1.有關(guān)慣性大小的下列敘述中,正確的是( )
A.物體跟接觸面間的摩擦力越小,其慣性就越大
B.物體所受的合力越大,其慣性就越大
C.物體的質(zhì)量越大,其慣性就越大
D.物體的速度越大,其慣性就越大
解析: 物體的慣性只由物體的質(zhì)量決定,和物體受力情況、速度大小無關(guān),故A、B、D錯誤,C正確.
答案: C
2.
(2011•撫順六校聯(lián)考)如右圖所示,A、B兩物體疊放在一起,用手托住,讓它們靜止靠在墻邊,然后釋放,使它們同時沿豎直墻面下滑,已知mA>mB,則物體B( )
A.只受一個重力
B.受到重力、摩擦力各一個
C.受到重力、彈力、摩擦力各一個
D.受到重力、摩擦力各一個,彈力兩個
解析: 物體A、B將一起做自由落體運動,所以A、B之間無相互作用力,物體B與墻面有接觸而無擠壓,所以與墻面無彈力,當(dāng)然也沒有摩擦力,所以物體B只受重力,選A.
答案: A
3.下列說法正確的是( )
A.游泳運動員仰臥在水面靜止不動時處于失重狀態(tài)
B.蹦床運動員在空中上升和下落過程中 都處于失重狀態(tài)
C.舉重運動員在舉起杠鈴后不 動的那段時間內(nèi)處于超重狀態(tài)
D.體操運動員雙手握住單杠吊在空中不動時處于失重狀態(tài)
解析: 由超重、失重和完全失重的概念可知,在加速度向下時處于失重狀態(tài).在加速度向上時處于超重狀態(tài),故正確答案為B.
答案: B
4.
(2011•廣州聯(lián)考)用一根輕質(zhì)彈簧豎直懸掛一小球,小球和彈簧的 受力如圖所示,下列說法正確的是( )
A.F1的施力物體是彈簧
B.F2的反作用力是F3
C.F 3的施力物體是小球
D.F4的反作用力是F1
解析: F1的施力物體是地球,所以A錯誤;F3的施力物體是小球,C正確;根據(jù)牛頓第三定律可知F2的反作用力是F3,B正確;F4的反作用力是彈簧對天花板的拉力,D錯誤.
答案: BC
5.如右
圖所示,重10 N的物體以速度v在粗糙的水平面上向左運動,物體與桌面間的動摩擦因數(shù)為0.1,現(xiàn)給物體施加水平向右的拉力F,其大小為20 N,則物體受到的摩擦力和加速度大小分別為(取g=10 m/s2)( )
A.1 N,20 m/s2 B.0,21 m/s2
C.1 N,21 m/s2 D.條件不足,無法計算
解析: 物體受到的滑動摩擦力Ff=μFN=μmg=0.1×10 N=1 N,水平方向上的合外力為F+Ff=ma,則a=F+Ffm=20+11 m/s2=21 m/s2.
答案: C
6.
如圖所示,質(zhì)量為m的物體在粗糙斜面上以加速度a加速下滑,現(xiàn)加一個豎直向下的力F作用在物體上,則施加恒力F后物體的加速度將( )
A.增大 B.減小
C.不變 D.無法判斷
解析: 施加力F前,mgsin θ-μmgcos θ=ma①
施加力F后,(mg+F)sin θ-μ(mg+F)cos θ=ma′②
①②得aa′=mgmg+F<1,故a′>a.
答案: A
7.如下圖所示,在光滑的水平面上,質(zhì)量分別為m1和m2的木塊A和B之間用輕彈簧相連,在拉力F作用下,以加速度a做勻加速直線運動,某時刻突然撤去拉力F,此瞬時A和B的加速度為a1和a2,則( )
A.a(chǎn)1=a2=0
B.a(chǎn)1=a,a2=0
C.a(chǎn)1=m1m1+m2a,a2=m2m1+m2a
D.a(chǎn)1=a,a2=-m1m2a
解析: 兩物體在光滑的水平面上一起以加速度a向右勻加速運動時,彈簧的彈力F彈=m1a.在力F撤去的瞬間,彈簧的彈力來不及改變,大小仍為m1a,因此對A來講,加速度此時仍為a;對B物體取向右為正方向,-m1a=m2a2,a2=-m1m2a,所以只有D項正確.
