人教版高中物理高二上册第3章力学知识点巩固习题及答案

人教版高中物理高二上册第3章力学知识点巩固习题及答案第1页共1页人教版高中物理高二上册第3章力学知识点巩固习题及答案一、单项选择题（共10小题，每题2分）1.一个质量为m的物体静止在水平桌面上，物体与桌面间的动摩擦因数为μ。现用水平力F拉物体，但未使物体移动，则物体受到的摩擦力大小为A.μmgB.FC.μmgcosθD.0参考答案：D2.如图所示，一个倾角为θ的斜面，上面放一个质量为m的物体，物体与斜面间的动摩擦因数为μ。现用平行于斜面向上的力F推物体，使物体沿斜面匀速向上运动，则物体受到的摩擦力大小为A.μmgcosθB.mgsinθC.μmgcosθ-FD.μmgcosθ+F参考答案：D3.一个质量为m的物体，在水平恒力F的作用下，在粗糙水平面上移动了距离s，已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，则恒力F对物体做的功为A.FsB.μmgsC.(F-μmg)sD.Fs-μmgs参考答案：D4.一个质量为m的物体，从高度为h的光滑斜面顶端由静止滑下，到达底端时的速度大小为A.√(2gh)B.√(gh)C.√(gh/2)D.2gh参考答案：A5.如图所示，一个质量为m的物体，放在一个绕过定滑轮的绳子的一端，绳子另一端固定在天花板上。物体与水平面间的动摩擦因数为μ，现用水平力F拉绳子的自由端，使物体沿水平面匀速向右运动，则物体受到的摩擦力大小为A.μmgB.FC.μmgcosθD.0参考答案：A6.一个质量为m的物体，从静止开始沿着一个倾角为θ的粗糙斜面滑下，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，滑行距离为s，则物体滑到s处时的速度大小为A.√(2gsinθ)B.√(2g(sinθ-μcosθ)s)C.√(2gsinθs)D.√(2gμcosθs)参考答案：B7.一个质量为m的物体，放在一个倾角为θ的光滑斜面上，现用平行于斜面向上的恒力F推物体，使物体沿斜面匀速向上运动，则物体受到的合外力大小为A.FB.F-mgsinθC.mgsinθD.0参考答案：D8.一个质量为m的物体，从高度为h的光滑曲面顶端由静止滑下，到达曲面最低点时的速度大小为v，则物体在曲面最低点时受到的支持力大小为A.mgB.mv^2/hC.mg+mv^2/hD.mg-mv^2/h参考答案：C9.如图所示，一个质量为m的物体，放在一个绕过定滑轮的绳子的一端，绳子另一端固定在天花板上。物体与水平面间的动摩擦因数为μ，现用水平力F拉绳子的自由端，使物体沿水平面匀速向右运动，则绳子对物体的拉力大小为A.mgB.FC.μmgcosθD.0参考答案：B10.一个质量为m的物体，从静止开始沿着一个倾角为θ的粗糙斜面滑下，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，滑行距离为s，则物体克服摩擦力做的功为A.μmgsB.μmgsinθC.μmgcosθD.0参考答案：A二、填空题（共10小题，每题2分）1.在国际单位制中，力的单位是______。参考答案：牛顿2.物体保持原来运动状态的性质叫______。参考答案：惯性3.使物体产生加速度的原因是______。参考答案：合力4.两个物体相互接触并发生弹性形变时产生的力叫______。参考答案：弹力5.重力的方向总是______。参考答案：竖直向下6.摩擦力总是阻碍物体间的______。参考答案：相对运动7.一个物体受到三个共点力作用而处于平衡状态，则这三个力的合力等于______。参考答案：零8.物体对支撑面的压力大小等于物体的重力，则物体与支撑面之间的摩擦力为______。