把弹簧压缩到A点(m与弹簧不连接),然后释放,小物体能经B点运动到C点而静止.小物体m与水平面间的动摩擦因数μ恒定,则下列说法中正确的是()A.物体从A到B速度越来越大B.物体从A到B速度先增加后减小C.物体从A到B加速度越来越小D.物体从A到B加速度先减小后增加【解析】因为速度变大还是变小,取决于速度方向和加速度方向的关系(当a与v同向时,v增大;当a与v反向时,v减小),而加速度由合力决定,所以要分析v、a的变化情况,必须先分析物体受到的合力的变化情况.物体从A到B的过程中水平方向一直受到向左的滑动摩擦力F f=μmg,大小不变;还一直受到向右的弹簧的弹力,从某个值逐渐减小为0.开始时,弹力大于摩擦力,合力向右,物体向右加速,随着弹力的减小,合力越来越小;到A、B间的某一位置时,弹力和摩擦力大小相等、方向相反,合力为0,速度达到最大;随后,摩擦力大于弹力,合力增大但方向向左,合力方向与速度方向相反,物体开始做减速运动.所以,小物体由A到B的过程中,先做加速度减小的加速运动,后做加速度增加的减速运动,正确选项为B、D.【答案】BD10.如右图所示,一个物体由A点出发分别到达C1、C2、C3,物体在三条轨道上的摩擦不计,则()①物体到达C1点时的速度最大②物体在三条轨道上的运动时间相同③物体到达C1的时间最短④在C3上运动的加速度最小A.①②B.③④C.①③D.②④【解析】物体沿轨道运动的加速度由重力沿斜面方向的分力提供.轨道与水平方向夹角记为θ,则a=mgsin θm=gsin θ.所以a1>a2>a3.运动时间满足12at2=l,t=2la,因为l1<l2<l3,且a1>a2>a3,故t1<t2<t3.运动到底端的速度v=at=gsin θ·2lgsin θ=2glsin θ=2gh.故速度相等.判断可得B对.【答案】 B11.质量为8×103 kg的汽车以 1.5 m/s2的加速度前进,汽车所受阻力为车重的0.3倍,则汽车的牵引力是多大?(路面水平)(g=10 m/s2)【解析】选汽车为研究对象,对汽车进行受力分析,如右图所示,由牛顿第二定律得:F合=F-Ff=ma①依题意有:F f=0.3mg②由①②式得F=ma+0.3mg=8×103×1.5 N+0.3×8×103×10 N=3.6×104 N【答案】 3.6×104 N12.静止在水平地面上的物体的质量为 2 kg,在水平恒力F作用下开始运动, 4 s末它的速度达到 4 m/s,此时将F撤去,又经 6 s物体停下来.如果物体与地面间的动摩擦因数不变,求F的大小.【解析】前4 s内物体的加速度为a1=v-0t1=44m/s2=1 m/s2①设摩擦力大小为F f,由牛顿第二定律得F-F f=ma1②后6 s内物体的加速度为a2=0-vt2=-46m/s2=-23m/s2③物体所受的摩擦力大小不变,由牛顿第二定律得-F f=ma2④由②④可求得水平恒力F的大小为F=m(a1-a2)=2×(1+23)N=3.3 N.【答案】 3.3 N。

【成才之路】高中物理 第四章牛顿运动定律3牛顿第二定律学案课件 新人教必修1

【成才之路】高中物理 第四章牛顿运动定律3牛顿第二定律学案课件 新人教必修1

在牛顿第二定律的数学表达式F=kma中,有关比例 系数k的说法,正确的是
() A.k的数值由F、m、a的数值决定 B.k的数值由F、m、a的单位决定 C.在国际单位制中,k=1 D.在任何情况下k都等于1
答案:BC 解析:物理公式在确定物理量数量关系的同时,也确 定了物理量的单位,在F=kma中,只有“m”的单位取kg, “a”的单位取m/s2,“F”的单位取N时,k=1,故排除A、 D,选B、C.
(2)矢量性.F=ma是一个矢量式.力和加速度都是矢 量,物体的加速度的方向由物体所受合外力的方向决 定.已知F合的方向,可推知a的方向,反之亦然.
(1)物体所受合外力的方向决定了其加速度的方向,合 外力与加速度的大小关系是F=ma,只要有合外力,不管 速度是大还是小,或是零,都加速度,只要合外力为零, 则加速度为零,与速度的大小无关.只有速度的变化率才 与合外力有必然的联系.
我国交通部门规定,从1993年7月1日起,在各种小型 车辆前排乘坐的人(包括司机),必须系好安全带.(如图)
据报道,1989年在美国加利福尼亚洲发生的6.9级地震, 中断了该地尼米兹高速公路的一段,致使公路上高速行驶 的约200辆汽车发生了重大的交通事故,车里的人大部分 当即死亡,只有部分系安全带的人幸免.假设汽车高速行 驶的速度达到108km/h,乘客的质量为60kg,当汽车遇到 紧急情况时,在2s内停下来,试通过计算说明系安全带的 必要性.
一个小孩从滑梯上滑下的运动可看做匀加速直线运
动.第一次小孩单独从滑梯上滑下,加速度为a1.第二次小 孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下(小狗不与滑梯接触),
加速度为a2.则
()
A.a1=a2 C.a1>a2 答案:A
B.a1<a2 D.无法判断

43成才之路

43成才之路
第四章 3.牛顿第二定律
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·必修1
重点难点突破
第四章 3.牛顿第二定律
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一、对牛顿第二定律的理解 1.因果性:力是产生加速度的原因,只要物体所受的合 力不为0(无论合力多么小),物体就产生加速度。 2.瞬时性。根据牛顿第二定律,对于质量确定的物体而 言,其加速度的大小和方向完全由物体受到的合外力的大小 和方向所决定。加速度和物体所受的合外力是瞬时对应关 系,即同时产生、同时变化、同时消失,保持一一对应关 系。
第四章 3.牛顿第二定律
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解析:牛顿第二定律只适用于宏观物体在低速时的运 动,A错误;F=ma具有同时性,B正确;如果F=ma中F是 合力,则a为合力产生的加速度,即各分力产生加速度的矢量 和,C正确;如果物体做减速运动,则v与F反向,D错误。
第四章 3.牛顿第二定律
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3.矢量性。F=ma是一个矢量式。力和加速度都是矢
量,物体的加速度的方向由物体所受合外力的方向决定。已
知F合的方向,可推知a的方向,反之亦然。
4.同体性:a=
F合 m
各量都是属于同一物体的,即研究对
象的统一性。
第四章 3.牛顿第二定律
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如图所示,对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉 力,当力刚开始作用瞬间( )
第四章 3.牛顿第二定律
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人教版高中物理必修一第四章《牛顿运动定律》单元测试题(含答案)

人教版高中物理必修一第四章《牛顿运动定律》单元测试题(含答案)
参考答案
1.B2.B3.B4.D5.B6.D7.A8.C9.D10.A11.D12.B13.D14.D15.C16.CD17.BC18.AD19.BD20.AC
21. ABD 1.25 0.375
22.C 0.50
23.(1)电梯在0~4s内加速上升,重物在0~4s内处于超重状态,因为在0~4s内,重物对台秤的压力大于重力;(2)电梯的最大加速度是 m/s2。
A.向右加速B.向右减速C.向左加速D.向左减速
18.一物体被吊车用钢索竖直向上提升过程的v-t图像如图所示。下列判断正确的是( )
A.物体在加速过程中被吊起的高度为10m
B.0〜10 s内的平均速度大于30 s〜35 s内的平均速度
C.30s--35s内物体处于超重状态
D.前10s内钢索最容易发生断裂
D.水平恒力F变大后,如果小球仍相对静止在凹槽内,小球对凹槽的压力增加
11.如图所示,长为12m绷紧的传送带以v=4m/s的速度匀速运行,现将一质量m=1kg的小物块轻轻放在传送带左端,经过4s小物块运动到传送带的右端,已知小物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10m/s2。下列判断正确的是()
A.小球A与B之间库仑力的大小为
B.当 时,细线上的拉力为0
C.当 时,细线上的拉力为0
D.当 时,斜面对小球A的支持力为0
三、实验题
21.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中
(1)下述操作步骤中描述正确的是(____)
A.保持小桶里沙子的质量不变,在小车里加砝码,测出加速度,重复几次,研究a-m关系
A.弹簧a、b的劲度系数之比为
B.弹簧a、b的劲度系数之比为
C.若弹簧a下端与小球松脱,则松脱瞬间小球的加速度大小为

【成才之路】高中物理 4-7《用牛顿运动定律解决问题》课后强化作业 新人教版必修1(1)

【成才之路】高中物理 4-7《用牛顿运动定律解决问题》课后强化作业 新人教版必修1(1)

