寒假作业04 运动和力的关系 巩固分层练习 -2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

寒假作业04 运动和力的关系 巩固分层练习 分层一：夯实基础练 一、单选题 1．关于物体的惯性，下列说法中正确的是（　　） A．物体在静止时的惯性比运动时的大 B．物体的惯性随着速度的增大而增大 C．物体受到的力越大，它的惯性也越大 D．物体的惯性大小跟它的运动状态、受力情况都没有关系 2．在“探究加速度与力、质量的关系”实验的准备阶段，在小车不挂小桶时，先将木板的一端垫起一定高度. 这样做的目的是 A．测量小车运动的加速度 B．平衡摩擦力 C．测量小车运动的速度 D．测量木板倾斜的角度 3．关于牛顿运动定律，下列说法正确的是 （　　） A．运动越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动的越快，惯性越大 B．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，可以用实验直接验证 C．加速度的方向与合力的方向总是一致的，但与速度的方向可能相同，也可能不同 D．甲乙两人拔河时，甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是一对作用力与反作用力 4．用国际单位制基本单位表示力的单位N，下列正确的是（　　） A．m/s B．m/s2 C．kg·m/s D．kg·m/s2 5．如图所示，两个质量相等的小球A和B之间用细绳连接，然后用轻弹簧悬挂于O点，两球静止后将细绳剪断，剪断细绳瞬间，有关A球和B球加速度的说法正确的是（　　）（重力加速度大小为g） A．A球的加速度大小为g，方向竖直向下 B．A球的加速度大小为2g，方向竖直向上 C．B球的加速度大小为2g，方向竖直向下D．B球的加速度大小为g，方向竖直向下 6．某同学站在体重计上完成下蹲动作，他观察到体重计的示数先减小再增大。在该同学下蹲的过程中，下列说法正确的是（　　） A．该同学的加速度方向先竖直向上再竖直向下 B．该同学的加速度方向一直竖直向下 C．该同学先处于失重状态再处于超重状态 D．该同学一直处于失重状态 7．描述物体惯性的物理量是物体的（    ） A．体积 B．质量 C．速度 D．密度 8．在探究加速度跟作用力的关系时，使物体的质量保持不变，在探究加速度跟质量的关系时，作用力保持不变，这种方法属于（　　） A．等效替代 B．类比方法 C．控制变量 D．建立模型 分层二：能力提升练 二、多选题 9．质量为2kg的物体，只在两个力F1=2N、F2=10N的作用下，获得的加速度可能为（ ） A．3m/s2 B．4m/s2 C．5m/s2 D．8m/s2 10．若质量、长度、时间和力分别用和表示，则下列各式可能表示速度的是（　　） A． B． C． D． 11．如图所示，质量为m1＝2kg的物体A经跨过定滑轮的轻绳与质量为M=5kg的箱子B相连，箱子底板上放一质量为m2＝1kg的物体C，不计定滑轮的质量和一切阻力，在箱子加速下落的过程中，取g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．物体A处于超重状态，加速度大小为10m/s2 B．物体A处于超重状态，绳子对A的拉力大小为30N C．物体C处于失重状态，对箱子的压力大小为5N D．轻绳对定滑轮的作用力大小为80N 12．如图，水平光滑杆从物体A中心的孔穿过，A的质量为M，用细线将另一质量为m的小球B与A相连，M>m。现在仅在小球B上施加水平向右的拉力F，发现A、B一起以加速度a向右运动，细线与竖直方向成θ角。若仅在物体A上施加水平向左的拉力F′，则A、B一起以加速度a′向左运动时，细线与竖直方向也成θ角，则（  ） A．F′大小一定小于F B．a′大小一定等于a C．a′大小一定大于a D．两次细线的拉力大小相同 三、填空题 13．亚里士多德（前384—前322年），古希腊斯吉塔拉人，世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家之一。但由于历史的局限性，亚里士多德的有些认识是错误的。为了证明亚里士多德的一个结论是错误的，一位科学家设计了一个理想实验，下图是这个理想实验的示意图。甲图是将两个斜面对接，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；图乙是减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上几乎要达到原来的高度；……．由此得到推论：图丙中，在没有摩擦等阻碍时，小球将永远运动下去。 问：设计这个理想实验的科学家是 ，这个理想实验说明亚里士多德的 的结论是错误的。 14．在“探究加速度与力、质量关系”的实验中，在满足实验条件的前提下，某同学做出的的关系图线如图所示。