内容正文:
8.解析:(1)每隔4个打印点选取一个计数点,计数点间的时间
间隔:t=002×5s=01s,由匀变速直线运动的推论:
Δx=at2 可知,加速度为:a=x4-x1+x5-x2+x6-x3
9t2
=
(2.79-1.40+3.32-1.91+3.81-2.32)×10-2
9×0.12
m/s2
≈048m/s2;由图1所示实验装置可知,小车 A受到的拉力
为小车B受到拉力的12
,两车的质量m 相等,两车的加速
度之比:a1
a2
=
FA
m
FB
m
=
FA
FB
=
1
2FB
FB
=12
;
(2)两小车都做初速度为零的匀加速直线运动,它们的
运动时间t相等,它们的位移之比:x1x2
=
1
2a1t
2
1
2a2t
2
=
a1
a2
=12
,如果x1
x2
=12
也可以说明质量一定的情况下,物体
的加速度与其质量成正比.
答案:(1)0.48 1∶2 (2)1∶2 由x=12at
2 可知,当
时间t相等时,位移与加速度成正比
第3节 牛顿第二定律
1.D [牛顿第二定律中的力应理解为物体所受的合力.用
一个力推桌子没有推动,是由于桌子所受推力、重力、地
面的支持力 与 摩 擦 力 的 合 力 等 于 零,物 体 的 加 速 度 为
零,所 以 物 体 仍 静 止,故 选 项 D 正 确,选 项 A、B、C
错误.]
2.C [“蜘蛛侠”在竖直玻璃墙面上由A 点沿直线匀加速
“爬行”到B 点,加速度从 A 指向B,根据牛顿第二定律
可知,在竖直平面内“蜘蛛侠”的合力方向应该是从A 指
向B,结合平行四边形定则知:F 与mg 的合力沿A 到B
方向,故 C正确,A、B、D错误.]
3.C [一开始,物体所受合力为F=10N-5N=5N,方
向向左,当F2 由10N 逐渐减小,F 也逐渐减小,当 F2
减小到5N时,F 值变为0,随着F2 的继续减小,F 方向
变为向右,从0逐渐增大,当F2 变为0的时候,F 变为最
大5N,由牛顿第二定律,物体的加速度也是先减小后增
大,故 C正确.]
4.B [当小丽处于静止状态时,拉力F=mg,两绳之间的
夹角为120°,若小丽左侧橡皮绳断裂,则小丽此时所受
合力沿 断 裂 橡 皮 绳 的 方 向 斜 向 下,由 牛 顿 第 二 定 律
F=ma知mg=ma,a=g,故选项B正确.]
5.C [在接触的第一个阶段 mg>kx,F合 =mg-kx,合力
方向竖直向下,小球向下运动,x 逐渐增大,所以F合 逐
渐减小,由a=F合m
得,a=mg-kxm
,方向竖直向下,且逐
渐减小,又因为这一阶段a与v 都竖直向下,所以v逐渐
增大.当mg=kx 时,F合 =0,a=0,此时速度达到最大.
之后,小球继续向下运动,mg<kx,合力F合 =kx-mg,
方向竖直向上,小球向下运动,x 继续增大,F合 增大,a
=kx-mgm
,方向竖直向上,随x的增大而增大,此时a与
v方向相反,所以v逐渐减小.综上所述,小球向下压缩
弹簧的过程中,F合 的方向先向下后向上,大小先减小后
增大;a的方向先向下后向上,大小先减小后增大;v的
方向向下,大小先增大后减小.]
6.D [对 细 线 吊 的 小 球 研 究,根 据 牛 顿 第 二 定 律,得
mgtanα=ma,得到a=gtanα.故加速度向右,小车向右
加速,或向左减速,故 A 错误;对P 球,设受到杆的拉力
与竖直方向夹角为β,由牛顿第二定律得:mgtanβ=ma′,
得β=α>θ,则轻杆对小球的弹力方向与细线平行,故 B
错误;小球P 和Q 的加速度相同,水平向右,则两球的合
力均水平向右,大小 F合 =ma=mgtanα,故 C 错 误,D
正确.]
7.B [设 小 球 的 质 量 为 m,对 整 体 分 析,弹 簧 的 弹 力
F=2mgsin30°=mg,剪 断 细 线 的 瞬 间,弹 簧 的 弹 力 不
变,对 A分析,aA=
F-mgsin30°
m =
1
2g
,B的加速度为:
aB=
mgsin30°
m =
1
2g
,故B正确,A、C、D错误.]
8.D [对货物受力分析,受mg和拉力T,根据牛顿第二定
律,有:T-mg=ma,得:a= 1mT -g
;当 a=0 时,
T=mg,故图线与横轴的交点 N 的值TN =mg,故 C正
确;当T=0时,a=-g,即图线与纵轴的交点 M 的值aM
=-g,故 A正确;图线的斜率表示质量的倒数 1m
,故 B
正确,D错误.]
