高中物理必修1-力与运动-试题及详解

本章知识结构本章测试1.下列物体的运动状态保持不变的是（）A.匀速行驶的列车B.地球同步卫星C.自由下落的小球D.在水面上浮动的木块思路解析：物体运动状态的改变是以速度的改变为标志的，速度是矢量，其大小、方向只要有一个方面改变了我们就说速度改变了，即运动状态改变了。答案：A2.对下列现象解释正确的是（）A.在一定拉力作用下，车沿水平面匀速前进，没有这个拉力，小车就会停下来，所以力是物体运动的原因B.向上抛出的物体由于惯性，所以向上运动，以后由于重力作用，惯性变小，所以速度也越来越小C.急刹车时，车上的乘客由于惯性一样大，所以都会向前倾倒D.质量大的物体运动状态不容易改变，是由于物体的质量大，惯性也就大的缘故思路解析：由牛顿第一定律可知，物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因；任何物体都具有惯性，质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体其惯性大，维持原来运动状态的本领大，运动状态难以改变。答案：D3.关于作用力和反作用力，以下说法正确的是（）A.手用力拉弹簧，使弹簧拉长之后，才能对手有反作用力B.物体的重力和地面支持力是一对作用力和反作用力C.作用力和反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失的同类性质的力D.作用力和反作用力是作用在同一物体上的两个等值反向的力思路解析：作用力与反作用力发生在相互作用的两个物体之间，是同种性质的力，并且总是同时产生、同时变化、同时消失。作用在同一物体上的两个等值反向的力是一对平衡力。答案：C4.静止在光滑水平面上的物体，在开始受到水平拉力的瞬间，下述正确的是（）A.物体立刻产生加速度，但此时速度为零B.物体立刻运动起来，有速度，但加速度还为零C.速度与加速度都为零D.速度与加速度都不为零思路解析：牛顿第二定律说明了力是使物体产生加速度的原因，并且力与加速度是一种瞬时对应关系，物体受到力的同时立刻会产生加速度，而在那一瞬间由于惯性物体的速度仍然为零。答案：A5.在粗糙水平面上，质量为m的物体，受水平拉力F作用后产生的加速度为a，物体受到摩擦力为Ff，如果把拉力改为2F，则有（）A.加速度仍为aB.加速度变为2aC.摩擦力仍为FfD.摩擦力变为2Ff思路解析：受水平拉力F时F-Ff=ma，当拉力改为2F后，摩擦力不变，根据牛顿第二定律2F-Ff=ma2（F-Ff）=2ma，即a2A。答案：C6.质量为60kg的人，站在升降机内的台秤上，测得体重为480N，则升降机的运动应是（）A.匀速上升或匀速下降B.加速上升C.减速上升D.减速下降思路解析：人对台秤的压力为480N，根据牛顿第三定律，台秤对人的支持力为480N，小于人的重力，人处于失重状态，加速度向下，所以升降机可能加速下降或减速上升。答案：C7.一辆小车在水平地面上行驶，悬挂的摆球相对小车静止并与竖直方向成角（如图6-1所示）下列关于小车运动情况，说法正确的是（）图6-1A.加速度方向向左，大小为gtanB.加速度方向向右，大小为gtanC.加速度方向向左，大小为gsinD.加速度方向向右，大小为gsin思路解析：小球受到线的拉力和重力两个力的作用，由题图可知，这两个力的合力方向水平向左，大小为mgtan，由牛顿第二定律可知，小车的加速度方向向左，大小为gtan。答案：A8.有两个物体，质量分别为m1和m2，m1原来静止，m2以速度v向右运动，它们同时各受到一个向右的大小相等的恒力作用，它们能达到相同速度的条件是（）A.m1m2B.m1=m2C.m1m2D.m1远远大于m2思路解析：它们达到相同的速度时有=v+，所以，得mlm2。答案：A9.如图6-2所示，不计绳的质量及绳与滑轮的摩擦，物体A的质量为M，水平面光滑，当在绳端施以F=mg的竖直向下的拉力作用时，物体A的加速度为a1，当在B端挂一质量为m的物体时，A的加速度为a2，则a1与a2的关系正确的是（）A.a1=a2B.a1a2C.a1a2D.无法判断图6-2图6-3思路解析：当施以竖直向下的拉力时F=ma1=mg，所以a1=g；当挂一质量为m的物体时，两物体组成一个简单的连接体，它们的加速度大小相等，设此时绳子的拉力为T，则有mg-T=ma2，T=ma2，联立得a2=a1。答案：B10.如图6-3所示，吊篮P悬挂在天花板上，与吊篮质量相等的物体Q被固定在吊篮中的轻弹簧托住，当悬挂吊篮的细绳烧断的瞬间，吊篮P和物体Q的加速度大小是（）A.aP=aQ=gB.aP=2g，aQ=gC.aP=g，aQ=2gD.aP=2g，aQ=0思路解析：烧断细绳的瞬间，细绳的拉力立刻消失，吊篮受重力和弹簧弹力的作用，这两个力的方向相同，其合力大小为吊篮重力的两倍，所以吊篮产生的加速度为2g；物体Q受到重力的弹簧弹力两个力的作用，其合力为零，加速度为零。