鲁科版高中物理必修一第3章-3.docx
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新鲁科版高中物理必修第一册第三章章末练习一、解答题1. 如图所示,某同学以水平力推水平地面上的桌子,但未推动。
请分析在他推桌子的过程中,桌受到哪些力的作用,并指出这些力的施力物体。
2. 在光滑水平桌面上放置一刻度模糊的弹簧测力计,两位同学各用5N的水平力沿相反方向拉弹簧测力计的两端,测得弹簧伸长了2cm。
该弹簧测力计的读数应该是多少?弹簧的劲度系数是多少?二、作图题对下列情形中的物体A进行受力分析,并作出它的受力示意图。
(1)系有细绳的物体A静止于光滑斜面上[图(a)]。
(2)梯子A上端斜靠在竖直光滑墙面上,下端置于粗糙水平地面,且处于静止状态[图(b)]。
(3)系有细绳的小球A静止于光滑球面上[图(c)]。
三、解答题一根轻弹簧一端固定。
在弹性限度内,对另一端施加30N的拉力时,弹簧长度为20cm;若施加30N的压力时,弹簧长度为14cm。
求弹簧的原长和劲度系数。
如图所示,一木箱受到两个大小分别是F1=10N、F2=4N的水平推力的作用,且处于静止状态。
求木箱受到的摩擦力。
若将F1撤去,木箱受到的摩擦力又如何?如图所示,在水平桌面上放一个重力G A=20N的木块,木块与桌面间的动摩擦因数=0.4。
为使这个木块沿桌面做匀速运动,水平拉力F应为多大?如果再在木块A上A加一块重力G B=10N的木块B,B与A之间的动摩擦因数B=0.2。
当A、B两木块一起沿桌面匀速滑动时,作用于块A的水平拉力F应为多大?此时木块B是否受到摩擦力的作用?一只弹簧测力计由于更换内部弹簧,导致示数与真实值不符。
某同学进行了以下测试:不挂重物时,示数为2N;挂100N重物且保持静止时,示数为92N。
求示数为20N时,所挂物体的实际重力。
如图所示,一质量为m的正方体物块置于风洞内的水平面上,其中一面与风速垂直,风速为v0时刚好能推动该物块。
已知风对物块的推力,其中v为风速,S为物块迎风面积。
风速变为2v0时,刚好能推动用同一材料做成的另一正方体物块,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则该物块的质量为多少?四、实验题小王在做“探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系”实验时,安装好实验装置,让刻度尺0刻度线与弹簧上端平齐。
高中物理学习材料(灿若寒星**整理制作)1.下列关于摩擦力的说法中正确的是()A.物体在运动时才受到摩擦力B.摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反C.摩擦力总是成对地出现D.摩擦力的大小总是与正压力的大小成正比【解析】放在水平地面上的物体,受水平拉力作用处于静止状态时,物体就受到了静摩擦力作用,所以A错误;摩擦力的方向一定与物体的相对运动方向相反,可以与运动方向相同,B错误;摩擦力是相互接触物体间的相互作用,一定是成对出现的,C正确;静摩擦力的大小与正压力的大小之间没有正比关系,D错误.【答案】 C2.三个质量相同的物体,与水平桌面的动摩擦因数相同,由于所受的水平力不同,A做匀速运动,B做加速运动,C做减速运动,那么,它们受到的摩擦力的大小关系应是() A.f C>f A>f B B.f C<f A<f BC.f A=f B=f C D.不能比较大小【解析】由f=μN知f的大小只与μ和N有关,与物体的运动状态无关,故选C.【答案】 C3.(2012·五指高一期末)下列关于摩擦力大小的有关说法,正确的是()A.摩擦力的大小一定与接触面处的压力成正比B.运动物体受到的摩擦力一定等于μNC.在水平地面上的物体受到的摩擦力一定与该物体的重力成正比D.物体间的压力增大时,摩擦力的大小可能不变【解析】滑动摩擦力的大小一定与接触面处的压力成正比,但静摩擦力不具有此关系,A错;只有滑动摩擦力才能用μN计算而运动的物体可能受静摩擦力,B错;物体在水平面上时正压力也不一定等于重力,C错;被压在竖直墙上静止不动的物体、压力增大时,静摩擦力总等于重力,D正确.【答案】 D4.用手握瓶子,使瓶子在竖直方向处于静止状态.如果握力加倍,则手对瓶子的摩擦力() A.