2023-2023年高中物理人教版必修一教學(xué)案：第四章-第7節(jié)-用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題(二)(含答案)

2023-2023年高中物理人教版必修一教學(xué)案：第四章第7節(jié)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題〔二〕(含答案)一、共點(diǎn)力的平衡條件1．平衡狀態(tài)物體在力的作用下保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。2．平衡條件在共點(diǎn)力作用下，物體的平衡條件是合力為0。二、超重和失重1．超重(1)定義：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?大于物體所受重力的現(xiàn)象。(2)產(chǎn)生條件：物體具有向上的加速度。2．失重(1)定義：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?小于物體所受重力的現(xiàn)象。(2)產(chǎn)生條件：物體具有向下的加速度。(3)完全失重①定義：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?等于零的狀態(tài)。②產(chǎn)生條件：a＝g，方向豎直向下。三、從動(dòng)力學(xué)看自由落體運(yùn)動(dòng)物體做自由落體運(yùn)動(dòng)有兩個(gè)條件：第一，物體是從靜止開(kāi)始下落的，即運(yùn)動(dòng)的初速度為零；第二，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中它只受重力的作用。根據(jù)牛頓第二定律mg＝ma，所以a＝g，方向豎直向下。1．自主思考——判一判(1)靜止的物體一定處于平衡狀態(tài)，但處于平衡狀態(tài)的物體不一定靜止。(√)(2)物體處于超重狀態(tài)時(shí)重力增大了。(×)(3)物體處于失重狀態(tài)時(shí)重力減小了。(×)(4)物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí)，物體的重力始終存在，大小也沒(méi)有變化。(√)(5)做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體處于完全失重狀態(tài)。(√)2．合作探究——議一議(1)如果物體的速度為零，物體就一定處于平衡狀態(tài)嗎？提示：不一定。如果物體靜止時(shí)v＝0且a＝0，那么處于平衡狀態(tài)；如果v＝0但a≠0，那么不處于平衡狀態(tài)。(2)怎樣判斷物體是否處于平衡狀態(tài)？提示：物體處于平衡狀態(tài)的唯一標(biāo)志是物體的加速度為零，而不是速度為零。某一時(shí)刻速度等于零，此時(shí)有可能有加速度。因此共點(diǎn)力作用下的物體只要加速度為零，它一定處于平衡狀態(tài)，只要加速度不為零，它一定處于非平衡狀態(tài)。(3)向上運(yùn)動(dòng)就是超重狀態(tài)，向下運(yùn)動(dòng)就是失重狀態(tài)，你認(rèn)為這種說(shuō)法對(duì)嗎？提示：這種說(shuō)法不對(duì)。超重、失重的條件不是速度的方向向上或向下，而是加速度的方向向上或向下。加速度向上時(shí)，物體可能向上加速運(yùn)動(dòng)，也可能向下減速運(yùn)動(dòng)。加速度向下時(shí)，物體可能加速向下運(yùn)動(dòng)，也可能減速向上運(yùn)動(dòng)。所以判斷超重、失重現(xiàn)象要看加速度的方向，加速度向上時(shí)超重，加速度向下時(shí)失重。共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用1．對(duì)平衡狀態(tài)的理解(1)兩種平衡狀態(tài)：靜止?fàn)顟B(tài)和勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。(2)a＝0，物體就處于平衡狀態(tài)，與速度是否為0無(wú)關(guān)；反過(guò)來(lái)，平衡狀態(tài)時(shí)也有a＝0，但速度不一定為0。(3)靜止時(shí)，v＝0；但v＝0，物體不一定靜止，還要看加速度是否為0。2．對(duì)共點(diǎn)力作用下平衡條件的理解(1)平衡條件的兩種表達(dá)式①F合＝0②正交表示法eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(F合x(chóng)＝0，,F合y＝0，))其中F合x(chóng)和F合y分別是將力進(jìn)行正交分解后，物體在x軸和y軸上所受的合力。(2)由平衡條件可得出的結(jié)論①物體受兩個(gè)力作用平衡時(shí)，這兩力必大小相等，方向相反，作用在同一直線上。②物體受三個(gè)共點(diǎn)力作用平衡時(shí)，其中任意兩力的合力必與第三個(gè)力等大反向。③物體受三個(gè)以上的共點(diǎn)力作用平衡時(shí)，其中任意一個(gè)力與其余幾個(gè)力的合力等大反向。[典例]在科學(xué)研究中，可以用風(fēng)力儀直接測(cè)量風(fēng)力的大小，其原理如圖4-7-1所示。儀器中一根輕質(zhì)金屬絲，懸掛著一個(gè)金屬球。無(wú)風(fēng)時(shí)，金屬絲豎直下垂；當(dāng)受到沿水平方向吹來(lái)的風(fēng)時(shí)，金屬絲偏離豎直方向一個(gè)角度。風(fēng)力越大，偏角越大。通過(guò)傳感器，就可以根據(jù)偏角的大小指示出風(fēng)力。那么，風(fēng)力大小F跟金屬球的質(zhì)量m、偏角θ之間有什么樣的關(guān)系呢？圖4-7-1[思路點(diǎn)撥]金屬球處于三力平衡狀態(tài)，可以應(yīng)用分解法、合成法或正交分解法求解。[解析]取金屬球?yàn)檠芯繉?duì)象，有風(fēng)時(shí)，它受到3個(gè)力的作用：重力mg、水平方向的風(fēng)力F和金屬絲的拉力FT，如下圖。這3個(gè)力是共點(diǎn)力，在這三個(gè)共點(diǎn)力的作用下金屬球處于平衡狀態(tài)，那么這3個(gè)力的合力為零。根據(jù)任意兩力的合力與第3個(gè)力等大反向求解，可以根據(jù)力的三角形定那么求解，也可以用正交分解法求解。法一：(力的合成法)如圖甲所示，風(fēng)力F和拉力FT的合力與重力等大反向，由平行四邊形定那么可得F＝mgtanθ。法二：(力的分解法)重力有兩個(gè)作用效果：使金屬球抵抗風(fēng)的吹力和使金屬絲拉緊，所以可以將重力沿水平方向和金屬絲的方向進(jìn)行分解，如圖乙所示，由幾何關(guān)系可得F＝F′＝mgtanθ。法三：(正交分解法)以金屬球?yàn)樽鴺?biāo)原點(diǎn)，取水平方向?yàn)閤軸，豎直方向?yàn)閥軸，建立坐標(biāo)系，如圖丙所示。由水平方向的合力F合x(chóng)和豎直方向的合力F合y分別等于零，即F合x(chóng)＝FTsinθ－F＝0，F(xiàn)合y＝FTcosθ－mg＝0。解得F＝mgtanθ。由所得結(jié)果可見(jiàn)，當(dāng)金屬球的質(zhì)量m一定時(shí)，風(fēng)力F只跟偏角θ有關(guān)。因此，偏角θ的大小就可以指示出風(fēng)力的大小。[答案]F＝mgtanθ求解共點(diǎn)力平衡問(wèn)題的一般步驟(1)選取研究對(duì)象。(2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，并畫(huà)出受力示意圖。