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专题06 牛顿运动定律
1.(2024·广东·真题)如图所示,轻质弹簧竖直放置,下端固定。木块从弹簧正上方H高度处由静止释放。以木块释放点为原点,取竖直向下为正方向。木块的位移为y。所受合外力为F,运动时间为t。忽略空气阻力,弹簧在弹性限度内。关于木块从释放到第一次回到原点的过程中。其图像或图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】AB.在木块下落高度之前,木块所受合外力为木块的重力保持不变,即
当木块接触弹簧后,弹簧弹力向上,则木块的合力
到合力为零前,随着增大减小;当弹簧弹力大于木块的重力后到最低点,之后,木块开始反弹,过程中木块所受合外力向上,随着减小增大,反弹过程,随着y减小,图像向x轴负方向原路返回,故A错误、B正确;
CD.在木块下落高度之前,木块做自由落体运动,根据
速度逐渐增大, 图像斜率逐渐增大,当木块接触弹簧后到合力为零前,根据牛顿第二定律
木块的速度继续增大,做加速度减小的加速运动,所以图像斜率继续增大,当弹簧弹力大于木块的重力后到最低点过程中
木块所受合外力向上,木块做加速度增大的减速运动,所以图斜率减小,到达最低点后,木块向上运动,经以上分析可知,木块先做加速度减小的加速运动,再做加速度增大的减速运动,再做匀减速直线运动到最高点,而C图中H点过后速度就开始逐渐减小,实际速度还应该增大,直到平衡位置速度到达最大,然后速度逐渐减为零;D图前半段速度不变,不符合题意,正确示意图如下
故CD错误。
故选B。
2.(2024·天津·高考)生活中人们经常使用如图所示的小车搬运重物,小车的底板和侧板垂直,底板和侧板对重物的弹力分别为、,忽略重物和底板之间的摩擦力。保持底板与水平面之间的夹角不变,重物始终与小车相对静止,小车水平向右运动,由匀速变为加速时( )
A.增大,增大
B.减小,增大
C.增大,减小
D.减小,减小
【答案】B
【详解】对重物受力分析,设底板与水平面之间的夹角为,如图所示
小车匀速时,有,小车加速时,有
其中,则减小,增大。
故选B。
3.(2025·甘肃·真题)2025年4月24日,在甘肃酒泉卫星发射中心成功发射了搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭。若在初始的内燃料对火箭的平均推力约为。火箭质量约为500吨且认为在内基本不变,则火箭在初始内的加速度大小约为( )(重力加速度g取)
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据题意,由牛顿第二定律有
代入数据解得
故选A。
4.(2025·北京·高考真题)模拟失重环境的实验舱,通过电磁弹射从地面由静止开始加速后竖直向上射出,上升到最高点后回落,再通过电磁制动使其停在地面。实验舱运动过程中,受到的空气阻力f的大小随速率增大而增大,f随时间t的变化如图所示(向上为正)。下列说法正确的是( )
A.从到,实验舱处于电磁弹射过程 B.从到,实验舱加速度大小减小
C.从到,实验舱内物体处于失重状态 D.时刻,实验舱达到最高点
【答案】B
【详解】A.间,f向下,先增大后减小,可知此时速度方向向上,先增大后减小,故实验舱先处于弹射过程后做竖直上抛运动;故A错误;
B.,f向下在减小,可知此时速度方向向上,速度在减小,根据牛顿第二定律有
即
故加速度大小在减小,故B正确;
C.间,f向上,先增大后减小,可知此时速度方向向下,先增大后减小,先向下加速后向下减速,加速度先向下后向上,先失重后超重,故C错误;
D.根据前面分析可知时刻速度方向改变,从向上变成向下运动,故时刻到达最高点,故D错误。
故选B。
5.(2025·陕西&山西&青海&宁夏·高考)某智能物流系统中,质量为20kg的分拣机器人沿水平直线轨道运动,受到的合力沿轨道方向,合力F随时间t的变化如图所示,则下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】根据牛顿第二定律和题图的F—t图画出如图所示的a—t图像
可知机器人在0 ~ 1s和2 ~ 3s内加速度大小均为1m/s2,方向相反,由v—t图线的斜率表示加速度可知A正确。
故选A。
6.(2025·安徽·真题)某实验小组通过实验探究加速度与力、质量的关系。
(1)利用图甲装置进行实验,要平衡小车受到的阻力。平衡阻力的方法是:调整轨道的倾斜度,使小车 。(选填正确答案标号)
a.能在轨道上保持静止
b.受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动
c.不受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动
(2)利用图乙装置进行实验,箱体的水平底板上安装有力传感器和加速度传感器,将物体置于力传感器上,箱体沿竖直方向运动。利用传感器测得物体受到的支持力和物体的加速度a,并将数据实时传送到计算机。
①图丙是根据某次实验采集的数据生成的和a随时间t变化的散点图,以竖直向上为正方向。时,物体处于 (选填“超重”或“失重”)状态;以为横轴、a为纵轴,根据实验数据拟合得到的图像为图丁中的图线a、
②若将物体质量增大一倍,重新进行实验,其图像为图丁中的图线 。(选填“b”“c”或“d”)
【答案】(1)c
(2) 失重 d
【详解】(1)平衡阻力的方法是:调整轨道的倾斜度,使小车不受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动。
故选c。
(2)
[1]根据图像可知时,加速度方向竖直向下,故处于失重状态;
[2]对物体根据牛顿第二定律
整理得
可知图像的斜率为,故将物体质量增大一倍,图像斜率变小,纵轴截距不变,其图像为图丁中的图线d。
7.(24-25高一上学期·广东深圳高级中学·期末)北京时间2024年7月31日,巴黎奥运会跳水女子双人10米跳台决赛中,全红婵和陈芋汐复制粘贴式的默契征服了所有人,以总分359.10分的绝对优势获得金牌。若不考虑空气阻力,从起跳到入水的过程中,下列说法中正确的是( )
A.若要研究“水花消失术”,在入水过程中应将全红婵看成质点
B.陈芋汐下落的速度越大,其惯性越大
C.全红婵和陈芋汐从起跳到入水的过程中运动路程与位移大小相等
D.两人在腾空后到入水前的加速度始终不变
【答案】D
【详解】A.研究“水花消失术”时,全红婵的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略,可知,在入水过程中不能够全红婵看成质点,故A错误;
B.惯性由质量决定,可知,陈芋汐下落的速度虽然越大,但其惯性不变,故B错误;
C.全红婵和陈芋汐从起跳到入水的过程中,速度方向先向上,后向下,可知,运动路程大于位移大小,故C错误;
D.由于不考虑空气阻力,仅受重力作用,可知,两人在腾空后到入水前的加速度始终不变,加速度始终为重力加速度,故D正确。
故选D。
8.(24-25高一·广东汕头潮南·期末)公交车在平直公路行驶时,如偶遇突发状况司机急刹车,乘客的身体会出现前倾的情况,故而在搭乘时注意抓好扶手,安全乘车,则以下说法中正确的是( )
A.公交车急刹车时,乘客所受合力向后
B.公交车速度越快,乘客惯性越大
C.公交车静止时,乘客没有惯性
D.当乘客拉着扶手合力为0时,乘客此时没有惯性
【答案】A
【详解】A.司机急刹车时,乘客出现身体前倾,摩擦力与乘客相对运动趋势方向相反,则摩擦力即合力方向向后,故A正确;
BCD.惯性大小的唯一量度就是质量,质量大的惯性大,与物体的形状,运动状态等其它因素无关,任何物体都有惯性,故BCD错误。
故选A。
9.(24-25高一上·广东清远·期末)在日常生活中,人们观察到重的物体比轻的物体下落得快。伽利略在1638年出版的《关于两门新科学的对话》中对这一现象提出疑问,他猜想自由落体运动是一种最简单的变速运动。伽利略让小球从斜面的不同位置自由滚下,观测小球多次从不同起点滚动的位移与所用时间平方的比值保持不变,不断加大斜面的倾角,对于每一个特定的倾角,小球从不同高度滚下时这个比值仍然保持不变,说明小球在斜面上的运动是匀变速直线运动,将此结论合理推至斜面倾角为90°(即物体自由下落),其比值也将保持不变,小球仍做匀变速直线运动,关于伽利略开创的科学探究方法,下列流程表示中正确的是( )
A.观察现象→猜想假设→提出问题→实验研究和逻辑推理(包括数学)→得出结论→修正或推广假设
B.观察现象→提出问题→猜想假设→实验研究和逻辑推理(包括数学)→得出结论→修正或推广假设
C.观察现象→提出问题→猜想假设→实验研究和逻辑推理(包括数学)→修正或推广假设→得出结论
D.观察现象→猜想假设→提出问题→实验研究和逻辑推理(包括数学)→修正或推广假设→得出结论
【答案】B
【详解】伽利略开创的科学探究方法的过程为:开始观察现象然后提出问题之后猜想假设,再通过实验研究和逻辑推理来验证假设,然后得出结论,最后再进一步对结论进行修正或推广假设。
故选B。
10.(24-25高一上·广州九区·期末)2024年8月中国网球选手在巴黎奥运会中首获女子单打金牌,创造了历史性的一刻。如图所示,运动员把飞来的网球击打回去,落到了对方场内,则下列说法正确的是( )
A.网球的速度越大,惯性越大
B.被击回的网球在飞行过程中受到重力和球拍的作用力
C.若球拍没有击中球,则球会保持原来的运动状态不变
D.球拍对网球的弹力,是因为球拍发生弹性形变而产生的
【答案】D
【详解】A.惯性是物体的固有属性,其大小只与物体的质量有关,与物体的速度无关。网球的质量不变,无论速度大小如何,其惯性都不变,故A错误;
