内容正文:
[对应学生用书第366页]
[基础题组]
1.冰壶在冰面上运动时受到的阻力很小,可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变,我们可以说冰壶有较强的抵抗运动状态变化的“本领”。这里所指的“本领”是冰壶的惯性,惯性的大小取决于( )
A.冰壶的速度 B.冰壶的质量
C.冰壶受到的推力 D.冰壶受到的阻力
答案 B
2.关于运动和力的关系,下列说法正确的是( )
A.当物体所受合外力不变时,运动状态一定不变
B.当物体所受合外力为零时,速度大小一定不变
C.当物体运动轨迹为直线时,所受合外力一定为零
D.当物体速度为零时,所受合外力一定为零
答案 B
3.如图所示,弹簧的一端固定在天花板上,另一端连一质量m=2 kg的秤盘,盘内放一个质量M=1 kg的物体,秤盘在竖直向下的拉力F作用下保持静止,F=30 N,在突然撤去外力F的瞬间,物体对秤盘的压力大小为(g=10 m/s2)( )
A.10 N B.15 N
C.20 N D.40 N
解析 在突然撤去外力F的瞬时,物体和秤盘所受的合外力大小F合=F=30 N,方向竖直向上,对物体和秤盘整体,由牛顿第二定律可得a== m/s2=10 m/s2,秤盘原来在竖直向下的拉力F作用下保持静止时,弹簧对秤盘向上拉力大小为F弹=g+F=(2+1)×10 N+30 N=60 N,对秤盘由牛顿第二定律F弹-mg-FN=ma,解得物体对秤盘的压力FN=20 N,故选C。
答案 C
4.(多选)如图所示,一小车的内表面ab和bc光滑且互相垂直,bc与水平方向的夹角为37°,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度为g,已知小车在水平方向上做匀加速直线运动,要使小球始终不脱离小车,则( )
A.若小车向左加速,加速度不能超过g
B.若小车向左加速,加速度不能超过g
C.若小车向右加速,加速度不能超过g
D.若小车向右加速,加速度不能超过g
解析 若小车向左加速,当ab面对小球无作用力时,加速度最大,根据牛顿第二定律
mg tan 37°=ma1
解得a1=g
所以若小车向左加速,加速度不能超过g,选项A错误,B正确;
若小车向右加速运动,当bc面对小球无作用力时,加速度最大,根据牛顿第二定律mg tan 53°=ma2
解得a2=g
所以若小车向右加速,加速度不能超过g,选项C错误,D正确。
答案 BD
5.(多选)如图所示,将质量为0.2 kg的圆环套在固定的水平直杆上,环的直径略大于杆的直径,环与杆之间的动摩擦因数为0.8。对环施加一位于竖直平面内斜向上的拉力F,使圆环以4.4 m/s2的加速度沿杆加速运动,拉力与杆的夹角为53°,已知sin 53° =0.8,cos 53°=0.6,取g=10 m/s2,则F的大小为( )
A.F=1 N B.F=2 N
C.F=9 N D.F=18 N
解析 对环受力分析,受重力、拉力、弹力和摩擦力;若环不受弹力和摩擦力情况下,令F sin 53°=mg
解得F=2.5 N
此时无摩擦力,圆环沿杆做匀加速运动,当F<2.5 N时,杆对环的弹力向上,由牛顿第二定律有
水平方向上有F cos θ-μFN=ma
竖直方向上有FN+F sin θ=mg
解得F=2 N
当F>2.5 N时,杆对环的弹力向下,由牛顿第二定律有
水平方向上有F cos θ-μFN′=ma
竖直方向上有F sin θ=mg+FN′
解得F=18 N,故选项B、D正确。
答案 BD
6.物块与水平桌面间的动摩擦因数为μ,在大小为F、方向如图所示的力作用下,物块恰能匀速向右运动。若改用方向不变、大小为2F的力去推它,则物块的加速度大小为( )
A.0 B.μg
C.μg D.2μg
解析 设力与水平面夹角为θ,根据平衡条件
F cos θ=μ(mg+F sin θ)