答案: D
8.
汶川大地震后,為解決災(zāi)區(qū)群眾的生活問題,黨和國家派出大量直升機(jī)空投救災(zāi)物資.有一直升機(jī)懸停在空中向地面投放裝有物資的箱子,如右圖所示.設(shè)投放初速度為零,箱子所受的空氣阻力與箱子下落速度的平方成正比,且運動過程中箱子始終保持圖示姿態(tài).在箱子下落過程中,下列說法正確的是( )
A.箱內(nèi)物體對箱子底部始終沒有壓力
B.箱子剛投下時,箱內(nèi)物體受到的支持力最大
C.箱子接近地面時,箱內(nèi)物體受到的支持力比剛投下時大
D.若下落距離足夠長,箱內(nèi)物體有可能不受底部支持力而“飄起來”
解析: 因為下落速度不斷增大,而阻力Ff∝v2,所以阻力逐漸增大,當(dāng)Ff=mg時,物體開始勻速下落.以箱和物體為整體:(M+m)g-Ff=(M+m)a,F(xiàn)f增大則加速度a減。畬ξ矬w:Mg-FN=ma,加速度減小,則支持力FN增大.所以物體后來受到的支持力比開始時要增大,但不可能“飄起來”.
答案: C
9.質(zhì)量為1 kg,初速度v0=10 m/s的物體,受到一個與初速度v0方向相反,大小為3 N的外力F的作用,沿粗糙的水平面滑動,物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2,經(jīng)3 s后撤去外力直到物體停下來,物體滑行的總位移為(取g=10 m/s2)( )
A.7.5 m B.9.25 m
C.9.5 m D.10 m
解析: 剛開始物體受合外力F+μmg=ma,代入數(shù)據(jù),解得a=5 m/s2,由于a與v0方向相反,所以由v0=at得到t=2 s后物體速度為零,位移x=v02t=10 m;接下來反向勻加速運動1 s,加速度a1=F-μmgm,代入數(shù)據(jù)解得a1=1 m/s2,位移x1=12a1t2=0.5 m,方向與x相反.v1=a1t1=1×1 m/s=1 m/s,接下來做加速度a2=μg=2 m/s2的勻減速運動,所以x2=v212a2=0.25 m,所以總位移為x-x1-x2=9.25 m.
答案: B
10.在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗中,采用如下圖所示的實驗裝置,小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示,盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示,小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點計算出.
(1)當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足________時,才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的 重力.
(2)一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實驗時,保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定,改變小車及車中砝碼的質(zhì)量,測出相應(yīng)的加速度,采用圖象法處理數(shù)據(jù).為了比較容易地觀測加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系,應(yīng)該做a與________的圖象.
(3)乙、丙同學(xué)用同一裝置做實驗,畫出了各自得到的a-1M圖線如右圖所示,兩個同學(xué)做實驗時的哪一個量取值不同?
解析: (1)只有M與m滿足M≫m才能使繩對小車的拉力近似等于盤及盤中砝碼的重力.
(2)由于a∝1M,所以a-1M圖象應(yīng)是一條過原點的直線,所以數(shù)據(jù)處理時,常作出a與1M的圖象.
(3)兩小車及車上的砝碼的總質(zhì)量相等時,由圖象知乙的加速度大,故乙的拉力F大(或乙中盤及盤中砝碼的質(zhì)量大).
答案: (1)M≫m (2)1M (3)拉力不同
11.
如右圖所示,一兒童玩具靜止在水平地面上,一個幼兒用與水平面成53°角的恒力拉著它沿水平面做直線運動,已知拉力F=3.0 N,玩具的質(zhì)量m=0.5 kg,經(jīng)時間t=2.0 s,玩具移動 了x=4 m,這時幼兒松開手,問玩具還能運動多遠(yuǎn) 高中英語?(取g=10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)
解析: 一階段 x=12at2
所以a=2 m/s2
Fcos 53°-μ(m g-Fsin 53°)=ma
所以μ=413 v=at=4 m/s
二階段 Ff=μmg
μmg=ma′ v2=2a′x′
解以上兩式并代入數(shù)據(jù)得:x′=2.6 m.