B.被击回的网球在飞行过程中,已经与球拍脱离,不再受到球拍的作用力,只受到重力,故B错误;
C.球拍没有击中球,网球依然会受到重力的作用,重力会改变球的运动状态,使其运动轨迹发生变化,不会保持原来的运动状态不变,故C错误;
D.根据弹力的定义,弹力是由于物体发生弹性形变而产生的。球拍对网球的弹力,正是因为球拍在击打网球时发生了弹性形变,为了恢复原状而对网球产生了力的作用,故D正确。
故选D。
11.(24-25高一·广东东莞·期末)打羽毛球是日常生活中常见的一种休闲运动,有时取羽毛球时会出现羽毛球卡在球筒里的现象,要将卡在球筒里的羽毛球取出,可以选择不同的方案方案一:一手握在球筒中部,另一手用力击打球筒上端:方案二:手持球筒,使球筒下落,敲击水平面,假设方案二中球筒与水平面碰后速度立即变为零。关于这两种方案,下列说法正确的是( )
A.方案一利用羽毛球所受的重力,使其从球筒上端出来
B.方案一利用球筒的惯性,使羽毛球从球筒下端出来
C.方案二利用羽毛球的惯性,使其从球筒下端出来
D.方案二中球筒敲击水平面后速度变为零,其惯性随之消失
【答案】C
【详解】AB.方案一中用力击打球筒上端,球筒向下运动,而羽毛球具有惯性,要保持原来的静止状态,方案一利用羽毛球的惯性,使其从球筒上端出来,故AB错误;
C.方案二中球筒下落,敲击水平面,球筒与水平面碰后速度立即变为0,而羽毛球具有惯性,要保持原来向下运动的状态,方案二利用羽毛球的惯性,使其从球筒下端出来,故C正确;
D.惯性是物体本身的属性,只由质量决定,与速度无关,故D错误。
故选C。
12.(24-25高一·广东阳江·部分学校·期末)某次训练时,运动员将冰壶沿水平冰面投出,冰壶在水平冰面上运动一段距离后静止。下列说法正确的是( )
A.冰壶离手后运动一段距离静止,说明冰壶的运动需要力来维持
B.冰壶对冰面产生压力的原因是冰壶发生了形变
C.冰壶对冰面的压力就是冰壶所受的重力
D.冰壶在水平冰面上运动的过程中惯性逐渐减小
【答案】B
【详解】A.冰壶离手后运动一段距离静止是由于冰壶受到阻力作用,说明力是改变冰壶的运动状态的原因,而不是维持运动的原因,选项A错误;
B.冰壶对冰面产生压力的原因是冰壶发生了形变,选项B正确;
C.压力和重力是不同性质的力,只能说冰壶对冰面的压力大小等于冰壶所受的重力大小,选项C错误;
D.惯性只与质量有关,则冰壶在水平冰面上运动的过程中质量不变,惯性不变,选项D错误。
故选B。
13.(24-25高一上·广雅中学·期末“天宫课堂”第四课于2023年9月21日下午开课,在奇妙“乒乓球”实验中,航天员朱杨柱用水袋做了一颗水球,桂海潮用球拍击球,水球被弹开。对于该实验说法正确的是( )
A.梦天实验舱内,水球质量越大,其惯性越大
B.梦天实验舱内,水球弹开的速度越大,其惯性越大
C.击球过程中,水球对球拍的作用力与球拍对水球的作用力是一对平衡力
D.击球过程中,水球所受弹力是由于球拍发生形变产生的
【答案】AD
【详解】AB.梦天实验舱内,水球的质量越大,其惯性就越大,质量是衡量惯性大小的唯一量度,故A正确,B错误;
C.击球的过程中,水球对“球拍”的作用力与“球拍”对水球的作用力,二者大小相等、方向相反,作用在两个物体上,故二者为作用力与反作用力,故C错误;
D.击球过程中,水球所受弹力是由于球拍发生形变产生的,故D正确。
故选AD。
14.(24-25高一上·广东深圳·龙城&仲元·期末)在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法,如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法和科学假说法、建立物理模型法等等,以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是( )
A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫建立理想模型法
B.根据速度定义式 ,当非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想法
C.伽俐略通过斜面实验,得出了力不是维持物体运动的原因,采用了控制变量的方法
D.在推导匀变速运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法
【答案】C
【详解】A.质点采用的科学方法叫建立理想化的物理模型法,故A正确,不符合题意;
B.根据速度定义式 ,当非常小时, 就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想法,故B正确,不符合题意;
C.伽俐略在研究力和运动的关系时,得出了力不是维持物体运动的原因,采用了理想实验模型的方法,故C错误,符合题意;
D.在推导匀变速运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法,故D正确,不符合题意。
本题选错误的,故选 C。
15.(24-25高一上·广东江门·期末)下列关于惯性的说法中正确的是( )
A.汽车速度越大刹车后越难停下来,表明汽车速度越大惯性越大
B.汽车转弯后前进方向发生了改变,表明汽车的惯性也随之改变
C.抛出的小球,尽管速度的大小和方向都改变了,但惯性不变
D.质量不同的沙袋可以在相同的时间内停下来,表明惯性与质量无关
【答案】C
【详解】惯性是物体保持原有的运动状态的一种性质,只由物体的质量决定,与物体的速度大小和方向、运动时间长短均无关,故ABD错误,C正确。
故选C。
16.(24-25高一上·广东汕头·汕头一中期末)为探究物体质量一定时加速度与力的关系,小明设计了如图甲实验装置。
(1)实验中,平衡摩擦力时, (选填“需要”或者“不需要”)将砂及砂桶用细线绕过定滑轮系在小车上。适当垫高木板一端,轻推小车,使得小车能匀速下滑则认为平衡摩擦力。之后改变砂和砂桶质量, (选填“需要”或者“不需要”)重新平衡摩擦力。
(2)小明根据实验数据作出图像如图乙,该图线不过原点并在末端发生弯曲,其原因是_______。(选填字母代号)
A.木板右端垫起的高度过小(即平衡摩擦力不足)
B.木板右端垫起的高度过大(即平衡摩擦力过度)
C.砂和砂桶的总质量m远小于小车及车上砝码的总质量M
D.砂和砂桶的总质量m未远小于小车及车上砝码的总质量M
(3)图丙为某次实验得到的纸带,相邻两个计数点之间的距离如图,已知交流电频率为f,则小车加速度的表达式为a= 。(用x1、x2、x3、x4、x5、x6及f表示)
【答案】(1) 不需要 不需要
(2)AD
(3)
【详解】(1)[1]平衡摩擦力时,不需要将砂和砂桶用细线绕过定滑轮系在小车上,只需要适当垫高木板一端,轻推小车,使得小车能匀速下滑。
[2]平衡摩擦力之后,小车所受重力的下滑分力和摩擦力平衡,之后不需要再次平衡摩擦力。
(2)AB.该图线不过原点是因为平衡摩擦力不足,导致小车一开始没有加速度,故A正确,B错误;
CD.设小车及车上砝码的总质量为M,砂和砂桶的总质量m
根据牛顿第二定律有,,解得
由上式可知时,可以认为细绳拉力近似等于砂和砂桶的重力,即当这个条件不满足时,图像发生弯曲,故C错误,D正确。
故选AD。
(3)根据逐差公式,其中
解得
17.(24-25高一上·广州·期末)为了探究加速度与力、质量的关系,某同学用如图甲所示的实验装置进行实验。
(1)以下说法正确的是______。
A.验证a与F两者关系时,小车质量含车内砝码不变,改变钩码质量,不需要满足小车质量远大于钩码质量
B.要把长木板左端垫高以平衡摩擦力
C.定滑轮和小车间的细绳要保持水平
D.测量相邻两点间的距离,应该用毫米刻度尺零刻度对准起始计数点0,读出各计数点对应刻度值,然后逐一相减,得出相邻计数点间距离的数值
(2)图乙是实验中的一条纸带,已知交流电频率为50Hz,两相邻计数点间还有三个计时点未画出,根据纸带可求出物块加速度为 m/s2结果保留三位有效数字。
(3)以拉力大小为横坐标F,加速度a为纵坐标,画出的a-F图像如图丙所示,图像斜率为 可能需要的物理量符号:悬挂钩码质量m、小车含车内砝码质量M、重力加速度g,图像未过坐标原点的原因是 。
(4)若实际工作频率是48Hz,而该同学不知情,则该同学算出来的加速度 真实值填“大于”、“等于”、“小于”。
【答案】(1)ABD
(2)3.13
(3) 平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力
(4)大于
【详解】(1)A.验证a与F两者关系时,因图中小车受到的拉力等于力传感器的示数,不需要满足小车质量远大于钩码质量,A正确;
B.为了平衡摩擦力要把长木板左端垫高,B正确;
C.定滑轮和小车间的细绳要与木板保持平行,C错误;
D.测量相邻两点间的距离,应该用毫米刻度尺零刻度对准起始计数点0,读出各计数点对应刻度值,然后逐一相减,得出相邻计数点间距离的数值,这样可减小读数的误差,D正确。
故选ABD。
(2)相邻两计数点间的时间间隔为
根据逐差法求解加速度公式
代入数据解得
(3)[1]对小车,根据牛顿第二定律
解得
可知图像斜率为
[2]由图像可知,当时小车才有加速度,可知图像未过坐标原点的原因是平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力;
(4)因为交流电的实际频率为48Hz,频率的测量值偏大,代入计算的周期比实际的周期要小,根据加速度的公式可知,加速度的测量值偏大。
18.(24-25高一上学期·广东深圳高级中学·期末)某班第1学习小组用下图实验装置“探究加速度与力、质量的关系”。
(1)关于本实验,下列说法正确的是( )
