2012高中物理 第六章 力与运动 6单元测试 鲁科版必修1

用心 爱心 专心1 第第 6 6 章章 力与运动力与运动 单元测试单元测试 1 电梯内的地板上竖直放置一根轻质弹簧 弹簧上方有一质量为m的物体 当电梯静 止时弹簧被压缩了x 当电梯运动时弹簧又被压缩了x 试判断电梯运动的可能情况 是 A 以大小为 2g的加速度加速上升 B 以大小为 2g的加速度减速上升 C 以大小为g的加速度加速下降 D 以大小为g的加速度减速下降 解析 由kx mg和 2kx mg ma可得a g 方向竖直向上 所以此电梯可能以大 小为g的加速度向上加速 也可能以大小为g的加速度减速下降 故 D 正确 答案 D 2 如图 1 所示 被水平拉伸的轻弹簧右端拴在小车壁上 左端拴 一质量为 10 kg 的物块M 小车静止不动 弹簧对物块的弹力大 小为 5 N 时 物块处于静止状态 当小车以加速度a 1 m s2 沿水平地面向右加速运动时 图 1 A 物块M相对小车仍静止 B 物块M受到的摩擦力大小不变 C 物体M受到的摩擦力将减小 D 物块M受到的弹簧的拉力将增大 解析 由初始条件知最大静摩擦力Ffmax 5 N 当小车向右加速运动时 取向右为 正方向 假设物块仍相对小车静止 由牛顿第二定律得 5 Ff 10 1 Ff 5 N 因Ff 5 N 则 A B 正确 答案 AB 3 为了节省能量 某商场安装了智能化的电动 扶梯 无人乘行时 扶梯运转得很慢 有人站上扶梯时 它 会先慢慢加速 再匀速运转 一顾客乘扶梯上楼 恰好经历 了这两个过程 如图 2 所示 那么下列说法中正确的是 图 2 A 顾客始终受到三个力的作用 B 顾客始终处于超重状态 C 顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方 再竖直向下 D 顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方 再竖直向下 解析 人加速运动时 受重力 支持力和水平向右的静摩擦力作用 扶梯对人的作 用力指向右上方 人对扶梯的作用力指向左下方 当人匀速运动时 人只受重力和 竖直向上的支持力作用 所以仅 C 项正确 用心 爱心 专心2 答案 C 4 如图 3 甲所示 在倾角为 30 的足够长的光滑斜面上 有一质量为m的物体 受 到沿斜面方向的力F作用 力F按图乙所示规律变化 图中纵坐标是F与mg的比值 力沿斜面向上为正 则物体运动的速度v随时间t变化的规律是图 4 中的 物体的 初速度为零 重力加速度取 10 m s2 图 3 图 4 解析 在 0 1 s 内 物体的加速度为a1 解得a1 5 m s2 A 项 F mgsin30 m 错误 在 1 2 s 内 物体的加速度为a2 5 m s2 B 项错误 在 mgsin30 m 2 3 s 内 a3 15 m s2 D 项错误 只有 C 项正确 F mgsin30 m 答案 C 5 如图 5 所示 小车的质量为M 人的质量为m 人用恒力F拉绳 若人与车保持相 对静止 且地面为光滑的 又不计滑轮与绳的质量 则车对人的摩擦力可能是 图 5 A F 方向向左 B F 方向向右 M m M m m M 用心 爱心 专心3 C F 方向向左 D F 方向向右 m M m M M m m M 解析 设车对人的摩擦力Ff方向水平向右 对小车和人组成的系统应用牛顿第二 定律有 2F M m a 对人应用牛顿第二定律得F Ff ma 可解得 Ff M m M m F 当M m时 人受到向右的静摩擦力 大小为 F 当M m时 人受到向左 M m M m 的静摩擦力 大小为 F 故 A B 错误 C D 正确 m M m M 答案 CD 6 一根质量分布均匀的长绳AB 在水平外力F的作用下 沿光滑水平面做直线运动 如图 6 甲所示 绳内距A端s处的张力FT与s的关系如图乙所示 由图可知 图 6 A 水平外力F 6 N B 绳子的质量m 3 kg C 绳子的长度l 2 m D 绳子的加速度a 2 m s2 解析 取s 0 对A端进行受力分析 F FT ma 又A端质量趋近于零 则 F FT 6 N A 正确 由于不知绳子的加速度 其质量也无法得知 B D 均错误 由图易知 C 正确 答案 AC 7 如图 7 甲所示 两物体A B叠放在光滑水平面上 对物体A施加一水平力 F F t关系图象如图乙所示 两物体在力F作用下由静止开始运动 且始终相对 静止 则 图 7 A 两物体做匀变速直线运动 B 两物体沿直线做往复运动 C B物体所受摩擦力的方向始终与力F的方向相同 用心 爱心 专心4 D t 2 s 到t 3 s 这段时间内两物体间的摩擦力逐渐减小 解析 由于两物体在F作用下由静止开始运动 且始终相对静止 则有F mA mB a 对B有Ff mBa 由F t图象可知 F随时间变化 则a随时间变化 A 项错 C 项正确 A B先沿正方向做加速度增大的变加速运动 