答案: 2.6 m
12.
(2010•安徽理綜)質(zhì)量為2 kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運動,一段時間后撤去F,其運動的v-t圖象如右圖所示.g取10 m/s2,求:
(1)物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ;
(2)水平推力F的大;
(3)0~10 s內(nèi)物體運動位移的大。
解析: (1)設(shè)物體做勻減速直線運動的時間為Δt2、初速度為v20、末速度為v2t、加速度為a2,則[來w w w .x k b 1.c o m
a2=v2t-v20Δt2=-2 m/s2①
設(shè)物體所受的摩擦力為Ff,根據(jù)牛頓 第二定律,有
Ff=ma2②
Ff=-μmg③
聯(lián)立②③得
μ=-a2g=0.2.④
(2)設(shè)物體做勻加速直線運動的時間為Δt1、初速度為v10、末速度為v1t、加速度為a1,則
a1=v1t-v10Δt1=1 m/s2⑤
根據(jù)牛頓第二定律,有
F+Ff=ma1⑥
聯(lián)立③⑥得F= μmg+ma1=6 N.
(3)解法一 由勻變速直線運動位移公式,得
x=x1+x2=v10Δt1+12a1Δt21+v20Δt2+12a2Δt22=4 6 m
解法二 根據(jù)v-t圖象圍成的面積,得
x=v10+v1t2×Δt1+12×v20×Δt2=46 m
答案: (1)0.2 (2)6 N (3)46 m
(B卷)
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一、選擇題
1.關(guān)于超重、失重,下列說法中正確的是( )
A.超重就是物體的重力增加了
B.失重就是物體的重力減小了
C.完全失重就是物體的重力消失了
D.不論超重、失重,物體的重力不變
答案: D
2.
(2011•西安檢測)如右圖球A在斜面上,被豎直擋板擋住而處于靜止?fàn)顟B(tài),關(guān)于球A所受的彈力,以下說法正確的是( )
A.A物體僅受一個彈力作用,彈力的方向垂直斜面向上
B.A物體受兩個彈力作用,一個水平向左,一個垂直斜面向下
C.A物體受兩個彈力作用,一個水平向右,一個垂直斜面向上
D.A物體受三個彈力作用,一個水平向右,一個垂直斜面向上,一個豎直向下
解析: 球A受重力豎直向下,與豎直擋板和斜面都有擠壓.斜面給它一個支持力,垂直斜面向上;擋板給它一個支持力,水平向右,故選項C正確.
答案: C
3.一根細(xì)繩能承受的最大拉力是G,現(xiàn)把一重為 G的物體系在繩的中點,分別握住繩的兩端,先并攏,然后緩慢地左右對稱地分開,若要求繩不斷,則兩繩間的夾角不能超過( )
A.45° B.60°
C.120° D.135°
解析: 由于細(xì)繩是對稱分開的,因而兩繩的拉力相等,為保證物體靜止不動,兩繩拉力的合力大小等于G,隨著兩繩夾角的增大,兩繩中的拉力增大,當(dāng)兩繩的夾角為120°時,繩中拉力剛好等于G.故C正確,A、B、D錯誤.