A.实验时,应先接通打点计时器的电源再释放小车
B.实验时,应先释放小车再接通打点计时器的电源
(2)下图是实验时平衡阻力的情形,其中正确的是__________(选填字母)。
A. B. C.
(3)如图为实验中打出的某条纸带,相邻计数点间的时间间隔是0.1s,测得数据如图所示,由此可以算出小车运动的加速度是 。(保留三位有效数字)
(4)利用测量数据可得到小车质量M一定时,小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图像(如图所示)。拉力F较大时,a-F图线明显弯曲,为避免a-F图线出现弯曲,可采取的措施是__________。
A.测小车的加速度时,利用速度传感器代替纸带和打点计时器
B.在增加桶内砂子质量的同时,在小车上增加砝码,确保砂和小桶的总质量始终远小于小车和砝码的总质量
C.将无线力传感器捆绑在小车上,再将细线连在力传感器上,用力传感器读数代替砂和小桶的重力
D.实验次数不变,每次增加桶内砂子的质量时,增幅小一点
【答案】(1)A
(2)B
(3)1.20
(4)C
【详解】(1)实验时,应先接通打点计时器的电源再释放小车,故选A;
(2)平衡摩擦力时应不挂砂桶,只让小车拖着纸带在木板上匀速下滑,故选B;
(3)小车运动的加速度是
(4)C.根据牛顿第二定律可知mg=(M+m)a
解得
当m≫M时,加速度a=g
随着钩码的数量增大到一定程度时丙图的图线明显偏离直线,造成此误差的主要原因是所挂槽码的总质量太大,而我们把用槽码所受重力作为小车所受的拉力,所以消除此误差可采取的简便且有效的措施应该测量出小车所受的拉力,即在槽码与细绳之间放置一力传感器,得到力F的数值,在作出小车运动的加速度a和力传感器读数F的关系图像,故C正确;
A.测小车的加速度时,利用速度传感器和打点计时器只是求解小车加速度的两种方法,并没有改变槽码所受重力与小车所受的拉力的关系,因此利用速度传感器代替纸带和打点计时器不能避免F增大时,a-F图线出现弯曲,故A错误。
B.实验要保证实验条件,即小车的质量一定,则在增加桶内砂子质量的同时,在小车上增加砝码,就不能保证实验条件了,选项B错误;
D.实验次数不变,每次增加桶内砂子的质量时,即使增幅小一点,也会使得槽码的重力与小车的拉力之间出现误差,选项D错误。
故选C。
19.(24-25高一上·深圳福田红岭中学·期末)学习小组进行“探究小车加速度a与质量M、受力F的关系”的实验,实验装置如图甲所示:
(1)关于平衡摩擦力的观点,下列说法正确的是______;
A.小车放在倾斜长木板上,在不挂砝码和砝码盘的情况下,轻推小车使其能在纸带上打出均匀点迹
B.在每次改变小车质量之后需要重新平衡摩擦力
C.平衡摩擦力的目的是使小车所受合外力的大小等于细绳拉力的大小
D.平衡摩擦力的目的是使细绳拉力的大小等于砝码盘和砝码总重力的大小
(2)若用图像法验证小车加速度a与质量M的反比关系,则应作出a随 的变化图像(选填“M”或“”);
(3)图乙是按正确的实验步骤得到一条纸带,实验中打点计时器连接的电源周期为0.02s,每两个相邻计数点之间还有4个点没有画出,小车的加速度 m/s2(结果保留三位有效数字);
(4)某同学在做“保持小车质量不变,验证小车的加速度与其合外力成正比”的实验时,根据测得的数据作出如图丙所示的a—F图线,所得的图线既不过原点,又不是直线,原因可能是 ;
(5)该小组又对实验方案进行了改进,来研究小车加速度a与F的关系,装置如图丁所示。将装有力传感器的小车放置于水平长木板上,并缓慢向小桶中加入细砂,直到小车刚好能匀速运动为止,记下小车匀速运动时传感器的示数F0。再将小车放回原处并按住,继续向小桶中加入细砂,记下传感器的示数F1,释放小车,实时记录小车运动时传感器的示数F2,改变小桶中砂的重力,多次重复实验,获得多组数据描绘小车加速度a与F的关系如图戊所示。不计纸带与计时器间的摩擦。图像中F是实验中测得的______(单选)。
A.F1 B.F2
C. D.
【答案】(1)AC
(2)
(3)6.22
(4)见解析
(5)D
【详解】(1)A.在平衡摩擦力时,在不挂砝码和砝码盘的情况下,轻推小车,若小车能匀速运动,即能在纸带上打出均匀点迹说明小车已经平衡摩擦力了,A正确;
B.设木板的倾角为θ,小车质量为M,根据平衡条件有,所以与小车的质量无关,故B错误;
CD.平衡摩擦力的目的是使小车所受合外力的大小等于细绳拉力的大小,故C正确。D错误。
故选AC。
(2)根据
整理得
可知a与成正比,若用图像法验证小车加速度a与质量M的反比关系,则应作出a随的变化图像;
(3)两个相邻计数点之间都有4个点没有画出,则计数点时间间隔
由逐差法可得加速度
代入图中数据,解得
(4)由图可知,当合外力较小时,小车的加速度为零,说明平衡摩擦力不足,木板右端所垫物体较低,木板的倾角偏小;图线不是直线,是由于随着砝码和砝码盘的总质量的增大,不满足远小于小车质量,绳子拉力不能近似等于砝码和砝码盘的重力。
(5)图像是过原点的一条直线,已经平衡摩擦力,则F为小车受到的合外力,即
故选D。
20.(24-25高一下·广东潮州饶平·期末)如图所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。
(1)该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的,因此我们采用的研究方法是__________;
A.放大法 B.控制变量法 C.补偿法 D.比较法
(2)该实验过程中操作正确的是__________;
A.平衡摩擦力时,应将砝码盘通过定滑轮拴在小车上
B.平衡阻力时小车未连接纸带
C.先释放小车,后接通打点计时器电源
D.调节滑轮高度使细绳与长木板平行
(3)在小车质量 (选填“远大于”或“远小于”)小盘和砝码质量时,可以认为细绳拉力近似等于小盘和砝码的重力。
(4)经正确操作后获得一条如下图所示的纸带,建立以计数点0为坐标原点的x轴,各计数点的位置坐标分别为0、、…、。已知打点计时器的打点周期为T,则打计数点5时小车速度的表达式 ;小车加速度的表达式是 (用题目字母表示)。
【答案】(1)B
(2)D
(3)远大于
(4)
【详解】(1)该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的,因此我们可以控制其中一个物理量不变,研究另外两个物理量之间的关系,即采用了控制变量法;故选B项。
(2)A.若将砝码盘通过定滑轮拴在小车上进行平衡摩擦力操作,会使小车受到的外力除了摩擦力还有砝码盘的拉力等,无法单纯地实现摩擦力的平衡,会导致实验误差增大,不能准确地探究实验规律,故A错误;
B.补偿阻力时小车需要连接纸带,一方面是需要连同纸带所受的阻力一并平衡,另外一方面是通过纸带上的点间距判断小车是否在长木板上做匀速直线运动,故B错误;
C.由于小车速度较快,且运动距离有限,打出的纸带长度也有限,为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点,实验时应先接通打点计时器电源,后释放小车,故C错误;
D.为使小车所受拉力与速度同向,应调节滑轮高度使细绳与长木板平行,故D正确。
故选D。
(3)设小车质量为,槽码质量为。对小车根据牛顿第二定律有
对小盘和砝码根据牛顿第二定律有
联立解得
由上式可知在小车质量远大于小盘和砝码质量时,可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。
(4)[1]相邻两计数点间的时间间隔为,打计数点5时小车速度的表达式
[2]根据逐差法可得小车加速度的表达式是
21.(24-25高一上·广东茂名·期末)在某次“探究加速度与力、质量的关系”实验中,甲、乙两组同学分别设计了如图1和图2所示的实验装置,小车总质量为M,槽码总质量为m。
(1)关于这两组实验,要达到实验目的,下列说法中正确的是__________(填字母);
A.图1实验需要补偿阻力,图2实验不需要补偿阻力
B.图1和图2实验中,小车在释放前都应靠近打点计时器放置
C.图1实验应该先接通打点计时器电源再释放小车,图2实验应该先释放小车再接通打点计时器电源
D.图1实验需要满足,图2实验不需要满足
(2)甲组同学在保证实验装置规范合理的情况下,利用实验装置得到一条纸带如图3所示,纸带中相邻两点间的时间间隔为T,由此可得小车此时的加速度为 (用、、T表示)。多次操作后,甲组的两位同学用实验所得数据,在同一坐标系内画出了如图4所示的两条图像,由图像可判断,他们实验时所挂的槽码质量应是 (填“>”“=”或“<”);
(3)乙组同学在正确完成所有调试及实验步骤后,以力传感器的示数F为横坐标,小车的加速度a为纵坐标,画出的图线如图5所示,求得图线的斜率为k,则小车的质量与小车上传感器的质量之间的关系式为 。
【答案】(1)BD
(2) >
(3)
【详解】(1)A.两组实验都是以细线的拉力作为小车所受的合力,则两组实验都需要补偿阻力,使小车重力沿长木板方向的分力等于阻力,故A错误;
B.两组实验中,小车在释放前都应靠近打点计时器放置,故B正确;
C.两组实验中,都应该先接通打点计时器电源再释放小车,故C错误;
D.图1实验认为槽码的重力等于细线的拉力,则需要满足;图2实验用力传感器直接测量细线的拉力,则不需要满足,故D正确。
故选BD。
(2)[1]由逐差法可得
[2]根据题意,由牛顿第二定律有
可得
由图可知,图线1的斜率大于图线2的斜率,则有
(3)由牛顿第二定律得
变形得
图像的斜率为
可得
22.(24-25高一·广东阳江·部分学校·期末)某实验小组利用气垫导轨和光电门来完成“探究加速度与力、质量的关系”实验。实验装置如图所示,已知遮光条的宽度为d,滑块和遮光条的总质量为M,钩码的质量为m。
(1)实验时 (填“需要”或“不需要”)确保气垫导轨上方的细线与气垫导轨平行。为确保滑块受到的合力与钩码所受的重力近似相等,M需要 (填“远大于”或“远小于”)m。
(2)某次实验测得滑块经过光电门时遮光条的遮光时间为,滑块释放时遮光条到光电门的距离为,则滑块的加速度大小 (用给定的物理量符号表示)。
(3)维持钩码的质量不变,改变滑块的质量进行多次实验,测得多组实验数据。为了能更直观地看出滑块的加速度大小与质量M的关系,应作出 (填“”“”或“”)图像。
【答案】(1) 需要 远大于
(2)
(3)
【详解】(1)[1]实验时需要确保气垫导轨上方的细线与气垫导轨平行,这样才能使得细线的拉力等于滑块受的合力。
[2]根据T=Ma,mg-T=ma
可得
只有当M>>m时才可认为T=mg,则为确保滑块受到的合力与钩码所受的重力近似相等,M需要远大于m。
(2)滑块通过光电门时的速度
滑块的加速度大小
(3)钩码质量不变,则牵引力不变,根据,则为了能更直观地看出滑块的加速度大小与质量M的关系,应作出图像。
23.(24-25高一上·广东十八校·期末)在某次探究小车的加速度与力、质量的关系的实验中,同学设计了如图甲所示的实验装置,小车的总质量为,重物的质量为。
(1)进行实验时,需要先将长木板倾斜适当的角度,这样做的目的是 ,还要求重物的质量远小于小车的总质量,这样做的目的是 。(均填正确答案标号)
A.使小车获得较大的加速度
B.使细线的拉力等于小车受到的合外力
C.使小车最终能匀速运动
D.使重物的重力近似等于细线的拉力
(2)进行实验时,打出的一条纸带的一部分如图乙所示。纸带上标出了连续的5个计数点、、、、,相邻计数点之间还有4个点没有标出,打点计时器接在频率为的交流电源上,小车运动的加速度大小为 (结果保留两位有效数字)。