参考答案：零9.物体从静止开始做自由落体运动，第1秒内通过的位移是______。参考答案：5m10.物体在水平面上做匀速圆周运动时，它所受的合外力提供向心力，方向始终______。参考答案：指向圆心三、判断题（共10小题，每题2分）1.牛顿第一定律揭示了力是改变物体运动状态的原因。参考答案：√2.在国际单位制中，力的单位是千克。参考答案：×3.物体受到的合外力越大，其惯性越小。参考答案：×4.摩擦力总是阻碍物体的运动。参考答案：×5.重力的方向总是垂直于支持面。参考答案：×6.两个物体若发生弹性碰撞，系统的动量和机械能都守恒。参考答案：√7.物体做匀速圆周运动时，其加速度恒定不变。参考答案：×8.向心力是维持物体做圆周运动的必要条件，但不是产生加速度的原因。参考答案：×9.在光滑水平面上做匀速圆周运动的物体，其动能不发生变化。参考答案：√10.重力势能的大小与零势能面的选择有关。参考答案：√四、简答题（共8小题，每题2分）1.简述牛顿第一定律的内容。参考答案：任何物体都要保持静止或匀速直线运动状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。2.说明什么是向心力，并列举一个生活中向心力应用的实例。参考答案：向心力是使物体沿着圆周运动的力，方向始终指向圆心。实例：汽车转弯时，地面给予汽车的静摩擦力提供向心力，使汽车做圆周运动。3.分析超重和失重的定义及其产生条件。参考答案：超重是指物体对支持物的压力大于物体的重力；失重是指物体对支持物的压力小于物体的重力。产生条件：超重时，物体具有向上的加速度；失重时，物体具有向下的加速度。4.列举三个生活中常见的力学现象，并简述其原理。参考答案：现象1：跳远时助跑；原理：利用惯性。现象2：过山车在弯道上运动；原理：向心力作用。现象3：锤子敲钉子时，锤子停止运动而钉子被钉入木板；原理：动量定理。5.简述功的定义及其计算公式。参考答案：功是力与物体在力的方向上位移的乘积。计算公式：W=Flcosα，其中F是力，l是位移，α是力与位移的夹角。6.说明什么是机械能守恒定律，并列举一个符合该定律的物理过程。参考答案：机械能守恒定律是指在一个只有重力或弹力做功的系统中，动能和势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。物理过程：自由落体运动。7.分析动量守恒定律的适用条件。参考答案：动量守恒定律的适用条件是系统不受外力或所受外力合力为零，或系统所受外力远小于内力。系统可以是宏观物体，也可以是微观粒子。8.列举一个应用动量守恒定律解决的实际问题，并简述其原理。参考答案：问题：火箭发射。原理：火箭发射时，燃气向下喷射，火箭向上运动。根据动量守恒定律，燃气向下动量与火箭向上动量大小相等、方向相反，系统总动量守恒。五、应用题（共8小题，每题3分）1.一质量为m的物体，从倾角为θ的光滑斜面顶端由静止下滑，斜面长为L。求物体滑到斜面底端时的速度大小。参考答案：v=√(2gLsinθ)2.一质量为m的物体，在水平恒力F作用下，在光滑水平面上移动了距离s。求恒力F对物体做的功。参考答案：W=Fs3.一质量为m的物体，从高度为h的平台自由下落，不计空气阻力。求物体落地时的动能。参考答案：Ek=mgh4.一质量为m的物体，以初速度v₀沿光滑水平面运动，与质量为2m的静止物体发生弹性正碰。求碰撞后两物体的速度。参考答案：v₁=v₀/3，v₂=2v₀/35.一轻质弹簧，劲度系数为k，原长为l₀。现将其一端固定，另一端连接一质量为m的物体，使其在光滑水平面上做简谐运动。求该简谐运动的周期。参考答案：T=2π√(m/k)6.一质量为m的物体，从倾角为θ的粗糙斜面顶端由静止下滑，斜面长为L，动摩擦因数为μ。求物体滑到斜面底端时的速度大小。