9.CD
10.BD [由于人对车厢底的正压力为其重力的125倍,
所以在竖直方向上有FN-mg=ma上 ,解得,
a上 =025g,设水平方向上的加速度为a水 ,
则
a上
a水 =tan30°=
3
3
,a水 = 34g
,a= a2水 +a2上 =g2
,
Ff=ma水 =
3
4G
,故B、D正确.]
11.BD [小球受力如图,由牛顿第二定律得:
F合 =mgtan30°=ma
a=gtan30°= 33g
,
则FN=
mg
cos30°=
2 3
3 mg
故B、D正确.]
12.AD [设斜面倾角为θ,原来物体匀速下滑时有:mgsinθ=
μmgcosθ,即sinθ=μcosθ,与物体的重力无关,则施加竖
直向下的力F,物体仍匀速下滑,故 A 正确,B错误;若
物块A 原来加速下滑,有 mgsinθ>μmgcosθ,将F 分
解,则Fsinθ>μFcosθ,动力的增加大于阻力的增加,加
速度变大,故 C错误,D正确.]
13.解析:(1)分析木块的受力情况如图
甲所示,木块受重力mg、支持力FN
两个力作用,合外力大小为mgsinθ,
根据牛顿第二定律得mgsinθ=ma1,
所 以 a1 =gsinθ=10×06 m/s2
=6m/s2.
942
参考答案
(2)若 斜 面 粗 糙,木 块 的 受 力 情 况
如图乙所示,建立直角坐标系.
在x方向上(沿斜面方向)
mgsinθ-Ff=ma2 ①
在y 方 向 上 (垂 直 斜 面 方 向 )
FN=mgcosθ ②
又因为Ff=μFN ③
由①②③得a2=gsinθ-μgcosθ=(10×06-05×10
×08)m/s2=2m/s2.
答案:(1)6m/s2 (2)2m/s2
14.解析:(1)探测器从A 运动到B 的平均速度为
v=st =
10
20m
/s=05m/s
最大速度vm=2v=10m/s;
(2)加速时间t1=
t
2=10s
加速度大小a=vmt1
=01m/s2;
(3)x轴方向的合力:Fx=ma=30N
根据力的平行四边形定则可得:
F= 16mg( )
2
+F2x=10 2509N≈500N.
答案:(1)1.0m/s (2)0.1m/s2 (3)500N
第4节 力学单位制
1.C [国际单位制中规定,力学量所对应 的 基 本 单 位 是
米、千克、秒,牛顿、米/秒是导出单位,故 A、B、D错误,C
正确.]
2.C [力学中的三个基本物理量为长度、质量、时间,A 错
误;“牛顿”是为了纪念牛顿而作为力的单位,但不是基
本单位,B错误;根 据“牛 顿”的 定 义,1N=1kgm
s-2,C正确;“克”“摄氏度”不是基本单位,D错误.]
3.A [在力学中长度、时间和质量的单位为基本单位,而
m/s、N都是导出单位,所以B、C、D错误.]
4.A [新定义后7个国际单位制中基本单位有3个没变
化,除光强单位坎德拉外,另 外 两 个 是 米 和 秒,故 A 正
确,B、C、D错误.]
5.B [由各物理量的单位之间的关系确定公式是否正确.
压强p可由公式p=FS
求得,则其单位为kgm/s
2
m2
=kgm/(ms)2.密度ρ可由公式ρ=
m
V
求得,则ρ的单
位为kg/m3.由于题中k无单位,则kp
ρ
的单位为 m2/s2,
显然不是速度的单位,A 错误.而 kp
ρ
的单位为 m/s,B
可能正确.又 kρ/p的单位为s/m,也不是速度的单位,
C错误. kρp的单位为kg/(m
2s),不是速度的单位,
D错误.]
6.B [将Ff=kSv2 变形得k=
Ff
Sv2
,采用国际单位制,式中
Ff 的单位为 N,即kgm/s2,S 的单位为 m2,速度的二
次方的单位可写成为(m/s)2.将这些单位代入上式得比
例系数k的单位是kg/m3,B正确.]
7.B [x单位为 m,Ftm
单位为kgm/s
2s
kg =m
/s,故等号
左右单位不同,故 A错误;t单位为s, xa
单位为 m
m/s2
=s,故 B 正 确;v 单 位 为 m/s, xat的 单 位 为
mm/s2s= m2/s,故 C错误;a的单位为 m/s2,
x
t2
的单位为 m
s2
,故 D错误.]
8.B [由x=F2m
(t1+t2)式,左边单位是长度单位,而右边
单位推知是速度单位,所以结果一定是错误的,单位制
选用得不同,只影响系数,故 A、C、D错,B对.]