(3)采用合成法、分解法或者正交分解法，對(duì)研究對(duì)象所受的力進(jìn)行處理。(4)由平衡條件列方程，F(xiàn)合＝0或者eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Fx＝0,Fy＝0))。(5)應(yīng)用解三角形的方法或利用方程組求解，必要時(shí)對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論。1.如圖4-7-2所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O為球心，一質(zhì)量為m的小滑塊，在水平力F的作用下靜止于P點(diǎn)。設(shè)滑塊所受支持力為FN，OP與水平方向的夾角為θ。以下關(guān)系正確的選項(xiàng)是()圖4-7-2A．F＝eq\f(mg,tanθ) B．F＝mgtanθC．FN＝eq\f(mg,tanθ) D．FN＝mgtanθ解析：選A對(duì)小滑塊進(jìn)行受力分析，如下圖，將FN沿水平方向和豎直方向進(jìn)行分解，根據(jù)平衡條件列方程。水平方向有FNcosθ＝F豎直方向有FNsinθ＝mg聯(lián)立解得F＝eq\f(mg,tanθ)，F(xiàn)N＝eq\f(mg,sinθ)。2.如圖4-7-3所示，墻上有兩個(gè)釘子a和b，它們的連線與水平方向的夾角為45°，兩者的高度差為l。一條不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩一端固定于a點(diǎn)，另一端跨過(guò)光滑釘子b懸掛一質(zhì)量為m1的重物。在繩上距a端eq\f(l,2)的c點(diǎn)有一固定繩圈。假設(shè)繩圈上懸掛質(zhì)量為m2的鉤碼，平衡后繩的ac段正好水平，那么重物和鉤碼的質(zhì)量之比eq\f(m1,m2)為()圖4-7-3A.eq\r(5) B．2C.eq\f(\r(5),2) D.eq\r(2)解析：選C作出在繩圈上掛上m2后的幾何圖形，如下圖，設(shè)此時(shí)繩圈和b點(diǎn)的連線與水平方向的夾角為θ，由幾何關(guān)系知tanθ＝2，sinθ＝eq\f(2,\r(5))；對(duì)繩圈分析受力，有m2g＝m1gsinθ，解得eq\f(m1,m2)＝eq\f(\r(5),2)，應(yīng)選項(xiàng)C正確。超重、失重問(wèn)題1．重力與視重(1)重力：物體所受重力不會(huì)因物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變而變化。(2)視重：當(dāng)物體豎直懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下或放在水平臺(tái)秤上時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)或臺(tái)秤的示數(shù)稱為“視重〞，大小等于彈簧測(cè)力計(jì)所受的拉力或臺(tái)秤所受的壓力。2．超重和失重的理解(1)當(dāng)視重與物體的重力不同時(shí)，即發(fā)生了超重或失重現(xiàn)象。(2)超重、失重現(xiàn)象與物體的運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)，當(dāng)物體具有向上的加速度時(shí)，無(wú)論物體向什么方向運(yùn)動(dòng)，均出現(xiàn)超重現(xiàn)象，反之那么出現(xiàn)失重現(xiàn)象。因此，判斷出現(xiàn)超、失重的依據(jù)是加速度的方向。3．平衡、超重、失重、完全失重的比擬特征狀態(tài)加速度視重(F)與重力關(guān)系運(yùn)動(dòng)情況受力圖平衡a＝0F＝mg靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)超重向上F＝m(g＋a)>mg向上加速，向下減速失重向下F＝m(g－a)<mg(a<g)向下加速，向上減速完全失重a＝gF＝0自由落體運(yùn)動(dòng)、拋體運(yùn)動(dòng)、沿圓軌道運(yùn)行的衛(wèi)星[特別提醒]在完全失重狀態(tài)下，平常由重力產(chǎn)生的一切物理現(xiàn)象都會(huì)消失，比方單擺停止擺動(dòng)、液體對(duì)器壁沒(méi)有壓強(qiáng)、浸在水中的物體不受浮力等。工作原理與重力有關(guān)的儀器也不能再使用，如天平、液體氣壓計(jì)等。[典例]一質(zhì)量為m＝40kg的小孩站在電梯內(nèi)的體重計(jì)上。電梯從t＝0時(shí)刻由靜止開(kāi)始上升，在0～6s內(nèi)體重計(jì)示數(shù)F的變化情況如圖4-7-4所示。試問(wèn)：在這段時(shí)間內(nèi)小孩超、失重情況及電梯上升的高度是多少？(取重力加速度g＝10m/s2)圖4-7-4[思路點(diǎn)撥]此題可按以下思路進(jìn)行分析：eq\x(\a\al(根據(jù)圖像判,斷電梯的運(yùn),動(dòng)過(guò)程))?eq\x(\a\al(確定電梯在,不同階段的,加速度))?eq\x(\a\al(判定超、失重情況，,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律列,方程求解))[解析]小孩體重G＝400N，由題圖知，在0～2s內(nèi)，F(xiàn)1＝440N，F(xiàn)1>G，電梯勻加速上升，小孩處于超重狀態(tài)，此時(shí)有a1＝eq\f(F1－G,m)＝1m/s2，v＝a1t1＝2m/s，h1＝eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)＝2m在2～5s內(nèi)，F(xiàn)2＝400N，F(xiàn)2＝G，電梯勻速上升，小孩處于平衡狀態(tài)，此時(shí)有h2＝vt2＝6m在5～6s內(nèi)，F(xiàn)3＝320N，F(xiàn)3<G，電梯勻減速上升，小孩處于失重狀態(tài)，此時(shí)有a3＝eq\f(G－F3,m)＝2m/s2又v－a3t3＝0，說(shuō)明電梯在6s末停止。故h3＝eq\f(v,2)t3＝1m所以電梯上升的高度為h＝h1＋h2＋h3＝9m。[答案]見(jiàn)解析對(duì)于有關(guān)超重、失重的計(jì)算問(wèn)題，首先應(yīng)根據(jù)加速度方向判斷物體處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)，然后選加速度方向?yàn)檎较?，分析物體的受力情況，利用牛頓第二定律進(jìn)行求解。求解此類問(wèn)題的關(guān)鍵是確定物體加速度的大小和方向。1．質(zhì)量為50kg的乘客乘坐電梯從四層到一層，電梯自四層啟動(dòng)向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度的大小是0.6m/s2，那么電梯啟動(dòng)時(shí)地板對(duì)乘客的支持力為(g＝10m/s2)()A．530N B．500NC．450N D．470N解析：選D電梯運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度向下，故根據(jù)牛頓第二定律，有mg－FN＝ma，解得FN＝mg－ma＝470N，故D正確。2.