【成才之路】2021-2021高中物理 4-7《用牛顿运动定律解决问题》课后强化作业 新人教版必修1基础夯实一、选择题(1~3题为单项选择题,4、5题为多项选择题)1.物体在共点力作用下,以下说法中正确的选项是( )A .物体的速度在某一时刻等于零,物体就必然处于平稳状态B .物体相对另一物体维持静止时,物体必然处于平稳状态C .物体所受合力为零,就必然处于平稳状态D .物体做匀加速运动时,物体处于平稳状态答案:C解析:此题考查对平稳状态的判定。

处于平稳状态的物体,从运动形式上是处于静止或匀速直线运动状态,从受力上来看,物体所受合力为零。

某一时刻速度为零的物体,受力不必然为零,故不必然处于平稳状态,A 错;物体相关于另一物体静止时,该物体不必然静止,如当另一物体做变速运动时,该物体也做变速运动,此物体处于非平稳状态,故B 错;C 选项符合平稳条件的判定,为正确选项;物体做匀加速运动,所受合力不为零,故不是平稳状态,D 错。

2.(河北冀州中学2021~2021学年高一上学期检测)如下图,三根轻绳别离系住质量为m 1、m 2、m 3的物体,它们的另一端别离通过滑腻的定滑轮系于O 点,整体装置处于平稳状态时,OA 与竖直方向成30°角,OB 处于水平状态,那么( )A .m 1m 2m 3=123B .m 1m 2m 3=345C .m 1m 2m 3=231D .m 1m 2m 3=321答案:C 解析:对结点O 受力分析,O 点受到三根绳索的拉力如下图。

依照三角形的知识有:F CF =cos30°=32;F B F =sin30°=12依照三力平稳条件可知,F B 和F C 的合力F 与F A 等值反向,因此有F CF A=32;F BF A=12那么:F A F C F B=231依照定滑轮两头拉力相等,有:F A=m1g,F B=m3g,F C=m2g因此:m1m2m3=231应选C。

最新人教版高中物理必修1第四章《牛顿运动定律》本章测评

最新人教版高中物理必修1第四章《牛顿运动定律》本章测评

本章测评1.下面说法正确的是( )A.力是使物体惯性改变的原因B.静止的火车启动时速度变化是缓慢的,这是因为物体静止时惯性大C.乒乓球能快速抽杀,是因为乒乓球的惯性小D.宇宙飞船内的物体不存在惯性思路解析:只有质量改变,惯性才会改变,所以A 项错误.火车启动时速度变化缓慢是由于火车的质量大,惯性大,不易加速,所以B 项是错误的.乒乓球质量小,惯性小,运动状态容易改变,所以C 项是正确的.一切物体都有惯性,所以D 项错误.说明:牛顿第一定律的核心问题有两个:①一切物体都有惯性,惯性是不能改变的,惯性只有大小;②力是改变物体运动状态的原因,而不是维持速度的原因.答案:C2.做自由落体运动的物体,如果下落过程中某时刻重力突然消失,物体的运动情况将是( )A.悬浮在空中不动B.速度逐渐减小C.保持一定速度向下匀速直线运动D.无法判断思路解析:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,物体只受重力作用.有的同学错误地认为物体除受重力外还受空气阻力作用,由此而错选了B.正确的解释应当是由于惯性,当重力突然消失,物体将以该时刻所具有的速度做匀速直线运动.解决本题的关键在于要正确地记忆自由落体运动物体的受力特点及惯性知识.答案:C3.物体运动的速度方向、加速度方向与作用在物体上的合外力的方向之间的关系是( )A.速度方向、加速度方向、合外力方向三者总是相同的B.速度方向可与加速度方向成任何夹角,但加速度方向总是与合外力的方向相同C.速度方向总是与合外力方向相同,而加速度方向可能与速度方向相同,也可能不相同D.速度方向总是与加速度方向相同,而速度方向可能与合外力方向相同,也可能不同思路解析:由牛顿第二定律可知,加速度是由物体所受的合外力决定的,加速度的方向总是与物体所受合力的方向一致,力的方向在变,加速度的方向也随之变化.加速度的方向不一定与物体的速度方向一致,所以B 选项正确.答案:B4.人走路时,人和地球之间的作用力和反作用力的对数有( )A.一对B.两对C.三对D.四对思路解析:人走路时,人和地球之间有三对相互作用力,分别是:人和地球之间的引力,人和地球之间的摩擦力,人与地球之间的弹力,选项C 正确.答案:C5.一个恒力作用在质量为m 1的物体上时,产生的加速度为a 1,作用在质量为m 2的物体上时,产生的加速度为a 2.若这个恒力作用在质量为m 1+m 2的物体上时,产生的加速度为( )A.a 1+a 2B.a 1a 2C.a 1/a 2D.a 1a 2/(a 1+a 2)思路解析:设该恒力为F ,由牛顿第二定律得:F=m 1a 1 F=m 2a 2 F=(m 1+m 2)a解得:a=2121a a a a ,即选项D 正确. 答案:D6.一人站在磅秤上不动时,称得其重力为G ,当此人突然下蹲时,在整个下蹲过程中,磅秤的读数()A.大于GB.小于GC.先大于G,后小于GD.先小于G,后大于G思路解析:人在下蹲过程中,其过程大致是先加速,后减速.先加速度向下,失重;后加速度向上,超重.选项D正确.答案:D7.汽车拉着拖车在水平道路上沿直线加速行驶,根据牛顿运动定律可知()A.汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力B.汽车拉拖车的力等于拖车拉汽车的力C.汽车拉拖车的力大于拖车受到的阻力D.汽车拉拖车的力等于拖车受到的阻力思路解析:A项中的两个力是一对作用力和反作用力,二者大小相等,故B正确.在水平方向上拖车受到汽车的拉力和阻力,当拉力大于阻力时,拖车获得加速度,做加速运动,故C 正确.答案:BC8.质量为M的木块静止在倾角为α的斜面上,设木块与斜面间的动摩擦因数为μ,则下列说法正确的是()A.木块受重力、斜面对它的支持力和摩擦力的作用B.木块对斜面的压力与斜面对它的支持力大小相等、方向相反C.斜面对木块的摩擦力与木块的重力沿斜面向下的分力平衡D.斜面对木块的摩擦力大小可以写成μmgcosθ思路解析:对木块M进行受力分析,由于M静止,故M受到静摩擦力作用,大小为F=Mgsin α.M受到斜面对它的支持力大小为N=Mgcosα,故ABC正确.答案:ABC9.如图4-1所示,θ角保持不变,将B点上移,则BO的拉力将()图4-1A.逐渐减小B.逐渐增大C.先减小后增大D.先增大后减小思路解析:结点O在三个力作用下平衡,受力如图甲.根据平衡条件推论可知这三个力必构成一个闭合的三角形,如图乙.由题意知C绳的拉力F3的大小和方向均不变,A绳的拉力F1方向不变,只有B绳的拉力F2在变化,变化如图丙.则只有当OA⊥OB时,B绳的拉力F2最小,故C选项正确.利用闭合三角形进行动态分析时,首先要判断三力是否为共点力,然后判断三力中哪个力是不变的,并画在图上,最后将变力按情况画在图上,由此得到结论.答案:C10.已知力F使质量为m的物体在时间t内运动了位移s,则()A.相同的力可使质量为m/2的物体在t/2时间内移动位移sB.相同的力可使质量为2m 的物体在2t 时间内移动位移sC.F/2的力可使质量为m/2的物体在t/2时间内移动位移s/2D.F/2的力可使质量为m/2的物体在t 时间内移动位移s思路解析:由牛顿第二定律F=ma 和运动学公式x=21at 2可知D 选项正确. 答案:D11.如图4-2所示,一小球从空中自由落下,当它刚与正下方的弹簧接触时,它将( )图4-2A.立即被反弹上来B.立即开始做减速运动C.立即停止运动D.