答案: C
4.某實驗小組,利用DIS系統(tǒng)觀察超重和失重現(xiàn)象,他們在電梯內(nèi)做實驗,在電梯的地板上放置一個壓力傳感器,在傳感器上放一個重為20 N的物塊,如圖甲所示,實驗中計算機(jī)顯示出傳感器所受物塊的壓力大小隨時間變化的關(guān)系,如圖乙所示.以下根據(jù)圖象分析得出的結(jié)論中正確的是( )
A.從時刻t1到t2,物塊處于失重狀態(tài)
B.從時刻t3到t4,物塊處于失重狀態(tài)
C.電梯可能開始停在低樓層,先加速向上,接著勻速向上,再減速向上,最后停在高樓層
D.電梯可能開始停在高樓層,先加速向下,接著勻速向下,再減速向下,最后停在低樓層
解析: 由圖可知在0~t1、t2~t3及t4之后,傳感器所受壓力大小等于物塊的重力大;t1~t2時間段內(nèi),傳感器所受壓力大小大于物塊重力,處于超重狀態(tài),加速度向上;t3~t4時間段內(nèi),壓力小于物塊重力,處于失重狀態(tài),加速度向下.綜上所述選項B、C正確.
答案: BC
5.一輛汽車正在做勻加速直線運動,計時之初,速度為6 m/s,運動28 m后速度增加到8 m/s,則( )
A.這段運動所用時間是4 s
B.這段運動的加速度是3.5 m/s2
C.自開始計時起,兩秒末的速度是7 m/s
D.從開始計時起,經(jīng)過14 m處的速度是52 m/s
解析: 由v2-v20=2ax得a=v2-v202x=82-622×28 m/s2=0.5 m/s2.再由v=v0+at得運動時間t=v-v0a=8-60.5 s=4 s ,故A對,B錯.兩秒末速度v2=v0+at2=6 m/s+0.5×2 m/s=7 m/s,C對.經(jīng)14 m處速度為v′,則v′2-v20=2ax′,得v′=62+2×0.5×14 m/s=52 m/s,即D亦對.
答案: ACD
6.
如右圖所示,5個質(zhì)量相同的木塊并排放在水平地面上,它們與地面間的動摩擦因數(shù)均相 同,當(dāng)用力F推第一塊使它們共同加速運動時,下列說法中不正確的是( )
A.由右向左,兩塊木塊之間的相互作用力依次變小
B.由右向左,兩塊木塊之間的相互作用力依次變大
C.第2塊與第3塊木塊之間彈力大小為0.6F
D.第3塊與第4塊木塊之間彈力大小為0.6F
解析: 取整體為研究對象,由牛頓第二定律得F-5μmg=5ma.再選取1、2兩塊為研究對象,由牛頓第二定律得F-2μmg-FN=2ma.兩式聯(lián)立得FN=0.6F.進(jìn)一步分析可得從左向右,木塊間的相互作用力是依次變小的.
答案: AD
7.物塊靜止在固定的斜面上,分別按圖示的方向?qū)ξ飰K施加大小相等的力F,A中F垂直于斜面向上,B中F垂直于斜面向下,C中F豎直向上,D中F豎直向下,施力后物塊仍然靜止,則物塊所受的靜摩擦力增大的是 ( )
解析: 由于物塊始終靜止在斜面上,物塊所受靜摩擦力與正壓力無直接關(guān)系,對物體進(jìn)行受力分析,沿斜面方向列平衡方程可判斷出選項D正確.
答案: D
8.
如右圖所示,小車M在恒力F作用下,沿水平地面做直線運動,由此可判斷( )
①若地面光滑,則小車可能受三個力作用
②若地面粗糙,則小車可能受三個力作用
③若小車做勻速運動,則小車一定受四個力作用
④若小車做加速運動,則小車可能受三個力作用
A.①②③ B.②③
C.①③④ D.②③④
解析:
若小車勻速運動,則小車受合力為零;若小車做變速運動,則小車受合力不為零.作出如圖所示的受力分析圖.
①若地面光滑,則圖中Ff不存在;
②若地面粗糙,存在FN必存在Ff,反之存在Ff必存在FN;
③做勻速運動時受力分析即為右圖所示:
④若地面光滑,受三個力;若地面粗糙,受四個力.
綜上所述,選項C正確.
答案: C
9.
如右圖所示是某物體運動全過程的速度—時間圖象.以a1和a2表示物體在加速過程和減速過程中的加速度,以x表示物體運動的總位移,則x、a1和a2的值為( )
A.30 m,1.5 m/s2,-1 m/s2
B.60 m,3 m/s2,-2 m/s2
C.15 m,0.75 m/s2,-0.5 m/s2
D.100 m,5 m/s2,-3 m/s2
解析: 總位移x=10×62 m=30 m.加速時
a1=ΔvΔt=6-04-0 m/s2=1.5 m/s2,減速時a2=Δv′Δt′=0-610-4 m/s2=-1 m/s2.