某跳水運(yùn)發(fā)動(dòng)在3m長(zhǎng)的踏板上起跳，我們通過(guò)錄像觀察到踏板和運(yùn)發(fā)動(dòng)要經(jīng)歷如圖4-7-5所示的狀態(tài)，其中A為無(wú)人時(shí)踏板靜止點(diǎn)，B為人站在踏板上靜止時(shí)的平衡點(diǎn)，C為人在起跳過(guò)程中人和踏板運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)，那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()圖4-7-5A．人和踏板由C到B的過(guò)程中，人向上做勻加速運(yùn)動(dòng)B．人和踏板由C到A的過(guò)程中，人處于超重狀態(tài)C．人和踏板由C到A的過(guò)程中，先超重后失重D．人在C點(diǎn)具有最大速度解析：選C在B點(diǎn)，重力等于彈力，在C點(diǎn)速度為零，彈力大于重力，所以從C到B過(guò)程中合力向上，做加速運(yùn)動(dòng)，但是由于從C到B過(guò)程中踏板的形變量在減小，彈力在減小，所以合力在減小，故做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，加速度向上，處于超重狀態(tài)，從B到A過(guò)程中重力大于彈力，所以合力向下，加速度向下，速度向上，所以做減速運(yùn)動(dòng)，處于失重狀態(tài)，故C正確。3．在升降電梯內(nèi)的地面上放一體重計(jì)，電梯靜止時(shí)，曉敏同學(xué)站在體重計(jì)上，體重計(jì)示數(shù)為50kg，電梯運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，某一段時(shí)間內(nèi)曉敏同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計(jì)示數(shù)如圖4-7-6所示，那么在這段時(shí)間內(nèi)()圖4-7-6A．曉敏同學(xué)所受的重力變小了B．曉敏同學(xué)對(duì)體重計(jì)的壓力小于體重計(jì)對(duì)曉敏的支持力C．電梯一定在豎直向下運(yùn)動(dòng)D．電梯的加速度大小為eq\f(g,5)，方向一定豎直向下解析：選D體重計(jì)示數(shù)變小，是由于曉敏對(duì)體重計(jì)的壓力變小了，而曉敏的重力沒(méi)有改變，故A錯(cuò)誤。曉敏對(duì)體重計(jì)的壓力與體重計(jì)對(duì)曉敏的支持力是一對(duì)作用力與反作用力，大小一定相等，故B錯(cuò)誤。以豎直向下為正方向，有mg－F＝ma，即50g－40g＝50a，解得a＝eq\f(g,5)，加速度方向豎直向下，但速度方向可能是豎直向上，也可能是豎直向下，故C錯(cuò)誤，D正確。1．在以下圖中，能表示物體處于平衡狀態(tài)的是()解析：選C物體處于平衡狀態(tài)是指物體保持靜止(F合＝0，v＝0)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(F合＝0，a＝0，v不變)，可判斷只有C正確。2．(多項(xiàng)選擇)一個(gè)重為600N的人站在電梯中，此人對(duì)電梯地板的壓力為700N，那么此電梯的運(yùn)動(dòng)情況可能是()A．加速上升 B．減速上升C．加速下降 D．減速下降解析：選AD由牛頓第二定律FN－mg＝ma知電梯加速度向上，故可能加速上升，也可能減速下降，A、D對(duì)。3．以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．體操運(yùn)發(fā)動(dòng)雙手握住單杠吊在空中不動(dòng)時(shí)處于失重狀態(tài)B．蹦床運(yùn)發(fā)動(dòng)在空中上升和下落過(guò)程中都處于失重狀態(tài)C．舉重運(yùn)發(fā)動(dòng)在舉起杠鈴后不動(dòng)的那段時(shí)間內(nèi)處于超重狀態(tài)D．游泳運(yùn)發(fā)動(dòng)仰臥在水面靜止不動(dòng)時(shí)處于失重狀態(tài)解析：選B從受力上看，失重物體所受合外力向下，超重物體所受合外力向上；從加速度上看，失重物體的加速度向下，而超重物體的加速度向上。A、C、D中的各運(yùn)發(fā)動(dòng)所受合外力為零，加速度為零，只有B中的運(yùn)發(fā)動(dòng)處于失重狀態(tài)。4．一個(gè)質(zhì)量為3kg的物體，被放置在傾角α＝30°的固定光滑斜面上，在如圖1所示的甲、乙、丙三種情況下，物體能處于平衡狀態(tài)的是(g＝10m/s2)()圖1A．僅甲圖 B．僅乙圖C．僅丙圖 D．甲、乙、丙圖解析：選B物體受三個(gè)力的作用，重力、支持力、拉力。重力沿斜面向下的分力大小為15N，故只有乙圖中能保持平衡，選項(xiàng)B正確。5．應(yīng)用物理知識(shí)分析生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象，可以使物理學(xué)習(xí)更加有趣和深入。例如平伸手掌托起物體，由靜止開(kāi)始豎直向上運(yùn)動(dòng)，直至將物體拋出。對(duì)此現(xiàn)象分析正確的選項(xiàng)是()A．手托物體向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，物體始終處于超重狀態(tài)B．手托物體向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，物體始終處于失重狀態(tài)C．在物體離開(kāi)手的瞬間，物體的加速度大于重力加速度D．在物體離開(kāi)手的瞬間，手的加速度大于重力加速度解析：選D手托物體由靜止開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，一定先做加速運(yùn)動(dòng)，物體處于超重狀態(tài)；而后可能勻速上升，也可能減速上升，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。在物體離開(kāi)手的瞬間，二者別離，不計(jì)空氣阻力，物體只受重力，物體的加速度一定等于重力加速度；要使手和物體別離，手向下的加速度一定大于物體向下的加速度，即手的加速度大于重力加速度，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。6.如圖2所示，一物塊置于水平地面上，當(dāng)用與水平方向成60°角的力F1拉物塊時(shí)，物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)改用與水平方向成30°角的力F2推物塊時(shí)，物塊仍做勻速直線運(yùn)動(dòng)。假設(shè)F1和F2的大小相等，那么物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為()圖2A.eq\r(3)－1 B．2－eq\r(3)C.eq\f(\r(3),2)－eq\f(1,2) D．1－eq\f(\r(3),2)解析：選B物塊受重力mg、支持力FN、摩擦力Ff、力F處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件，有F1cos60°＝μ(mg－F1sin60°)，F(xiàn)2cos30°＝μ(mg＋F2sin30°)，聯(lián)立解得μ＝2－eq\r(3)。選項(xiàng)B正確。7.如圖3所示，A、B兩物體疊放在一起，以相同的初速度上拋(不計(jì)空氣阻力)，到回到出發(fā)點(diǎn)的過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()圖3A．上升過(guò)程A、B處于超重狀態(tài)，下降過(guò)程A、B處于失重狀態(tài)B．上升和下降過(guò)程A、B兩物體均為完全失重C．