从图像中可以看出，作用在物体上的恒力F= N。当物体的质量为2.5kg时，它的加速度为 m/s2。 15．在动摩擦因数μ=0.2的水平面上，有一个质量为m=0.2kg的小球，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ=53°角的不可伸长的轻绳一端相连，如图所示，此时小球处于静止平衡状态，且水平方向对小球的弹力恰好为零，重力加速度g=10m/s2.。剪断轻绳的瞬间，轻弹簧的弹力大小为 N，小球的加速度大小为 m/s2。 四、解答题 16．某同学在探究声音在空气中的传播速度v与空气密度ρ及压强p的关系时，得出了速度的表达式v＝k，其中k为比例系数且无单位，试从单位制的角度判断该表达式的正确性。 17．美国密执安大学五名学习航空航天工程的大学生搭乘NASA的飞艇参加了“微重力学生飞行机会计划”，飞行员将飞艇开到6000m的高空后，让飞艇由静止下落，以模拟一种微重力的环境。下落过程飞艇所受空气阻力为其重力的0.04倍，这样，可以获得持续25s之久的失重状态，大学生们就可以进行微重力影响的实验。紧接着飞艇又做匀减速运动，若飞艇离地面的高度不得低于500m。重力加速度g取10m/s2，试计算： （1）飞艇在25s内所下落的高度； （2）在飞艇后来的减速过程中，大学生对座位的压力至少是其重力的多少倍。 18．2018年初，我国出现了大范围的冰冻雨雪天气，虽然难得一遇美丽的雪景，但我们每个人都深有感受，大雪也给交通运输带来了极大的不便和影响，已知汽车橡胶轮胎与普通路面的动摩擦因数为0.7，与冰面的动摩擦因数为0.1，当汽车以某一速度沿水平普通路面行驶时，紧急刹车后（设车轮立即停止转动），汽车要滑行8m才能停下，那么该汽车若以同样的速度在结了冰的水平路面上行驶，求：（g=10m/s2） （1）急刹车后汽车继续滑行的距离增大了多少？ （2）若当汽车在水平冰面上正以10m/s的速度行驶时，司机突然发现正前方有一辆货车正以4m/s的速度在匀速行驶，司机紧急刹车才使两车没有相撞，忽略司机的反应时间，则两车初始间距至少有多大？ 19．如图所示，可视为质点的滑块A静置于厚度不计的薄长木板B的右端，B静置在水平地面上。已知A和B质量均为m，B的长度为，A与B之间、A与地面间、B与地面间的动摩擦因数相同，都为。最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力，重力加速度为。现在对B施加一水平向右拉力。 (1)施加水平拉力的瞬间，求A和B加速度的大小； (2)当A从B上滑落的瞬间，求A与B速度的大小； (3)当A恰好停止运动时，求A与B左端的距离。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《寒假作业04 运动和力的关系 巩固分层练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B C D D C B C BC BD 题号 11 12 答案 BC CD 1．D 【详解】惯性就是一切物体都具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，是物体本身的一种属性。跟它的运动状态、受力情况都没有关系，惯性大小由物体的质量决定。所以ABC错误；D正确； 故选D。 2．B 【详解】将木板垫高，是为了平衡摩擦力，保证小车受到的合力等于绳的拉力，故B正确； 故选B。 3．C 【详解】A．惯性由物体的质量决定，与速度无关，A错误； B．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证，B错误； C．加速度的方向由合外力的方向来决定，故加速度的方向与合力的方向总是一致的，速度与加速度没有决定性关系，故加速度与速度的方向可能相同，也可能不同，C正确； D．作用力与反作用力是两个相互作用的物体之间的力，故甲对绳子的拉力和乙对绳子的拉力不是作用力与反作用力，D错误。 故选C。 4．D 【详解】在牛顿第二定律公式F=ma中，m的单位是kg，a的单位是m/s2，F的单位是N，则有1 N=1kg•m/s2．故用国际单位制的基本单位表示力的单位为1kg•m/s2，故D正确，ABC错误。 故选D。 5．D 【详解】AB．设小球的质量为m，剪断绳子前，弹簧的弹力 剪断绳子的瞬间，弹簧的弹力不变，隔离对A分析，合力为竖直向上的mg，所以由牛顿第二定律可得 方向与合外力方向相同，竖直向上，故AB错误； CD．对B分析，只受竖直向下的重力，合力为竖直向下的mg，所以由牛顿第二定律可得 方向与合外力方向相同，竖直向下，故C错误，D正确。 故选D。 6．C 【详解】下蹲的过程中，该同学先向下加速再向下减速，因此加速度方向先竖直向下再竖直向上，即该同学先处于失重再超重。 故选C。 7．