继续做加速运动思路解析:速度大小的变化情况取决于加速度的方向与速度方向的关系,当两者同向时速度变大,当两者反向时速度变小.而加速度是由合力决定的,所以,对小球进行受力分析成为解此题的关键.小球接触弹簧上端后受两个力的作用:向下的重力和向上的弹力.在接触后的前一阶段,重力大于弹力,合力向下,加速度与速度同向,因此速度不断增大.即使因弹力增大使合力变小,加速度也不断变小,只要加速度仍向下,小球继续做加速运动,直至速度达到最大值,所以D 项正确.答案:D12.汽车司机常在他前方的后视镜前悬吊小工艺品来点缀车内环境,利用它可以估测汽车启动或急刹车时的加速度.若汽车刹车时,小工艺品偏离竖直方向的角度为θ,则汽车的加速度为____________.思路解析:汽车刹车时的情形如右图所示,设加速度为a ,则F 合=ma,tan θ=m gF 合 联立得a=gtan θ.答案:gtan θ13.在水平地面上有质量为4 kg 的物体,物体在水平拉力F 作用下由静止开始运动,10 s 后拉力减为F/3.该物体的速度图线如图4-3所示,则水平拉力F=________N,物体与地面间的动摩擦因数μ=___________.图4-3思路解析:由图线可得第一段的加速度为a 1=t v ∆∆=1 m/s 2,第二段匀减速的加速度大小为a 2=tv ∆∆=0.5 m/s 2 由牛顿第二定律得:F-μmg=ma 13F -μmg=m (-a 2) 联立得F=9 N,μ=1/8.答案:9 81 14.如图4-4所示,长L =20 m 的水平传送带,匀速转动的速度v =2 m/s ,工件与皮带间的动摩擦因数为μ=0.2,取g =10 m/s 2.在左端放上一工件(初速为零)经过________s 工件可传送至传送带的右端.图4-4 图4-5思路解析:工件在皮带提供的摩擦力的作用下向右做匀加速运动的加速度为a=m F f =μg=2 m/s 2,速度由0到v 经历的时间为t 1=av =1 s ,前进的位移为s 1=v ·t/2.以后工件将随皮带以相同的速度匀速运动到右端,经历的时间为t 2=vs L 1- =9 s ,故总时间为10 s. 答案:1015.如图4-5所示,一个质量为m =2 kg 的小球,被a 、b 两根绷紧的橡皮条拉着处于静止状态.如果烧断b 橡皮条的瞬间,小球的加速度大小为2 m/s 2.如果烧断橡皮条a 的瞬间,小球的加速度是__________,原来橡皮条b 的拉力是__________.思路解析:本题考查的核心知识是牛顿第二定律、力和加速度瞬时关系及弹簧(或橡皮条)的弹力不能突变的规律,相关知识是物体的受力分析、物体的平衡条件,同时考查考生的分析能力、解决实际问题的能力.烧断橡皮条之前,小球受到三个力的作用:重力mg 、橡皮条a 的拉力、橡皮条b 的拉力,如图甲所示.根据物体的平衡条件可得F a =mg+F b ;烧断橡皮条b 的瞬间,橡皮条a 的拉力不会突变,小球受力如图乙所示,根据牛顿第二定律可得F a -mg=ma 1,代入数据可得F a =24 N ,再将F a 代入F a =mg+F b ,得F b =4 N ;烧断橡皮条a 瞬间,橡皮条b 弹力也不会突变,小球受力如图丙所示,根据牛顿第二定律可得F b +mg=ma 2,代入数据后得a 2=12 m/s 2.本题属于应用牛顿第二定律解决的瞬时作用问题.该类试题中同学们要注意区别两类细绳的特点,即非弹性绳的弹力能发生突变(如细线、杆等),弹性绳的弹力不能突变(如橡皮条、弹簧等). 答案:12 m/s 2 4 N16.一物体放在倾角为θ的斜面上,如图4-6所示,向下轻轻一推,它刚好能匀速下滑. 若给此物体一个沿斜面向上的初速度v 0,则它能上滑的最大路程是多少?图4-6思路解析:本题是一道“已知受力情况,求运动情况”的问题.题中“向下轻轻一推,物体刚好能匀速下滑”,说明物体所受重力沿斜面向下的分力与滑动摩擦力恰好平衡:F μ=mgsin θ ① 当物体沿斜面向上运动时,物体的受力情况如右图.设物体沿斜面向下的加速度为a (选沿斜面向上为正方向),由牛顿第二定律得: -(F μ+mgsin θ)=ma ② 由①②得:a=-2gsin θ ③ 当物体沿斜面减速运动到最大路程时,速度为零,根据公式v t 2-v 02=2ax 得:x=(v t 2-v 02)/2a=(0-v 02)/2×(-2gsin θ)=v 02/4gsin θ.答案:v 02/4gsin θ17.如图4-7所示,物体重30 N ,用OC 绳悬挂于O 点,OC 绳能承受的最大拉力为303N.再用一绳系在OC 绳上的A 点,BA 绳能承受的最大拉力为30 N.现用水平力拉BA ,可以把OA 绳拉到与竖直方向成多大角度?图4-7思路解析:以结点A 为研究对象,其受力情况如右图T OA =320cos =αmg ,即cos α=23=OA T mg ,所以α=30°.答案:30°18.去年冬天某市出现了罕见的大雾天气,能见度仅为20 m,给交通带来了很大不便.为了安全,汽车在公路上必须保持较低行驶速度.假设前方车辆突然停止,后车司机从发现这一情况,经操纵刹车,到汽车开始减速所经历的时间(即反应时间)为t=0.5 s,刹车时汽车受到阻力的大小F f 为汽车重力的0.40倍.试估算在能见度约为24 m 的大雾天,汽车行驶的最大速度为多大?(取g=10 m/s 2)思路解析:由牛顿第二定律得汽车刹车时加速度为a=m F =mmg 4.0=4 m/s 2 设汽车行驶的最大速度为v 0,已知汽车刹车的最大距离为x=24 m因为v 0t+av 220=x,故v 0=12 m/s. 答案:汽车行驶的最大速度为12 m/s19.如图4-8所示,质量为5 kg 的物块在水平拉力F=15 N 的作用下,从静止开始向右运动.物体与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2.求:图4-8(1)在力F 的作用下,物体在前10 s 内的位移;(2)在t=10 s 末立即撤去力F,再经6 s 物体还能运动多远?(g 取10 m/s 2)思路解析:从题目所给的条件看,物体的运动分两个过程,前10 s 内F=15 N,F f =μmg=0.2×5×10 N=10 N,物体做初速度为零的匀加速直线运动.t=10 s 后物体只受到摩擦力F f ,做匀减速直线运动.在前10 s 内物体受四个力:重力mg 、支持力F N 、拉力F 及滑动摩擦力F f ,如图所示.根据牛顿第二定律有F N -mg=0 ① F-F f =ma ② 又F f =μF N ③联立解得a 1=51052.015⨯⨯-=-m mg F μm/s 2=1 m/s 2 由位移公式求出前10 s 内的位移为x 1=21a 1t 2=21×1×102 m=50 m. 物体在10 s 末的速度为v t =a 1t=1×10 m/s=10 m/st=10 s 后物体做匀减速直线运动,其加速度大小为a 2=m F =mmg μ =μg=0.2×10 m/s 2=2 m/s 2 要考虑物体做匀减速运动最长能运动多长时间,为此令v t ′=v 0-a 2t ′=0,t ′=2102120==a v a v s=5 s. 答案:(1)50 m (2)25 m20.人造地球卫星和宇宙飞船的成功发射,促进了人们对超重和失重的研究,它们有哪些超重和失重现象?思路解析:人造地球卫星中的超重和失重:卫星发射时在加速升高的过程中以及卫星进入大气层向下降落的减速过程中,都有向上的加速度,这时发生超重现象.人造卫星进入轨道以后,。