上升過(guò)程中A物體對(duì)B物體的壓力大于A物體受到的重力D．下降過(guò)程中A物體對(duì)B物體的壓力大于A物體受到的重力解析：選B以A、B整體為研究對(duì)象：在上升和下降過(guò)程中僅受重力，由牛頓第二定律知加速度為g，方向豎直向下，故全過(guò)程A、B都處于完全失重狀態(tài)，A錯(cuò)誤，B正確。再以A為研究對(duì)象：因加速度為g，方向豎直向下，由牛頓第二定律知A所受合力為A的重力，所以A僅受重力作用，即A和B之間沒(méi)有作用力，故C、D錯(cuò)誤。8．(多項(xiàng)選擇)如圖4所示，是某同學(xué)站在壓力傳感器上，做下蹲—起立的動(dòng)作時(shí)記錄的力隨時(shí)間變化的圖線。由圖線可知()圖4A．該同學(xué)體重約為650NB．該同學(xué)做了兩次下蹲—起立的動(dòng)作C．該同學(xué)做了一次下蹲—起立的動(dòng)作，且下蹲后約2s起立D．下蹲過(guò)程中人先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)解析：選AC由圖線可知該同學(xué)體重約為650N，A正確。人下蹲動(dòng)作有失重和超重兩個(gè)過(guò)程，先是加速下降失重，到達(dá)一個(gè)最大速度后再減速下降超重，故下蹲時(shí)應(yīng)先失重再超重。起立時(shí)應(yīng)先超重再失重，由對(duì)應(yīng)圖像可知，該同學(xué)做了一次下蹲—起立的動(dòng)作，B、D錯(cuò)誤。由圖像看出兩次超重的時(shí)間間隔約為2s，這就是人蹲下后持續(xù)的時(shí)間，C正確。9．(2023·重慶高考)假設(shè)貨物隨升降機(jī)運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖5所示(豎直向上為正)，那么貨物受到升降機(jī)的支持力F與時(shí)間t關(guān)系的圖像可能是()圖5解析：選B根據(jù)v-t圖像可知升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況：加速下降→勻速下降→減速下降→加速上升→勻速上升→減速上升，根據(jù)牛頓第二定律F－mg＝ma可判斷支持力F的變化情況：失重→等于重力→超重→超重→等于重力→失重，應(yīng)選項(xiàng)B正確。10．(多項(xiàng)選擇)“蹦極〞是一項(xiàng)非常刺激的體育運(yùn)動(dòng)，某人身系彈性繩自高空中P點(diǎn)由靜止開(kāi)始下落，如圖6所示，a點(diǎn)是彈性繩的原長(zhǎng)位置，c點(diǎn)是人所能到達(dá)的最低位置，b點(diǎn)是人靜止懸掛時(shí)的平衡位置，那么在人從P點(diǎn)下落到c點(diǎn)的過(guò)程中()圖6A．在Pa段，人做自由落體運(yùn)動(dòng)，處于完全失重狀態(tài)B．在ab段，繩的拉力小于人的重力，人處于失重狀態(tài)C．在bc段，繩的拉力小于人的重力，人處于失重狀態(tài)D．在c點(diǎn)，人的速度為零，加速度也為零解析：選AB人從P點(diǎn)下落到c點(diǎn)的過(guò)程中，在Pa段做自由落體運(yùn)動(dòng)，加速度為g，方向豎直向下；在ab段做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，加速度方向向下；在bc段，繩的拉力大于人的重力，人做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)，加速度方向向上。根據(jù)超重和失重的條件可知，選項(xiàng)A、B正確。11．某人在地面上最多能舉起60kg的重物，當(dāng)此人站在以5m/s2的加速度加速上升的升降機(jī)中，最多能舉起多重的物體。(g取10m/s2)解析：當(dāng)人在地面上舉起重物時(shí)，對(duì)重物分析，由牛頓第二定律得F－mg＝0在升降機(jī)內(nèi)舉起重物時(shí)，由于升降機(jī)具有豎直向上的加速度，故重物也具有相同的豎直向上的加速度，而人對(duì)外提供的最大力是不變的，對(duì)重物由牛頓第二定律得F－m′g＝m′a所以，在加速上升的升降機(jī)內(nèi)，人能舉起的重物的最大質(zhì)量為40kg。答案：40kg12.質(zhì)量為50kg的人站在升降機(jī)內(nèi)的體重計(jì)上。假設(shè)升降機(jī)由靜止上升的過(guò)程中，體重計(jì)的示數(shù)F隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖7所示，g取10m/s2。圖7(1)求0～10s內(nèi)升降機(jī)的加速度；(2)求20s時(shí)間內(nèi)人上升的高度。解析：(1)由圖像知，0～10s內(nèi)體重計(jì)對(duì)人的支持力FN＝700N。根據(jù)牛頓第二定律：FN－mg＝ma，得：a＝eq\f(FN－mg,m)＝eq\f(700－500,50)m/s2＝4m/s2。(2)0～10s內(nèi)的位移為：x1＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,1)＝200m，由圖像知，10～20s內(nèi)體重計(jì)對(duì)人體的支持力FN′＝500N，所以F合＝FN′－mg＝0所以這段時(shí)間內(nèi)升降機(jī)做勻速運(yùn)動(dòng)，故這段時(shí)間內(nèi)的位移為x2＝at1×t2＝400m故20s時(shí)間內(nèi)人上升的高度x＝x1＋x2＝600m。答案：(1)4m/s2，方向向上(2)600m第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律(時(shí)間：50分鐘總分值：100分)一、選擇題(此題共8小題，每題6分，共48分。第1～5小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，第6～8小題有多個(gè)選項(xiàng)正確，全選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分)1．以下關(guān)于力學(xué)及其開(kāi)展歷史，正確的說(shuō)法是()A．牛頓根據(jù)伽利略等前輩的研究，用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出牛頓第一定律B．牛頓通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)物體受到的外力總是迫使其改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而不是維持其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)C．由牛頓第二定律得到m＝eq\f(F,a)，這說(shuō)明物體的質(zhì)量跟所受外力成正比，跟物體的加速度成反比D．牛頓等物理學(xué)家建立的經(jīng)典力學(xué)體系不但適用于宏觀、低速研究領(lǐng)域，也能充分研究微觀、高速的物體運(yùn)動(dòng)答案：B2．以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．運(yùn)動(dòng)越快的汽車不容易停下來(lái)，是因?yàn)槠囘\(yùn)動(dòng)得越快，慣性越大B．作用力與反作用力一定是同種性質(zhì)的力C．伽利略的理想實(shí)驗(yàn)是憑空想象出來(lái)的，是脫離實(shí)際的理論假設(shè)D．