9.C [新物理量表示的是加速度变化的快慢,所以新物理
量应该等于加速度的变化量与时间的比值,而加速度的
单位是 m/s2,所以新物理量的单位应该是 m/s3,所以 C
正确.]
10.BD [在应用公式进行数量运算的同时,也要把单位带
进运算.带单位运算时,单位换算要准确.可以把题中
已知量的单位都用国际单位表示,计算结果的单位就
是用国际单位表示的.这样在统一已知量的单位后,就
不必一一写出各个量的单位,只在数字后面写出正确
单位即可.选项 A 中 Δx=12cm 没换成国际单位,C
项中的小车质量m=500g没换成国际单位,所以 A、C
错误,B、D正确.]
11.ABC [把各物理量的单位都用基本单位表示,v的单
位为 m/s,a的单位为 m/s2,F 的单位为 kgm/s2,x
的单位为 m.由此可解出 A、B、C、D 的单位分别为s、
m2/s、kgm/s、m,故 A、B、C一定错误,D可能正确.]
12.BD [将等式两边各物理量的国际单位制单位代入后
进行单位运算,经过验证可知选项B、D可能正确.]
13.解析:将各量的单位代入得
(1) m
m/s2
= s2=s,故对应物理量为时间.
(2)
(m/s)2
m =m
/s2,对应物理量为加速度.
(3)kg
(m/s)2
m =kg
m/s2=N,对应物理量为力.
答案:(1)s 时间 (2)m/s2 加速度 (3)N 力
14.解析:不同意,原因是单位未统一到同一单位制中,正
确解法如下:
x=10cm=01m,m=10g=10-2kg,
a=v
2-v20
2x =
2002-3002
2×0.1 m
/s2=-25×105 m/s2,
F=ma=10-2×(-25×105)N=-25×103 N,
负号表示力的方向与速度方向相反.
答案:见解析
第5节 牛顿运动定律的应用
1.B [自由落体:v2=2gH,缓冲减速:v2=2ah,由牛顿第
二定律得F-mg=ma,解得F=mg 1+Hh( ) =5mg,故
B正确.]
2.C [汽车的速度v0=90km/h=25m/s,设汽车匀减速
的加速度大小为a,则a=v0t =5m
/s2;对乘客应用牛顿
第二定 律 可 得:F=ma=70×5 N=350 N,所 以 C
正确.]
052
物理必修第一册
第3节 牛顿第二定律
一、单项选择题
1.由牛顿第二定律知,无论怎样小的力都可
以使物体产生加速度,可是当我们用一个
力推桌子没有推动时是因为 ( )
A.牛顿第二定律不适用于静止的物体
B.桌子的加速度很小,速度增量很小,
眼睛不易觉察到
C.推力小于摩擦力,加速度是负值
D.推力、重力、地面的支持力与摩擦力
的合力等于零,物体的加速度为零,所
以物体仍静止
2.来自北京工业大学的一群大学生,受
“蜘蛛侠”的启发,研发出了独特的六爪
攀壁机器人(如图甲).六爪攀壁蜘蛛机
器人如同排球大小,“腹部”底盘较低,
并且安装了驱动风扇.假设所攀爬的墙
体为一张纸,当纸靠近运转的电风扇
时,由于压力差的改变,纸会被紧紧吸
附在电扇表面.正是运用了这个原理,
当机器人腹部的驱动风扇开始运转,它
便可以稳稳地吸附于墙体上.假设“蜘
蛛侠”在竖直玻璃墙面上由A 点沿直线
匀加速“爬行”到B 点.在此过程中,重
力之外的其他力的合力用 F 表示,则
“机器人”受力情况分析正确的是
( )
3.如图所示,放在光滑
水平面上的一个物
体,同时受到两个水平方向力的作用,
其中水平向右的力F1=5N,水平向左
的力F2=10N,当F2 由10N 逐渐减
小到零的过程中,物体的加速度大小是
( )
A.逐渐减小 B.逐渐增大
C.先减小后增大 D.先增大后减小
4.“儿童蹦极”中,拴在腰间左
右两侧的是弹性橡皮绳.质
量为m 的小丽静止悬挂时,
两橡皮绳的拉力大小均恰为 mg,若此
时小丽左侧橡皮绳断裂,则小丽此时的
( )
A.加速度为零
B.加速度a=g,沿断裂橡皮绳的方向
斜向下
C.加速度a=g,沿未断裂橡皮绳的方向斜
向上
D.加速度a=g,方向竖直向下
5.如图所示,一个小球从竖直
立在地面上的轻弹簧正上
方某处自由下落,在小球与
弹簧开始接触到弹簧被压缩到最短的
过程中,小球的速度和加速度的变化情
况是 ( )
