内容正文:
3
预备新高一物理8
确;A、B两物块分离前A对B的弹力一直减
小,分离时弹力为零,故C正确;A、B分离
时,B的加速度为gsin0,沿斜面向下,A的
加速度也为gsin0,故不受弹簧弹力,即弹簧
处于原长状态,故D错误。
第5天超重和失重
【即学即练】
1.B【解析】当升降机静止时弹簧伸长4cm,
设弹簧的劲度系数是k,则mg=kx1,当升降
机运动时弹簧伸长2cm,根据牛顿第二定律
有mg-kx2=ma,联立解得a=4.9m/s2,方向
竖直向下,为失重状态,则升降机可能是加
速下降,也可能是减速上升,B正确。
2.A【解析】由题图可知,在t=2s时人的加
速度向上且最大,人处于超重状态,此时人
对地板的压力最大,故A正确。
【练新题】
1.D【解析】对A、B受力分析有(M4+Ma)g
N=(Ma+Mg)a,根据牛顿第三定律有N'=
N,解得N'=(M4+Ma)(g-a),D正确。
2.C【解析】由v-t图像的斜率表示加速度可
知,t=0.5s时,他的加速度a=4”=
△t
(30-0)×10-2
m/s2=0.3m/s2,根据牛顿第
1.0
二定律可得N-mg=ma,解得单杠对他的支
持力N=mg+ma=618N,A错误;由v-t图像
可知,0~1.1s他向上做加速运动,1.1s后
他向上做减速运动,可知t=1.1s时,他并
没有向上运动到最高点,B错误;由v-t图像
可知,=1.5s时,他的加速度方向向下,他
处于失重状态,单杠对他的支持力小于重
34
力,即小于600N,C正确,D错误。
3.D【解析】在匀速下滑过程中,滑环处于平
衡状态,所以钢索对轻质滑环的作用力竖直
向上,A错误;在匀速下滑过程中,演员处于
平衡状态,B错误;钢索与滑环间的动摩擦
因数满足mgsin0=mgcos0,解得u=tan0=
0.75,C错误;钢索对滑环的摩擦力f=
mgcos0=0.6mg,D正确。
4.A【解析】由题图可知,传感器的最小压力
约为200N,则根据牛顿第二定律得最大加
速度a=G-F.500-200m/g=6m/6,A正
m
50
确;人在下蹲过程中,先加速下降再减速下
降,所以力的示数先变小,后变大,B错误;
人在站起过程中,先加速起立再减速起立,
所以先超重后失重,C错误;人在下蹲过程
中,先失重,后超重,即a→b→c→d是下蹲
过程,人在站起过程中,先超重,后失重,即
ef→g→h是站起过程,所以人在8s内完
成了一次下蹲和一次站起动作,D错误。
第6天周末复盘与检测
【即学即练】
1.D【解析】以P、Q整体为研究对象,根据牛
顿第二定律,得2 mgsin0-2 umgcos0=2ma,
解得a=gsin0-ugcos0,设P受到的静摩擦
力大小为F,方向沿斜面向下,对P,由牛顿
第二定律,得mgsin0+F=ma,解得Ff=
mgcos 0,可知Q对P的静摩擦力方向沿
斜面向上,根据牛顿第三定律知,Q受到静
摩擦力作用,方向沿斜面向下,故选项A、B
错误;Q受到斜面的滑动摩擦力大小为F=
2 mgcos0=2 ngsin0-2ma<2 ngsin0,故选
项C错误;a>0,即a=gsin0-gcos0>0,得
u<tan0,故选项D正确。
2.D【解析】设当A、B恰好发生相对滑动时
的拉力为F',加速度为a',则对A有F'-
2umg=2ma',对A、B整体有F'-1.5mg=
3ma',解得F'=3mg,B与地面间的最大静
摩擦力为1.5mg,故当1.5mg<F'≤3mg
时,A相对B静止,两者以共同的加速度开
始运动,所以当F<3umg时,A、B之间不会