B 【详解】惯性就是物体保持原来的运动状态的性质，惯性的大小与物体的运动状态无关，惯性的大小只与物体的质量有关，与其他的因素如体积、速度和密度等等无关。 故选B。 8．C 【详解】在研究物体的“加速度、作用力和质量”的关系时，由于变量较多，因此应用了“控制变量法”，即分别控制一个物理量不变，研究其它两个物理量之间的变化关系，ABD错误，C正确。 故选C。 9．BC 【详解】这两个力的合力最小值为 最大值 由牛顿第二定律可知，加速度最小值 加速度最大值 在此范围内的加速度均可能，即BC正确，AD错误。 故选BC。 【点睛】确定两个分力的合力的取值范围后根据牛顿第二定律就可以得出加速度的取值范围。 10．BD 【详解】A．的量纲为，不是速度单位，A错误； B．的量纲为，是速度单位，B正确； C．的量纲为，不是速度单位，C错误； D．的量纲为，是速度单位，D正确。 故选BD。 11．BC 【详解】AB．对BC整体受力分析得 对物体A受力分析得 联立解得 ， 且A的加速度方向向上，处于超重状态，故A错误，B正确； C．物体C受力分析得 解得 因为C加速度向下，处于失重状态，故C正确； D．滑轮受力平衡，因此 故D错误。 故选BC。 12．CD 【详解】仅在小球B上施加水平向右的拉力F情况下，对整体受力分析，受重力、支持力和拉力，根据牛顿第二定律，有 F=（M+m）a 再对小球受力分析，如图 根据牛顿第二定律，有 、 联立解得 、、 仅在物体A上施加水平向左的拉力F′时，对小球受力分析，如图 由几何关系得 由牛顿第二定律F合=ma′，得到 根据F′=（M+m）a′可得 绳子拉力 所以两种情况下绳子拉力大小相等，由于M＞m，故a′＞a，则 F′＞F 故选CD。 13． 伽利略 力是维持物体运动的原因 【详解】[1][2] 设计这个理想实验的科学家是伽利略，这个理想实验说明亚里士多德的力是维持物体运动的原因的结论是错误的． 14． 5 2 【详解】[1]由于图可知a-的关系图线是一条过坐标原点的直线说明物体所受的合力是定值，当物体的加速度a=2m/s2时物体的质量m=kg，根据牛顿第二定律F=ma可得作用在物体上的恒力为 F=ma=×2 N =5N [2]根据牛顿第二定律F=ma，可得 a== m/s2=2m/s2 15． 【详解】[1]分析小球受力可知，小球受重力、绳子的拉力、弹簧的弹力三个力而平衡，由平衡条件知：弹簧的弹力 剪断轻绳的瞬间，弹簧的弹力不变，轻弹簧的弹力大小为N； [2]小球有向左的趋势，受到摩擦力的作用，由牛顿第二定律得： 代入数据得 16．错误 【详解】根据传播速度v与空气的密度以及压强p的单位，结合“力学制单位”来求解．表达式左边v的单位为m/s，右边的单位为 故表达式是错误的． 17．（1）飞艇在25s内所下落的高度为3000m；（2）在飞艇后来的减速过程中，大学生对座位的压力至少是其重力的2.152倍． 【详解】(1)设飞艇在25 s内下落的加速度为a1，根据牛顿第二定律可得 mg－F阻＝ma1 解得： a1＝9.6 m/s2. 飞艇在25 s内下落的高度为 h1＝a1t2＝3000 m (2)25 s后飞艇将做匀减速运动，开始减速时飞艇的速度v为 v＝a1t＝240 m/s 减速运动下落的最大高度为 h2＝(6000－3000－500)m＝2500 m 减速运动飞艇的加速度大小a2至少为 a2＝＝11.52 m/s2 设座位对大学生的支持力为N，则 N－mg＝ma2 N＝m(g＋a2)＝2.152mg 根据牛顿第三定律，N′＝N，即大学生对座位压力是其重力的2.152倍． 18．（1）；（2） 【分析】根据牛顿第二定律分别求出汽车在普通路面和结了冰的平路面刹车时的加速度，由运动学位移-速度关系公式得到初速度与滑行距离的关系，即可求得急刹车后汽车继续滑行的距离，从而求得距离增大量；求出两车速度相等时刻为t0，再根据运动学位移速度关系求出位移，即可求得两车初始间距。 【详解】（1）设初速度为v0，当汽车在水平普通路面上急刹车后，根据牛顿第二定律得 根据速度位移公式 当汽车在水平冰面上急刹车后 根据速度位移公式 联立解得 因此，急刹车后汽车继续滑行的距离增大了 （2）设两车速度相等时刻为t0，有 联立解得 汽车的位移为 解得 货车的位移为 解得 故两车初始间距至少为 【点睛】本题主要考查了追击相遇问题，速度相等是关键，在运用牛顿第二定律和运动学公式结合研究动力学问题即可解题。 19．(1)， (2)， (3) 【详解】（1）设A的加速度为，B的加速度为，则， 解得， （2）设从开始运动到滑块A从薄木板B上滑落，经过的时间为，薄木板B比滑块A多运动了，则 当A从B上滑落的瞬间，设A速度的大小为，B速度的大小为，则， 联立解得 （3）当滑块A从薄木板B上滑落后，A做减速运动，设其加速度为，B做加速运动，设其加速度为，到A恰好停止经过的时间为，则对A有，， 对B有，， 联立解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $