假期作业2 重力、弹力和摩擦力-【快乐假期】2024年高一物理暑假大作业

　　　假期作业２　重力、弹力和摩擦力　　　　　　　　　 　　只要你拥有一部智能 手机,打开 APP,你就可以 通过扫描二维码的方式解 锁一辆停在路边的共享单 车,以极低的费用,轻松地 骑到目的地．“共享单车”的经营模式,正在快 速地改变着我们的生活方式,也为经济发展新 常态增添了新的内涵．不论它的品牌如何,从 自行车的结构和使用上来看,它涉及许多物理 知识． (１)自行车所受重力的方向垂直地面向下． (　　) (２)地面对自行车的支持力是由于自行车发生 了形变． (　　) (３)自行车后轮受到的摩擦力总是阻碍自行车 的运动或运动趋势． (　　) (４)自行车运动时地面与车轮接触处有摩擦力 作用,也一定有弹力作用． (　　) (５)自行车运动时地面与车轮接触处的摩擦力 一定与弹力方向垂直． (　　) (６)刹车时,用力捏紧车闸,以增大刹车块与车 圈之间的压力,从而增大摩擦力． (　　) (７)自行车轮胎、车把套、脚踏板以及刹车处均 刻有花纹,并且都使用动摩擦因数大的材 料,从而增大摩擦力． (　　) ◆[知识点一]　重力、弹力、摩擦力 １．如图,在某校运动会跳 高项目中,一位同学展 示了自己的风采．在此 情境中,以下说法正确 的是 (　　) A．该同学在整个过程中,重心在身体中的 位置不变 B．该同学在越过杆的过程中,重心一定在 杆的上方 C．该同学落在垫子上,对软垫有压力,是因 为软垫发生了形变 D．该同学落在垫子上,受到软垫的弹力作 用,是因为软垫发生了形变 ２．“弹跳鞋”源于中国 高跷,由德国人研制 开发,被全球媒体誉 为“世界十大绿色发 明之一”．该鞋运用 仿生学原理,根据袋鼠的腿仿制而成．弹跳 鞋是一种主要由弹簧操控变形的曲形弹跳 器,它运动的形式是垂直地面的,可获得更 好的跳跃和速跑能力．当人们穿着弹跳鞋获 得向上的弹力时,关于该弹力,下列说法正 确的是 (　　) A．该弹力是弹簧发生拉伸形变产生的 B．该弹力是弹簧发生压缩形变产生的 C．该弹力是人的脚发生形变产生的 D．该弹力的施力物体是地面 ３．一轻质弹簧原长为８cm,在４N 的拉力作 用下伸长了２cm,弹簧未超出弹性限度,则 该弹簧的劲度系数为 (　　) A．４０m/N　　　　　　B．４０N/m C．２００m/N D．２００N/m ４．如图所示,在桌面上放置一张 纸和一瓶矿泉水,矿泉水瓶静 止在纸面上,如果突然迅速向 右拉动纸的一边,将纸片拉 出,而矿泉水瓶相对桌面的位置几乎没变． 下列说法正确的是 (　　) A．纸片对矿泉水瓶摩擦力的方向向左 B．矿泉水瓶相对纸片向左运动 C．拉动纸片越快,矿泉水瓶受到的纸片的 摩擦力越大 D．拉动纸片越快,矿泉水瓶受到的纸片的 摩擦力越小 ５．如图所示,在动摩擦因 数μ＝０．１０的水平面上 向右运动的物体,质量 为１０kg,它受到水平向左的拉力F＝２０N作 用,该物体受到的滑动摩擦力为 (　　) A．９．８N,方向水平向右 B．９．８N,方向水平向左 C．２０N,方向水平向右 D．２０N,方向水平向左 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ４ ６．质量为３．０kg的空木箱,放置在水平地面上, 沿水平方向施加拉力,当拉力F１＝８．０N时, 木箱静止;当拉力F２＝１０．３N时,木箱做匀 速运动,求: (１)木箱与地面间的动摩擦因数; (２)木箱在８．０N的拉力作用下受到的摩擦 力的大小; (３)木箱在１２．０N水平拉力作用下,受到的 摩擦力的大小． ◆[知识点二]　简单的受力分析 ７．如图为中国足球队员在 U２３亚洲杯足球赛 中精彩射门的瞬间．足球运动员已将球踢向 空中,下列描述足球在向斜上方飞行过程中 受力分析正确的是(G 为重力,F 为脚对球 的作用力,F阻 为空气阻力) (　　) ８．如图是日常生活中人们磨刀 的情景．若磨刀石始终处于 静止状态,当人推动刀相对 磨刀石向前运动的过程中, 下列说法正确的是 (　　) A．