(3)研究加速度与质量的关系时,若已经平衡了阻力,但重物的质量与小车的总质量间的关系不满足,由实验数据做出图线,则图线应是________(填正确答案标号)。
A. B.
C. D.
【答案】(1) B D
(2)0.39
(3)C
【详解】(1)[1]在进行实验时,需要先将长木板倾斜适当的角度,这样做的目的是平衡阻力,使细线的拉力等于小车受到的合外力。
[2]根据牛顿第二定律可得,
可得
还要求重物的质量远小于小车的质量,这样做的目的是使重物的重力近似等于细线的拉力。
(2)相邻点迹间的时间间隔为
根据逐差法可得小车的加速度为
(3)以小车为研究对象,根据牛顿第二定律有
以重物为研究对象,根据牛顿第二定律有
联立可得
可知图像是过原点的倾斜直线。
故选C。
24.(24-25高一上·广东潮州潮安·期末)某实验小组用如图1的装置“探究加速度与力、质量的关系”。所用交变电流的频率为50Hz。
(1)实验中可采用如图甲、乙所示的两种打点计时器,请回答下面的问题:
图乙是 (选填“电磁打点”或“电火花”)计时器,电源采用的是 (选填“交流8V”“交流220V”或“四节干电池”)。
(2)实验以小车为研究对象,为补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力,应把木板一侧垫高,调节木板的倾斜度,使小车在 (填“挂”或“不挂”)槽码时能拖动纸带沿木板做 直线运动。
(3)实验中打出的纸带如图2所示,由该纸带可求得小车的加速度 (计算结果保留2位有效数字)。
(4)某同学在保持小车质量不变的情况下,通过多次改变对小车的拉力F,由实验数据作出图像如图3所示,图线不过原点的原因是 。
【答案】(1) 电火花 交流220V
(2) 不挂 匀速
(3)0.88
(4)平衡摩擦力时,木板倾斜过大
【详解】(1)[1]2[图乙中利用了墨粉盒,可知,图乙是电火花计时器,其电源采用的是交流220V。
(2)[1][2]实验以小车为研究对象,为补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力,应把木板一侧垫高,调节木板的倾斜度,由于使小车重力沿斜面的分力与小车所受阻力平衡,可知,平衡摩擦力时,应使小车在不挂槽码时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动。
(3)交流电源的频率为50Hz,则打点周期为0.02s,纸带上选择的相邻计数点之间的时间间隔为
根据逐差法可知,小车的加速度
(4)根据图像可知,当拉力为0时,小车已经有一定的加速度,表明平衡摩擦力时,木板倾斜过大。
25.(24-25高一上学期·广东·期末)某同学在预习物理课本时,对课本上的《汽车行驶的安全距离示意图》很感兴趣,他发现图中汽车行驶的反应距离与车速成正比,而汽车的刹车距离与车速的平方成正比。取重力加速度。
路面
动摩擦因数
干沥青混凝土路面
0.7~0.8
干碎石路面
0.4~0.7
湿沥青混凝土路面
0.32~0.4
(1)试说明图中汽车在停车过程中的运动类型,并根据图片信息,求图中司机的反应时间,以及这辆汽车刹车时的加速度大小;
(2)下表列出了各种路面与车胎之间的动摩擦因数,通过计算可分析出,这辆汽车的行驶数据是在哪种路面上测试所得?
【答案】(1)先匀速后匀减速;1s;
(2)干碎石路面
【详解】(1)由题可知,汽车在驾驶员尚未踩下刹车的“反应”阶段中以恒定速度匀速行驶;当驾驶员踩下刹车后,汽车转为匀减速运动,直至停车。
取时的反应距离为,刹车距离为,则反应时间
刹车时的加速度大小
(2)根据牛顿第二定律和摩擦力公式 (设汽车刹车时车轮近似抱死)可知
得
则
对照题中给出的路面与车胎间的动摩擦因数表可知,处于干碎石路面(0.4 ~ 0.7)的范围内,故该数据应是在干碎石路面上测试所得。
26.(24-25高一上学期·广东深圳高级中学·期末)如图甲所示是某科技馆内的一种设备——“娱乐风洞”,该设备通过人工制造和控制气流,把人“吹”起来,体验太空飘浮的感觉。图乙为该风洞的简化示意图,其主体是一个高的圆柱形竖直管道,开启管道底部的气流,恰好使一位质量为的游客悬浮在A点,由于设备故障,气流突然消失,游客开始做自由落体运动;为保障安全,在游客下落到B点时,启动备用装置立即产生更强的恒定气流,游客继续下落到靠近管道底部的C点时恰好速度为零,静坐后游戏结束。已知重力加速度g取,游客可看成质点。求:
(1)游客在B、C间受到的气流作用力大小;
(2)游客从开始下落到游戏结束时的平均速度大小。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)从A点到B点,根据自由落体运动规律有
解得
从B点到C点,根据匀减速直线运动规律有
解得
根据牛顿第二定律有
解得
(2)从B点到C点,根据匀减速直线运动规律有
解得
根据
解得
则下落的总高度为
总时间为
根据平均速度的定义式有
解得
27.(24-25高一上·广东汕尾·期末)如图所示,学校运动会采用新型无人机拍摄运动员人场仪式。无人机的质量为,最大升力为,最大的上升速度和加速度分别为和。该无人机悬停在离地高处拍摄时,突然停机。操作员用完成重启,空气阻力大小恒定,重力加速度取,下列说法正确的是( )
A.无人机从静止加速上升到最大速度时的最短距离为
B.无人机所受的空气阻力大小为
C.完成重启时,无人机的速度大小是
D.无人机完成重启时,离地高度为
【答案】BC
【详解】A.上升过程做匀加速直线运动,则加速到最大速度需要的最短距离满足
解得
故A错误;
B.无人机上升的过程中受到升力、重力、空气的阻力,根据牛顿第二定律可得
代入数据可得
故B正确;
C.重新启动前无人机向下做匀加速直线运动,由牛顿第二定律可得
解得
操作人员用时完成重新启动,则速度大小为
故C正确;
D.重新启动前无人机向下做匀加速直线运动,运动的距离为
则此时离地高度为
故D错误。
故选BC。
28.(24-25高一上·广东广州越秀·期末)如图所示为水平面上一个边长为1m的正方体空间,某一质量为0.1kg的质点自O点由静止开始运动,除重力外,该质点还同时受到、两个恒力作用,且,如图所示,g取。则该质点( )
A.加速度大小为 B.将沿OB连线飞出正方体
C.在正方体区域内运动时间为1s D.在正方体区域内运动时间为
【答案】BD
【详解】AB.根据力的合成法则可知,质点所受合力大小为F=N,方向与竖直方向的正切值为
即方向沿OB连线,根据牛顿第二定律可得质点的加速度大小为
因为质点是从静止出发的,所以质点的运动方向沿OB方向,故A错误,B正确;
CD.竖直方向的加速度大小等于重力加速度,则根据
可得质点在正方体区域内的运动时间为
故C错误,D正确。
故选BD。
29.(24-25高一上·广东汕尾·期末)学校对文化境进行装修,如图所示,用与竖直墙面成角的恒力推动磨石向上做匀加速直线运动。磨石质量为,与墙面的动摩擦因数为,重力加速度为,则磨石的加速度大小是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】根据平衡条件,磨石在水平方向的受力情况是
磨石向上做匀加速直线运动,根据受力分析,磨石在竖直方向的受力情况是
由滑动摩擦力公式
代入求得磨石的加速度大小为
故选D。
30.(24-25高一上·广东惠州·期末)如图所示为某滑雪爱好者参与高山滑雪时的情境,某时刻滑雪者收起雪杖,从静止开始沿着倾角的平直山坡做匀加速直线运动,经过时间t后到达坡底。已知滑板与山坡间的动摩擦因数为,重力加速度大小为g,则关于滑雪者在该运动过程中的说法正确的是( )
A.加速度大小为 B.到坡底的速度大小为
C.运动的平均速度大小为 D.运动的位移大小为
【答案】D
【详解】根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
则滑雪者到坡底的速度大小为
滑雪者运动的平均速度大小为
滑雪者运动的位移大小为
故选D。
31.(24-25高一·广东阳江·部分学校·期末)如图所示,通过轻质细线系有物体的氦气球从地面由静止释放,记为0时刻(细线绷直且长度可忽略)。已知氦气球和物体的质量分别为m和9m,当地的重力加速度大小为g,氦气球和物体受到的浮力大小恒为12mg。不计空气阻力。对于物体释放后的运动过程,下列说法正确的是( )
A.物体的加速度大小为
B.细线上的拉力大小为10mg
C.t时刻物体的速度大小为
D.物体的位移大小为x时对应的速度大小为
【答案】AD
【详解】A.对整体受力分析,根据牛顿第二定律
解得
故A正确;
B.对物体受力分析,根据牛顿第二定律有
解得
故B错误;
C.根据速度时间公式
可得t时刻物体的速度大小为
故C错误;
D.根据速度位移公式
解得物体的位移大小为x时对应的速度大小为
故D正确。
故选AD。
32.(24-25高一上·广东江门·期末)谷神星一号海射型遥二运载火箭于2024年5月29日16时12分在山东日照成功发射,该过程可用如图所示的火箭模型发射来模拟。发动机点火后,火箭模型获得了大小恒为方向竖直向上的推力,2秒后发动机熄火,之后由于惯性达到最大高度。已知火箭模型质量为,在升空过程中受到的空气阻力大小恒为,不考虑发射过程中喷出气体对火箭模型质量的影响, g取。求:
(1)火箭模型在发动机熄火前的加速度的大小及在升空过程中的最大速率;
(2)火箭模型上升的总时间。
【答案】(1),
(2)
【详解】(1)根据牛顿第二定律有
解得
发动机熄火后,火箭在自身重力和空气的阻力作用下,2s后做匀减速直线运动,则火箭最大速率为
1
解得
(2)发动机熄火,根据牛顿第二定律有
解得
利用逆向思维,根据速度公式有
解得减速上升时间
火箭模型上升的总时间
33.(23-24高一上·广东东莞·期末)如图甲所示,游人半躺在滑草场专用的滑具里,从滑道的顶端由静止沿倾斜的滑道下滑,最后停在水平滑道上某一位置。图乙为整个滑道的简化示意图。设倾斜道的倾角为,高度为H。滑具与倾斜滑道和水平滑道的动摩擦因数均为,重力加速度为g,倾斜滑道和水平滑道平滑连接。下列说法正确的是( )
A.游人和滑具在倾斜轨道上的加速度大小为
B.游人和滑具滑到倾斜滑道底端时的速度大小为
C.游人和滑具在水平滑道上滑行的距离是