答案: A
10.BRT是“快速公交”的英文簡稱,現(xiàn)在我國一些城市已經(jīng)陸續(xù)開通,其中BRT專車車身長將采用12米和18米相結(jié)合的方式,是現(xiàn)有公交車長度的2~3倍.現(xiàn)有一輛BRT公交車車長18米,可以看做是由兩節(jié)完全相同的車廂組成.現(xiàn)假設(shè)BRT公交車其首段從站臺的A點出發(fā)到尾端完全出站都在做勻加速直線運動,站在站臺上A點一側(cè)的觀察者,測得第一節(jié)車廂全部通過A點所需要的時間為t1,那么第二節(jié)車廂全部通過A點需要的時間是( )
A.22t1 B.(2-1)t1
C.(3-1)t1 D.(3-2)t1
解析: 以公交車為參考系,等效為觀察者從A點反方向做勻加速直線運動,設(shè)每節(jié)車廂長為L,觀察者通過第一節(jié)車廂的過程有L=12at21,通過前兩節(jié)車廂的過程有2L=12at2,那么通過第二節(jié)車廂所需時間為t2=t-t1,以上各式聯(lián)立可得t2=(2-1)t1,B正確.
答案: B
二、非選擇題
11.
如右圖所示,一長木板斜擱在高度一定的平臺和水平地面上,其頂端與平臺相平,末端置于地面的P處,并與地面平滑連接.將一可看成質(zhì)點的滑塊自木板頂端無初速釋放,沿木板下滑,接著在地面上滑動,最終停在Q處.滑塊和木板及地面之間的動摩擦因數(shù)相同.現(xiàn)將木板截 短一半,仍按上述方式擱在該平臺和水平地面上,再次將滑塊自木板頂端無初速釋放,設(shè)滑塊在木板和地面接觸處下滑過渡,則滑塊最終將停在何處?
解析: 設(shè)平臺離地面的高度為h,木板與地面的夾角為α,AP=x,PQ=x′,利用牛頓第二定律及運動學(xué)公式得:v2=2gsin α-μgcos αhsin α=2(hg-μgx),在水平地面上,v2=2μgx′,即2(hg-μgx)=2μgx′,得x+x′=hμ,即x+x′是確定值,與木板的長度無關(guān),滑塊最 終將停在Q處.
答案: 滑塊最終將停在Q處.
12.如圖(a)所示,質(zhì)量為M=10 kg的滑塊放在水平地面上,滑塊上固定一個輕細(xì)桿ABC,∠ABC=45°.在A端固定一個質(zhì)量為m=2 kg的小球,滑塊與地面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5.現(xiàn)對滑塊施加一個水平向右的推力F1=84 N,使滑塊做勻加速運動.求此時輕桿對小球作用力F2的大小和方向.(取g=10 m/s2)
有位同學(xué)是這樣解的——
小球受到重力及桿的作用F2,因為是輕桿,所以F2方向沿桿向上,受力情況如圖(b)所示.根據(jù)所畫的平行四邊形,可以求得:
F2=2mg=2×2×10 N=202 N.
你認(rèn)為上述解答是否正確?如果不正確,請說明理由,并給出正確的解答.
解析: 解答不正確.
桿AB對球的作用力方向不一定沿著桿的方向,其具體的大小和方向由實際的加速度a來決定.并隨著加速度a的變化而變化.
由牛頓第二定律,對整體有
F1-μ(M+m)g=(M+m)a
解得a=F1-μM+mgM+m
=84-0.5×10+2×1010+2 m/s
=2 m/s2
對小球有
F2=mg2+ma2
=2×102+2×22 N
=426 N=20.4 N
輕桿對小球的作用力F2與水平方向的夾角α=arctan mgma=arctan 5,斜向右上方.
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