磨刀石对刀的摩擦力方向向前 B．地面对磨刀石的摩擦力方向向前 C．磨刀石受到四个力的作用 D．地面对磨刀石的作用力大小等于磨刀石 对地面的作用力大小 １．如图所示,在竖直悬挂的弹簧测力 计下吊着一光滑轻质定滑轮,一细 线穿过滑轮连接着 P、Q 两物体, 其中物体P放在水平地面上,物体 Q竖直悬挂着．已知物体P的质量 M＝１kg,物体 Q 的质量 m＝０􀆰４kg,弹簧 的劲度系数k＝２００N/m,g＝１０N/kg,求: (１)地面对物体P的支持力大小; (２)弹簧的伸长量x． ２．如图所示,水平地面上 叠放着物块A 和木板 B,物块A 被固定在墙 上的水平轻质弹簧拉着．已知,物块A的质量 mA＝５kg,木板B的质量mB＝１０kg,物块与 木板之间、木板与地面之间的动摩擦因数均为 μ＝０．２,弹簧的劲度系数k＝２００N/m．g取 １０N/kg,若要将木板B 从A 的下方匀速拉 出．求: (１)轻质弹簧的伸长量x． (２)作用在木板B 上的水平拉力F 的大小． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ５ 参考答案 [第一部分]　假期作业１ 情景辨析 (１)√　(２)√　(３)√　(４)×　(５)×　(６)√　(７)× (８)√　(９)√ 技能提升 １．C　[研究全红婵在女子１０米台决赛中的姿态,全红婵不可 看作质点,故 A错误;何杰到４０公里的时候加速,“４０公里 的时候”指的是时刻,不是时间间隔,故 B错误;张亮以６分 ５７秒０６的成绩获得赛艇男子单人双桨冠军,６分５７秒０６ 是一段时间,指时间间隔,故 C正确;参加４×１００米混合泳 接力赛的 四 名 运 动 员 比 赛 游 过 的 总 路 程 为 ４００ m,故 D 错误．] ２．A　[加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,火箭的加 速度很大时,说明它的速度变化很快,故 A 正确;火箭在加 速直线运动 过 程 中,加 速 度 方 向 与 速 度 方 向 相 同,故 B 错 误;由加速度的定义式a＝ΔvΔt 可知,加速度的大小与 Δv和 Δt无关,则速度的变化量越大,它的加速度不一定越大,故 C错误;火箭点火将要升空瞬间,火箭的速度为零,加速度不 为零,故 D错误．] ３．C　４．C ５．解析:(１)石块做自由落体运动,由h＝１２gt ２ 得石块下落时 间为t＝ ２hg ＝３s ,货车做匀减速直线运动,则货车从减速 到停止运动所用时间为t停 ＝ v０ a ＝ １０ ５＝２s ,t停 ＜t,则货车只 运动２s,则货车位移为x货 ＝ v０ ２t停 ＝１０m ,则x＜x货 ＜x＋ L,故石块能砸到货车上． (２)若石块刚好擦过车尾落地,则x＋L＝v０t＋ １ ２a１t ２,解得 a１＝１m/s２,若石块刚好擦过车头落地,则x＝vt＋ １ ２a２t ２, 解得a２＝－ ２ ３ m /s２,故货车的加速度应满足:a≥１m/s２与 运动方向相同或a≤－２３ m /s２ 与运动方向相反． 答案:(１)能砸到货车上;(２)a≥１m/s２ 与运动方向相同或a ≤－２３m /s２ 与运动方向相反 ６．A　[由图像可知,２s末,甲、乙两物体相距３m,故 A 正确; ４s时甲、乙两物体间的距离为零,故 B错误;乙始终向正方 向运动,甲先向正方向运动,后向负方向运动,故 C 错 误; 甲、乙两 物 体 在 ２s时 距 离 最 大,最 大 距 离 为 ３ m,故 D 错误．] ７．AD　[vＧt图像的斜率表示加速度,根据题图图像可得a客 ＝ －２０１０m /s２＝－２m/s２,a货 ＝－１５１５m /s２＝－１m/s２,因此两 车刹车时客车的加速度比货车的大,选项 A 正确;因为客车 在前,货车在后,且在５s之前,客车的 速 度 大 于 货 车 的 速 度,在５s之后,客车的速度小于货车的速度,所以在５s时, 两车相距最远,选项B错误;根据vＧt图像可知,客车运动的 总位移为x客 ＝１２×１０×２０m＝１００m ,１５s内货车的位移 为x货 ＝１２×１５×１５m＝１１２􀆰５m ,则客车、货车最近时相距 １２０m－１１２􀆰５m＝７􀆰５m,故两车没有发生追尾,此时货车 在客车后７􀆰５m 处,选项 C错误,D正确．] ８．