参考答案：v=√(2gh(1-μcosθ))7.一质量为m的物体，以初速度v₀沿光滑水平面运动，与静止在水平面上的质量为2m的物体发生完全非弹性碰撞。求碰撞后两物体的速度。参考答案：v=v₀/38.一质量为m的物体，从高度为h的平台边缘水平飞出，不计空气阻力，重力加速度为g。求物体落地时水平位移的大小。参考答案：x=v₀√(2h/g)标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：D解析：物体静止在水平桌面上，受到水平力F但未移动，说明物体处于平衡状态，水平方向上受到的静摩擦力与水平力F大小相等，方向相反，所以摩擦力大小为0。2.参考答案：D解析：物体沿斜面匀速向上运动，说明物体处于平衡状态，沿斜面方向上受到的拉力F与摩擦力f和重力沿斜面向下的分力mgsinθ大小相等，方向相反，所以摩擦力大小为μmgcosθ+F。3.参考答案：D解析：恒力F对物体做的功为Fs，但物体还受到摩擦力μmg的作用，摩擦力做负功，大小为μmgs，所以恒力F对物体做的净功为Fs-μmgs。4.参考答案：A解析：物体从高度为h的光滑斜面顶端由静止滑下，根据机械能守恒定律，物体的重力势能全部转化为动能，所以到达底端时的速度大小为√(2gh)。5.参考答案：A解析：物体沿水平面匀速向右运动，说明物体处于平衡状态，水平方向上受到的拉力F与摩擦力f大小相等，方向相反，所以摩擦力大小为μmg。6.参考答案：B解析：物体从静止开始沿着一个倾角为θ的粗糙斜面滑下，根据动能定理，物体的重力势能减少量等于动能增加量和摩擦力做功之和，所以0-0=1/2mv^2-mgs(sinθ-μcosθ)s，解得v=√(2g(sinθ-μcosθ)s)。7.参考答案：D解析：物体沿斜面匀速向上运动，说明物体处于平衡状态，沿斜面方向上受到的拉力F与摩擦力f和重力沿斜面向下的分力mgsinθ大小相等，方向相反，所以合外力为0。8.参考答案：C解析：物体在曲面最低点时，受到重力mg和支持力N，根据牛顿第二定律，合力提供向心力，所以N-mg=mv^2/h，解得N=mg+mv^2/h。9.参考答案：B解析：物体沿水平面匀速向右运动，说明物体处于平衡状态，水平方向上受到的拉力F与摩擦力f大小相等，方向相反，所以拉力大小为F。10.参考答案：A解析：物体克服摩擦力做的功等于摩擦力的大小乘以物体在摩擦力方向上移动的距离，摩擦力大小为μmgcosθ，物体在摩擦力方向上移动的距离为s，所以克服摩擦力做的功为μmgs。二、填空题1.参考答案：牛顿解析：力的国际单位制单位是牛顿，简称牛，符号为N，是根据牛顿第二定律F=ma定义的，即1N=1kg•m/s²。2.参考答案：惯性解析：惯性是物体保持其原有运动状态（静止或匀速直线运动）的性质，是物体的一种固有属性，与物体的质量有关。3.参考答案：合力解析：根据牛顿第二定律，物体加速度a与它所受的合力F成正比，与质量m成反比，即F=ma，因此产生加速度的原因是合力。4.参考答案：弹力解析：弹力是物体由于弹性形变而产生的力，通常表现为支持力、压力、拉力等，其方向与形变方向相反。5.参考答案：竖直向下解析：重力是由于地球吸引而使物体受到的力，其方向总是指向地心，在地球表面附近近似为竖直向下。6.参考答案：相对运动解析：摩擦力的本质是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势，其方向总是与相对运动或相对运动趋势的方向相反。7.参考答案：零解析：根据力的平衡条件，物体处于平衡状态时，所受合力为零，即各个力的矢量和等于零。8.参考答案：零解析：当物体对支撑面的压力大小等于重力时，如果物体静止或做匀速直线运动，则水平方向不受力或受力平衡，摩擦力为零；如果物体有相对运动趋势，则静摩擦力等于动摩擦力，但题目未说明运动状态，默认平衡状态。