一定加倍B.保持不变C.方向向上D.方向向下【解析】对瓶子的握力加倍,但瓶子受到的静摩擦力却始终与重力平衡,大小不变.方向竖直向上,故选B、C.【答案】BC5.(2013·奎屯高一检测)人握住旗杆匀速上爬,则下列说法正确的是()A.人受的摩擦力的方向是向下的B.人受的摩擦力的方向是向上的C.人握旗杆用力越大,人受的摩擦力也越大D.人握旗杆用力越大,并不会使人受的摩擦力也增大【解析】人匀速上爬,但手与旗杆的相对运动趋势方向向下,故摩擦力方向向上,A错B对;人握旗杆用力的大小,不影响摩擦力的大小,因为人匀速运动,摩擦力与人的重力二力平衡,故C 错,D对.【答案】BD6.(2012·南平高一期末)如图4-3-9所示,在μ=0.1的水平面上向右运动的物体,质量为20 kg,在运动过程中,还受到一个方向向左的大小为10 N的拉力作用,则物体受到的滑动摩擦力为(g=10 m/s2)()图4-3-9A.10 N,向右B.10 N,向左C.20 N,向右D.20 N,向左【解析】在竖直方向,物体对水平地面的压力N=G,故滑动摩擦力大小f′=μN=μG=0.1×20×10 N=20 N,物体所受滑动摩擦力方向应与物体相对地面的运动方向相反,即所受滑动摩擦力方向向左.这个力的大小与所加向左的10 N的拉力无关.【答案】 D7.已知一些材料间动摩擦因数如下:材料钢—钢木—木木—金属木—冰动摩擦因数0.250.300.200.03质量为10 kg的物块放置于水平面上,现用弹簧秤沿水平方向匀速拉动此物块时,读得弹簧秤的示数为30 N,则两接触面的材料可能是(取g=10 m/s2)()A.钢—钢B.木—木C.木—金属D.木—冰【解析】匀速拉动此物块,拉力等于摩擦力.由f=μN,得μ=0.30.B正确【答案】 B8.如图4-3-10所示,在水平放置的传送带上放有一物体,当皮带不动时,要使物体向右匀速运动,作用在物体上的水平拉力为F1;当皮带向左运动时,要使物体仍向右匀速运动,作用在物体上的水平拉力为F2,则()图4-3-10A.F1=F2 B.F1>F2C.F1<F2 D.以上三种情况都有可能【解析】两种情况下,物体相对于传送带均向右匀速运动,物体均受传送带向左的滑动摩擦力,滑动摩擦力大小均为f=μmg,根据二力平衡条件得F1=F2=f=μmg.故正确选项为A.【答案】 A9.(2013·福州高一检测)如图4-3-11所示,A叠放在B上,B放在斜面上,AB处于静止状态,下列叙述正确的是()图4-3-11A.B相对A与B相对斜面的运动趋势相同B.B相对A的运动趋势方向沿斜面向上C.A相对B的运动趋势方向沿斜面向上D.B相对斜面的运动趋势方向沿斜面向下【解析】对A分析,假设A、B间光滑,则A相对B向下运动,故A相对B的运动趋势沿斜面向下,由相对运动知,B相对A的运动趋势沿斜面向上,假设B与斜面间光滑,则B相对斜面向下滑动,故B相对斜面的运动趋势沿斜面向下,所以B、D正确.【答案】BD10.(2012·厦门双十中学高一期末)如图4-3-12所示,物体A重G A=40 N,物体B重G B=20 N,A与B、B与地的动摩擦因数相同.用水平绳将物体A系在竖直墙壁上,水平力F向右拉物体B,当F=30 N时,才能将B匀速拉出.求接触面间的动摩擦因数多大?图4-3-12【解析】设接触面间的动摩擦因数为μ,物体A与B间的摩擦力为f1=μG A物体B与地面间的滑动摩擦力为f2=μ(G A+G B)将B匀速拉出,拉力大小与两个摩擦力的合力大小应相等,有F=μG A+μ(G A+G B)=μ(2G A+G B)即30=μ(2×40+20)解得:μ=0.30.【答案】0.3011.我国邹德俊先生发明了吸附式挂衣钩.挂衣钩的主要部分是用橡胶制成的皮碗,挂衣钩可以吸附在平整墙壁或木板上,与墙壁接触时,只有皮碗的23与墙壁接触,中空部分是真空的,如图4-3-13所示,若皮碗的整个截面面积为S,外界大气压强为p0,皮碗与墙面间的动摩擦因数为μ,问挂衣钩最多能挂多大重量的衣服?(最大静摩擦力约等于滑动摩擦力)图4-3-13【解析】皮碗对墙壁的压力N=p0S,故皮碗与墙壁间的最大静摩擦力f max=μN=μp0S所挂衣服的重量G≤f max=μp0S.【答案】μp0S12.