解析:(１)打点计时器使用的电源为交流电源． (２)接通打点计时器电源和让纸带开始运动,这两个操作之 间的时间顺序关系是先接通电源,后让 纸 带 运 动,故 A 正 确,B、C、D错误．故选 A． (３)打下B 点时小车运动的速度为vB＝xACtAC ＝ (１５．９０－３．５０)×１０－２ ０．２ m /s＝０．６２m/s 由图知相邻两计数点之间的距离xOA＝３．５０cm xAB＝(８．８０－３．５０)cm＝５．３０cm xBC＝(１５．９０－８．８０)cm＝７．１０cm xCD ＝(２４．８０－１５．９０)cm＝８．９０cm 由 Δx＝aT２ 得小车的加速度为a＝ΔxT２＝ (８．９０＋７．１０－５．３０－３．５０)×１０－２ (２×０．１)２ m /s２＝１．８０m/s２ 答案:(１)交流　(２)A　(３)０．６２　１．８０ 素养培优 １．解析:(１)t１ 时间内棍 A下落的高度h０＝ １ ２gt１ ２＝１．２５m,t１ 时刻棍 A的下端与天花板的距离h＝h０＋L＝２．２５m． (２)t１＝０．５s时棍 A的速度v１＝gt１＝５m/s,在０．１s内棍 A下降的位移x１＝vΔt＋ １ ２gΔt ２＝０．５５m,设小球在t１＝０． ５s时的速度为v２,则在０．１s内 小 球 上 升 的 位 移 为x２＝ v２Δt－ １ ２gΔt ２,又x２＋x１＝L,解得v２＝５m/s,所以小球上 抛的初速度v０＝v２＋gt１＝１０m/s． (３)在０．５s内小球上升的位移x′＝v０t１－ １ ２gt１ ２＝３．７５m, 所以天花板离地的高度 H＝x′＋h＝６m． 答案:(１)２．２５m;(２)１０m/s;(３)６m ２．解析:(１)乙车制动时的加速度: a＝０－v ２ ０ ２x ＝ ０－２０２ ２×２００m /s２＝－１m/s２ 当甲、乙两车速度相等时有: v甲 ＝v乙 ＝v０＋at, 解得t＝１６s,此过程甲车位移 x甲 ＝v甲t＝６４m, 乙车位移x乙 ＝ v０＋v乙 ２ t＝１９２m , 由于x甲 ＋１２５m＜x乙 ,所以两车会发生撞车事故． (２)两车不相撞的临界条件是到达同一位置时两车的速度 相同 则１２５＋v甲t′＝v０t′＋ １ ２a′t′ ２, v甲 ＝v０＋a′t′ 代入数据解得 t′＝１５．６２５s,a′＝－１．０２４m/s２ 即为使两车不相撞,乙车刹车的加速度至少为１．０２４m/s２． 假期作业２ 情景辨析 (１)×　(２)×　(３)×　(４)√　(５)√　(６)√　(７)√ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ７６ 技能提升 １．D　[物体的重心与物体的形状和质量分布有关,重心可以 在物体上,也可以在物体外,人的重心会随着人的姿态发生 变化,该同学在越过杆的过程中,人过横杆,但重心可能在横 杆下方,故 A、B错误;物体发生弹性形变时,要恢复原状,就 会对与它接触的物体施加力的作用,则该同学落在垫子上, 对软垫有压力,是因为该同学与软垫接触的位置发生了形 变,该同学落在垫子上,受到软垫的弹力作用,是因为软垫发 生了形变,故 C错误,D正确．] ２．B　３．D ４．B　[纸片相对矿泉水瓶向右运动,故矿泉水瓶相对纸片向 左运动,则纸片对矿泉水瓶的摩擦力方向向右,故 A 错误,B 正确;将纸片拉出过程中,纸片与矿泉水瓶间的摩擦力是滑 动摩擦力,根据滑动摩擦力公式Ff＝μFN,可知滑动摩擦力 的大小只与动摩擦因数、正压力有关,与纸片运动的快慢无 关,故 C、D错误．] ５．B ６．解析:(１)当拉力F２＝１０．３N 时,木箱匀速运动,木箱水平 方向受到拉力F２ 和滑动摩擦力f１,根据二力平衡条件有: f１＝F２＝１０．３N．木箱放在水平地面上,则木箱对地面的压 力大小等于木箱重力,即 N＝mg．