发生相对滑动,但是如果F>1.5mg,B与地
面就会发生相对滑动,所以A错误;当F=
m3时,A、B共同以加速度a运动,根据牛
2
顿第二定律,有a=2
wmg-1.5μmg1
3m
-=36,所
以B错误;当F>3umg时,A相对B滑动,
所以C错误;当B相对于地面滑动时,A对
B的摩擦力为最大静摩擦力时B的加速度
最大,为ae=nmg-1.5m-
m
2g,所以无
论F为何值,B的加速度不会超过2g,所
以D正确。
【周小测】
1.C【解析】惯性是物体本身的一种属性,它
不随物体速度大小的变化而变化,所以子弹
杀伤力大和高速公路上限速等都不是因为
物体的惯性发生了变化,A、D错误;用力推
一个静止在地面上的物体,没有推动,说明
地面对物体有摩擦力的作用,而不是因为物
体的惯性太大了,B错误;战斗机甩掉副油
箱减小了质量,而惯性与质量有关,质量越
3参考答案8
小惯性越小,改变它的运动状态就越容易,
可以提高战斗机飞行的灵活性,C正确。
2.C【解析】人在a点时弹性绳弹力为零,人
受向下的重力作用,加速度为向下的g,此时
速度不是最大,A错误;人在ab段受到的弹
性绳弹力逐渐增加,根据mg-F=ma可知,
加速度减小,则人做加速度减小的加速运
动,B错误;在bc段人受到向上的弹力大于
向下的重力,此时加速度向上,人处于超重
状态,C正确;在c点,人的速度为零,但是
有向上的加速度,人处于超重状态,D错误。
3.B【解析】物块和地面间的滑动摩擦力f=
mg=5N,在第2s后的一段时间推力F仍
然大于滑动摩擦力,物块仍然在加速,A错
误;第2s末由牛顿第二定律得F-f=ma,解
得a=10-5
m/s=2.5m/s2,B正确;在开始
阶段,推力小于滑动摩擦力,物块静止,受地
面的静摩擦力作用,静摩擦力的大小随推力
的增大而增大,物块运动后受地面的滑动摩
擦力作用,C错误;0~1s物块处于静止状
态,加速度一直为零,1~2s由F-f=ma,推
力大于滑动摩擦力,且逐渐增大,物块的加
速度逐渐增大,2~4s由F-f=ma,推力大于
滑动摩擦力,逐渐减小,物块的加速度逐渐
减小;D错误。
4.C【解析】在2~4s内,由于匀速运动,外力
F=f,A错误;在0~2s内,图像的斜率越来
越小,则加速度越来越小,由F-f=ma可知,
力F逐渐变小,B错误;撤去力F后,物块做
减速运动的加速度大小a=m
=g=
m
35
3】
预备新高一物理8
2m/s2,因此物块与地面间的动摩擦因数
4=0.2,C正确;在0~2s内,物块的位移s1
大于4m,在2~4s内,物块的位移s2等于
8m,在4~6s内,物块的位移s3等于4m,
这样物块的总位移大于16m,D错误。
5.D【解析】对小球A受力分析可知,根据牛
顿第二定律得mgtan0=ma,解得a=gtan0,
由于小球A和物块B都相对小车静止,则小
车水平运动的加速度大小为gtan0,故A错
误;对小球A,在竖直方向上,根据平衡条件
得Tcos0=mg,解得小球A受到细线拉力大
小为T。故B结误:由题意可知,小球
A的合力方向水平向左,即小球A的加速度
水平向左,所以小车的加速度水平向左,则
小车向左做匀加速直线运动或向右做匀减
速直线运动,故C错误;假设物块B不受摩
擦力,则物块B受到垂直斜面向上的支持力
和竖直向下的重力,在竖直方向上,根据平
衡条件得FNcos0=mg,解得斜面对物块B
的支持力大小为R。在水平方向上。
根据牛顿第二定律得Fxsin0=ma',解得a'=
gtan 0=a,即假设成立,物块B不受摩擦力,
故D正确。
6.BD【解析】对A、B两物块整体受力分析,