馬拉著車向前加速時(shí)，馬對(duì)車的拉力大于車對(duì)馬的拉力解析：選B慣性的唯一量度是質(zhì)量，質(zhì)量大那么慣性大，慣性與速度無(wú)關(guān)，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤；作用力與反作用力一定是同性質(zhì)的力，所以B項(xiàng)正確；伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)是在實(shí)驗(yàn)的根底上，經(jīng)過(guò)了合理的推理，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤；馬對(duì)車的拉力與車對(duì)馬的拉力是相互作用力，大小一定相等，所以D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．魚(yú)在水中沿直線水平向左加速游動(dòng)過(guò)程中，水對(duì)魚(yú)的作用力方向合理的是()解析：選D魚(yú)在水中沿直線水平向左加速游動(dòng)過(guò)程中，受到水對(duì)它向上的浮力和向左的推力作用，合力方向應(yīng)為左上方，應(yīng)選項(xiàng)D正確。4．手拿起玻璃瓶，使瓶在空中處于靜止?fàn)顟B(tài)，關(guān)于瓶的受力，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．滑動(dòng)摩擦力，方向豎直向上B．靜摩擦力，方向豎直向下C．摩擦力和重力是一對(duì)平衡力D．摩擦力和重力是作用力和反作用力解析：選C手拿起玻璃瓶，使瓶在空中處于靜止?fàn)顟B(tài)，那么瓶子豎直方向受向下的重力和向上的靜摩擦力作用，這兩個(gè)力是平衡力，應(yīng)選項(xiàng)C正確。5.如圖1所示，A、B兩物體質(zhì)量均為m，A與B用彈簧連接，當(dāng)懸掛A物體的細(xì)線突然剪斷，在剪斷的瞬間，A物體的加速度大小和B物體的加速度大小分別為()圖1A．g，g B．2g,0C．0,2g D．2g,2g解析：選B剪斷細(xì)線前：A受重力mg，彈簧的向下的彈力mg和細(xì)線向上的拉力2mg；B受重力mg，彈簧的向上的彈力mg；剪斷細(xì)線的瞬間，彈簧的彈力不能突變，那么B受力不變，合力為零，加速度為零；A受的合力為2mg，那么加速度為aA＝eq\f(2mg,m)＝2g，那么選項(xiàng)B正確。6.如圖2所示，我國(guó)有一種傳統(tǒng)的民族體育工程叫做“押加〞，實(shí)際上相當(dāng)于兩個(gè)人拔河，如果甲、乙兩人在押加比賽中，甲獲勝，那么以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()圖2A．甲對(duì)乙的拉力大于乙對(duì)甲的拉力，所以甲獲勝B．當(dāng)甲把乙勻速拉過(guò)去時(shí)，甲對(duì)乙的拉力大小等于乙對(duì)甲的拉力大小C．當(dāng)甲把乙加速拉過(guò)去時(shí)，甲對(duì)乙的拉力大于乙對(duì)甲的拉力D．甲對(duì)乙的拉力大小始終等于乙對(duì)甲的拉力大小，只是地面對(duì)甲的摩擦力大于地面對(duì)乙的摩擦力，所以甲獲勝答案：BD7.如圖3所示，置于水平地面上的相同材料的質(zhì)量分別為m和m0的兩物體用細(xì)繩連接，在m0上施加一水平恒力F，使兩物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)兩物體間細(xì)繩上的拉力，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()圖3A．地面光滑時(shí)，繩子拉力大小等于eq\f(mF,m0＋m)B．地面不光滑時(shí)，繩子拉力大小等于eq\f(mF,m0＋m)C．地面不光滑時(shí)，繩子拉力大于eq\f(mF,m0＋m)D．地面不光滑時(shí)，繩子拉力小于eq\f(mF,m0＋m)解析：選AB地面光滑時(shí)，將兩物體看成一個(gè)整體，那么由牛頓第二定律可得：F＝(m＋m0)a，對(duì)m分析可得：FT＝ma，聯(lián)立解得：FT＝eq\f(Fm,m＋m0)；當(dāng)?shù)孛娌还饣瑫r(shí)，將兩者看成一個(gè)整體，可得F－μ(m＋m0)g＝(m＋m0)a，對(duì)m分析可得：FT－μmg＝ma，聯(lián)立可得FT＝eq\f(Fm,m＋m0)，故A、B正確。8.如圖4所示，在光滑水平面上有一靜止小車M，小車上靜止地放置著木塊m，和小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.3，用水平恒力F拉動(dòng)小車，以下關(guān)于木塊的加速度a1和小車的加速度a2，可能正確的有()圖4A．a(chǎn)1＝2m/s2，a2＝2m/s2B．a(chǎn)1＝2m/s2，a2＝3m/s2C．a(chǎn)1＝3m/s2，a2＝4m/s2D．a(chǎn)1＝3m/s2，a2＝2m/s2解析：選AC對(duì)上面的木塊m受力分析，在水平方向只可能有摩擦力，且Ff≤mg×0.3，因此木塊m的最大加速度為g×0.3＝3m/s2，假設(shè)小車與木塊一起運(yùn)動(dòng)，二者加速度相等，選項(xiàng)A中的加速度都小于3m/s2，所以是可能的，A正確；假設(shè)木塊與小車發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，那么木塊的加速度一定是3m/s2，應(yīng)選項(xiàng)B錯(cuò)誤；發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，由于拉力作用在小車上，故小車的加速度要大于木塊的加速度，所以選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。二、實(shí)驗(yàn)題(此題共2小題，共18分)9．(6分)(多項(xiàng)選擇)某研究性學(xué)習(xí)小組用如圖5所示的裝置探究牛頓第二定律。該小組在實(shí)驗(yàn)中確定的研究對(duì)象是小車，而且認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車的拉力等于砂桶和砂的總重力，也是小車所受的合外力。那么對(duì)該實(shí)驗(yàn)，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是________。圖5A．在長(zhǎng)木板不帶定滑輪的一端下面墊一木塊，反復(fù)移動(dòng)木塊的位置，直到小車在砂桶和砂的拉動(dòng)下帶動(dòng)紙帶做勻速直線運(yùn)動(dòng)，以平衡小車運(yùn)動(dòng)中受到的摩擦力B．實(shí)驗(yàn)中必須使砂桶和砂的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量C．細(xì)線對(duì)小車的真實(shí)拉力一定略小于砂桶和砂的總重力D．