内容正文:
第三单元 运动与力的关系
第7讲 牛顿第一定律、牛顿第二定律
1.B [解析] 水冲沙石,沙石才能运动,因为水的冲击力克服了阻力,故力是改变物体运动状态的原因,故A错误;物体总有保持原有运动状态的性质即为惯性,其大小只与质量有关,质量越大惯性越大,力是改变物体运动状态的原因,重的大石由于质量太大,惯性太大,所以运动状态不容易被水流冲力改变,故B正确;物体的运动不需要力来维持,如沙石不受力的作用时,可以做匀速直线运动,故C错误;“大石不移”是因为水的冲力等于大石受到的阻力,大石所受的合外力为零,故D错误.
2.C [解析] 小车向右做匀加速直线运动,由于球固定在杆上,而杆固定在小车上,则球和小车具有相同的水平加速度,由牛顿第二定律可知,小球所受重力和杆对小球作用力的合力方向水平向右,杆对小球作用力方向只可能沿图中的OC方向,故选C.
3.A [解析] 根据题意,由牛顿第二定律有F-mg=ma,代入数据解得a= m/s2=2 m/s2,故选A.
4.A [解析] 由Ff=cρSv2,可得c=,右边式子代入单位可得=1,即c为常数,没有单位,故选A.
5.D [解析] 无人机沿水平方向飞行,零件相对于无人机静止,则零件也沿水平方向飞行,故零件的高度不变,可知零件的重力势能保持不变,D正确;对零件受力分析知其受重力和绳子的拉力,结合零件沿水平方向运动,可知零件所受合外力沿水平方向,合外力不为零,零件水平向左做匀加速直线运动,即无人机水平向左做匀加速直线运动,A、B错误;惯性的大小只与质量有关,零件的质量不变,故零件的惯性不变,C错误.
6.D [解析] 车匀速行驶时,石块A受到的合力为0,由于上面石块对其有向下的压力,则货箱对它的支持力大于mg,故A错误;车匀速行驶时,由于石块A所受合外力为零,所以货箱和与它接触的石块对其作用力的合力与其重力等大反向,所以货箱和与它接触的石块对其作用力的合力等于mg,方向竖直向上,故B错误;车匀减速行驶时,石块A竖直方向所受合力为零,货箱对它的支持力不变,货箱和与它接触的石块对其作用力的合力为>ma,故C错误,D正确.
7.D [解析] 匀速行驶时,敏感球处于相对稳定状态,处于底座底端,当小车加速度方向向右时,敏感球由于惯性会保持原来的运动状态,相对于底座左斜面向上滚动,安全带解除锁定,小车加速度方向向左时,敏感球相对于底座右斜面向上滚动,安全带锁定,A、B错误;对敏感球受力分析如图所示,由牛顿第二定律可知(mg+FN)tan θ=ma,解得tan θ=,C错误,D正确.
8.A [解析] 每根绳的最大拉力为8×105 N,则10根绳的合力Fmax=10FTmaxcos 37°=6.4×106 N,由牛顿第二定律有Fmax-mg=mamax,解得amax= m/s2,选故A.
9.B [解析] 根据牛顿第二定律有mgsin θcos θ-μmgcos θ-μmgsin θsin θ=ma,可得a=gsin θcos θ-μgcos θ-μgsin2 θ,故选B.
10.B [解析] 流体的流速v单位为m/s,流体的密度ρ单位为kg/m3,特征长度d单位为m,黏性系数μ的单位为Pa·s,而Re是一个无量纲量,=,即Re=,故选B.
11.C [解析] 0~t1时间内滑块受到水平向右的弹簧弹力和水平向左的摩擦力,随着滑块向右运动,弹簧弹力逐渐减小到零,摩擦力不变,所以滑块所受合力先是向右逐渐减小到零,后向左逐渐增大,即滑块先是向右做加速度减小的加速运动,后来做加速度逐渐增大的减速运动,A、B错误,C正确;滑块脱离弹簧后至停止前做匀减速直线运动,相同时间内的位移越来越小,合外力做负功且越来越少,根据动能定理可知,相同时间内动能的减少量越来越少,D错误.