根据牛顿第二定律得F=(m4+mB)a,代入
数据,解得A、B的加速度大小为a=3m/s2,
故A错误,B正确;对B受力分析,根据牛顿
第二定律得A、B间细线的拉力大小为FB=
mga=6N,故C错误,D正确。
7.AD【解析】物块A与物块B恰好分离,A、
36
B间的弹力为0,以物块B为研究对象,由牛
顿第二定律得F-mg=了mg,解得F=
1
5 mg,
A正确;开始物块A、B叠放在弹簧上静止时
有x1=(m+2m)g,分离时以物块A为研究
对象有x-2mg=2m×58,则物块A上升的
高度h=x,联立解得h,B错误;由
运动学公式得=2×h,解得分离时两物
块的速度大小=g
/6m
,C错误;从开始到
2h
/6
分离时,经历的时间t=
-,D
V58
正确。
8.(1)控制变量法(2)先接通电源,再放开
小车(3)0.630.88(4)没有平衡摩
擦力(或平衡摩擦力不足)
【解析】(1)小车的加速度a同时跟合外力F
和质量m两个因素有关,研究这三个物理量
之间的定量关系时,应使合外力F和质量m
两个因素当中的一个量不变,如确定质量m
不变时,研究加速度a与合外力F的变化关
系,然后确定合外力F不变时,研究加速度
a与质量m的变化关系,其思想方法是控制
变量法。(2)为了充分利用纸带,记录更多
的数据,应先接通电源,待打点计时器打点
稳定后,再放开小车。(3)电磁打点计时器
接的交流电源的频率为50Hz,可知打点周
11
期7T=了508=0.02s,由在某段时间内中
间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均
速度,可得在打B点时小车的速度2X5T
XAC
5.88+6.76
2×5×0.02
×102m/s=0.63m/s;由匀变速直
线运动的推论,可得小车的加速度a=x
(5T2
x8D-xoB6.76+7.65-5.01-5.88
×10-2m/s2=
4×(5102
4×(5x0.02)2
0.88m/s2。(4)由题图丙的a-F图像可知,
当加速度是零时,合外力不是零,可知图像
不过原点的原因是没有平衡摩擦力或平衡
摩擦力不足。
9.解:(1)以物体A为研究对象,受到竖直向下
的重力mg、竖直向上的拉力F作用,根据牛
顿第二定律得
mg-F=ma
代入数据解得升降机的加速度大小
a=4.0m/s2,方向竖直向下
(2)以人为研究对象,受到竖直向下的重力
Mg、竖直向上的支持力N作用,根据牛顿第
二定律有
Mg-N=Ma
代入数据解得
参考答案8
N=360N
根据牛顿第三定律,此时人对地板的压力大
小为360N
10.解:(1)对小球受力分析,由平衡条件可知
cos 0=F
g
解得
F=mg
cos 0
(2)剪断细线后,小球所受合外力与F等
大反向,由牛顿第二定律有
mg
-=ma
cos 0
解得
a心。方向沿细线向下
(3)小球做初速度为零的匀加速直线运动,
至落地,位移
H
x=-
cos 0
又x=2ad,解得
2H
Ng
37第四周
运动和力的关系
第6天
周末复盘与检测
编知网
理想实验
M打点计时器
纸带
o
一切物体总保持匀速直线
1补偿阻力2m《M3.控制变量
质量是惯性大小
运动状态或静止状态,除
的唯一量度
非作用在它上面的力迫使
它改变这种状态
M一定
F一定
牛顿第一定律
实验:探究加速度
与力、质量的关系
auwwwS
单位制
国际单位制导出单位
运动和力的关系
m/s N m/s?kg/m3 J W
国际单位制基本单位
m kg s A mol cd K
牛颜第二定律
超重和失重