改用方向不变、大小为2F的力去推它,则
2F cos θ-μ(mg+2F sin θ)=ma
解得a=μg
故选项C正确,A、B、D错误。
答案 C
7.甲、乙两球质量分别为m1、m2,从同一地点(足够高)处同时由静止释放。两球下落过程所受空气阻力大小f仅与球的速率v成正比,与球的质量无关,即f=kv(k为正的常量)。两球的vt图像如图所示。落地前,经时间t0两球的速度都已达到各自的稳定值v1、v2。则下列判断正确的是( )
A.释放瞬间甲球加速度较大
B.=
C.甲球质量大于乙球
D.t0时间内两球下落的高度相等
解析 释放瞬间v=0,因此空气阻力f=0,两球均只受重力,加速度均为重力加速度g,故选项A错误;两球先做加速度减小的加速运动,最后都做匀速运动,稳定时kv=mg,因此最大速度与其质量成正比,即vm∝m,故=,故选项B错误;由于=,而v1>v2,故甲球质量大于乙球,故选项C正确;图像与时间轴围成的“面积”表示小球通过的位移,由题图可知,t0时间内两球下落的高度不相等,故选项D错误。
答案 C
[提升题组]
8.如图所示,质量为3 kg的物体A静止在劲度系数为100 N/m的竖直轻弹簧上方。质量为2 kg的物体B用细线悬挂起来,A、B紧挨在一起但A、B之间无压力。某时刻将细线剪断,则细线剪断瞬间,下列说法正确的是(g取10 m/s2)( )
A.轻弹簧的压缩量为0.2 m
B.物体A、B的瞬时加速度为4 m/s2
C.物体B的瞬时加速度为10 m/s2
D.物体B对物体A的压力为6 N
解析 A、B紧挨在一起但A、B之间无压力,对A根据受力平衡可得弹簧弹力为F=mAg=kx,x==0.3 m,故选项A错误;细线剪断瞬间,弹簧弹力不变,对A、B整体,由牛顿第二定律(mA+mB)g-F=(mA+mB)a,解得物体A、B的瞬时加速度为a=4 m/s2,故选项B正确,C错误;对物体A由牛顿第二定律FN+mAg-F=mAa,解得物体B对物体A的压力为FN=12 N,故选项D错误。
答案 B
9.(多选)如图所示,两个相同小物块a和b之间用一根轻弹簧相连,系统用细线静止悬挂于足够高的天花板下。细线某时刻被剪断,系统下落,已知重力加速度为g,则( )
A.细线剪断瞬间,a和b的加速度大小均为g
B.弹簧恢复原长时,a和b的加速度大小均为g
C.下落过程中弹簧一直保持拉伸状态
D.下落过程中a、b和弹簧组成的系统机械能守恒
解析 细线剪断前,a、b受力如图所示,F1=F1′=mg,F2=F1′+mg=2mg,细线剪断瞬间,绳子拉力F2变为零,弹簧拉力不变。
对a:F1′+mg=maa,aa=2g;
对b:受力不变,加速度为零,选项A错误;
弹簧恢复原长时,a和b都只受重力,加速度大小均为g,选项B正确;
由于开始a的加速度大于b的加速度,弹簧长度变短,弹簧恢复原长时,a的速度大于b的速度,弹簧变成收缩状态,选项C错误;
下落过程中a、b和弹簧组成的系统动能、重力势能、弹性势能相互转化,系统机械能守恒,选项D正确。
答案 BD
10.(多选)如图所示,倾角为30°的光滑杆上套有一个小球和两根轻质弹簧,两弹簧的一端与小球相连,另一端分别用销钉M、N固定于杆上,小球处于静止状态,设拔去销钉M瞬间,小球的加速度大小为6 m/s2,若不拔去销钉M,而拔去销钉N瞬间,小球加速度可能是(g=10 m/s2)( )
A.11 m/s2,沿杆向上 B.11 m/s2,沿杆向下
C.1 m/s2,沿杆向上 D.1 m/s2,沿杆向下
解析 设小球的质量为m,沿杆斜上为正方向,刚开始受力平衡,则有
FN+FM-G sin 30°=0
拔去销钉M瞬间,小球的加速度大小为6 m/s2,方向可能向下,也可能向上。由牛顿第二定律得
FN-G sin 30°=±ma
拔去销钉N瞬间,小球受M弹簧和重力G的作用,加速度为a′==-11 m/s2或1 m/s2,故选项B、C正确。
答案 BC
学科网(北京)股份有限公司
$$