12.D [解析] 对滑块和小球整体受力分析,沿杆方向和垂直于杆方向建立直角坐标系,因加速度方向沿杆向下,则沿杆方向上有(m1+m2)gsin 37°+Ff=(m1+m2)a,垂直于杆方向上有FN=(m1+m2)gcos 37°,摩擦力Ff=μFN,联立解得a=gsin 37°+μgcos 37°=10 m/s2,设绳子与竖直方向的夹角为β,对小球,有m2gsin 37°+FTsin(β-37°)=m2a,由于a>gsin 37°,故绳子沿杆方向的分力向上,β>37°,故A、B、C错误,D正确.
13.B [解析] 上升阶段,根据受力分析可知,重力和阻力(变力)方向都向下,加速度向下,排球做加速度减小、速度减小的变速运动,到达最高点时速度为零,此时仅受重力,加速度不为零,C错误;下降阶段,受重力、阻力(变力),合力方向向下,排球做加速度减小、速度增大的变速运动,最终回到出发点,两个阶段位移大小相同,加速度大小不同,时间不同,A、D错误;上升阶段,排球被垫起后瞬间速度最大,下降阶段,下落到O点时速度最大,全过程有阻力做功,故排球被垫起后瞬间速度最大,B正确.
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第三单元 运动与力的关系
第7讲 牛顿第一定律、牛顿第二定律 (限时40分钟)
1.在东汉王充所著的《论衡·状留篇》中提到“是故湍濑之流,沙石转而大石不移,何者?大石重而沙石轻也.”从物理学的角度对文中所描述现象的解释,下列说法正确的是 ( )
A.水冲沙石,沙石才能运动,因为力是产生运动的原因
B.“沙石转而大石不移”是因为物体运动状态改变的难易程度与质量有关
C.只有在水的持续冲力作用下沙石才能一直运动,是因为运动需要力来维持
D.“大石不移”是因为大石受到的阻力大于水的冲力
2.[2025·福建福州二模] 如图所示,顶端固定着小球的直杆固定在小车上,当小车在水平面上向右做匀加速运动时,杆对小球作用力的方向可能沿图中的 ( )
A.OA方向
B.OB方向
C.OC方向
D.OD方向
3.[2025·甘肃卷] 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1 s内燃料对火箭的平均推力约为6×106 N,火箭质量约为500吨且认为在1 s内基本不变,则火箭在初始1 s内的加速度大小约为(重力加速度g取10 m/s2) ( )
A.2 m/s2 B.4 m/s2
C.6 m/s2 D.12 m/s2
4.汽车在高速行驶时会受到空气阻力的影响,已知空气阻力Ff=cρSv2,其中c为空气阻力系数,ρ为空气密度,S为物体迎风面积,v为物体与空气的相对运动速度.则空气阻力系数c的国际单位是 ( )
A.常数,没有单位 B.