D.游人和滑具在水平滑道的加速度大小为
【答案】C
【详解】AB.游人和滑具在倾斜轨道上,根据牛顿第二定律可得
可得加速度大小为
根据运动学公式可得
解得游人和滑具滑到倾斜滑道底端时的速度大小为
故AB错误;
CD.游人和滑具在水平滑道的加速度大小为
根据运动学公式可得
联立解得游人和滑具在水平滑道上滑行的距离为
故C正确,D错误。
故选C。
34.(24-25高一上学期·广东深圳光明区·期末)假期时,小明的爸爸驾驶房车带领全家游览祖国美丽的景色如甲图所示。房车厨房内有一只装满杂粮的圆柱形储藏罐贴着倾角的斜面放在水平置物架上,房车车壁上有一个用细长轻绳悬挂的小中国结(可看作质点),如图乙所示。ab、bc、cd、de是港珠澳大桥的四段110m等跨钢箱连续梁桥(如图丙所示),房车行驶到a点时开始加速,先做匀加速直线运动,达到29.5m/s后做匀速直线运动。在ab段小明发现中国结偏离车壁角度始终为,已知,。他用手机中秒表功能测出房车经过ab段所用的时间为5.5s,,,,求:
(1)房车通过ab段的加速度大小;
(2)从b点开始房车继续行驶173m所用的时间;
(3)假设储藏罐外表面光滑,则房车至少以多大的加速度运动才能使储藏罐沿斜面向上运动。
【答案】(1)
(2)6s
(3)
【详解】(1)对中国结分析,根据牛顿第二定律有
解得
(2)房车在ab段匀加速,根据位移—时间关系有
解得
房车匀加速的时间满足
解得s
经过ab段所用的时间为5.5s,则房车到达b点后加速的时间为
房车到达b点后加速的位移为m
还需匀速状态下继续行驶m
匀速所用时间为s
则房车到达b点后继续行驶173m所用的时间为6s
(3)对储藏罐,根据牛顿第二定律有
解得
35.(2026·广东肇庆·一模)如图所示,光滑水平面上静止放有甲、乙两个相同的物块,对甲、乙分别施加大小为F和2F、方向相同的水平推力,甲、乙前进了相同距离。则甲、乙的运动时间之比为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】甲、乙质量相同,根据牛顿第二定律可知,甲、乙的加速度大小之比
由运动学公式可知,运动时间
由于,,所以
故选C。
36.(2025·广东顺德·一模)某实验小组利用如图所示实验装置测量物块与桌面的动摩擦因数,已知重力加速度为g。
(1)实验步骤如下:
①用游标卡尺测量遮光条的宽度为d,用天平分别测出物块的质量为M,重物的质量为m;
②挂上重物,让重物拉着物块在水平桌面上运动,记录物块通过光电门A、B的时间分别为和;
③多次改变重物质量并重复步骤②,求出的平均值。
(2)根据实验步骤回答以下问题:
①本实验以物块和重物为研究对象, (选填“需要”或“不需要”)满足“物块质量远大于重物质量”的条件;
②为测量物块的加速度a,还需测量光电门A、B间的距离L,测量结果如图所示L= cm,物块通过光电门B的速度 (用题目中的已知量符号表示);
③写出物块与桌面间动摩擦因数的表达式: (用题目中的已知量符号表示)。
【答案】 不需要 38.55/38.54/38.56
【详解】(2)①[1]本实验只需要物块做加速运动即可,即以物块和重物为研究对象,不需要满足“物块质量远大于重物质量”的条件;
②[2]刻度尺最小刻度为0.1mm,则光电门A、B间的距离 L=38.55cm
[3]物块通过光电门B的速度;
(3)[4]物块通过光电门A的速度
根据
其中
解得
37.(2025·广东茂名·一模)小明想测量新买的鞋子鞋底与木板间的滑动摩擦因数,他设计了如下实验。已知每个砝码的质量,设拖鞋上砝码个数为n,电子秤示数为m(指示质量),鞋子和重物的质量分别为和,不考虑绳子与滑轮的摩擦。
(1)小明练习使用螺旋测微器测量木板的厚度,读数如图甲所示,则木板厚度为 。
(2)如图乙所示,把鞋子放置在木板上,并用一根细绳连接鞋子和电子秤上的重物,调节滑轮位置,使鞋子与滑轮间的细绳保持水平,重物与滑轮间的细绳保持竖直。
(3)在鞋子上放置砝码,向左拉动木板的同时,在下表记录电子秤示数m和砝码个数n。此过程拉动木板时 (选填“必须”或“不必”)保持匀速。
n(个)
0
1
2
3
4
5
60
51
43
35
27
18
(4)图丙中有两个点尚未描出,请根据(3)中表格数据描出,并绘制图像。
(5)分析实验过程,m和、n、、、所满足的关系式为 。
(6)根据(4)绘制出的图像,可得鞋子和木板间的动摩擦因数 (保留2位有效数字)。
【答案】 6.860/6.858/6.859/6.861/6.862 不必 0.40/0.37/0.38/0.39/0.41/0.42/0.43
【详解】[1]根据螺旋测微器的读法可知,木板的厚度
[2]鞋子与木板之间的滑动摩擦力与物体的相对速度无关,因此不需要木板做匀速运动;
[3]描出对应的点迹,用平滑的直线连接起来即可,作图如下
[4]对于重物而言,则有
对于鞋子而言则有
联立解得
[5]根据上述分析可知,在图像中,其斜率为
代入数据解得
38.(2025·广东省肇庆市·二模)自驾旅行时,手机导航是大家的优先选择。如图为一款车载磁吸式手机支架,支架固定在汽车上,已知放在支架上的手机的质量为m,手机与水平面的夹角为θ,重力加速度为g,手机与支架保持相对静止,下列说法正确的是( )
A.汽车在平直公路上做匀速直线运动时,手机受到的摩擦力大小手机为mgcosθ
B.汽车在平直公路上做匀变速直线运动时,手机受到支架的摩擦力可能为零
C.不论汽车在何路面上如何运动,支架对手机的作用力方向始终竖直向上
D.支架对手机的支持力是由手机的形变引起的
【答案】B
【详解】A.汽车在平直公路上做匀速直线运动时,手机受到的摩擦力大小为
故A错误;
B.手机受到支架的摩擦力为零时,根据牛顿第二定律可得
所以
即当汽车以该加速度在平直公路上做匀变速直线运动时,手机受到支架的摩擦力为零,故B正确;
C.如果汽车在平直公路上做匀变速直线运动,则支架对手机有水平方向的分力,总作用力不会竖直向上,故C错误;
D.支架对手机的支持力是由支架的形变引起的,故D错误。
故选B。
39.(2025·安徽·一诊)2024亚太国际低空经济产业博览会于12月4日-6日在深圳国际会展中心举行,无人机是当前我国战略性新兴产业之一、近年来,不管在技术、产品、应用还是市场上,我国都取得了巨大的成就。如图1所示,某次无人机从地面由静止开始竖直向上飞行,它运动的图像如图2所示,b点为图线的最高点。下列说法正确的是( )
A.研究无人机螺旋桨的转动情况时可将其视为质点
B.无人机在过程中受到的合外力越来越小
C.无人机在时刻运动到最高点
D.无人机在时刻向下运动
【答案】B
【详解】A.研究无人机螺旋桨的转动情况时,无人机的形状大小不能忽略改,不能将其视为质点,故A错误;
B.根据图像的切线斜率表示加速度,由题图可知,人机在过程中的加速度越来越小,根据牛顿第二定律可知,其所受合外力越来越小,故B正确;
CD.根据图像可知,无人机在时间内的速度方向一直向上,所以时刻运动到最高点,故CD错误。
故选B。
40.(24-25高三·广东广州·10月月考)某兴趣小组利用轻弹簧与刻度尺设计了一款加速度测量仪,如图甲所示。轻弹簧的右端固定,左端与一小车固定,小车与测量仪底板之间的摩擦阻力可忽略不计。在小车上固定一指针,装置静止时,小车的指针恰好指在刻度尺正中间,图中刻度尺每一小格代表的长度为1cm。已知该弹簧的劲度系数k=20N/m:用弹簧测力计测定小车的重力,读数如图乙所示。重力加速度g取10m/s2。
(1)图乙中弹簧测力计的读数为 N;某次测量小车所在位置如图丙所示,则小车的加速度方向为水平向 (填“左”或“右”)、大小为 m/s2。(计算结果保留两位有效数字)
(2)若将小车换为一个质量更小的小车,其他条件均不变,那么该加速度测量仪的量程将 。(选填“不变”“增大”或“减小”)
(3)加速度测量仪制作完成后,将刻度尺不同刻度对应的加速度大小标在尺上。在测量某次运动的过程中,该同学观察到指针由读数较大的位置逐渐变小到读数几乎为0。则在这段时间内该运动可能为( )。
A.匀加速直线运动 B.匀减速直线运动
C.加速度减小的减速运动 D.加速度减小的加速运动
【答案】(1) 2.0 左 5.0
(2)增大
(3)CD
【详解】(1)[1]由图乙可得弹簧测力计的示数为
[2][3]由图乙和二力平衡可得
解得小车质量为
由图丁可知弹簧处于压缩状态,弹簧弹力向左,设压缩量为,根据牛顿第二定律有
其中
联立解得
则小车的加速度方向为水平向左,大小为。
(2)设弹簧的最大形变量为,根据牛顿第二定律可得
解得可测量的最大加速度为
可知若将小车换为一个质量更小的小车,其他条件均不变,那么该加速度测量仪的量程将增大。
(3)指针由读数较大的位置逐渐变小到读数几乎为0,说明小车的加速度逐渐减小到几乎为0,即小车可能做加速度逐渐减小的加速运动,也可能做加速度逐渐减小的减速运动。
故选CD。
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专题06 牛顿运动定律
1.(2024·广东·真题)如图所示,轻质弹簧竖直放置,下端固定。木块从弹簧正上方H高度处由静止释放。以木块释放点为原点,取竖直向下为正方向。木块的位移为y。所受合外力为F,运动时间为t。忽略空气阻力,弹簧在弹性限度内。关于木块从释放到第一次回到原点的过程中。其图像或图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(2024·天津·高考)生活中人们经常使用如图所示的小车搬运重物,小车的底板和侧板垂直,底板和侧板对重物的弹力分别为、,忽略重物和底板之间的摩擦力。保持底板与水平面之间的夹角不变,重物始终与小车相对静止,小车水平向右运动,由匀速变为加速时( )
A.增大,增大
B.减小,增大
C.增大,减小
D.减小,减小
3.(2025·甘肃·真题)2025年4月24日,在甘肃酒泉卫星发射中心成功发射了搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭。若在初始的内燃料对火箭的平均推力约为。火箭质量约为500吨且认为在内基本不变,则火箭在初始内的加速度大小约为( )(重力加速度g取)