①表达式:F=ma
②应用
超重
失重
完全
为体的受合外力三加速度二运动学
物体的运
失重
力情况
”公式
动情况
物体对支
物体对支
物体对
正
持物的压
持物的压
支持物
连接体问题
以加速度为桥来,将受力与
力(或对
力(或对悬
的压力
运动联系起来
悬挂物的
挂物的拉
(或对
拉力)大
力)小于物
定
悬挂物
义
于物体所
体所受重
的拉力》
受重力的
力的现象
等于0
板块临界问题
现来
的现象
物体
☐→F
77777777777
Fcos a-u(mg-Fsin a)=ma
受
传送带问题
力
A
示意
mgg-T-mpa
o)
T-ma
119
预备新高一物理&
排易错
易错1)忽视了整体法的使用条件而致错
即学即练
[答案见P34]
典例①如图所示,三个物体质量分别为m1=1.0kg、m2=2.0kg、
1.如图所示,物体P叠放在物
m3=3.0kg,已知固定斜面上表面光滑,斜面倾角0=30°,m1和
体Q上,P、Q的质量均为m,且
m2之间的动摩擦因数u=0.8。不计绳与滑轮的质量和摩擦。
上、下表面均与斜面平行,它们
初始时刻用外力使整个系统静止,当撤掉外力时,m2将(g取
沿倾角为0的固定斜面一起以
10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(
加速度a加速下滑,已知重力
A.相对于m1上滑
加速度为g,Q与斜面间的动
B.相对于m1下滑
摩擦因数为4,则(
C.和m1一起沿斜面下滑
m
D.和m1一起沿斜面上滑
【解析】假设m1和m2之间保持相对静止,对整体分析,整体的加速度
77777777777777777777777777777
a=mag-(m +m2 )gsin 300
代入数据,解得a=2.5m/s2。隔离对m2分
A.P可能不受静摩擦力作用
m+m2+m3
B.若Q受到静摩擦力作用,则
析,由牛顿第二定律,得F-m2gsin30°=m2a,则知F=m2gsin30°+m2a,
方向可能沿斜面向上
代入数据,得F=15N,由题意可知最大静摩擦力Fm=m2gcos30°,代入
C.Q受到斜面的滑动摩擦力大
数据,解得Fm=13.9N,可知F>Fm,因为m2随m1一起做加速运动需
小为2 ngsin0
要的摩擦力大于二者之间的最大静摩擦力,所以假设不正确,根据上述
D.Q与斜面间的动摩擦因数u<
分析可知,m2相对于m1下滑。故B正确。
【答案】B
tan
易供提醒
在分析问题时经常会碰到两个(或两个以上)物体组成的整体,当
整体具有相同的加速度时,经常将整体作为研究对象,分析其所受外力
及运动状态。若需要求解整体中某个物体的受力情况时,又可以把这
2.如图所示,A、B两物块的质
个物体隔离出来,单独分析其受力及运动情况。因此整体法和隔离法
是相辅相成的,通常情况下先“整体”再“隔离”。
量分别为2m和m,静止叠放在
水平地面上。A、B间的动摩擦
易错2)没有理解临界、极值条件而致错
因数为心,B与地面间的动摩擦
典例2如图甲所示,用大型货车在水平道路上运输规格相同的
1
因数为2“。设最大静摩擦力
圆柱形水泥长管道,货车可以装载两层管道,底层管道固定在车
厢里,上层管道堆放在底层管道上,如图乙所示。已知水泥管道
等于滑动摩擦力,重力加速度
间的动摩擦因数为儿,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,设货
为g。现对A施加一水平拉力
车紧急刹车时的加速度大小为ao。每根水泥管道的质量为m,
F,则(
重力加速度为g,最初堆放时上层管道最前端离驾驶室的距离为