根据滑动摩擦力公式f１＝ μN,则木箱与地面之间动摩擦因数为μ＝ f１ N． 解得μ＝ f１ N ＝ １０．３ ３×９．８＝０．３５． (２)当拉力F１＝８．０N 时,木箱静止,木箱水平方向所受到 的静摩擦力f２ 与F１ 是一对平衡力,则有:f２＝F１＝８．０N． (３)当拉力F３＝１２．０N时,木箱将在地面上滑动,此时木箱 所受到的摩擦力为滑动摩擦力．则f３＝f１＝１０．３N． 答案:(１)０．３５　(２)８．０N　(３)１０．３N ７．B ８．D 素养培优 １．解析:(１)对 Q 进行受力分析,Q 受到重力、细线的拉力,则 细线的拉力为FT＝mg＝４N,对 P受力分析,受到重力、支 持力FN 和绳子的拉力,可得FT＋FN＝Mg,解得FN＝６N． (２)对轻质滑轮受力分析,可知弹簧弹力为F＝２FT＝８N, 根据胡克定律得F＝kx,代入数据解得x＝０􀆰０４m． 答案:(１)６N　(２)０􀆰０４m ２．解析:(１)对A分析,根据二力平衡有:F弹 ＝μmAg＝０．２×５０N ＝１０N,根据胡克定律得,弹簧的伸长量x＝F弹k ＝ １０ ２００m＝ ０．０５m． (２)对B 分析,F＝μmAg＋μ(mA＋mB)g＝０．２×５０N＋０．２ ×１５０N＝４０N． 答案:(１)０．０５m　(２)４０N 假期作业３ 情景辨析 (１)√(２)√(３)×(４)× 技能提升 １．B　[A中,将相互垂直的F 进行合成,则合力的大小为 ２F, 再与第三个力F 合成,即有合力的大小为(２－１)F．B中, 将方向相反的两个力合成,则合力为０,再与第三个力F 合 成,则有合力的大小为F．C中,将任意两个力进行合成,可 知这两个力的合力与第三个力大小相等,方向相反,这三个 力的合力为零．D中,将左边两个力进行合成,则合力的大小 为 ３F,再与右边的力合成,则有合力的大小为(３－１)F．可 知,合力最小的是 C选项,合力最大的是 B选项,A、C、D 错 误,B正确．] ２．AC ３．D　[根据胡克定律知,每根橡皮条的最大弹力F＝k(２L－ L)＝kL,设此时两根橡皮条与合力的夹角为θ,根据几何关 系可知sinθ＝ １ ２L ２L ,则发射过程中裹片对弹丸最大作用力的 大小为F合 ＝２Fcosθ＝２F １－sin２θ＝ １５２ kL． ] ４．C　５．A　 ６．A　[根据力的平行四边形定则,力 F 与它的两个分力如图所示,由几 何关系知F１＝F２＝ F ２sinθ ,故 A正 确．] ７．B ８．解析:物体匀速上滑,合外力为零,将F 正交分解后可列方 程:Fcosθ＝mg＋f ① 而f＝μN＝μFsinθ ② 联立①②解得:F＝ mgcosθ－μsinθ 代入数值得:F＝６．７６N 答案:６．７６N ９．解析:(１)以水平方向为x轴,竖直方向为F 轴,建立直角坐 标系,然后描点,选尽可能多的点连成一条线,其图线的斜率 即为弹簧的劲度系数k,在直 线 上 任 取 一 点,如(６×１０－２, ３．２),则k＝ ３．２６×１０－２ N /m≈５３N/m． (２)弹簧秤的读数为２．１０N,选标度,合力的图示如图所示． (３)经测量,合力F合 ＝３．３N． 答案:(１)见解析图　５３(说明:±２范围内都可) (２)２．１０(说明:有效数字位数正确,±０．０２范围内都可)　 见解析图 (３)３．３(说明:±０．２范围内都可) 素养培优 １．B　[将墨水瓶所在位置等效 为 沿塑料尺切线方向的一个斜面, 斜面倾 角 为θ,对 墨 水 瓶 进 行 分 析,如图所示． 则有f＝mgsinθ,N＝mgcosθ 根 据 牛 顿 第 三 定 律 有 f′ ＝ f,N′＝N 在墨水瓶离桌边越来越远,塑料尺也越来越弯曲的过程中, 等效斜面倾角θ逐渐增大,可知f′增大,N′减小,即墨水瓶 对尺子的压力减小,墨水瓶对尺子的摩擦力增大,A 错误,B 正确;尺子对墨水瓶有支持力与摩擦力的作用,则尺子对墨 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ８６