第4章++运动和力的关系+单元复高一上学期物理人教版必修第一册

第4章《运动和力的关系》单元复习

应用推理单元知识结构图牛顿运动定律牛顿第一定律惯性力是改变物体运动状态的原因牛顿第二定律F=ma超重和失重探究牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非有作用力迫使它改变这种状态。

惯性：物体具有的保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。质量是惯性大小的量度。

牛顿第二定律：物体加速度的大小与物体受到的作用力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与作用力的方向相同，F=ma。

基本概念和规律通过惯性概念建立的历史过程，认识理想实验方法。经历探究加速度与物体受力、物体质量的关系的活动，感受控制变量方法在实验中的作用，认识数据获取、分析和处理的基本方法。基本方法1.一个盛有水的玻璃碗置于火车车厢内的水平桌面上。垂直于火车行驶方向从碗的侧面观察，水面形状分别如图（a）、（b）、（c）所示时，火车正在做什么运动？【分析】图(a)表示加速度水平向左，若速度向右，做匀减速直线运动；图(b)加速度水平向右，向右做匀加速直线运动；(c)表示做匀速直线运动.自我检测2.物理学中有些问题的结论不一定必须通过计算才能验证，有时只需要通过对单位的分析就可以判断。声音在某种气体中的速度表达式可以只用气体的压强p、气体的密度ρ

和没有单位的比例常数k

来表示。根据上述情况，判断声音在该气体中的速度表达式可能是（）A3.在有空气阻力的情况下，以初速度v1

从地面竖直上抛一个小球。经过时间t1，小球到达最高点，又经过时间t2，小球从最高点落到抛出点。小球着地时的速度为v2，则（）。

A.v2>v1

，t2>t1

B.v2<v1

，t2<t1

C.v2>v1

，t2<t1

D.v2<v1

，t2>t1【分析】上升和下降位移相等，设为h。上升时重力和空气阻力方向相同，下降时阻力与重力方向相反，故上升加速度a1>a2,a2为下降加速度.由h=1/2·at²得，t1<t2.由v²=2ah得，

v1>

v2

D4.如图所示，火车在平直轨道上运动，车厢中的光滑水平桌面

上用轻弹簧拴着一个小球，弹簧处于自然长度。当乘客看到

弹簧的长度变长时，火车可能的运动情况是()A.火车向右方运动，速度在增大

B.火车向右方运动，速度在减小

C.火车向左方运动，速度在增大

D.火车向左方运动，速度在减小【分析】弹簧长度变长，对小球的拉力方向左，故小球加速度方向向左。火车速度向左，与加速度方向相同，速度将增大；火车速度向右，与加速度方向相反，速度将减小。BC5.将一个皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比.下列描绘皮球在上升过程中加速度的大小a与时间t关系的图像，可能正确的是().【分析】设阻力f=kv，上升时，有mg+kv

=ma

得a=g+k/m·v，上升到最高点，加速度a=g，B和D错误。加速度a的变化率为∆a/∆t=k/m·∆v/∆t=k/m·a，a减小，加速度变化率减小,C正确.C6.某人在地面上用体重计称得体重为490N，他将体重计移至电梯内重新称量，0-t3.时间段内，体重计的示数如图所示.若取电梯向上运动的方向为正，电梯运行的v-t图像可能是()【分析】t0-t1，处于失重状态，加速度方向向下，若电梯向上运动，速度将减小，C错误；若速度向下，速度将增大，B错误；t1-t2，加速度为0.t2-t3，处于超重状态，加速度方向向上.若速度向下，将减速，A正确；D正确。AD7.为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯,无人搭乘时，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，如图所示，那么下列说法中正确的是()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，再坚直向下D.顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方，再竖直向下【分析】对顾客，加速时扶梯对人的作用力为右上方，顾客对扶梯的作用力指向左下方.匀速时，受重力、支持力，二力平衡，A和B错误.CmgmaF8.蹦极就是跳跃者把一端固定的弹性长绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一项极限运动.某人做蹦极运动时，所受绳子拉力下的大小随时间t变化的情况如图所示:如果将蹦极的过程近似看作在坚直方向的运动，重力加速度为g，由图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为()A.g B.2g C.3g D.4g【分析】由图得重力mg=0.6F0，弹性绳最大拉力为1.8F0，由牛顿第二定律，1.8F0-mg=ma，解得a=2g.B9.(多选)如图所示是“神舟”系列飞船返回舱返回地面的示意图，假定其过程可简化为打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，为确保安全着陆，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，则().A.火箭开始喷气瞬间，伞绳对返回舱的拉力变小B.返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力C.返回舱在喷气过程中所受的合力可能大于其重力D.返回舱在喷气过程中处于失重状态【分析】喷气做减速运动，靠气体施加的反作用力使得减速，B错误；减速运动，加速度向上，处于超重，D错误。AC正确.AC10.在粗糙的水平面上，物体在水平推力作用下由静止开始做匀加速直线运动。经过一段时间后，水平推力逐渐减小到0（物体仍在运动）。在水平推力逐渐减小到0的过程中,（）