答案：D11.某火箭发射场正在进行某型号火箭的发射试验。该火箭起飞时质量为2.02103kg，起飞推力2.75106N，火箭发射塔高100m，则该火箭起飞时的加速度大小为m/s2；在火箭推动力不变的情况下，若不考虑空气阻力及火箭质量的变化，火箭起飞后，经s飞离火箭发射塔。（g=9.8m/s2）思路解析：根据牛顿第二定律F-mg=ma，a=m/s2=1.35103m/s2；再由h=12at2，得t=s=0.385s。答案：1.351030.38512.总质量为M的热气球由于故障在空中以速度v0匀速下降。为了阻止继续下降，在t=0时刻，从热气球中释放了一个质量为m的沙袋。不计空气阻力，当t=时，热气球停止下降，这时沙袋的速度为。思路解析：设空气浮力为F，原来匀速下降，热气球的总重力等于空气浮力。从热气球中释放一个质量为m的沙袋时，热气球将减速度下降，热气球受到的合外力为F合=F-（M-m）g=（M-m）a，得a=，由速度公式得热气球减速到零的时间为t=v0a=（M-m）v0mg。沙袋做匀加速度直线运动，这时其速度为v=v0+gt=Mv0m。答案：13.在水平面上用水平力F拉物体从静止开始做匀加速直线运动，当速度达到v时撤掉F，物体在水平面上滑行直到停止，物体的速度图象如图6-4所示，物体在水平面上的摩擦力为Ff，则FFf=。图6-4图6-5思路解析：前2s物体做匀加速直线运动，其加速度为a1=m/s2=2m/s2，2s末至8s末，物体做匀减速直线运动，其加速度为a2=m/s2。根据牛顿第二定律列方程得F-Ff=ma1，Ff=ma2联立得，FFf=41。答案：4114.如图6-5所示，一细线的一端固定于倾角为45的光滑楔形滑块A的顶端P处。细线的另一端拴一质量为m的小球，当滑块以a=向左运动时，小球对滑块的压力等于零，当滑块以a=2g的加速度向左运动时，线中拉力T=。思路解析：小球对滑块的压力等于零时，则小球只受细绳拉力和重力两个力的作用，其合力为F合=mgtan45=mg，所以加速度a=g；当滑块以a=2g的加速度向左运动时，小球将脱离斜面，细绳与竖直方向的夹角不再是45角，但拉力和小球重力的合力的方向仍向左，且有T=mg。答案：gmg15.如图6-6所示，A、B两个物体间用最大张力为100N的轻绳相连，mA=4kg，mB=8kg，在拉力F的作用下向上加速运动，为使轻绳不被拉断，F的最大值是多少？（g取10m/s2）图6-6解：要使轻绳不被拉断，则绳的最大拉力FT=100N，先以B为研究对象，受力分析如下图（1）所示，据牛顿第二定律有FTmBg=mBa再以A、B整体为对象，受力分析如下图（2）所示，同理列方程F（mA+mB）g=（mA+mB）a由解得F=（mA+mB）（g+a）=1212.5N=150N16.蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回离水平网面5.0m高处。已知运动员与网接触的时间为1.2s。若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小。（g=10m/s2）解：运动员触网时速度v1=（向下），离网时速度v2=（向上），速度变量v=v1+v2（向上），加速度a=v/t，由F-mg=ma可得F=mg+m+=1.5103N。17.为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离，已知某高速公路的最高限速v=120km/h.假设前方车辆因故障突然停止，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）t=0.50s。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=10ms2）解：在反应时间内，汽车做匀速运动，运动的距离s1=v-t设刹车时汽车的加速度的大小为a，汽车的质量为m，有f=ma自刹车到停下，汽车运动的距离s2=所求距离s=s1+s2代入数值解得s=156m。18.2004全国 一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平面的中央。桌布的一边与桌的AB边重合，如图6-7。已知盘与桌布间的动摩擦因数为1，盘与桌面间的动摩擦因数为2。现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面，加速度的方向是水平的且垂直于AB边。若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度a满足的条件是什么？（以g表示重力加速度）图6-7解：设圆盘的质量为m，桌长为l，在桌布从圆盘下抽出的过程中，盘的加速度为