(2012·广州高一检测)如图4-3-14所示,一重为40 N的木块原来静止在水平桌面上,某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用,其中F1=13 N,F2=6 N.已知木块与地面间的动摩擦因数为0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:图4-3-14(1)木块所受的摩擦力的大小和方向.(2)当只将F1撤去时,木块受到的摩擦力的大小和方向.(3)若撤去的力不是F1而是F2,求木块受到的摩擦力的大小和方向.【解析】当木块运动时受到的滑动摩擦力为f滑=μN=μG=0.2×40 N=8 N,故木块受到地面最大静摩擦力为8 N.(1)加上F1、F2后,F1和F2相当于一个方向向右的F=F1-F2=7 N的力.由于F小于最大静摩擦力,故木块处于静止状态,则木块受到地面静摩擦力的作用,大小为7 N,方向水平向左.(2)由于F2小于最大静摩擦力,故木块仍然保持静止.由二力平衡知识知,木块受到的静摩擦力大小等于F2,即大小为6 N,方向水平向右.(3)撤掉F2后,由于F1大于最大静摩擦力,则木块受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小为8 N,方向水平向左.【答案】(1)7 N水平向左(2)6 N水平向右(3)8 N水平向左。
01题型1ꢀ速度公式v=v0+at的应用1.[山东济南一中2019高一上期末](多选)做匀加速直线运动的物体的加速度为3 m/s2,下列说法正确的是(ꢀꢀ)ACD A.某1 s末的速度比该1 s初的速度总是大3 m/sB.某1 s末的速度比该1 s初的速度总是大3倍C.某1 s末的速度比前1 s末的速度大3 m/sD.某1 s末的速度比前1 s初的速度大6 m/s解析加速度为3 m/s2,由Δv=aΔt可知,任意1 s时间内,末速度一定比初速度大3 m/s,故A正确.加速度为3 m/s2,物体的末速度不一定比初速度大3倍,故B错误.前1 s末与该1 s初是同一时刻,故某1 s 末的速度比前1 s末的速度大3 m/s,故C正确.某1 s末与前1 s初的时间间隔是2 s,由Δv=aΔt可知,Δv=6 m/s,即某1 s末的速度比前1 s初的速度大6 m/s,故D正确.2.[辽宁师范大学附属中学2019高一上月考]某汽车在路面上紧急刹车时,加速度大小为6 m/s2,如果该汽车开始刹车时的速度为60 km/h,则该汽车刹车5 s时的速度为多大?0解析以汽车开始刹车时的初速度方向为正方向,汽车开始刹车时的速度v0=60 km/h≈16.7 m/s,a=-6 m/s2,由v=v0+at得,汽车从刹车到停下来所用的时间ts≈2.8 s,由于2.8 s<5 s,所以汽车刹车5 s时的速度为0.3.航空母舰上的飞机弹射系统可以减短战机起飞的距离,假设某战机初速度为零,在弹射系统作用了0.1 s 后,可以达到一定的速度,然后战机脱离弹射系统继续在甲板上做匀加速直线运动,加速度为2 m/s2,经过10 s,达到起飞速度50 m/s的要求,求:(1)战机脱离弹射系统瞬间的速度大小;30 m/s(2)战机在弹射系统作用下的加速度大小.300 m/s2解析在脱离弹射系统之后做匀加速运动过程中,设战机脱离弹射系统瞬间的速度是v,则由v=v+at得00v0=v-at=(50-2×10)m/s=30 m/s,战机在弹射系统作用下的加速度为a1=m/s2=300 m/s2.4.[天津静海一中2019高一上月考]一个做直线运动的物体,其速度随时间的变化关系为v=(12-5t) m/s,则12-5-3其初速度为________m/s,加速度为________m/s2,3 s末的速度为________m/s.解析将v=(12-5t)m/s与v=v+at对比知,物体做匀变速直线运动,且v=12 m/s,a=-5 m/s2,003 s末的速度v=(12-5×3) m/s=-3 m/s.题型2ꢀ对v -t图象的理解与应用5.[湖南衡阳八中2019高一上期中](多选)质点做直线运动的v-t图象如图所示,则下列说法正确的是(ꢀꢀ)BC A.在前4 s内质点做匀变速直线运动B.