A.物体加速度逐渐减小，速度逐渐减小

B.物体加速度逐渐减小，速度逐渐增大

C.物体加速度先增大后减小，速度先增大后减小

D.物体加速度先减小后增大，速度先增大后减小【分析】初始推力大于滑动摩擦力，推力减小，当仍大于滑动摩擦力，继续加速，加速度变小；当推力小于滑动摩擦力，合力逐渐增大，加速度增大，速度减小.D11.某消防队员从一平台无初速度跳下，下落2m后双脚触地，同时采用双腿弯曲的方法缓冲。若视其在缓冲过程中自身重心又匀变速下降了0.5m，则在着地过程中，地面对他双脚的平均作用力的大小约为自身重力的()

A.5倍 B.10倍 C.20倍 D.3倍【分析】跳下后，加速度为g，x1=2m,刚着地速度为v，v²=2gx1；减速位移x2=0.5m，看成逆向匀加速，v2=2ax2。解得a=4g.由牛顿第二定律，F–mg

=ma，解得F=5mg。A12.一架直升机悬停在空中向地面投放装有物资的箱子。设投放初速度为0，箱子所受的空气阻力与其下落速度的平方成正比，箱子下落过程中做直线运动且不翻转。关于箱子的下落过程，下列说法正确的是()

A.箱子做匀加速直线运动

B.箱子先做加速度减小的加速运动，若下落距离足够长，最后做匀速直线运动

C.箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时的大

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”BC【分析】设阻力f=kv²，对箱子，mg-kv²=ma,v增大，a减小，A错误；v=0时，加速度a=g，刚投下时箱内物体和箱子之间无弹力。a=0后，做匀速直线运动，B正确，此时箱内物体受箱子施加的竖直向上的弹力，不可能“飘起来”，D错误。接近地面时，弹力不为0，C正确。13.在某科技活动中，一位同学设计了一个加速度测量仪。如图（a）所示，将一端连有摆球的细线悬于小车内O

点。当小车运动时，小球与小车保持相对静止后，测量出悬绳与竖直方向的夹角θ，便可通过该角度计算得到小车此时的加速度值。（1）请填写图（b）中刻度盘上的角度对应的加速度值。

（2）运用该测量仪测量加速度，会有哪些局限性解：小球受重力与绳拉力F，根据牛顿第二定律mgtanθ=ma解得a=gtanθθ=0，a=0；θ=30°，a=；θ=45°，a=g；θ=60°，a=；mgFF合14.一无人机沿着与地面成30°的方向斜向上匀加速起飞，刚起飞的第1s内飞行了5m。已知无人机的质量为3kg。试分析空气对无人机的作用力。g=10m/s².解：设加速度为a，x=½·at²解得

a=10m/s2合力

F合=ma=mg空气对无人机作用力F=2mgcos30°=mg指向右上方，与水平方向夹角为60°。30°mgmaF30°15.如图所示，一夹子夹住木块，在力F作用下向上提升.夹子和木块的质量分别为m，M，夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f

，若木块不滑动，求力F的最大值.解：对木块，根据牛顿第二定律， 2f=Ma对夹子与木块整体，有 F-(M+m)g=(M+m)a联立解得F=(M+m)(g+2f/M)16.美国国家航空航天局（NASA）有一项面向大学生的“微重力学生飞行挑战计划”，学生以团队形式提交自己设计的微重力实验方案，获胜的队伍会受邀到约翰逊航天中心，乘坐飞机到达9000m高空，然后飞机由静止开始下落，以模拟微重力环境。下落过程中飞艇所受空气阻力为其重力的0.04倍。这样，可以获得持续约25s之久的失重状态，大学生们便在这段时间内进行关于微重力影响的实验。紧接着，飞艇又做匀减速运动。若飞艇离地面的高度不得低于500m，重力加速度g

取10m/s2，试求：

（1）飞艇在25s内下落的高度。

（2）在飞艇后来的减速过程中，大学生对座位的压力是重力的多少倍。解(1)