該實(shí)驗(yàn)是應(yīng)用“控制變量法〞來(lái)探究牛頓第二定律的解析：做該實(shí)驗(yàn)需要平衡摩擦力，所以在長(zhǎng)木板不帶定滑輪的一端下面墊一木塊，反復(fù)移動(dòng)木塊的位置，讓小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，砂桶和砂不能掛在小車上，故A錯(cuò)誤；當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂桶和砂的總質(zhì)量時(shí)，才能近似認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車的拉力大小等于砂桶和砂的總重力大小，故B正確；實(shí)際上砂桶和砂也做勻加速運(yùn)動(dòng)，mg－FT＝ma，所以細(xì)線對(duì)小車的真實(shí)拉力一定略小于砂桶和砂的總重力，故C正確；該實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)變量，要保持質(zhì)量不變，研究力與加速度的關(guān)系，保持力不變，研究質(zhì)量與加速度的關(guān)系，是應(yīng)用“控制變量法〞來(lái)探究牛頓第二定律的，故D正確。答案：BCD10．(12分)某同學(xué)用如圖6甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)“探究a與F、m之間的定量關(guān)系〞。(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須先平衡小車與木板之間的摩擦力，該同學(xué)是這樣操作的：如圖乙，將小車靜止地放在水平長(zhǎng)木板上，并連著已穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，調(diào)整木板右端的高度，接通電源，用手輕撥小車，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列__________的點(diǎn)，說(shuō)明小車在做____________運(yùn)動(dòng)。圖6(2)如果該同學(xué)先如(1)中的操作，平衡了摩擦力。以砂和砂桶的重力為F，在小車質(zhì)量M保持不變情況下，不斷往桶里加砂，砂和砂桶的質(zhì)量最終到達(dá)eq\f(1,3)M，測(cè)小車加速度a，作a-F的圖像。以下圖線正確的選項(xiàng)是________。(3)設(shè)紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距為x1和x2，如圖7為用米尺測(cè)量某一紙帶上的x1、x2的情況，從圖中可讀出x1＝3.10cm，x2＝____cm，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz，由此求得加速度的大小a＝____m/s2。圖7解析：(1)平衡摩擦力時(shí)，先接通電源，用手輕撥小車，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn)跡均勻的點(diǎn)，說(shuō)明小車在做勻速運(yùn)動(dòng)。(2)由于該同學(xué)平衡了摩擦力，故得到的a-F圖線過(guò)原點(diǎn)，當(dāng)砂和砂桶的質(zhì)量最終到達(dá)eq\f(1,3)M時(shí)，由于不滿足小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量，故圖線應(yīng)該為C。(3)x2＝5.50cm，T＝0.1s，那么加速度a＝eq\f(Δx,T2)＝eq\f(5.50－3.10×10－2,0.12)m/s2＝2.40m/s2。答案：(1)點(diǎn)跡均勻勻速(2)C(3)5.502.40三、計(jì)算題(此題共2小題，共34分)11．(16分)如圖8所示，在傾角為α的固定光滑斜面上，有一用繩子拴著的長(zhǎng)木板，木板上趴著一只老鼠。木板的質(zhì)量是老鼠質(zhì)量的兩倍，當(dāng)繩子突然斷開(kāi)時(shí)，老鼠立即沿著板向上爬，以保持其相對(duì)斜面的位置不變。此木板沿斜面下滑的加速度為多少？圖8解析：設(shè)老鼠的質(zhì)量為m，那么木板的質(zhì)量為2m。老鼠處于靜止?fàn)顟B(tài)，受力如圖甲所示。由平衡條件得Ff＝mgsinα①木板受力如圖乙所示。由牛頓第二定律得Ff′＋2mgsinα＝2ma②其中Ff＝Ff′③聯(lián)立①②③得a＝eq\f(3,2)gsinα。答案：eq\f(3,2)gsinα12．(18分)在平直的公路上，一輛汽車正以32m/s的速度勻速行駛，因前方出現(xiàn)事故，司機(jī)立即剎車，直到汽車停下。汽車的質(zhì)量為1.5×103kg，剎車時(shí)汽車所受的阻力為1.2×104N。求：(1)剎車時(shí)汽車的加速度大?。?2)從開(kāi)始剎車到最終停下，汽車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(3)從開(kāi)始剎車到最終停下，汽車前進(jìn)的距離。解析：(1)對(duì)車受力分析，受到重力、支持力和摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律，由Ff＝ma解得a＝eq\f(Ff,m)＝8m/s2，即剎車時(shí)汽車的加速度大小為8m/s2。(2)汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)速度時(shí)間公式，有t＝eq\f(v0,a)＝4s即從開(kāi)始剎車到最終停下，汽車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為4s。(3)根據(jù)速度位移公式，有x＝eq\f(v\o\al(2,0),2a)＝64m，即從開(kāi)始剎車到最終停下，汽車前進(jìn)的距離為64m。答案：(1)8m/s2(2)4s(3)64m(時(shí)間：90分鐘總分值：110分)一、選擇題(此題共14小題，每題4分，共56分。第1～8小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，第9～14小題有多個(gè)選項(xiàng)正確，全選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分)1．有一個(gè)物體做加速度與速度方向一致的直線運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法中不可能的是()A．物體的某時(shí)刻的瞬時(shí)速度很大，但加速度卻很小B物體的某時(shí)刻加速度很大，但瞬時(shí)速度卻很小C．物體的加速度在增大，但速度卻在減小D．物體的速度不斷增大，加速度保持不變解析：選C根據(jù)加速度的定義式a＝eq\f(Δv,Δt)知，瞬時(shí)速度大，但加速度不一定大，故A可能；瞬時(shí)速度小，但加速度可能大，故B可能；當(dāng)加速度方向與速度方向相同時(shí)，加速度增大，速度增大，故C不可能；當(dāng)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度不變，故D可能。2．質(zhì)量都是m的物體在水平面上沿直線運(yùn)動(dòng)，甲、乙、丙、丁圖是它的運(yùn)動(dòng)圖像，由圖像可知()圖1A．圖甲說(shuō)明物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．圖乙說(shuō)明物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)C．圖丙說(shuō)明物體沿負(fù)方向做減速直線運(yùn)動(dòng)D．圖丁說(shuō)明物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)解析：選D圖甲表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；圖乙表示物體做一定初速度的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；圖丙表示速度不斷減小的沿正方向運(yùn)動(dòng)的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；圖丁表示物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確。