高中物理第四章运动和力的关系5牛顿运动定律的应用练习含解析新人教版必修第一册

第5节牛顿运动定律的应用必备知识基础练进阶训练第一层知识点一动力学中的两类基本问题1.则2F的恒定合力使质量为2m的物体由静止开始运动,在2t时间内移动的距离为( ) A.2x B.4x C.8x D.16x2.(多选)静止在水平地面上的小车,质量为5 kg,在50 N的水平拉力作用下做直线运动,2 s内匀加速前进了4 m,在这个过程中(g取10 m/s2)( )A.动摩擦因数是0.8B.摩擦力的大小是10 NC.小车加速度的大小是1 m/s2D.小车加速度的大小是2 m/s23.民航客机一般都有紧急出口,发生意外情况的飞机紧急着陆后,打开紧急出口,狭长的气囊会自动充气,生成一条连接出口与地面的斜面,斜面的倾角为30°,人员可沿斜面匀加速滑行到地上.如果气囊所构成的斜面长度为8 m,一个质量为50 kg的人从静止开始沿气囊滑到地面所用时间为2 s,求:(g= 10 m/s2)(1)人滑至地面时速度的大小;(2)人与气囊之间的动摩擦因数.知识点二牛顿运动定律在多过程、多物体问题中的应用用大小为6 N的水平作用力F拉物体A,两物体一起向右做匀加速运动,若两物体与地面间的动摩擦因数均为0.1,取重力加速度g=10 m/s2,下列说法正确的是()A.B的加速度大小为5 m/s2B.A拉B的作用力为2 NC.若撤去外力F,A物体做减速运动,B物体做加速运动D.若撤去外力F,A物体的加速度大小为1 m/s25.一质量为m=1 kg的物体在水平恒力F作用下沿直线水平运动,1 s末撤去恒力F,其v -t图像如图所示,则恒力F和物体所受阻力F f的大小是()A.F=9 N,F f=2 NB.F=8 N,F f=3 NC.F=8 N,F f=2 ND.F=9 N,F f=3 N关键能力综合练进阶训练第二层一、单项选择题1.用30 N的水平外力F,拉一个静止在光滑水平面上的质量为20 kg的物体,力F作用3 s后消失.则第5 s末物体的速度和加速度大小分别是( )A.v=4.5 m/s,a=1.5 m/s2B.v=7.5 m/s,a=1.5 m/s2C.v=4.5 m/s,a=0D.v=7.5 m/s,a=02.如图所示,质量为m=3 kg的木块放在倾角为θ=30°的足够长的固定斜面上,木块可以沿斜面匀速下滑.若用沿斜面向上的力F作用于木块上,使其由静止开始沿斜面向上加速运动,经过t=2 s时间木块沿斜面上升4 m的距离,则推力F的大小为(g取10 m/s2)( )A.42 N B.6 NC.21 N D.36 N3.雨滴从空中由静止落下,若雨滴下落时空气对它的阻力随雨滴下落速度的增大而增大,如图所示的图像能正确反映雨滴下落运动情况的是( )4.竖直上抛物体受到的空气阻力F f大小恒定,物体上升到最高点的时间为t1,从最高点再落回抛出点所需时间为t2,上升时加速度大小为a1,下降时加速度大小为a2,则( ) A.a1>a2,t1<t2B.a1>a2,t1>t2C.a1<a2,t1<t2D.a1<a2,t1>t2二、多项选择题5.如图所示,在光滑斜面上,有一轻质弹簧的一端固定在一个垂直于斜面的挡板上,有一小球A沿着斜面下滑,从小球A刚接触弹簧的瞬间到弹簧压缩到最低点的过程中,下列说法中正确的是( )A.小球的加速度将先增大,后减小B.小球的加速度将先减小,后增大C.小球的速度将先增大,后减小D.小球的速度将先减小,后增大6.(易错题)如图(a),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平.t=0时,木板开始受到水平外力F的作用,在t=4 s时撤去外力.细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示,木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示.木板与实验台之间的摩擦可以忽略.重力加速度取10 m/s2.由题给数据可以得出( )A.木板的质量为1 kgB .2 s ~4 s 内,力F 的大小为0.4 NC .0~2 s 内,力F 的大小保持不变D .物块与木板之间的动摩擦因数为0.2三、非选择题7.木块质量m =8 kg ,在F =4 N 的水平拉力作用下,沿粗糙水平面从静止开始做匀加速直线运动,经t =5 s 的位移x =5 m .g 取10 m /s 2,求:(1)木块与粗糙平面间的动摩擦因数. (2)若在5 s 后撤去F,木块还能滑行多远?8.质量为4 kg 的物体放在与水平面成30°角、足够长的粗糙斜面底端,物体与斜面间的动摩擦因数μ=33,作用在物体上的外力与斜面平行,随时间变化的图像如图所示,根据所给条件(sin 30°=12,cos 30°=32,g 取10 m /s 2)求:(1)物体所受的摩擦阻力多大?(2)物体在0~4 s 内的加速度为多少?0~4 s 内的位移为多少?学科素养升级练进阶训练第三层1.(生活情境)蹦极是一项户外休闲活动,跳跃者站在约40米以上高度的位置,用橡皮绳固定住后跳下,落地前弹起.如图为蹦极运动的示意图,弹性绳的一端固定在O点,另一端和运动员相连,运动员从O点自由下落,至B点弹性绳自然伸直,经过C点时合力为零,到达最低点D 后弹起.整个过程中忽略空气阻力.在这个过程中( )A.经过B点时,运动员的速度最大B.从O点到C点,运动员的加速度大小不变C.从B点到C点,运动员的速度不断增大D.从C点到D点,运动员的加速度不断减小2.如图所示,一名消防队员在模拟演习训练中,沿着长为12 m的竖立在地面上的钢管下滑.已知这名消防队员的质量为60 kg,他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑,滑到地面时速度恰好为零.如果他加速时的加速度大小是减速时的2倍,下滑的总时间为3 s,g取10 m/s2,那么该消防队员( )A.下滑过程中的最大速度为4 m/sB.加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为1∶7C.加速与减速过程的位移之比为1∶4D.加速与减速过程的时间之比为2∶13.在设计游乐场中“激流勇进”的倾斜滑道时,小组同学将划艇在倾斜滑道上的运动视为由静止开始的无摩擦滑动,已知倾斜滑道在水平面上的投影长度L是一定的,而高度可以调节,则( )A.滑道倾角越大,划艇下滑时间越短B.划艇下滑时间与倾角无关C.划艇下滑的最短时间为2 L gD.划艇下滑的最短时间为2L g4.(学术情境)为了测试智能汽车自动防撞系统的性能.质量为 1 500 kg的智能汽车以10 m/s的速度在水平面匀速直线前进,通过激光雷达和传感器检测到正前方22 m处有静止障碍物时,系统立即自动控制汽车,使之做加速度大小为1 m/s2的匀减速直线运动,并向驾驶员发出警告.驾驶员在此次测试中仍未进行任何操作,汽车继续前行至某处时自动触发“紧急制动”,即在切断动力系统的同时提供12 000 N的总阻力使汽车做匀减速直线运动,最终该汽车恰好没有与障碍物发生碰撞.求:(1)汽车在“紧急制动”过程的加速度大小.(2)触发“紧急制动”时汽车的速度大小和其到障碍物的距离.(3)汽车在上述22 m的运动全过程中平均速度的大小.5.滑草是最近几年在国内兴起的一种休闲健身运动,有一种滑法是人坐在滑草车上从草坡上滑下,既刺激又省劲.如图所示,现有一滑草场近似处理为斜坡段和水平段连接,其斜坡段长度为L1=72 m,倾角为18°,水平段长度为L2=30 m,斜坡段和水平段的动摩擦因数都为μ=0.3,滑草车的质量m=10 kg,人的质量M=40 kg,人坐在滑草车上从斜坡的顶端由静止滑下,不考虑滑草车在斜坡与水平段连接处的机械能损失,问:(sin18°=0.31,cos18°=0.95)(1)滑草车沿斜坡下滑时的加速度大小?(2)滑草车最后停在离终点多远的地方?(3)滑草车在水平段上滑行时人对车的作用力大小?6.如图甲所示,在水平地面上方存在厚度为h的“神秘区域”(图中阴影部分),任何物体进入该区域后均受到竖直方向的恒力F的作用,且物体一旦碰到该区域底部就会被粘在底部.若将一质量为m的小圆环A从距地面H处的P点释放,不考虑空气阻力,重力加速度为g,请思考以下问题:(1)若小圆环A从P点静止释放后还能返回释放点,小圆环A在“神秘区域”内所受恒力F 的大小和方向是怎样的?(2)现将小圆环A套在均匀直杆B上,开始时A处于B的最下端,B竖直放置,A刚好位于P 点,将A、B一起由静止释放,如图乙所示.它们之间发生相对滑动时的摩擦力为f,假设“神秘区域”对处于其中的杆B不产生作用力,杆B在下降过程中始终竖直,且杆B的长度能够保证小圆环A与杆B不会分离,若小圆环A从释放后还能离开“神秘区域”,小圆环A在“神秘区域”内所受恒力F的大小和方向又是怎样的?第5节 牛顿运动定律的应用必备知识基础练1.解析:由牛顿第二定律可知,质量为m 的物体的加速度为a =F m ,位移为x =12at 2,整理可得x =Ft 22m ;2F 的恒定合力使质量为2m 的物体由静止开始运动,加速度为a ′=Fm,位移为x ′=12a ′(2t )2,则可得x ′=2Ft 2m=4x ,故B 正确;A 、C 、D 错误. 答案:B2.解析:根据运动学公式有x =12at 2,代入数据解得a =2 m/s 2,故C 错误,D 正确;根据牛顿第二定律有F -f =ma ,解得摩擦力的大小为f =F -ma =50 N -10 N =40 N,故B 错误;由滑动摩擦力的公式f =μN =μmg ,可得动摩擦因数为μ=f mg=0.8,故A 正确.答案:AD3.解析:(1)由运动学公式有:x =12at 2代入数据解得:a =4 m/s 2则到达地面时的速度为:v =at =8 m/s(2)由牛顿第二定律可得:mg sin θ-μmg cos θ=ma 代入数据解得:μ=315 答案:(1)8 m/s (2)3154.