C. D.
5.[2025·河南卷] 野外高空作业时,使用无人机给工人运送零件.如图所示,某次运送过程中的一段时间内,无人机向左水平飞行,零件用轻绳悬挂于无人机下方,并相对于无人机静止,轻绳与竖直方向成一定角度.忽略零件所受空气阻力,则在该段时间内 ( )
A.无人机做匀速运动
B.零件所受合外力为零
C.零件的惯性逐渐变大
D.零件的重力势能保持不变
6.(教材题改编)如图所示,一辆装满石块的货车在水平道路上匀速行驶,发现前面有路障,以加速度a匀减速行驶,货箱中石块A的质量为m,重力加速度为g,则 ( )
A.车匀速行驶时,A受到货箱对它的支持力为mg
B.车匀速行驶时,A受到货箱和与它接触的石块对其作用力的合力为0
C.车匀减速行驶时,A受到货箱对它的支持力变小
D.车匀减速行驶时,A受到货箱和与它接触的石块对其作用力的合力大于ma
7.[2025·湖北荆州三模] 安全带能通过感应车的加速度自动锁定,其原理的简化模型如图所示.当敏感臂处于水平状态时,卡住卷轴外齿轮,锁定安全带.此时敏感臂对敏感球的压力大小为FN,敏感球的质量为m,重力加速度大小为g,设车的加速度大小达到a时,安全带刚好自动锁定.忽略敏感球受到的摩擦力.则 ( )
A.车匀速运动会触发安全带自动锁定
B.车向右加速会触发安全带自动锁定
C.斜面倾角的正切值为tan θ=
D.斜面倾角的正切值为tan θ=
8.如图所示,圆圈处有一个巨型钢圆筒,质量为6×105 kg,由10根起吊绳通过液压机械抓手连接,每根绳与竖直方向的夹角为37°(右侧局部放大图中其他8根没有画出),每根绳承受的最大拉力为8×105 N,则起吊过程的最大加速度为(g取10 m/s2,cos 37°=0.8,绳的质量忽略不计) ( )
A. m/s2 B.1 m/s2
C.2 m/s2 D.4 m/s2
9.[2025·山东卷] 工人在河堤的硬质坡面上固定一垂直坡面的挡板,向坡底运送长方体建筑材料.如图所示,坡面与水平面夹角为θ,交线为PN,坡面内QN与PN垂直,挡板平面与坡面的交线为MN,∠MNQ=θ.若建筑材料与坡面、挡板间的动摩擦因数均为μ,重力加速度大小为g,则建筑材料沿MN向下匀加速滑行的加速度大小为 ( )
A.gsin2 θ-μgcos θ-μgsin θcos θ
B.gsin θcos θ-μgcos θ-μgsin2 θ
C.gsin θcos θ-μgcos θ-μgsin θcos θ
D.gcos2 θ-μgcos θ-μgsin2 θ
10.雷诺数Re是流体力学中用于表征流动状态的关键参数,它是一个无量纲量(没有物理单位的物理量),已知雷诺数由四个变量决定,流体的流速v、流体的密度ρ、特征长度d,黏性系数μ.已知黏性系数μ的单位是Pa·s,则下列雷诺数的表达式可能正确的是 ( )
A.Re= B.Re=
C.Re= D.Re=
11.[2025·四川成都二模] 如图所示,竖直挡板固定在水平台面左端,水平轻质弹簧左端固定在挡板上,现缓慢向左推动滑块压缩弹簧.t=0时刻,将滑块由静止释放,t=t1时刻滑块与弹簧分离.已知台面足够长且与滑块之间的动摩擦因数恒定,弹簧处于弹性限度内.下列说法正确的是 ( )
A.0~t1时间内滑块做匀加速直线运动
B.0~t1时间内滑块的加速度不断减小
C.0~t1时间内滑块的速度先增大后减小
D.滑块脱离弹簧后至停止前,相同时间内动能的减少量相等
12.[2025·湖北仙桃田家炳实验中学月考] 一固定杆与水平方向夹角为θ=37°,将一质量为m1的滑块套在杆上,通过轻绳悬挂一个质量为m2的小球,杆与滑块之间的动摩擦因数为μ=0.5.若滑块与小球保持相对静止以相同的加速度一起向上做匀减速直线运动,重力加速度大小g取10 m/s2,则此时小球的位置可能是 ( )
13.[2023·全国乙卷] 一同学将排球自O点垫起,排球竖直向上运动,随后下落到O点.设排球在运动过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比,则该排球 ( )
A.上升时间等于下落时间
B.被垫起后瞬间的速度最大
C.达到最高点时加速度为零
D.下落过程中做匀加速运动
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