A. B. C. D.
4.(2025·北京·高考真题)模拟失重环境的实验舱,通过电磁弹射从地面由静止开始加速后竖直向上射出,上升到最高点后回落,再通过电磁制动使其停在地面。实验舱运动过程中,受到的空气阻力f的大小随速率增大而增大,f随时间t的变化如图所示(向上为正)。下列说法正确的是( )
A.从到,实验舱处于电磁弹射过程 B.从到,实验舱加速度大小减小
C.从到,实验舱内物体处于失重状态 D.时刻,实验舱达到最高点
5.(2025·陕西&山西&青海&宁夏·高考)某智能物流系统中,质量为20kg的分拣机器人沿水平直线轨道运动,受到的合力沿轨道方向,合力F随时间t的变化如图所示,则下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
6.(2025·安徽·真题)某实验小组通过实验探究加速度与力、质量的关系。
(1)利用图甲装置进行实验,要平衡小车受到的阻力。平衡阻力的方法是:调整轨道的倾斜度,使小车 。(选填正确答案标号)
a.能在轨道上保持静止
b.受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动
c.不受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动
(2)利用图乙装置进行实验,箱体的水平底板上安装有力传感器和加速度传感器,将物体置于力传感器上,箱体沿竖直方向运动。利用传感器测得物体受到的支持力和物体的加速度a,并将数据实时传送到计算机。
①图丙是根据某次实验采集的数据生成的和a随时间t变化的散点图,以竖直向上为正方向。时,物体处于 (选填“超重”或“失重”)状态;以为横轴、a为纵轴,根据实验数据拟合得到的图像为图丁中的图线a、
②若将物体质量增大一倍,重新进行实验,其图像为图丁中的图线 。(选填“b”“c”或“d”)
7.(24-25高一上学期·广东深圳高级中学·期末)北京时间2024年7月31日,巴黎奥运会跳水女子双人10米跳台决赛中,全红婵和陈芋汐复制粘贴式的默契征服了所有人,以总分359.10分的绝对优势获得金牌。若不考虑空气阻力,从起跳到入水的过程中,下列说法中正确的是( )
A.若要研究“水花消失术”,在入水过程中应将全红婵看成质点
B.陈芋汐下落的速度越大,其惯性越大
C.全红婵和陈芋汐从起跳到入水的过程中运动路程与位移大小相等
D.两人在腾空后到入水前的加速度始终不变
8.(24-25高一·广东汕头潮南·期末)公交车在平直公路行驶时,如偶遇突发状况司机急刹车,乘客的身体会出现前倾的情况,故而在搭乘时注意抓好扶手,安全乘车,则以下说法中正确的是( )
A.公交车急刹车时,乘客所受合力向后
B.公交车速度越快,乘客惯性越大
C.公交车静止时,乘客没有惯性
D.当乘客拉着扶手合力为0时,乘客此时没有惯性
9.(24-25高一上·广东清远·期末)在日常生活中,人们观察到重的物体比轻的物体下落得快。伽利略在1638年出版的《关于两门新科学的对话》中对这一现象提出疑问,他猜想自由落体运动是一种最简单的变速运动。伽利略让小球从斜面的不同位置自由滚下,观测小球多次从不同起点滚动的位移与所用时间平方的比值保持不变,不断加大斜面的倾角,对于每一个特定的倾角,小球从不同高度滚下时这个比值仍然保持不变,说明小球在斜面上的运动是匀变速直线运动,将此结论合理推至斜面倾角为90°(即物体自由下落),其比值也将保持不变,小球仍做匀变速直线运动,关于伽利略开创的科学探究方法,下列流程表示中正确的是( )
A.观察现象→猜想假设→提出问题→实验研究和逻辑推理(包括数学)→得出结论→修正或推广假设
B.观察现象→提出问题→猜想假设→实验研究和逻辑推理(包括数学)→得出结论→修正或推广假设
C.观察现象→提出问题→猜想假设→实验研究和逻辑推理(包括数学)→修正或推广假设→得出结论
D.观察现象→猜想假设→提出问题→实验研究和逻辑推理(包括数学)→修正或推广假设→得出结论
10.(24-25高一上·广州九区·期末)2024年8月中国网球选手在巴黎奥运会中首获女子单打金牌,创造了历史性的一刻。如图所示,运动员把飞来的网球击打回去,落到了对方场内,则下列说法正确的是( )
A.网球的速度越大,惯性越大
B.被击回的网球在飞行过程中受到重力和球拍的作用力
C.若球拍没有击中球,则球会保持原来的运动状态不变
D.球拍对网球的弹力,是因为球拍发生弹性形变而产生的
11.(24-25高一·广东东莞·期末)打羽毛球是日常生活中常见的一种休闲运动,有时取羽毛球时会出现羽毛球卡在球筒里的现象,要将卡在球筒里的羽毛球取出,可以选择不同的方案方案一:一手握在球筒中部,另一手用力击打球筒上端:方案二:手持球筒,使球筒下落,敲击水平面,假设方案二中球筒与水平面碰后速度立即变为零。关于这两种方案,下列说法正确的是( )
A.方案一利用羽毛球所受的重力,使其从球筒上端出来
B.方案一利用球筒的惯性,使羽毛球从球筒下端出来
C.方案二利用羽毛球的惯性,使其从球筒下端出来
D.方案二中球筒敲击水平面后速度变为零,其惯性随之消失
12.(24-25高一·广东阳江·部分学校·期末)某次训练时,运动员将冰壶沿水平冰面投出,冰壶在水平冰面上运动一段距离后静止。下列说法正确的是( )
A.冰壶离手后运动一段距离静止,说明冰壶的运动需要力来维持
B.冰壶对冰面产生压力的原因是冰壶发生了形变
C.冰壶对冰面的压力就是冰壶所受的重力
D.冰壶在水平冰面上运动的过程中惯性逐渐减小
13.(24-25高一上·广雅中学·期末“天宫课堂”第四课于2023年9月21日下午开课,在奇妙“乒乓球”实验中,航天员朱杨柱用水袋做了一颗水球,桂海潮用球拍击球,水球被弹开。对于该实验说法正确的是( )
A.梦天实验舱内,水球质量越大,其惯性越大
B.梦天实验舱内,水球弹开的速度越大,其惯性越大
C.击球过程中,水球对球拍的作用力与球拍对水球的作用力是一对平衡力
D.击球过程中,水球所受弹力是由于球拍发生形变产生的
14.(24-25高一上·广东深圳·龙城&仲元·期末)在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法,如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法和科学假说法、建立物理模型法等等,以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是( )
A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫建立理想模型法
B.根据速度定义式 ,当非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想法
C.伽俐略通过斜面实验,得出了力不是维持物体运动的原因,采用了控制变量的方法
D.在推导匀变速运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法
15.(24-25高一上·广东江门·期末)下列关于惯性的说法中正确的是( )
A.汽车速度越大刹车后越难停下来,表明汽车速度越大惯性越大
B.汽车转弯后前进方向发生了改变,表明汽车的惯性也随之改变
C.抛出的小球,尽管速度的大小和方向都改变了,但惯性不变
D.质量不同的沙袋可以在相同的时间内停下来,表明惯性与质量无关
16.(24-25高一上·广东汕头·汕头一中期末)为探究物体质量一定时加速度与力的关系,小明设计了如图甲实验装置。
(1)实验中,平衡摩擦力时, (选填“需要”或者“不需要”)将砂及砂桶用细线绕过定滑轮系在小车上。适当垫高木板一端,轻推小车,使得小车能匀速下滑则认为平衡摩擦力。之后改变砂和砂桶质量, (选填“需要”或者“不需要”)重新平衡摩擦力。
(2)小明根据实验数据作出图像如图乙,该图线不过原点并在末端发生弯曲,其原因是_______。(选填字母代号)
A.木板右端垫起的高度过小(即平衡摩擦力不足)
B.木板右端垫起的高度过大(即平衡摩擦力过度)
C.砂和砂桶的总质量m远小于小车及车上砝码的总质量M
D.砂和砂桶的总质量m未远小于小车及车上砝码的总质量M
(3)图丙为某次实验得到的纸带,相邻两个计数点之间的距离如图,已知交流电频率为f,则小车加速度的表达式为a= 。(用x1、x2、x3、x4、x5、x6及f表示)
17.(24-25高一上·广州·期末)为了探究加速度与力、质量的关系,某同学用如图甲所示的实验装置进行实验。
(1)以下说法正确的是______。
A.验证a与F两者关系时,小车质量含车内砝码不变,改变钩码质量,不需要满足小车质量远大于钩码质量
B.要把长木板左端垫高以平衡摩擦力
C.定滑轮和小车间的细绳要保持水平
D.测量相邻两点间的距离,应该用毫米刻度尺零刻度对准起始计数点0,读出各计数点对应刻度值,然后逐一相减,得出相邻计数点间距离的数值
(2)图乙是实验中的一条纸带,已知交流电频率为50Hz,两相邻计数点间还有三个计时点未画出,根据纸带可求出物块加速度为 m/s2结果保留三位有效数字。
(3)以拉力大小为横坐标F,加速度a为纵坐标,画出的a-F图像如图丙所示,图像斜率为 可能需要的物理量符号:悬挂钩码质量m、小车含车内砝码质量M、重力加速度g,图像未过坐标原点的原因是 。
(4)若实际工作频率是48Hz,而该同学不知情,则该同学算出来的加速度 真实值填“大于”、“等于”、“小于”。
18.(24-25高一上学期·广东深圳高级中学·期末)某班第1学习小组用下图实验装置“探究加速度与力、质量的关系”。
(1)关于本实验,下列说法正确的是( )