解析:对A 、B 整体,由牛顿第二定律有F -μ(m 1+m 2)g =(m 1+m 2)a ,解得a =1 m/s 2,即B 的加速度大小为1 m/s 2,故A 错误;对B 物体,由牛顿第二定律有T -μm 2g =m 2a ,解得T =2 N,故B 正确;若撤去外力F ,则A 、B 两物体均在摩擦力作用下做减速运动,A 、B 两物体的加速度大小均为a ′=μm 1g m 1=μm 2g m 2=μg =1 m/s 2,故C 错误,D 正确. 答案:BD5.解析:由v -t 图像可知,0~1 s 内,物体做匀加速直线运动,其加速度大小为a 1=Δv 1Δt 1=61 m/s 2=6 m/s 2;1~3 s 内,物体做匀减速直线运动,其加速度的大小为a 2=62 m/s 2=3 m/s 2.根据牛顿第二定律,0~1 s 有F -F f =ma 1,1~3 s 有F f =ma 2,解得F =9 N,F f =3 N .故D 正确,A 、B 、C 错误.答案:D关键能力综合练1.解析:力F 作用下a =F m =3020m/s 2=1.5 m/s 2,3 s 末的速度v =at =4.5 m/s,3 s 后撤去拉力,F =0,a =0,物体做匀速运动,故C 正确.答案:C2.解析:因木块能沿斜面匀速下滑,由平衡条件知:mg sin θ=μmg cos θ,所以μ=tanθ;当木块在推力作用下加速上滑时,由运动学公式x =12at 2得a =2 m/s 2,由牛顿第二定律得:F-mg sin θ-μmg cos θ=ma ,得F =36 N,D 正确.答案:D3.解析:雨滴受重力和空气阻力的作用,由牛顿第二定律得mg -F阻=ma ,雨滴加速下落,速度增大,阻力增大,所以加速度减小,在v -t 图像中其斜率越来越小,故选项C 正确.答案:C4.解析:上升过程中,由牛顿第二定律得mg +F f =ma 1, 设上升高度为h ,则h =12a 1t 21,下降过程中,由牛顿第二定律得mg -F f =ma 2,h =12a 2t 22,由以上各式得a 1>a 2,t 1<t 2,故选项A 正确. 答案:A5.解析:小球接触弹簧后,弹簧的弹力先小于重力沿斜面向下的分力,小球的合力沿斜面向下,加速度也沿斜面向下,与速度方向相同,故小球做加速运动,因弹力逐渐增大,合力减小,加速度减小;随着小球向下运动,弹簧的弹力增大,当弹簧的弹力大于重力沿斜面向下的分力后,小球的合力沿斜面向上,加速度沿斜面向上,与速度方向相反,小球做减速运动,弹力增大,合力增大,加速度也增大;综上可知,加速度先减小后反向增大,小球速度先增大后减小,故B 、C 正确,A 、D 错误.答案:BC 6.解析:由受力分析知,物块:f =F f ,根据作用力与反作用力特点知,F f ′=F f , 在4~5 s 内,f =0.2 N此时F 撤去,木板减速,由牛顿第二定律知:F f ′=ma 2,由v -t 图像知a 2=0.2 m/s 2, 解得m =1 kg,A 正确.在2~4 s 内,木板:F -F f ′=ma 1,又F f ′=F f =f =0.2 N,由v -t 图像知a 1=0.2 m/s 2, 解得F =0.4 N,B 正确.因为无法得知物块质量,木板与物块间的动摩擦因数无法求解,D 错误. 由图像知0~2 s 内F 变化,C 错误.答案:AB7.解析:(1)由x =12at 2得a 1=2x t2=0.4 m/s 2.由牛顿第二定律F -F f =ma 1得F f =F -ma 1=(4-8×0.4) N=0.8 N,由F f =μmg 得μ=F f mg =0.88×10=0.01.(2)撤去F 后,木块受摩擦力F f =μmg =0.8 N,加速度a 2=-μg =-0.1 m/s 2.5 s 末的速度v =a 1t =0.4×5 m/s=2 m/s.x =-v 22a =-222×-0.1m =20 m.答案:(1)0.01 (2)20 m 8.解析:(1)如右图,对物体进行受力分析可得:G 1=mg sin 30°=20 N, F N =G 2=mg cos 30°=20 3 N, F f =μF N =33×20 3 N =20 N. (2)由牛顿第二定律可得,0~4 s 内物体的加速度:a =F -G 1-F f m=5 m/s 2, 0~4 s 内位移:x 1=12at 2=40 m.答案:(1)20 N (2)5 m/s 240 m学科素养升级练1.解析:由题意可知,运动员先做自由落体运动,加速度为g ,到达B 点时绳子张紧后人受到弹力作用,开始时弹力小于重力,人将继续加速且加速度逐渐减小,人做加速度减小的加速运动,到达C 点时加速度为零,速度达最大,故AB 错误,C 正确;从C 到D ,弹力大于重力,合力向上且逐渐增加,故加速度方向向上且逐渐增加,人开始减速,到达D 点时向上的加速度最大,速度为零,故D 错误.答案:C2.解析:设消防队员最大速度为v ,则加速过程中的平均速度和减速过程中的平均速度都是12v ,故全程的平均速度是12v .则h =v -t =12vt ,解得v =2h t =2×123 m/s =8 m/s,故A 错误.设消防队员加速过程和减速过程的加速度大小分别为a 1和a 2.由题知,加速过程有mg -f 1=ma 1,减速过程有f 2-mg =ma 2.根据速度公式,有a 1t 1=a 2t 2=v ,t 1+t 2=3 s,a 1=2a 2,12a 1t 21+12a 2t 22=h .联立解得a 1=8 m/s 2,a 2=4 m/s 2,f 1=120 N,f 2=840 N .故f 1∶f 2=1∶7,故B 正确.由速度公式得t 1=v a 1=88 s =1 s,t 2=v a 2=84s =2 s,所以加速与减速过程的时间之比为1∶2,故D 错误.由位移公式得s 1=12a 1t 21=12×8×12 m =4 m,s 2=12a 2t 22=12×4×22m =8 m,加速与减速过程的位移之比为1∶2,故C 错误.答案:B3.解析:设滑道倾角为θ,则滑道的长度为Lcos θ,根据牛顿第二定律,可知下滑时的加速度a =g sin θ,则根据运动学公式有:Lcos θ=12g sin θt 2,解得t = 4Lg sin 2θ,可知滑道倾角θ=45°时,划艇下滑时间最短,最短时间t min =2Lg,故C 正确,B 、D 错误;θ<45°时,倾角越大,时间越短,θ>45°时,倾角越大,时间越长,故A 错误.答案:C4.解析:(1)由牛顿第二定律可得: “紧急制动”过程的加速度a 2=f m其中f =12 000 N,m =1 500 kg, 代入解得:a 2=8 m/s 2;(2)设触发“紧急制动”时汽车的速度大小为v ,其到障碍物的距离为x 2则有:x 2=v 22a 2已知“紧急制动”前的加速度为a 1=1 m/s 2位移为x 2=v 20-v22a 1且有:x 1+x 2=x已知总位移x =22 m,v 0=10 m/s 解得:v =8 m/s,x 2=4 m ; (3)紧急制动前的时间为:t 1=v 0-va 1=2 s 紧急制动后的时间为:t 2=v a 2=1 s 总时间为:t =t 1+t 2=3 s所以v =x t =223m/s.答案:(1)8 m/s 2(2)8 m/s 4 m (3)223m/s5.解析:(1)设沿斜坡下滑的加速度为a 1,根据牛顿第二定律得,mg sin θ-μmg cos θ=ma 1,代入数据解得:a 1=0.25 m/s 2. (2)设滑到斜坡底端的速率为v ,则有:v 2=2a 1L 1,代入数据解得:v =6 m/s.设在水平段滑行的加速度大小为a 2,则有:μmg =ma 2, 解得:a 2=3 m/s 2,设水平运动的位移为x ,则有:v 2=2a 2x解得:x =v 22a 2=366m =6 m.所以最后停止点距终点的距离为:x ′=L 2-x =30 m -6 m =24 m(3)滑草车在水平段上做减速运动,a 2=3 m/s 2则人在水平方向受到的力:F x =Ma 2=40×3 N=120 N所以车对人的力:F =F 2x +Mg 2= 1202+4002N =418 N根据牛顿第三定律可得,人对车的作用力大小也是418 N 答案:(1)0.25 m/s 2(2)24 m (3)418 N6.解析:(1)若要使小圆环A 从无初速度释放后还能返回释放点,小圆环A 在“神秘区域”内所受合力方向应竖直向上,所以恒力F 的方向竖直向上.取小圆环A 到达底部时速度刚好为零的临界情况进行分析,设小圆环A 进入“神秘区域”上边缘时的速度为v 1,从释放到进入“神秘区域”上边缘的过程中,根据自由落体运动的规律有:v 21=2g (H -h ).从小圆环A 进入“神秘区域”直至到达底部时速度刚好为零的过程,根据运动学的规律有:v 21=2a 1h ,根据牛顿第二定律有:F -mg =ma 1,整理可得:F =mg Hh .因此,要使小圆环能返回释放点,则F 应大于mg H h,方向竖直向上.(2)小圆环A 与杆B 从释放到进入“神秘区域”上边缘的过程中,一起做自由落体运动,进入“神秘区域”后小圆环A 与杆B 不分离,说明“神秘区域”给小圆环A 的恒力F 的方向竖直向上,设小圆环A 进入“神秘区域”上边缘时的速度为v 2.对小圆环A ,进入“神秘区域”之前有:v 22=2g (H -h ),进入“神秘区域”直至到达底部时速度刚好为零的过程有:v 22=2a 2h ,F -mg -f =ma 2,整理可得:F =f +mg H h.因此,要使小圆环从释放后还能离开“神秘区域”,则F 应大于f +mg H h.答案:见解析。