A.加速度越来越大,速度越来越小
B.加速度和速度都是先增大后减小
C.速度先增大后减小,加速度方向先向
下后向上
D.速度一直减小,加速度大小先减小后
增大
491
必修第一册
6.如图,一小车上有一个固定的水平横
杆,左边有一轻杆与竖直方向成θ角与
横杆固定,下端连接一质量为m 的小球
P.横杆右边用一根细线吊一相同的小
球 Q.当小车沿水平面做加速运动时,
细线保持与竖直方向的夹角为α,已知θ
<α,不计空气阻力,重力加速度为g,则
下列说法正确的是 ( )
A.小车一定向右做匀加速运动
B.轻杆对小球P 的弹力沿轻杆方向
C.小球 P 受到的合力不一定沿水平
方向
D.小球Q 受到的合力大小为mgtanα
7.如图所示,质量相等
的 A、B 两小球分别
连在轻绳两端,A 球
的一端与轻弹簧相连,弹簧的另一端固
定在倾角为30°的光滑斜面顶端,重力
加速度大小为g.下列说法正确的是
( )
A.剪断轻绳的瞬间,A 的加速度为零,
B的加速度大小为g
B.剪断轻绳的瞬间,A、B的加速度大小
均为g
2
C.剪断轻绳的瞬间,A、B的加速度均
为零
D.剪断轻绳的瞬间,A 的加速度为零,
B的加速度大小为g
8.如图甲所示,某人正通过定滑轮将质量
为m 的货物提升到高处.滑轮的质量和
摩擦均不计,货物获得的加速度a与绳
子对货物竖直向上的拉力T之间的关系
图像如图乙所示.由图可以判断下列说
法错误的是(重力加速度为g) ( )
A.图线与纵轴的交点 M 的值aM=-g
B.图线的斜率等于物体质量的倒数1m
C.图线与横轴的交点N 的值TN=mg
D.图线的斜率等于物体的质量m
二、多项选择题
9.下列对牛顿第二定律的理率正确的是
( )
A.合外力小的物体加速度一定小
B.比例式F=kma中的k一定为1
C.两单位 N/kg和 m/s2 是等价的
D.比例式F=kma中的k 可以是其他
常数
10.如图所示,某旅游景点
的倾斜索道与水平线
夹角θ=30°,当载人车
厢以加速度a 斜向上
加速运动时,人对车厢的压力为体重
的125倍,此时人与车厢相对静止,
设车厢对人的摩擦力为Ff,人的体重
为G,下面正确的是 ( )
A.a=g4 B.a=
g
2
C.Ff=
3
3G D.Ff=
3
4G
11.半圆形光滑圆槽内
放一质量为 m 的小
球,今用外力拉着圆
槽在水平面上匀加速运动,稳定后小
球位置如图所示,则小球受圆槽的支
持力FN 和加速度a为 ( )
A.FN=
3
2mg B.FN=
2 3
3 mg
C.a=12g D.a=
3
3g
591
第四章 运动和力的关系
12.如图所示,物块沿固
定斜面下滑,若在物
块上再施加一个竖
直向下的恒力F,则 ( )
A.若物块原来匀速下降,施加力F 后
物块仍将匀速下滑
B.若物块原来匀速下滑,施加力F 后
物块将加速下滑
C.若物块原来以加速度a 匀加速下
滑,施加力F 后物块仍将以加速度
a 匀加速下滑
D.若物块原来以加速度a 匀加速下
滑,施加力F 后物块仍将匀加速下
滑,加速度大于a
三、非选择题
13.如图所示,一木块沿倾
角θ=37°的光滑固定
斜面自由下滑.g取10
m/s2,sin37°=06,cos37°=08.
(1)求木块的加速度大小;
(2)若木块与斜面间的动摩擦因数μ=
05,求木块加速度大小.
14.2020年12月6日12时35分,“嫦娥
五号”轨道器和返回器组合体与上升
器成功分离,进入环月等待阶段,准备
择机返回地球.“嫦娥五号”探测器在
距离月面100m 高度的A 点时,利用
发动机的反推力作用悬停,用自身的
三维成像敏感器对着陆区进行障碍检
测,选出月面C点为最安全的着陆点.
此时,探测器调整发动机的反推力,沿
水平方向从静止匀加速直线运动,然
后再以相同加速度大小匀减速直线运
动,刚好在C 点正上方的B 点减速为
零.已知AB 长10m,从A 到B 的运
动时间为20s,探测器总质量为300kg
(忽略喷气对探测器质量的影响),探
测器在月球表面的重力为地球表面的
1
6
,求探测器:
(1)从A 运动到B 过程中的最大速率;
(2)匀加速运动时的加速度大小;
(3)匀减速运动时发动机 的 反 推 力
大小.
691
必修第一册