再做加速度逐渐减小的变 加速运动 然后做加速度增大的变减速运动 再做加速度逐渐减小的变减速运动至 速度为 0 整个过程中运动方向不变 B 项错 2 s 3 s 的时间内 F逐渐增大 a增大 Ff增大 D 项错 答案 C 8 如图 8 所示 光滑水平面上放置质量分别为m 2m的A B两个物 体 A B间的最大静摩擦力为 mg 现用水平拉力F拉B 使A B以同一加速度运动 则拉力F的最大值为 图 8 A mg B 2 mg C 3 mg D 4 mg 解析 当A B之间恰好不发生相对滑动时力F最大 此时 对于A物体所受的合 外力为 mg 由牛顿第二定律知aA g mg m 对于A B整体 加速度a aA g 由牛顿第二定律得F 3ma 3 mg C 项正确 答案 C 9 如图 9 所示 质量为M的长平板车放在光滑的 倾角为 的斜面上 车上站着一质量为m的人 若要平板车静 止在斜面上 车上的人必须 A 匀速向下奔跑 图 9 B 以加速度a gsin 向下加速奔跑 M m C 以加速度a 1 gsin 向下加速奔跑 M m D 以加速度a 1 gsin 向上加速奔跑 M m 解析 以车为研究对象 在平行于斜面方向和垂直于斜面方向建 立 坐标系 如图所示 因为车静止不动 即两个方向上合力都为零 x方向 Ff Mgsin 0 所以摩擦力 人对车 沿斜面向上 大小等 用心 爱心 专心5 于Mgsin 故人受车的作用力沿斜面向下 以人为研究对象受力分析如图所示 则有Ff mgsin ma Ff Ff 所以a 1 gsin M m 故 C 正确 答案 C 10 一个质量为 50 kg 的人 站在竖直向上运动着的升降机底板上 他看 到升降机上挂着一个重物的弹簧测力计的示数为 40 N 如图 10 所示 该重物的质量为 5 kg 这时人对升降机底板的压力是多大 g取 10 m s2 图 10 解析 以重物为研究对象 重物受向下的重力mg 向上的弹簧拉力F 重物随升降 机一起以加速度a向上运动 由于重物的重力mg大于弹簧测力计的示数 因此可 知升降机的加速度方向应向下 即升降机减速上升 由牛顿第二定律有 mg F ma 所以a m s2 2 m s2 mg F m 50 40 5 再以人为研究对象 人受到重力Mg 底板的支持力FN 由牛顿第二定律有 Mg FN Ma 得FN Mg Ma 50 10 2 N 400 N 由牛顿第三定律知 人对升降机底板的压力大小为 400 N 方向竖直向下 答案 400 N 11 在 运动员手拉绳索向上攀 登 最终点燃了主火炬 体现了残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的 精神 为了探求上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用 可将过程简化 如下 一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮 一端挂一吊椅 另一端被 坐在吊椅上的运动员拉住 如图 11 所示 设运动员的质量为 65 kg 图 11 吊椅的质量为 15 kg 不计定滑轮与绳子间的摩擦 重力加速度取g 10 m s2 当运动员与吊椅一起以加速度a 1 m s2上升时 试求 1 运动员竖直向下拉绳的力 2 运动员对吊椅的压力 解析 法一 1 设运动员和吊椅的质量分别为M和m 绳拉运动员的力为F 以运 用心 爱心 专心6 动员和吊椅整体为研究对象 受到重力的大小为 M m g 向上的拉力为 2F 根据 牛顿第二定律 2F M m g M m a 解得F 440 N 根据牛顿第三定律 运动员拉绳的力大小为 440 N 方向竖直向下 2 以运动员为研究对象 运动员受到三个力的作用 重力大小Mg 绳的拉力F 吊椅对运动员的支持力FN 根据牛顿第二定律 F FN Mg Ma 解得FN 275 N 根据牛顿第三定律 运动员对吊椅压力大小为 27 5 N 方向竖直向下 法二 设运动员和吊椅的质量分别为M和m 运动员对绳竖直向下的拉力大小为 F 对吊椅的压力大小为FN 根据牛顿第三定律 绳对运动员的拉力大小为F 吊椅对运动员的支持力大小为FN 分 别以运动员和吊椅为研究对象 根据牛顿第二定律 F FN Mg Ma F FN mg ma 由 得F 440 N FN 275 N 答案 1 440 N 方向竖直向下 2 275 N 方向竖直向下 12 如图 12 所示 一质量为M 5 kg 的斜面体放在水平地面上 斜面 体与地面的动摩擦因数为 1 0 5 斜面高度为h 0 45 m 斜面 体与小物块的动摩擦因数为 2 0 8 小物块的质量为m 1 kg 起初小物块在斜面的竖直面上的最高点 现在从静止开始在M上作 用一水平恒力F 并且同时释放m 取g 10 m s2 设小物块与斜面间最大静摩擦 力等于它们之间的滑动摩擦力 小物块可视为质点 问