高一物理必修一第四章(牛顿运动定律)测试及答案

第四章《牛顿运动定律》单元检测题满分100分,时间90分钟.一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项符合题目要求,有些小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分) 1.在谷物的收割和脱粒过程中,小石子、草屑等杂物很容易和谷物混在一起,另外谷有瘪粒,为了将它们分离,湖北农村的农民常用一种叫“风谷”的农具即扬场机分选,如图所示,它的分选原理是()A.小石子质量最大,空气阻力最小,飞的最远B.空气阻力对质量不同的物体影响不同C.瘪谷物和草屑质量最小,在空气阻力作用下,反向加速度最大,飞的最远D.空气阻力使它们的速度变化率不同2.如图所示,图乙中用力F取代图甲中的m,且F=mg,其余器材完全相同,不计摩擦,图甲中小车的加速度为a1,图乙中小车的加速度为a2.则()A.a1=a2B.a1>a2 C.a1<a2D.无法判断3.静止在光滑水平面上的物体受到水平力F1、F2作用,F1、F2随时间变化的规律如图所示,第1s内物体保持静止,则()A.第2s内加速度减小,速度增大B.第3s内加速度减小,速度增大C.第4s内加速度减小,速度增大D.第5s末速度和加速度都为零4.直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子,如图所示.设投放初速度为零,箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比,且运动过程中箱子始终保持图示姿态.在箱子下落过程中,下列说法正确的是()A.箱内物体对箱子底部始终没有压力B.箱子刚从飞机上投下时,箱内物体受到的支持力最大C.箱子接近地面时,箱内物体受到的支持力比刚投下时大D.若下落距离足够长,箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来”5.质量为m的金属盒获得大小为v0的初速度后在水平面上最多能滑行s距离,如果在盒中填满油泥,使它的总质量变为2m,再使其以v0初速度沿同一水平面滑行,则它滑行的最大距离为()A.s2B.2s C.s4D.s6.如图所示,一油罐车在车的尾部有一条金属链条,以防止静电.当油罐车沿水平方向做匀加速直线运动时,金属链条的尾端离开了地面,若链条很细,各环节之间的摩擦不计,且链条质量不是均匀分布的(越往下越细),则在油罐车沿水平面做匀加速直线运动时(在下图中,链条上端连在车尾端,汽车向右运动).链条的形态是下列哪一种.()7.某人在静止的湖面上竖直上抛一小铁球,小铁球上升到最高点后自由下落,穿过湖水并陷入湖底的淤泥中.不计空气阻力,取向上为正方向,在如图所示的v-t图象中,最能反映小球运动过程的是()8.如下图所示,一轻质弹簧一端系在墙上的O点,自由伸长到B点,今用一小物体m把弹簧压缩到A点,然后释放,小物体能运动到C点静止,物体与水平地面间的动摩擦因数恒定,试判断下列说法中正确的是()A.物体从A到B速度越来越大,从B到C速度越来越小B.物体从A到B速度越来越小,从B到C加速度不变C.物体从A到B先加速后减速,从B到C一直减速运动D.物体在B点所受合力为零9.几位同学为了探究电梯起动和制动时的运动状态变化情况,他们将体重计放在电梯中,一位同学站在体重计上,然后乘坐电梯从1层直接到10层,之后又从10层直接回到1层.用照相机进行了相关记录,如图所示.图1为电梯静止时体重计的照片,图2、图3、图4和图5分别为电梯运动过程中体重计的照片.根据照片推断正确的是()A.根据图2推断电梯一定处于加速上升过程,电梯内同学可能处于超重状态B.根据图3推断电梯一定处于减速下降过程,电梯内同学可能处于失重状态C.根据图4推断电梯可能处于减速上升过程,电梯内同学一定处于失重状态D.根据图5推断电梯可能处于加速下降过程,电梯内同学一定处于超重状态10.一辆运送沙子的自卸卡车装满了沙子,沙子和卡车车厢底部材料的动摩擦因数为μ2,沙子之间的动摩擦因数为μ1,车厢的倾斜角用θ表示(已知μ2>μ1)则()A.要顺利地卸干净全部沙子,应满足tanθ>μ2B.要顺利地卸干净全部沙子,应满足sinθ>μ2C.只卸去部分沙子,车上还留有一部分,应μ1<tanθ<μ2D.只卸去部分沙子,车上还留有一部分,应μ1<sinθ<μ2二、填空题(共3小题,共16分.)11.(4分)表内为某同学利用光电门研究小车在斜面上运动时通过某点的速度情况,请将表格填写完整.体现了物理学中用物体在某处极短时间内的________来等效替代瞬时速度的思想方法.12.(6分)某同学用下图所示装置测定重力加速度(已知打点频率为50Hz)(1)实验时下面的步骤先后顺序是________.A.释放纸带B.打开打点计时器(2)打出的纸带如下图所示,可以判断实验时重物连接在纸带的________端.(选填“左”或“右”).(3)已知纸带上记录的点为打点计时器打的点,打点计时器在打C点时物体的瞬时速度大小为________m/s,所测得的重力加速度大小为________m/s2.(4)若当地的重力加速度数值为9.8m/s2,请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因__________________________________________.13.(6分)某同学为估测摩托车在水泥路上行驶时所受的牵引力,设计了下述实验:将输液用的500 mL玻璃瓶装适量水后,连同输液管一起绑在摩托车上,调节输液管的滴水速度,刚好每隔1.00 s滴一滴.该同学骑摩托车,先使之加速至某一速度,然后熄火,让摩托车沿直线滑行.下图为某次实验中水泥路面上的部分水滴(左侧为起点)的图示.设该同学的质量为50 kg,摩托车质量为75 kg,g=10 m/s2,根据该同学的实验结果可估算:(1)摩托车加速时的加速度大小为________ m/s2.(2)摩托车滑行时的加速度大小为________ m/s2.(3)摩托车加速时的牵引力大小为________ N.三、论述、计算题(本题共4小题,共44分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)14.(10分)在微型汽车的随车工具中,有一种替代“液压千斤顶”的简单机械顶,其结构如图所示,AB、BC、CD、DA为四根相同的钢管,A、B、C、D四点用铰链相连接,BD为一螺栓,其螺母在D点外侧,此“顶”在工作时,不断拧紧D外螺母,使BD间距离变小,从而使AC间距离增大,以达到顶起汽车一个轮子的目的.若某微型汽车重1.2t,在修理汽车的一个轮胎时,将汽车的这个轮子顶起,在轮子刚好离地时,AB、BC成120°角,求此时钢管的作用力约多大?(假设轮子被顶起时A端受到的压力等于车的重力,取g=10m/s2).15.(11分)直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火,悬挂着m=500kg空箱的悬索与竖直方向的夹角θ1=45°,直升机取水后飞往火场,加速度沿水平方向,大小稳定在a=1.5m/s2时,悬索与竖直方向的夹角θ2=14°(如图所示),如果空气阻力大小不变,且忽略悬索的质量,试求水箱中水的质量M.(取重力加速度g=10m/s2,sin14°≈0.242,cos14°≈0.970)16.(11分)(山东潍坊09模拟)如图甲所示,水平传送带顺时针方向匀速运动.从传送带左端P先后由静止轻轻放上三个物体A、B、C,物体A经t A=9.5s到达传送带另一端Q,物体B经t B=10s到达传送带另一端Q,若释放物体时刻作为t=0时刻,分别作出三物体的速度图象如图乙、丙、丁所示,求:(1)传送带的速度v0=?(2)传送带的长度l=?(3)物体A、B、C与传送带间的摩擦因数各是多大?(4)物体C从传送带左端P到右端Q所用的时间t c=?17.(12分)为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离(如下图所示),已知某高速公路的最高限速v =120 km/h.假设前方车辆突然停止,后车司机从发现这一情况,经操纵刹车,到汽车开始减速所经历的时间(即反应时间)为t=0.50 s,刹车时汽车受到阻力的大小F为汽车重力的0.40倍,该高速公路上汽车间的距离s至少应为多少?(取重力加速度g=10 m/s2)答案:1、D解析:由题意知,小石子、实谷粒和瘪谷及草屑在离开“风谷”机时具有相等的初速,空气阻力可视为相差不大,但小石子和实谷粒的质量较大,而质量是惯性的惟一量度,则在飞行过程中,小石子质量最大,速度变化率最小,飞得最远;而瘪谷物质量最小,速度变化率最大,飞得最近.2、C3、C4、答案:C解析:因为箱子所受的阻力与速度的平方成正比,箱子刚开始下落时处于完全失重状态,随着下落速度的增大,其所受的阻力增大,物体对底部的压力增大,所以C对,A、B、D错.5、答案:D解析:设金属盒与水平面间的动摩擦因数为μ,未装油泥有-μmg=ma ①-v20=2as ②装满油泥后有:-μ2mg=2m·a′③-v20=2a′·s′④解①②③④可得:s′=s6、B7、答案:C解析:小球在空中上升阶段和下降阶段所受到的合外力相同,所以加速度也相同;小球进入水中至进入淤泥之前,受到重力和水的阻力,向下运动的加速度小于重力加速度即速度—时间图象的斜率减小;进入淤泥之后,受到的阻力大于球的重力,小球做匀减速直线运动,所以正确的选项为C.8、答案:C解析:因为速度变大或变小取决于速度方向与加速度方向的关系(当a与v同向时,v变大;当a与v反向时,v变小),而加速度由合力决定,所以要分析v、a的大小变化,必须先分析物体受到的合力的变化.物体在A点时受两个力作用,向右的弹力kx和向左的摩擦力F′.合力F合=kx-F′,物体从A→B过程中,弹力由大于F′减至零,所以开始一段合力向右,中途有一点合力为零,然后合力向左,而v一直向右,故先作加速度越来越小的加速运动,在A→B中途有一点加速度为零,速度达最大,接着做加速度越来越大的减速运动.物体从B→C过程中,F合=F′为恒力,向左,所以继续做加速度不变的匀减速运动.9、C10、答案:AC解析:沙子在车厢底部匀速滑动或恰能静止平衡时,有mg sinθ=μ2mg cosθ,则tanθ=μ2,即当tanθ>μ2时,沙子会全部从车厢里滑下.若要沙子部分滑卸,则应tanθ<μ2,且tanθ>μ1,故选A、C项.11、答案:0.31平均速度12、答案:(1)BA(2)左(3)1.17m/s9.75m/s2(4)纸带与打点计时器的摩擦;空气阻力13、答案:(1)3.79(2)0.19(3)498解析:由题中上图可知:Δx1=15.89 m-8.31 m=2a1T2Δx2=12.11 m-4.52 m=2a2T2所以a=a1+a22=3.79 m/s2.(2)由题中下图可知:Δx ′1=10.17 m -9.79 m =2a ′1T 2 Δx ′2=9.98 m -9.61 m =2a ′2T 2 所以a ′=a ′1+a ′22=0.19 m/s 2(3)由牛顿第二定律知: 加速阶段:F -f =ma 减速阶段:f =ma ′其中m =50 kg +75 kg =125 kg 解得牵引力F =498 N.14、答案:6.9×103N解析:设钢管的作用力为F T ,对A 端受力分析如图所示,A 端受三个力而平衡:两管的作用力F T 和车对A 端的压力F ,这三个力的合力为零,则两管的作用力F T 的合力等于压力F =mg ,由几何关系得F T =mg /2cos30°=33mg =6.9×103N.15、答案:4.5×103kg解析:直升机取水前,水箱受力平衡T 1sin θ1-f =0① T 1cos θ1-mg =0② 由①②得f =mg tan θ1③ 直升机返回,由牛顿第二定律 T 2sin θ2-f =(m +M )a ④ T 2cos θ2-(m +M )g =0⑤由④⑤得,水箱中水的质量M =4.5×103kg16、答案:(1)4m/s (2)36m (3)0.4;0.2;0.0125 (4)24s解析:(1)传送带速度为:v 0=4m/s (2)以B 的图象为例,l =v 02t 1+v 0t 2即:l =36m(3)μmg =ma a =μg A :a 1=4m/s 2 μ1=0.4 B :a 2=2m/s 2 μ2=0.2 C :l =v c2t c 得:t c =24sa 3=v c t c =18 μ3=180=0.0125(4)t c =24s17、答案:156 m解析:司机发现前车停止,在反应时间t =0.50 s 内仍做匀速运动,刹车后摩擦阻力提供刹车时的加速度,使车做匀减速直线运动,达前车位置时,汽车的速度应为零.当汽车速度达到v =120 km/h =1003m/s 时 反应时间内行驶距离x 1=v t =1003×0.5 m =503m 刹车后的加速度a =-F m =-0.40mgm =-4 m/s 2 由公式v 21-v 20=2ax 知0-(1003)2=-2×4x 2 得刹车过程的位移x 2=1 2509m所以公路上汽车间距离至少为s =x 1+x 2=156 m.。