3．以下判斷正確的選項(xiàng)是()A．跳高運(yùn)發(fā)動(dòng)起跳時(shí)，地面對(duì)他的支持力大于他對(duì)地面的壓力B．拔河比賽時(shí)，假設(shè)甲勝乙負(fù)，那么甲隊(duì)對(duì)乙隊(duì)的拉力大于乙隊(duì)對(duì)甲隊(duì)的拉力C．起重機(jī)用鋼絲繩吊著貨物加速上升時(shí)，鋼絲繩對(duì)貨物的拉力等于貨物對(duì)鋼絲繩的拉力D．汽車?yán)宪囋谒降缆飞涎刂本€運(yùn)動(dòng)，只有它們做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，汽車?yán)宪嚨牧Σ诺扔谕宪嚴(yán)嚨牧馕觯哼xC根據(jù)牛頓第三定律，作用力和反作用力總是等大反向的，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、是否受其他力無(wú)關(guān)，所以只有C正確。4．粗糙水平面上的物體在水平拉力F作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)使F不斷減小，那么在滑動(dòng)過(guò)程中()A．物體的加速度不斷減小，速度不斷增大B．物體的加速度不斷增大，速度不斷減小C．物體的加速度先變大再變小，速度先變小再變大D．物體的加速度先變小再變大，速度先變大再變小解析：選D物體原來(lái)是做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度的方向與拉力的方向相同，當(dāng)拉力減小時(shí)，物體受到向前的合外力逐漸減小，故加速度會(huì)逐漸變小，當(dāng)拉力與摩擦力相等時(shí)，物體的合外力為0，故加速度的大小為0，在這之前，物體的速度不斷增大，加速度為0時(shí)，速度最大；拉力再減小，物體受到的合外力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，加速度反向，不斷增大，速度不斷減小，所以選項(xiàng)D是正確的。5.如圖2所示，A、B兩物體疊放在一起，B的左側(cè)面與豎直墻壁相接觸，現(xiàn)由靜止同時(shí)釋放兩物體，不計(jì)空氣阻力。那么在物體落地之前以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()圖2A．物體A受一個(gè)力B．物體A受兩個(gè)力C．物體B受兩個(gè)力D．物體B受三個(gè)力解析：選AA、B整體同時(shí)沿豎直墻面下滑，受到總重力，墻壁對(duì)其沒(méi)有支持力，如果有，將會(huì)向右加速運(yùn)動(dòng)，因?yàn)闆](méi)有彈力，故也不受墻壁的摩擦力，即只受重力，做自由落體運(yùn)動(dòng)；由于整體做自由落體運(yùn)動(dòng)，處于完全失重狀態(tài)，故A、B間無(wú)彈力，再對(duì)物體B受力分析，只受重力；應(yīng)選A。6.一個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輕彈簧，將其上端固定，下端掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球時(shí)，彈簧的總長(zhǎng)度變?yōu)?L?，F(xiàn)將兩個(gè)這樣的彈簧按如圖3所示方式連接，A、B兩小球的質(zhì)量均為m，那么兩小球平衡時(shí)，B小球距懸點(diǎn)O的距離為(不考慮小球的大小，且彈簧都在彈性限度范圍內(nèi))()圖3A．3L B．4LC．5L D．6L解析：選C當(dāng)掛一個(gè)小球時(shí)，根據(jù)胡克定律，有：mg＝kΔx＝kL；當(dāng)掛兩個(gè)小球時(shí)，上面彈簧，有：2mg＝kΔx1；下面彈簧，有：mg＝kΔx2；故B球距懸點(diǎn)O的距離為：x＝2L＋Δx＝2L＋Δx1＋Δx2＝5L；故A、B、D錯(cuò)誤，C正確。7．一根輕繩能承受的最大拉力為G，現(xiàn)將一重力為G的物體系在繩的中點(diǎn)，兩手先并攏分別握住繩的兩端，然后緩慢對(duì)稱左右分開(kāi)，假設(shè)想繩子不斷，兩繩之間的夾角不能超過(guò)()A．45° B．60°C．120° D．135°解析：選C繩子分開(kāi)后隨著繩子間夾角的增加，繩子的拉力逐漸增大，當(dāng)繩子的拉力大小為G時(shí)，兩繩間的夾角最大，此時(shí)兩繩拉力的合力恰好等于物體的重力。由幾何知識(shí)可以得出此時(shí)兩繩之間的夾角為120°。8.如圖4所示，物體A置于傾斜的傳送帶上，它能隨傳送帶一起向上或向下做勻速運(yùn)動(dòng)，以下關(guān)于物體A在上述兩種情況下的受力描述，正確的選項(xiàng)是()圖4A．物體A隨傳送帶一起向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，A所受的摩擦力沿斜面向下B．物體A隨傳送帶一起向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，A所受的摩擦力沿斜面向下C．物體A隨傳送帶一起向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，A不受摩擦力作用D．無(wú)論傳送帶向上或向下運(yùn)動(dòng)，傳送帶對(duì)物體A的作用力均相同解析：選D物體相對(duì)傳送帶靜止，隨傳送帶一起向上或向下做勻速運(yùn)動(dòng)，所以物體受力平衡，在沿斜面方向有：mgsinθ＝Ff，所以無(wú)論傳送帶向上或向下運(yùn)動(dòng)，A所受的摩擦力都沿斜面向上，故A、B、C錯(cuò)誤。對(duì)物體受力分析，受到重力和傳送帶對(duì)物體的作用力，所以傳送帶對(duì)物體A的作用力大小等于重力，方向豎直向上，所以無(wú)論傳送帶向上或向下運(yùn)動(dòng)，傳送帶對(duì)物體A的作用力均相同，故D正確。9．將一個(gè)大小為8N的力分解成兩個(gè)分力，以下各組值不可能的是()A．1N和10N B．10N和15NC．1000N和1000N D．1000N和1500N解析：選AD1N與10N的合力范圍是9N≤F≤11N，不可能為8N，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；10N與15N的合力范圍是5N≤F≤25N，可能為8N，選項(xiàng)B正確；1000N與1000N的合力范圍是0≤F≤2000N，可能為8N，選項(xiàng)C正確；1000N與1500N的合力范圍是500N≤F≤2500N，不可能為8N，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。此題選不可能的，應(yīng)選A、D。10．關(guān)于摩擦力的以下說(shuō)法中，正確的選項(xiàng)是()A．運(yùn)動(dòng)的物體可能受到靜摩擦力的作用B．靜止的物體不可能受到滑動(dòng)摩擦力的作用C．滑動(dòng)摩擦力一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)D．