120
3第四周
运动和力的关系
d。则下列分析正确的是(
B
7777777777777777777
77777n777nn777777n77
乙
A.当F<2umg时,A、B都相对
A.货车沿平直路面匀速行驶时,图乙中A、B管道之间的弹力大
地面静止
小为mg
B.若ao>g,则上层管道一定会相对下层管道发生滑动
B.当F=5业mg时,A的加速度
2
2W3
C.若a>346,则上层管道一定会相对下层管道发生滑动
1
为48
D.若a>√3g,要使货车在紧急刹车时上层管道不撞上驾驶室,
C.当F>2mg时,A相对B滑动
则货车在水平路面上匀速行驶的最大速度为2√34风
3
D.无论F为何值,B的加速度
【解析】货车沿平直路面匀速行驶时,A受力平衡,故由A在竖直方向上
不会超过7心
2mg
合外力为零,可得A、B管道之间的弹力大小为F
√3
sin603mg,故
A错误;已知R,=3,
g,则B对A的滑动摩擦力为Fh,=
3 umg,
所以A受到的最大静摩擦力为=2F=2mg,那么,若a>
23
2
3g,则上层管道一定会相对下层管道发生滑动,故B错误,C正确:
由以上分析可知,o>√3g时,上层管道相对下层管道发生滑动,设货
v2
车行驶速度为,则下层管道减速过程的位移为$20,上层管道减速
过程的位移为52
23
一,所以,上层管道在下层管道上向前滑动的距
43
3 ug
离为S=S2-51
2_5a。-24,要使货车在紧急制车时上层
432a,4uga0
3 ug
Augaod
管道不撞上驾驶室,则d≥s,即v≤
,故D错误。
N√3ao-2g
【答案】C
易错提醒
在分析和求解临界问题时,要注意通过分析物理过程,并根据条件
变化或受力情况和状态的变化,找到临界状态及临界条件。本题中A、B
由相对静止开始相对滑动时,静摩擦力达到最大值。这是解题的关键。
121
3预备新高一物理&
周小测
□答案见P35
⊙满分:70分
Q建议用时:50分钟
9实际用时:分钟
一、单项选择题:本题共5小题,每小题4分,
F,力F随时间的变化情况如图所示,物块
共20分。
和地面间的动摩擦因数为0.25,重力加速
1.关于物体的惯性,下列说法正确的是
度g=10m/s2。关于物块在0~6s的运动
()
情况,下列说法正确的是()
A.高速公路上要限速,是因为车速越大惯
个FN
性越大
10
B.用力推一个静止在地面上的物体,没有
推动,原因是物体的惯性太大了
0
C.战斗机在作战时,甩掉副油箱是为了减
A.第2s末速度达到最大
小惯性,提高飞行的灵活性
B.第2s末的加速度大小是2.5m/s2
D.由于子弹的速度越大,其杀伤力就越大,
C.受地面的摩擦力始终不变
所以子弹的惯性大小与其速度大小有关
D.加速度先增大后减小
2.“蹦极”是一项非常刺激的体育运动。某人
4.如图甲所示,在粗糙程度相同的水平地面
身系弹性绳自高空P点自由下落,如图所
上,一物块在水平向右的力F作用下由静止
示,a点是弹性绳的原长位置,c点是人所到
开始运动,4s末瞬间撤去力F。物块运动
达的最低点,b点是人静止悬吊着时的平衡
的速度v与时间t的关系如图乙所示,g取
位置。人在从P点下落到最低点c点的过
10m/s2,由v-t图像可知(
程中(
v/(m·s)
777777777777777
.56s
甲
A.在2~4s内,力F=0
.a
◆b
B.在0~2s内,力F保持不变
C.物块与地面间的动摩擦因数u=0.2
A.在a点时的速度最大
D.0~6s内物块运动的总位移为16m
B.在ab段做加速度增大的加速运动