【成才之路】高中物理 第四章牛顿运动定律2实验探究加速度与力质量的关系学案课件 新人教版必修1

第十七页,编辑于星期五:四点 五十五分。
第十八页,编辑于星期五:四点 五十五分。
解析:由于两车的质量相同,所放砝码的个数(即小车 所受的拉力)不同,设放开后经时间t两车在P点相遇,如下 图所示,设两车的位移分别为x1、x2则:
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对小车 1:x1=12a1t2 对小车 2:x2=12a2t2 两式相比可得:aa12=xx21,故而两车的加速度大小即可比 较得出.
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①附有滑轮的长木板2块;②相同的小车两个;③ 细线两条;④钩码:10g、20g几个,用做提供牵引小车的 力;⑤砝码:50g、100g、200g几个,用于改变小车的质量; ⑥刻度尺;⑦1~2m长的适当粗些的棉线两条,用于控制 小车的运动;⑧宽口文件夹.
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(2) 图 线 在 F 轴 上 的 截 距 的 物 理 意 义 是 ________________________________.
(3)图线斜率的物理意义是________________. 答案:(1)略 (2)小车所受阻力的大小 (3)小车和砝码 总质量的倒数
第十三页,编辑于星期五:四点 五十五分。
③使两车同时运动,同时停止,分别测出两小车的位 移 x1 和 x2,所受的拉力 F1 和 F2.
④据 x=12at2 知道,在时间 t 相同的前提下,x1∶x2= a1∶a2.
由实验得到的数据分析知 a1∶a2=F1∶F2 即质量相同 的物体,其加速度跟作用在它上面的力成正比,即 a∝F.
第二十三页,编辑于星期五:四点 五十五分。
C.用天平测出小车的质量M,把数值记录下来. D.把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂钩码先接通电源 再放开小车,取下纸带,在打点纸带上标上纸带号码. E.平衡摩擦力:在长木板的不带定滑轮的一端下面垫 上一块薄木板,反复移动薄木板的位置,直至小车在斜面上 运动时保持匀速运动状态,这时小车拖着纸带运动时受到的 摩擦力恰好与小车所受的重力在斜面方向上的分力平衡. F.保持小车的质量不变,依次改变悬挂钩码的个数, 分别重复步骤D,将数值记录在纸带上(或表格内).

高中物理第四章牛顿运动定律章末过关检测卷新人教版必修1

章末过关检测卷(四) 第四章 牛顿运动定律 (测试时间:50分钟 评价分值:100分)

一、单项选择题(本题共6小题,每题3分,共18分.每小题中只有一个选项是正确的,选对得3分,错选不选多选均不得分.) 1.下列说法正确的是(D) A.苹果从树上落下,落向地球,说明苹果受地球的作用;而地球不动,说明地球不受苹果的作用 B.汽车运动时,并没有别的物体在牵引它,因此汽车的牵引力无施力物体 C.奥运会拳击比赛中,运动员用力打出去的空拳,无受力物体 D.喷气式飞机飞行时,是依靠喷出的气体对飞机产生巨大的动力 2.如图所示,两个小球A和B,中间用弹簧连接,并用细绳悬于天花板下,下列选项中是一对平衡力的是(D)

A.绳对A的拉力和弹簧对A的拉力 B.弹簧对A的拉力和弹簧对B的拉力 C.弹簧对B的拉力和B对弹簧的拉力 D.B的重力和弹簧对B的拉力 3.如图所示,用手提一轻弹簧,弹簧下端挂一金属球.在将整个装置匀加速上提的过程中,手突然停止不动,则在此后一小段时间内(D)

A.小球立即停止运动 B.小球继续向上做减速运动 C.小球的速度与弹簧的形变量都要减小 D.小球的加速度减小 解析:手突然停止不动,此后一小段时间内,弹力大于重力,合力向上,小球加速度方向与速度方向相同,因此球做加速运动,随着形变量减小,由a=kx-mgm知,球的加速度减小.

4.如图所示,在水平粗糙横杆上,有一质量为m的小圆环A,悬吊一个质量为M的球B,今用一水平力F缓慢地拉起B,A仍保持静止不动,设圆环A受到的支持力为FN,静摩擦力为Ff0,此过程中(C) A.FN增大,Ff0减小 B.FN减小,Ff0减小 C.FN不变,Ff0增大 D.FN减小,Ff0增大 5.如图所示,弹力跟伸长量成正比的橡皮条AB,系一重物放在水平桌面上,在悬点A的正下方C点有一光滑圆钉,橡皮条不形变时的自由长度为AC,在水平拉力作用下使物体沿粗糙桌面缓缓向右运动,则拉力F大小变化是(A)

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用心 爱心 专心 1 第四章限时检测A 本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分100分,时间90分钟. 第Ⅰ卷(选择题 共40分) 一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项符合题目要求,有些小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分) 1.人在沼泽地赤脚行走时容易下陷,但是如果人脚着滑雪板在上面行走却不容易下陷,下列说法中正确的是( ) A.赤脚时,人对沼泽面的压力小于沼泽面对人的支持力 B.赤脚时,人对沼泽面的压力等于沼泽面对人的支持力 C.着滑雪板,人对沼泽面的压力小于沼泽面对人的支持力 D.着滑雪板,人对沼泽面的压力等于沼泽面对人的支持力 答案:BD 解析:不管人是赤脚还是着滑雪板,人对沼泽面的压力和沼泽面对人的支持力是一对作用力与反作用力,始终等大反向,故B、D正确. 2.姚明成为了NBA一流中锋,给中国人争得了荣誉和尊敬,让很多的中国人热爱上篮球这项运动.如图所示姚明正在扣篮,其跳起过程可分为下蹲、蹬地、离地上升、下落四个过程,下列关于蹬地和离地上升两个过程的说法中正确的是(设蹬地的力为恒力)( )

A.两过程中姚明都处在超重状态 B.两过程中姚明都处在失重状态 C.前过程为超重,后过程不超重也不失重 D.前过程为超重,后过程为完全失重 答案:D 3.如右图所示,一个劈形物体A,各面均光滑,放在固定的斜面上,上表面水平,在上表面上放一光滑的小球B,劈形物体从静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )

A.沿斜面向下的直线 B.竖直向下的直线 C.无规则曲线 D.抛物线 答案:B 解析:本题考查力和物体运动状态变化的关系. 力是改变物体运动状态的原因,物体不受力将保持原来的静止或匀速直线运动状态. 由于劈形物体A各面均光滑,所以小球B在水平方向上不受力作用,故小球B在水平方向上将保持“静止”状态;小球B由于在竖直方向上受到重力和物体A的支持力作用.运动状态改变做竖直方向的运动.故答案应选B.