9.参考答案：5m解析：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，加速度为g≈9.8m/s²，第1秒内通过的位移h=½gt²=½×9.8×1²≈5m。10.参考答案：指向圆心解析：匀速圆周运动是加速度变化的运动，其加速度为向心加速度，方向始终指向圆心，由合外力提供，因此合外力方向也指向圆心。三、判断题1.参考答案：√解析：牛顿第一定律，即惯性定律，指出物体在不受外力或受合外力为零时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。该定律揭示了力是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因，而非维持运动的原因。因此该说法正确。2.参考答案：×解析：在国际单位制（SI）中，力的单位是牛顿（N），而不是千克（kg）。千克是质量的基本单位。力的单位牛顿是根据牛顿第二定律F=ma定义的，即1牛顿等于使质量为1千克的物体产生1米每二次方秒加速度的力。因此该说法错误。3.参考答案：×解析：惯性是物体保持其原有运动状态的性质，只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大。物体受到的合外力大小影响的是物体的加速度（根据牛顿第二定律a=F/m），而不是惯性。合外力越大，加速度越大，但惯性不变。因此该说法错误。4.参考答案：×解析：摩擦力是两个相互接触的物体之间，阻碍相对运动或相对运动趋势的力。摩擦力的方向总是与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反，但不一定总是阻碍物体本身的运动。例如，人走路时，地面给人的静摩擦力是向前的，是推动人前进的动力，而不是阻碍。因此该说法错误。5.参考答案：×解析：重力的方向总是竖直向下，即指向地心，这是地球对物体的吸引力方向。重力的方向与支持面的方向无关。只有当物体静止在水平面上时，重力的方向才与支持面的方向垂直。如果物体放在斜面上，重力的方向仍然是竖直向下，但不垂直于斜面。因此该说法错误。6.参考答案：√解析：弹性碰撞是指碰撞过程中没有机械能损失的碰撞。根据动量守恒定律，如果系统不受外力或所受外力之和为零，系统的总动量守恒。对于弹性碰撞，由于系统没有机械能损失，系统的总动能也守恒。因此，在只有两个物体发生完全弹性碰撞的情况下，系统的动量和机械能都守恒。该说法正确。7.参考答案：×解析：匀速圆周运动是指物体沿着圆周以恒定的速率运动。虽然速率（速度的大小）不变，但速度是一个矢量，其方向时刻在改变，总是指向圆周的切线方向。由于速度方向不断改变，物体具有向心加速度，该加速度的大小恒定（a=v²/r），但方向始终指向圆心，是不断变化的。因此加速度不恒定。该说法错误。8.参考答案：×解析：向心力是使物体产生向心加速度的力，是维持物体做圆周运动的必要条件。根据牛顿第二定律，向心加速度a=v²/r是由向心力F=ma产生的。向心力可以是物体所受的某个力，也可以是几个力的合力。产生向心加速度的原因是向心力，而不是向心力本身。向心力是效果，加速度是原因。更准确地说，向心力是效果力，是物体做圆周运动时所需的力，这个力由其他力提供或合成。因此该说法错误。9.参考答案：√解析：动能的表达式为Ek=½mv²，其中m是物体的质量，v是物体的速率。在光滑水平面上做匀速圆周运动，物体的速率v保持不变，质量m也保持不变，因此物体的动能Ek保持不变。虽然物体在做圆周运动，速度方向改变，但速率不变，所以动能不变。该说法正确。10.