A.实验时,应先接通打点计时器的电源再释放小车
B.实验时,应先释放小车再接通打点计时器的电源
(2)下图是实验时平衡阻力的情形,其中正确的是__________(选填字母)。
A. B. C.
(3)如图为实验中打出的某条纸带,相邻计数点间的时间间隔是0.1s,测得数据如图所示,由此可以算出小车运动的加速度是 。(保留三位有效数字)
(4)利用测量数据可得到小车质量M一定时,小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图像(如图所示)。拉力F较大时,a-F图线明显弯曲,为避免a-F图线出现弯曲,可采取的措施是__________。
A.测小车的加速度时,利用速度传感器代替纸带和打点计时器
B.在增加桶内砂子质量的同时,在小车上增加砝码,确保砂和小桶的总质量始终远小于小车和砝码的总质量
C.将无线力传感器捆绑在小车上,再将细线连在力传感器上,用力传感器读数代替砂和小桶的重力
D.实验次数不变,每次增加桶内砂子的质量时,增幅小一点
19.(24-25高一上·深圳福田红岭中学·期末)学习小组进行“探究小车加速度a与质量M、受力F的关系”的实验,实验装置如图甲所示:
(1)关于平衡摩擦力的观点,下列说法正确的是______;
A.小车放在倾斜长木板上,在不挂砝码和砝码盘的情况下,轻推小车使其能在纸带上打出均匀点迹
B.在每次改变小车质量之后需要重新平衡摩擦力
C.平衡摩擦力的目的是使小车所受合外力的大小等于细绳拉力的大小
D.平衡摩擦力的目的是使细绳拉力的大小等于砝码盘和砝码总重力的大小
(2)若用图像法验证小车加速度a与质量M的反比关系,则应作出a随 的变化图像(选填“M”或“”);
(3)图乙是按正确的实验步骤得到一条纸带,实验中打点计时器连接的电源周期为0.02s,每两个相邻计数点之间还有4个点没有画出,小车的加速度 m/s2(结果保留三位有效数字);
(4)某同学在做“保持小车质量不变,验证小车的加速度与其合外力成正比”的实验时,根据测得的数据作出如图丙所示的a—F图线,所得的图线既不过原点,又不是直线,原因可能是 ;
(5)该小组又对实验方案进行了改进,来研究小车加速度a与F的关系,装置如图丁所示。将装有力传感器的小车放置于水平长木板上,并缓慢向小桶中加入细砂,直到小车刚好能匀速运动为止,记下小车匀速运动时传感器的示数F0。再将小车放回原处并按住,继续向小桶中加入细砂,记下传感器的示数F1,释放小车,实时记录小车运动时传感器的示数F2,改变小桶中砂的重力,多次重复实验,获得多组数据描绘小车加速度a与F的关系如图戊所示。不计纸带与计时器间的摩擦。图像中F是实验中测得的______(单选)。
A.F1 B.F2
C. D.
20.(24-25高一下·广东潮州饶平·期末)如图所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。
(1)该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的,因此我们采用的研究方法是__________;
A.放大法 B.控制变量法 C.补偿法 D.比较法
(2)该实验过程中操作正确的是__________;
A.平衡摩擦力时,应将砝码盘通过定滑轮拴在小车上
B.平衡阻力时小车未连接纸带
C.先释放小车,后接通打点计时器电源
D.调节滑轮高度使细绳与长木板平行
(3)在小车质量 (选填“远大于”或“远小于”)小盘和砝码质量时,可以认为细绳拉力近似等于小盘和砝码的重力。
(4)经正确操作后获得一条如下图所示的纸带,建立以计数点0为坐标原点的x轴,各计数点的位置坐标分别为0、、…、。已知打点计时器的打点周期为T,则打计数点5时小车速度的表达式 ;小车加速度的表达式是 (用题目字母表示)。
21.(24-25高一上·广东茂名·期末)在某次“探究加速度与力、质量的关系”实验中,甲、乙两组同学分别设计了如图1和图2所示的实验装置,小车总质量为M,槽码总质量为m。
(1)关于这两组实验,要达到实验目的,下列说法中正确的是__________(填字母);
A.图1实验需要补偿阻力,图2实验不需要补偿阻力
B.图1和图2实验中,小车在释放前都应靠近打点计时器放置
C.图1实验应该先接通打点计时器电源再释放小车,图2实验应该先释放小车再接通打点计时器电源
D.图1实验需要满足,图2实验不需要满足
(2)甲组同学在保证实验装置规范合理的情况下,利用实验装置得到一条纸带如图3所示,纸带中相邻两点间的时间间隔为T,由此可得小车此时的加速度为 (用、、T表示)。多次操作后,甲组的两位同学用实验所得数据,在同一坐标系内画出了如图4所示的两条图像,由图像可判断,他们实验时所挂的槽码质量应是 (填“>”“=”或“<”);
(3)乙组同学在正确完成所有调试及实验步骤后,以力传感器的示数F为横坐标,小车的加速度a为纵坐标,画出的图线如图5所示,求得图线的斜率为k,则小车的质量与小车上传感器的质量之间的关系式为 。
22.(24-25高一·广东阳江·部分学校·期末)某实验小组利用气垫导轨和光电门来完成“探究加速度与力、质量的关系”实验。实验装置如图所示,已知遮光条的宽度为d,滑块和遮光条的总质量为M,钩码的质量为m。
(1)实验时 (填“需要”或“不需要”)确保气垫导轨上方的细线与气垫导轨平行。为确保滑块受到的合力与钩码所受的重力近似相等,M需要 (填“远大于”或“远小于”)m。
(2)某次实验测得滑块经过光电门时遮光条的遮光时间为,滑块释放时遮光条到光电门的距离为,则滑块的加速度大小 (用给定的物理量符号表示)。
(3)维持钩码的质量不变,改变滑块的质量进行多次实验,测得多组实验数据。为了能更直观地看出滑块的加速度大小与质量M的关系,应作出 (填“”“”或“”)图像。
23.(24-25高一上·广东十八校·期末)在某次探究小车的加速度与力、质量的关系的实验中,同学设计了如图甲所示的实验装置,小车的总质量为,重物的质量为。
(1)进行实验时,需要先将长木板倾斜适当的角度,这样做的目的是 ,还要求重物的质量远小于小车的总质量,这样做的目的是 。(均填正确答案标号)
A.使小车获得较大的加速度
B.使细线的拉力等于小车受到的合外力
C.使小车最终能匀速运动
D.使重物的重力近似等于细线的拉力
(2)进行实验时,打出的一条纸带的一部分如图乙所示。纸带上标出了连续的5个计数点、、、、,相邻计数点之间还有4个点没有标出,打点计时器接在频率为的交流电源上,小车运动的加速度大小为 (结果保留两位有效数字)。
(3)研究加速度与质量的关系时,若已经平衡了阻力,但重物的质量与小车的总质量间的关系不满足,由实验数据做出图线,则图线应是________(填正确答案标号)。
A. B.
C. D.
24.(24-25高一上·广东潮州潮安·期末)某实验小组用如图1的装置“探究加速度与力、质量的关系”。所用交变电流的频率为50Hz。
(1)实验中可采用如图甲、乙所示的两种打点计时器,请回答下面的问题:
图乙是 (选填“电磁打点”或“电火花”)计时器,电源采用的是 (选填“交流8V”“交流220V”或“四节干电池”)。
(2)实验以小车为研究对象,为补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力,应把木板一侧垫高,调节木板的倾斜度,使小车在 (填“挂”或“不挂”)槽码时能拖动纸带沿木板做 直线运动。
(3)实验中打出的纸带如图2所示,由该纸带可求得小车的加速度 (计算结果保留2位有效数字)。
(4)某同学在保持小车质量不变的情况下,通过多次改变对小车的拉力F,由实验数据作出图像如图3所示,图线不过原点的原因是 。
25.(24-25高一上学期·广东·期末)某同学在预习物理课本时,对课本上的《汽车行驶的安全距离示意图》很感兴趣,他发现图中汽车行驶的反应距离与车速成正比,而汽车的刹车距离与车速的平方成正比。取重力加速度。
路面
动摩擦因数
干沥青混凝土路面
0.7~0.8
干碎石路面
0.4~0.7
湿沥青混凝土路面
0.32~0.4
(1)试说明图中汽车在停车过程中的运动类型,并根据图片信息,求图中司机的反应时间,以及这辆汽车刹车时的加速度大小;
(2)下表列出了各种路面与车胎之间的动摩擦因数,通过计算可分析出,这辆汽车的行驶数据是在哪种路面上测试所得?