4.月球表面的自由落体加速度是地球表面自由落体加速度的16,将一物体在地球表面上放在水中,恰好有一半浸在水中.若将该物体在月球表面放在水中,则该物体将( ) A.下沉 B.漂浮,但浸没在水中的体积为该物体体积的1/30 C.漂浮,浸没在水中的体积仍为该物体体积的一半 D.悬浮在水中 答案:C

解析:设物体浸没在水中的体积为V,物体的质量为m.根据漂浮条件Vρ水g=mg得:V=mρ水,由上式看出,物体浸在水中的体积与自由落体加速度无关,故选项C正确. 5.(沈阳二中08-09学年高一上学期期末)利用传感器和计算机可以测量快速变化的力的瞬时值.图中是用此方法获得的弹性绳中拉力F随 用心 爱心 专心 2

时间t变化的图线.实验时把小球系在绳的一端,然后将球举高到绳子的悬点O处,然后释放小球.让其自由下落,从小球下落开始计时,根据此图线所提供的信息,以下判断正确的是( )

A.t2时刻小球的速度最大 B.t1-t2时间内小球速度先增大后减小 C.t3时刻小球的速度最小 D.t1和t3时刻小球的速度方向相同 答案:B 6.(四川南充市09-10学年高一上学期期末)如图所示,是一种测定风作用力的仪器的原理图,它能自动随着风的转向而转动,使风总从图示方向吹向小球P.P是质量为m的金属球,固定在一细长刚性金属丝下端,能绕O点在竖直平面内转动,无风时金属丝自然下垂,有风时金属丝将偏离竖直方向一定角度θ,角θ大小与风力大小有关,下列关于风力F与θ的关系式正确的是( )

A.F=mgsinθ B.F=mgcosθ C.F=mgtanθ D.F=mg/cosθ 答案:C 解析:如图所示,对金属球受力分析,列平衡方程得:

FTcosθ=mg,FTsinθ=F 解得F=mgtanθ,故选项C正确. 7.(哈尔滨师大附中08-09学年高一上学期期末)如图所示,当小车向右加速运动时,物块M相对车厢静止于竖直车厢壁上,当车的加速度增大时,则( )

A.物块M受摩擦力增大 B.物块M对车厢壁的压力增大 C.物块M仍能相对于车厢静止 D.物块M沿车厢向上运动 答案:BC 8.静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力的作用,该力随时间变化的关系如图所示,则下列说法正确的是( )

A.物体在2 s内的位移为零 B.4 s末物体将回到出发点 C.2 s末物体的速度为零 D.物体一直在朝同一方向运动 用心 爱心 专心 3

答案:CD 解析:设物体的质量为m,则第1 s内物体的加速度a1=F1m=2m,第2 s内物体加速度a2=F2m=-2m,故第1 s与第2 s物体的加速度大小相等,方向相反,第2 s末物体的速度由a1t+a2t=v2知v2=0,即2s末物体的速度为零,前2 s内物体的运动性质为先做匀加速直线运动,1 s末到2 s末物体做匀减速直线运动,2 s末物体静止,以后物体重复前2 s的运动,故本题答案为C、D. 9.(2009·山东模拟)一氢气球下系一小重物G,重物只在重力和绳的拉力F作用下做匀速直线运动,不计空气阻力和风力的影响,而重物匀速运动的方向如图中箭头所示的虚线方向,图中气球和重物G在运动中所处的位置正确的是( )

答案:A 解析:重物只在重力和绳子的拉力F作用下做匀速直线运动,那么这两个力的合力为0,即绳子的拉力方向是竖直向上,A正确. 10.如图(a)所示,物体原来静止在水平面上,用一水平力F拉物体,在F从0开始逐渐增大的过程中,物体先静止后又做变加速运动,其加速度a随外力F变化图象如图(b)所示.根据图(b)中所标出的数据可计算出( )

A.物体的质量 B.物体与水平面间的滑动摩擦力 C.物体与水平面间的最大静摩擦力 D.在F为14N时,物体的速度大小 答案:ABC

第Ⅱ卷(非选择题 共60分) 二、填空题(共3小题,共16分.把答案直接填在横线上) 11.(4分)对“落体运动快慢”、“力与物体运动关系”等问题,亚里士多德和伽利略存在着不同的观点.请完成下表: 亚里士多德的观点 伽利略的观点

落体运动快慢 重的物体下落快, 轻的物体下落慢

力与物体运动关系 维持物体运动不需要力 答案:物体下落快慢与物体轻重无关;维持物体运动需要力. 12.(6分)(山东潍坊09-10学年高一上学期期末)探究作用力与反作用力关系的实验装置如图甲所示,其中A、B是两个力传感器,B固定在木块C上. (1)固定木块,用A拉B,传感器显示两钩子受力随时间变化的图象如图乙所示.

根据图象得出的结论是 ①________________ ②________________ ③________________ (2)放开木块,用A拉B向右运动,上述结论是否仍成立?________ 答案:(1)①作用力与反作用力大小相等 ②作用力与反作用力方向相反 ③作用力与反作用力同时产生同时消失 (2)成立 13.(6分)(南京市08-09学年高一上学期期末)某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”的实验.图示为实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,在实验中认为细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重量.小车运动加速度a可用纸带上的点求得. 用心 爱心 专心 4

(1)关于该实验,下列说法中正确的是( ) A.打点计时器电源插头接低压直流电源 B.为减小小车、纸带受到摩擦力对实验的影响,可以把木板D的右端适当垫高 C.若通过作v-t图象求a,则可以更好地减小误差 D.本实验采用了控制变量的方法进行探究 (2)在“探究加速度与质量的关系”时,保持砝码和小桶质量不变,改变小车质量m,分别测得小车的加速度a与对应的质量m数据如下表: 次数 1 2 3 4 5 小车加速度 a/m/s-2 1.25 1.00 0.80 0.50 0.40

小车质量 m/kg 0.400 0.500 0.625 1.000 1.250

小车质量的倒 数1mkg-1 2.5 2.0 1.6 1.0 0.8

根据上表数据,为进一步直观反映F不变时a与m的关系,可在坐标系中选择物理量______和________为坐标轴建立坐标系并作出图线(选填表格中的物理量名称).该小车受到的拉力F为________N.

答案:(1)BCD (2)小车加速度(a)、小车质量的倒数(1m) 0.5 三、论述、计算题(本题共4小题,共44分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位) 14.(10分)人们受飞鸟在空中飞翔的启发发明了飞机,飞鸟扇动翅膀获得向上的举力表示为F=kSv2,式中S为翅膀的面积,v为飞鸟的飞行速度,k为比例常量,一个质量为0.1kg,翅膀面积为S的燕子,其最小的飞行速度为10m/s,假设飞机飞行时获得向上的举力与飞鸟飞行时获得的举力有同样的规律,一架质量为3600kg的飞机,机翼的面积为燕子翅膀面积的1000倍,那么此飞机起飞离地时的最小速度为多大? 答案:60m/s 解析:对于飞鸟来说,由平衡条件可知:飞鸟获得向上举力应等于自身的重力,即F=kSv2=mg① 同理,对于飞机来说,设起飞时的最小速度为v′,则: F′=kS′v′2=Mg②

联立①②得:Sv2S′v′2=mM,代入数据可求得v′=60m/s. 15.(11分)如图所示,两个完全相同的球,重力大小为G,两球与水平地面间的摩擦因数都为μ,一根轻绳两端固定在两个球上,在绳的中点施加一个竖直向上的拉力,当绳被拉直后,两段绳间的夹角为α.问当F至少为多大时,两球将会发生滑动.

答案:2μGtanα2+μ 解析:该题应采用整体和隔离相结合的方法. 设绳子拉力为T,选其中某一个球为研究对象,球发生滑动的临界条件是:

Tsinα2=μN ①

又因为 Tcosα2=F2 ② 取整体为研究对象,由平衡条件得: F+2N=2G ③

由式①、式②、式③联立解得:

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