5.如图所示,平板小车沿水平面做直线运动,
C.在bc段处于超重状态
小车顶部用细线悬挂着质量为m的小球A,
D.在c点时的速度为零,处于平衡状态
细线偏离竖直方向θ角,小车底部斜面上放
3.一个质量为2kg的物块静止在水平地面
有一质量为m的物块B,斜面的倾角为0,
上,t=0时刻开始给物块施加一个水平推力
小球A和物块B都相对小车静止,则小车运
122
第四周
运动和力的关系
动过程中,下列说法正确的是(
/6m
D.从开始到分离经历的时间为
三、非选择题:本题共3小题,共42分。
77777h777>7777777
8.(12分)如图甲为一物理兴趣小组探究加速
A.小车水平运动的加速度大小为gsin0
度与力、质量的关系的实验装置。钩码的质
B.小球A受到细线拉力大小为mgtan0
量远小于小车的质量。电磁打点计时器接
C.小车一定向左做匀加速直线运动
的交流电源的频率为50Hz。
D.物块B不受摩擦力
电磁
小车
二、多项选择题:本题共2小题,每小题4分,
打点计时器
纸带
共8分。
6.如图所示,在光滑水平地面上,A、B两物块
用细线相连,A的质量为1kg,B的质量为
甲
2kg,在9N的水平拉力F作用下,两物块
(1)小车的加速度a同时跟合外力F和质
一起向右加速运动,则(
量m两个因素有关,研究这三个物理量
之间的定量关系的思想方法是
AAACKKKKK444447
A.A的加速度大小为9m/s2
(选填“建立模型法”“等效替
B.B的加速度大小为3m/s2
代法”或“控制变量法”)。
C.A、B间细线的拉力大小为9N
(2)实验时将小车置于打点计时器旁边,
D.A、B间细线的拉力大小为6N
(选填“先接
7.如图所示,劲度系数为k的竖直轻弹簧下端
通电源,再放开小车”或“先放开小车,
固定在地面上,上端与质量为2m的物块A
再接通电源”),打出一条纸带,由纸带
连接,质量为m的物块B叠放在A上,系统
算出小车的加速度a。
处于静止状态。现对物块B施加竖直向上
(3)如图乙为实验中打出的一条纸带,纸带上
的拉力F,使B以加速度了&竖直向上做匀
OA、B、C、D为计数点,相邻两计数点间还
有四个点。根据这条纸带可求得在打B
加速直线运动直至与A分离,重力加速度为
点时小车的速度vg=
m/s;
g,则物块A、B分离时(
小车的加速度a=
m/s2。
A竖直拉力F的大小为写mg
6
(结果均保留两位有效数字)》
B.物块A上升的高度为2mg
5.0L5.886.76k7.65单位:cm
5k
0
D
C.两物块的速度大小为g风
乙
KKK40
5 k
(4)如图丙为通过实验得到的a-F图像,图
123
3预备新高一物理&
像不过原点的原因是
10.(17分)风洞实验是以人工的方式产生并
且控制气流,用来模拟飞行器或实体周围
气体的流动情况。如图为风洞实验简化的
物理模型,一个用轻质细线悬挂的小球静
止于风力恒定的风洞中,已知小球的质量
为m,风力水平向左,细线与竖直方向的夹
丙
角为0,重力加速度为g,不计小球在空气
9.(13分)如图所示,质量M=60kg的人站在
中受到的浮力。
升降机的地板上,升降机的顶部悬挂一只弹
簧测力计(图中简化为弹簧),测力计下挂
着一个质量m=1.0kg的物体A。在升降机
运动的某段时间内,人看到弹簧测力计的示
风
数恒为6.0N。取g=10m/s2。
(1)求细线拉力大小F;
(2)剪断细线,求小球的加速度;
(3)已知小球离地的高度为H,求剪断细线
后小球落地的时间。
(1)求此段时间内升降机加速度的大小和
方向;
(2)求此段时间内人对地板的压力大小。
124