参考答案：√解析：重力势能的表达式为Ep=mgh，其中m是物体的质量，g是重力加速度，h是物体相对于零势能面的高度。重力势能的大小取决于物体的质量以及其相对于零势能面的高度。零势能面是人为选择的参考平面，可以选择地面、桌面或其他任何方便的位置。因此，重力势能的大小与零势能面的选择有关。选择不同的零势能面，同一物体的高度h不同，其重力势能Ep也不同。该说法正确。四、简答题1.参考答案：任何物体都要保持静止或匀速直线运动状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。解析：牛顿第一定律，又称惯性定律，揭示了物体保持原有运动状态的性质——惯性。该定律指出，在不受外力或所受外力合力为零时，物体将保持静止或匀速直线运动状态。这是经典力学的基础，揭示了运动状态的改变必须由外力引起。2.参考答案：向心力是使物体沿着圆周运动的力，方向始终指向圆心。实例：汽车转弯时，地面给予汽车的静摩擦力提供向心力，使汽车做圆周运动。解析：向心力是效果力，其作用是改变物体速度的方向，不改变速度的大小。生活中，卫星绕地球运动、摩天轮上的乘客等都是向心力应用的实例。汽车转弯时，静摩擦力提供向心力，是典型的向心力应用。3.参考答案：超重是指物体对支持物的压力大于物体的重力；失重是指物体对支持物的压力小于物体的重力。产生条件：超重时，物体具有向上的加速度；失重时，物体具有向下的加速度。解析：超重和失重是物体表观重力发生变化的两种状态，与重力大小无关。当物体加速度向上时，支持力大于重力，表现为超重；当物体加速度向下时，支持力小于重力，表现为失重；当物体自由下落时，支持力为零，完全失重。4.参考答案：现象1：跳远时助跑；原理：利用惯性。现象2：过山车在弯道上运动；原理：向心力作用。现象3：锤子敲钉子时，锤子停止运动而钉子被钉入木板；原理：动量定理。解析：力学现象广泛存在于生活中，跳远助跑利用惯性增大水平距离；过山车转弯需要向心力维持圆周运动；锤子敲钉子是动量传递的典型例子，锤子动量变化大，钉子动量变化小。5.参考答案：功是力与物体在力的方向上位移的乘积。计算公式：W=Flcosα，其中F是力，l是位移，α是力与位移的夹角。解析：功是描述力对物体做功能力的物理量。当力与位移方向相同（α=0）时，功最大；当力与位移方向垂直（α=90°）时，力不做功。功是标量，正功表示力促进运动，负功表示力阻碍运动。6.参考答案：机械能守恒定律是指在一个只有重力或弹力做功的系统中，动能和势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。物理过程：自由落体运动。解析：机械能守恒定律是能量守恒在力学中的体现。自由落体运动中，重力势能转化为动能，总机械能守恒。其他符合该定律的例子包括抛体运动（忽略空气阻力）、单摆运动等。7.参考答案：动量守恒定律的适用条件是系统不受外力或所受外力合力为零，或系统所受外力远小于内力。系统可以是宏观物体，也可以是微观粒子。解析：动量守恒定律是自然界最普遍的守恒定律之一。适用条件包括系统孤立、外力合力为零或外力远小于内力。在碰撞、反冲等过程中，动量守恒定律有广泛应用。8.参考答案：问题：火箭发射。原理：火箭发射时，燃气向下喷射，火箭向上运动。根据动量守恒定律，燃气向下动量与火箭向上动量大小相等、方向相反，系统总动量守恒。解析：火箭发射是反冲运动的典型应用。燃气向下喷射时，火箭获得向上的推力。在太空中，由于系统孤立，动量守恒定律完全适用。火箭质量不断减小，速度不断增大，符合动量守恒。五、应用题1.参考答案：v=√(2gLsinθ)解析：物体在光滑斜面上做匀加速直线运动，根据动能定理，重力势能的减少量等于动能的增加量。设物体滑到斜面底端时的速度为v，则有mgh=1/2mv²，解得v=√(2gh)。由于