26.(24-25高一上学期·广东深圳高级中学·期末)如图甲所示是某科技馆内的一种设备——“娱乐风洞”,该设备通过人工制造和控制气流,把人“吹”起来,体验太空飘浮的感觉。图乙为该风洞的简化示意图,其主体是一个高的圆柱形竖直管道,开启管道底部的气流,恰好使一位质量为的游客悬浮在A点,由于设备故障,气流突然消失,游客开始做自由落体运动;为保障安全,在游客下落到B点时,启动备用装置立即产生更强的恒定气流,游客继续下落到靠近管道底部的C点时恰好速度为零,静坐后游戏结束。已知重力加速度g取,游客可看成质点。求:
(1)游客在B、C间受到的气流作用力大小;
(2)游客从开始下落到游戏结束时的平均速度大小。
27.(24-25高一上·广东汕尾·期末)如图所示,学校运动会采用新型无人机拍摄运动员人场仪式。无人机的质量为,最大升力为,最大的上升速度和加速度分别为和。该无人机悬停在离地高处拍摄时,突然停机。操作员用完成重启,空气阻力大小恒定,重力加速度取,下列说法正确的是( )
A.无人机从静止加速上升到最大速度时的最短距离为
B.无人机所受的空气阻力大小为
C.完成重启时,无人机的速度大小是
D.无人机完成重启时,离地高度为
28.(24-25高一上·广东广州越秀·期末)如图所示为水平面上一个边长为1m的正方体空间,某一质量为0.1kg的质点自O点由静止开始运动,除重力外,该质点还同时受到、两个恒力作用,且,如图所示,g取。则该质点( )
A.加速度大小为 B.将沿OB连线飞出正方体
C.在正方体区域内运动时间为1s D.在正方体区域内运动时间为
29.(24-25高一上·广东汕尾·期末)学校对文化境进行装修,如图所示,用与竖直墙面成角的恒力推动磨石向上做匀加速直线运动。磨石质量为,与墙面的动摩擦因数为,重力加速度为,则磨石的加速度大小是( )
A. B.
C. D.
30.(24-25高一上·广东惠州·期末)如图所示为某滑雪爱好者参与高山滑雪时的情境,某时刻滑雪者收起雪杖,从静止开始沿着倾角的平直山坡做匀加速直线运动,经过时间t后到达坡底。已知滑板与山坡间的动摩擦因数为,重力加速度大小为g,则关于滑雪者在该运动过程中的说法正确的是( )
A.加速度大小为 B.到坡底的速度大小为
C.运动的平均速度大小为 D.运动的位移大小为
31.(24-25高一·广东阳江·部分学校·期末)如图所示,通过轻质细线系有物体的氦气球从地面由静止释放,记为0时刻(细线绷直且长度可忽略)。已知氦气球和物体的质量分别为m和9m,当地的重力加速度大小为g,氦气球和物体受到的浮力大小恒为12mg。不计空气阻力。对于物体释放后的运动过程,下列说法正确的是( )
A.物体的加速度大小为
B.细线上的拉力大小为10mg
C.t时刻物体的速度大小为
D.物体的位移大小为x时对应的速度大小为
32.(24-25高一上·广东江门·期末)谷神星一号海射型遥二运载火箭于2024年5月29日16时12分在山东日照成功发射,该过程可用如图所示的火箭模型发射来模拟。发动机点火后,火箭模型获得了大小恒为方向竖直向上的推力,2秒后发动机熄火,之后由于惯性达到最大高度。已知火箭模型质量为,在升空过程中受到的空气阻力大小恒为,不考虑发射过程中喷出气体对火箭模型质量的影响, g取。求:
(1)火箭模型在发动机熄火前的加速度的大小及在升空过程中的最大速率;
(2)火箭模型上升的总时间。
33.(23-24高一上·广东东莞·期末)如图甲所示,游人半躺在滑草场专用的滑具里,从滑道的顶端由静止沿倾斜的滑道下滑,最后停在水平滑道上某一位置。图乙为整个滑道的简化示意图。设倾斜道的倾角为,高度为H。滑具与倾斜滑道和水平滑道的动摩擦因数均为,重力加速度为g,倾斜滑道和水平滑道平滑连接。下列说法正确的是( )
A.游人和滑具在倾斜轨道上的加速度大小为
B.游人和滑具滑到倾斜滑道底端时的速度大小为
C.游人和滑具在水平滑道上滑行的距离是
D.游人和滑具在水平滑道的加速度大小为
34.(24-25高一上学期·广东深圳光明区·期末)假期时,小明的爸爸驾驶房车带领全家游览祖国美丽的景色如甲图所示。房车厨房内有一只装满杂粮的圆柱形储藏罐贴着倾角的斜面放在水平置物架上,房车车壁上有一个用细长轻绳悬挂的小中国结(可看作质点),如图乙所示。ab、bc、cd、de是港珠澳大桥的四段110m等跨钢箱连续梁桥(如图丙所示),房车行驶到a点时开始加速,先做匀加速直线运动,达到29.5m/s后做匀速直线运动。在ab段小明发现中国结偏离车壁角度始终为,已知,。他用手机中秒表功能测出房车经过ab段所用的时间为5.5s,,,,求:
(1)房车通过ab段的加速度大小;
(2)从b点开始房车继续行驶173m所用的时间;
(3)假设储藏罐外表面光滑,则房车至少以多大的加速度运动才能使储藏罐沿斜面向上运动。
35.(2026·广东肇庆·一模)如图所示,光滑水平面上静止放有甲、乙两个相同的物块,对甲、乙分别施加大小为F和2F、方向相同的水平推力,甲、乙前进了相同距离。则甲、乙的运动时间之比为( )
A. B. C. D.
36.(2025·广东顺德·一模)某实验小组利用如图所示实验装置测量物块与桌面的动摩擦因数,已知重力加速度为g。
(1)实验步骤如下:
①用游标卡尺测量遮光条的宽度为d,用天平分别测出物块的质量为M,重物的质量为m;
②挂上重物,让重物拉着物块在水平桌面上运动,记录物块通过光电门A、B的时间分别为和;
③多次改变重物质量并重复步骤②,求出的平均值。
(2)根据实验步骤回答以下问题:
①本实验以物块和重物为研究对象, (选填“需要”或“不需要”)满足“物块质量远大于重物质量”的条件;
②为测量物块的加速度a,还需测量光电门A、B间的距离L,测量结果如图所示L= cm,物块通过光电门B的速度 (用题目中的已知量符号表示);
③写出物块与桌面间动摩擦因数的表达式: (用题目中的已知量符号表示)。
37.(2025·广东茂名·一模)小明想测量新买的鞋子鞋底与木板间的滑动摩擦因数,他设计了如下实验。已知每个砝码的质量,设拖鞋上砝码个数为n,电子秤示数为m(指示质量),鞋子和重物的质量分别为和,不考虑绳子与滑轮的摩擦。
(1)小明练习使用螺旋测微器测量木板的厚度,读数如图甲所示,则木板厚度为 。
(2)如图乙所示,把鞋子放置在木板上,并用一根细绳连接鞋子和电子秤上的重物,调节滑轮位置,使鞋子与滑轮间的细绳保持水平,重物与滑轮间的细绳保持竖直。
(3)在鞋子上放置砝码,向左拉动木板的同时,在下表记录电子秤示数m和砝码个数n。此过程拉动木板时 (选填“必须”或“不必”)保持匀速。
n(个)
0
1
2
3
4
5
60
51
43
35
27
18
(4)图丙中有两个点尚未描出,请根据(3)中表格数据描出,并绘制图像。
(5)分析实验过程,m和、n、、、所满足的关系式为 。
(6)根据(4)绘制出的图像,可得鞋子和木板间的动摩擦因数 (保留2位有效数字)。
38.(2025·广东省肇庆市·二模)自驾旅行时,手机导航是大家的优先选择。如图为一款车载磁吸式手机支架,支架固定在汽车上,已知放在支架上的手机的质量为m,手机与水平面的夹角为θ,重力加速度为g,手机与支架保持相对静止,下列说法正确的是( )
A.汽车在平直公路上做匀速直线运动时,手机受到的摩擦力大小手机为mgcosθ
B.汽车在平直公路上做匀变速直线运动时,手机受到支架的摩擦力可能为零
C.不论汽车在何路面上如何运动,支架对手机的作用力方向始终竖直向上
D.支架对手机的支持力是由手机的形变引起的
39.(2025·安徽·一诊)2024亚太国际低空经济产业博览会于12月4日-6日在深圳国际会展中心举行,无人机是当前我国战略性新兴产业之一、近年来,不管在技术、产品、应用还是市场上,我国都取得了巨大的成就。如图1所示,某次无人机从地面由静止开始竖直向上飞行,它运动的图像如图2所示,b点为图线的最高点。下列说法正确的是( )
A.研究无人机螺旋桨的转动情况时可将其视为质点
B.无人机在过程中受到的合外力越来越小
C.无人机在时刻运动到最高点
D.无人机在时刻向下运动
40.(24-25高三·广东广州·10月月考)某兴趣小组利用轻弹簧与刻度尺设计了一款加速度测量仪,如图甲所示。轻弹簧的右端固定,左端与一小车固定,小车与测量仪底板之间的摩擦阻力可忽略不计。在小车上固定一指针,装置静止时,小车的指针恰好指在刻度尺正中间,图中刻度尺每一小格代表的长度为1cm。已知该弹簧的劲度系数k=20N/m:用弹簧测力计测定小车的重力,读数如图乙所示。重力加速度g取10m/s2。
(1)图乙中弹簧测力计的读数为 N;某次测量小车所在位置如图丙所示,则小车的加速度方向为水平向 (填“左”或“右”)、大小为 m/s2。(计算结果保留两位有效数字)
(2)若将小车换为一个质量更小的小车,其他条件均不变,那么该加速度测量仪的量程将 。(选填“不变”“增大”或“减小”)
(3)加速度测量仪制作完成后,将刻度尺不同刻度对应的加速度大小标在尺上。在测量某次运动的过程中,该同学观察到指针由读数较大的位置逐渐变小到读数几乎为0。则在这段时间内该运动可能为( )。
A.匀加速直线运动 B.匀减速直线运动
C.加速度减小的减速运动 D.加速度减小的加速运动
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