摩擦力不一定與正壓力成正比解析：選AD發(fā)生靜摩擦力的兩個(gè)物體是相對(duì)靜止的，但兩物體都可能運(yùn)動(dòng)，故A正確；靜止的物體也可以受到滑動(dòng)摩擦力，只要它和與它接觸的物體之間有相對(duì)滑動(dòng)即可，故B錯(cuò)誤；滑動(dòng)摩擦力阻礙物體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但它可以與運(yùn)動(dòng)方向相同，此時(shí)為動(dòng)力，故C錯(cuò)誤；靜摩擦力的大小與正壓力無(wú)關(guān)，故D正確。11．伽利略開(kāi)創(chuàng)了實(shí)驗(yàn)研究和邏輯推理相結(jié)合探索自然規(guī)律的科學(xué)方法，利用這種方法伽利略發(fā)現(xiàn)的規(guī)律有()A．力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因B．物體之間普遍存在相互吸引力C．忽略空氣阻力，重物與輕物下落得同樣快D．物體間的相互作用力總是大小相等、方向相反解析：選AC伽利略利用理想斜面實(shí)驗(yàn)和邏輯推理相結(jié)合的方法否認(rèn)了亞里士多德“力是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因〞的錯(cuò)誤結(jié)論，正確地指出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，A項(xiàng)正確；牛頓提出萬(wàn)有引力定律，B項(xiàng)錯(cuò)；伽利略首先運(yùn)用邏輯推理的方法發(fā)現(xiàn)物體下落的快慢和它的重量無(wú)關(guān)，C項(xiàng)正確；牛頓提出了物體間的相互作用力總是等大反向的結(jié)論，D項(xiàng)錯(cuò)。12．一小球自地面上方某高度處自由下落，測(cè)得小球在最后1s內(nèi)的位移是35m，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，那么()A．小球從釋放到落地的時(shí)間為5sB．小球從釋放到落地的時(shí)間為4sC．小球釋放點(diǎn)距地面的高度為125mD．小球釋放點(diǎn)距地面的高度為80m解析：選BD最后1s內(nèi)的位移x＝eq\f(1,2)gt2－eq\f(1,2)g(t－1)2＝35m，解得：t＝4s，根據(jù)h＝eq\f(1,2)gt2得小球釋放點(diǎn)距地面的高度為：h＝eq\f(1,2)×10×16m＝80m，故B、D正確，A、C錯(cuò)誤。13．物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間T內(nèi)通過(guò)位移x1到達(dá)A點(diǎn)，接著在時(shí)間T內(nèi)又通過(guò)位移x2到達(dá)B點(diǎn)，那么物體()A．在A點(diǎn)的速度大小為eq\f(x1＋x2,2T)B．在B點(diǎn)的速度大小為eq\f(3x2－x1,2T)C．運(yùn)動(dòng)的加速度為eq\f(2x1,T2)D．運(yùn)動(dòng)的加速度為eq\f(x1＋x2,T2)解析：選AB勻變速直線運(yùn)動(dòng)的中間時(shí)刻的速度等于該過(guò)程的平均速度，故A點(diǎn)的速度為eq\f(x1＋x2,2T)，故A正確；B點(diǎn)的速度vB＝vA＋aT＝eq\f(3x2－x1,2T)，故B正確；由Δx＝aT2，可得物體運(yùn)動(dòng)的加速度a＝eq\f(x2－x1,T2)，故C、D錯(cuò)誤。14．一輛汽車沿著一條平直的公路行駛，公路旁邊與公路平行有一行電線桿，相鄰電線桿間的間隔均為50m，取汽車駛過(guò)某一根電線桿的時(shí)刻為零時(shí)刻，此電線桿作為第1根電線桿，此時(shí)刻汽車行駛的速度為5m/s，假設(shè)汽車的運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng)，在10s末汽車恰好經(jīng)過(guò)第3根電線桿，那么以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．汽車的加速度為1m/s2B．汽車?yán)^續(xù)行駛，經(jīng)過(guò)第7根電線桿時(shí)瞬時(shí)速度大小為25m/sC．汽車在第3根至第7根電線桿間運(yùn)動(dòng)所需要的時(shí)間為20sD．汽車在第3根至第7根電線桿間的平均速度為20m/s解析：選ABD汽車在10s內(nèi)的位移是：x13＝50×2m＝100m，由x＝v1t＋eq\f(1,2)at2代入數(shù)據(jù)解得：a＝1m/s2，故A正確；設(shè)汽車從第1根到第7根電線桿的時(shí)間為t7，那么：x17＝6×50m＝300m，由勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律得：x17＝v1t7＋eq\f(1,2)ateq\o\al(2,7)，代入數(shù)據(jù)解得：t7＝20s，汽車在第3根至第7根電線桿間運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間t＝t7－t3＝20s－10s＝10s，到達(dá)第7根電線桿的速度為：v7＝v1＋at7＝5m/s＋1×20m/s＝25m/s，故B正確，C錯(cuò)誤；汽車從第3根至第7根電線桿間的平均速度為：eq\x\to(v)＝eq\f(x,Δt)＝eq\f(200,10)m/s＝20m/s，故D正確。二、實(shí)驗(yàn)題(此題共2小題，共16分)15．(6分)下表是某同學(xué)在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系〞的實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。彈力F/N0.51.01.52.02.5彈簧的伸長(zhǎng)量x/cm2.65.06.89.812.4(1)請(qǐng)你在圖5所示的坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線，作出F-x圖像。圖5(2)根據(jù)圖像，寫(xiě)出F-x的具體函數(shù)關(guān)系式：F＝________。(其中F的單位為N，x的單位為m)解析：(1)如下圖。(2)由ΔF＝kΔx，得k＝eq\f(ΔF,Δx)＝eq\f(2.5－0.5,12.4－2.6×10－2)N/m≈20N/m，得F＝20x。答案：(1)見(jiàn)解析圖(2)F＝20x[F＝(20±2)x均可]16．(10分)為了探究加速度與力的關(guān)系，使用如圖6所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中G1、G2為兩個(gè)光電門，它們與數(shù)字計(jì)時(shí)器相連，當(dāng)滑行器通過(guò)G1、G2光電門時(shí)，光束被遮擋的時(shí)間Δt1和Δt2都可以被測(cè)量并記錄，滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片寬度為D，光電門距離為x，牽引砝碼的質(zhì)量為m，答復(fù)以下問(wèn)題：圖6(1)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平，在不增加其他儀器的情況下，如何判定調(diào)節(jié)是否到位？______________________________________________________(2)假設(shè)取M＝0.4kg，改變m的值，進(jìn)行屢次實(shí)驗(yàn)，以下m的取值不適宜的一個(gè)是()A．m1＝5g B．m2＝15g