在1~3 s内质点做匀变速直线运动C.2 s末质点的加速度大小为5 m/s2,方向与规定的正方向相反D.2~3 s内与3~4 s内质点的速度方向相反解析由图象知,前4 s内质点做变加速运动,它的加速度发生变化,故A项错误;1~3 s内质点的加速度不变,故B项正确;2 s末质点的加速度为a==-5 m/s2,方向与规定的正方向相反,故C项正确;2~4 s内质点的速度一直为负,故D项错误.课时1 匀变速直线运动的速度与时间的关系刷基础6.如图是某物体做直线运动的v-t图象,由图象试求:(1)t=1 s时物体的加速度大小; 1.5 m/s2(2)t=5 s时物体的加速度大小;(3)第3 s内物体的位移大小.0.75 m/s2 3.0 m解析(1)在0~2 s内物体做匀加速直线运动,t=1 s时物体的加速度大小为a=(2)在3~7 s内物体做匀减速直线运动,t=5 s时物体的加速度大小为a′=(3)第3 s内物体的位移大小为x=vt=3.0×1 m=3.0 m.=1.5 m/s2.=0.75 m/s2.易错点ꢀ没有注意公式的矢量性,计算时忽视式中各物理量的方向7. [河北石家庄辛集中学2019高一上月考](多选)给滑块一初速度v0,使它沿光滑足够长斜面向上做匀变速直线运动,加速度大小始终为a,方向沿斜面向下,当滑块的速度大小变为时,所用时间可能是(ꢀꢀ)BCA. B. C. D.解析规定滑块初速度的方向为正方向,若滑块的末速度与初速度方向相同,则;若滑块的末速度与初速度方向相反,则,故B、C正确,A、D错误.8.物体以5 m/s的初速度沿光滑斜面向上做直线运动,经过4 s滑回原处时速度大小仍是5 m/s,物体在斜面上的运动为匀变速直线运动,求:(1)在整个往返过程中物体速度变化量的大小和方向;(2)物体在整个往返过程中加速度的大小和方向.10 m/s 方向沿斜面向下2.5 m/s2方向沿斜面向下解析(1)规定沿斜面向上为正方向,则速度的变化量为Δv=v-v=-5 m/s-5 m/s=-10 m/s.则速度变化量的大小为2110 m/s,方向沿斜面向下.(2)整个过程中加速度为,则加速度的大小为2.5 m/s2,方向沿斜面向下.易错分析速度公式v=v+at是一个矢量式,在计算时应该先规定正方向(一般取v的方向为正方向),式中各物00理量方向与正方向相同时取正值,与正方向相反时取负值.对计算结果中的正负也应根据正方向的规定加以说明,若大于零,表明与正方向同向;若小于零,表明与正方向反向.有些同学初学矢量公式不适应,易出错.0112题型1ꢀ位移—时间公式x =v t +at 2的应用01.[江西高安中学2019高一上期中]某日雾霾天气,司机王师傅驾驶汽车在一段平直路面上以v 0=72km/h 的速度匀速行驶,突然发现前方路中间有一静止障碍物,为使汽车不撞上障碍物,司机立即刹车,制动加速度为5 m/s 2,忽略驾驶员的反应时间.求:(1)汽车经过多长时间停下来;4 s(2)为了不撞上障碍物,汽车刹车时距前方障碍物的最小距离.40 m解析(1)v =72 km/h =20 m/s ,由v =v +at ,得t =s =4 s.00(2)汽车刹车后做匀减速运动,根据x =v 0t +at 2,得x =20×4 m +×(-5)×42m =40 m.2.[山东新泰二中、泰安三中、宁阳二中2018高一上期中]如图所示,一辆汽车在平直公路上做匀变速直线运动,公路边每隔15 m有一棵树,汽车从树A运动到树B处所用时间为1 s,从树B运动到树C处所用时间为1.5 s,求汽车运动的加速度和通过树B时的速度.-4 m/s2ꢀ13 m/s解析设汽车经过树A时的速度为v1,运动的加速度为a.对AB段,由位移—时间公式得s=v t+at2,1111同理,对AC段,由位移—时间公式得s=v t+at2,2112其中s=15 m,s=30 m,t=1 s,t=2.5 s,1212联立方程并代入数据得a=-4 m/s2,v1=17 m/s.对AB段,由速度—时间公式得汽车通过树B时的速度v=v+at=13 m/s.2113.[辽宁沈阳五校协作体2019高一上期中]“蛟龙号”是我国首台自主研制的作业型深海载人潜水器.它是目前世界上下潜能力最强的潜水器,假设某次海试活动中,“蛟龙号”完成海底任务后竖直上浮,从上浮速度为v时开始计时,此后“蛟龙号”匀减速上浮,经过时间t上浮到海面,速度恰好减为零,则“蛟龙号”在t0(t0<t)时刻距离海平面的深度为(ꢀꢀ)DA. B. C. D.解析“蛟龙号”上浮的加速度大小a=,“蛟龙号”从t0时刻到浮至海面的运动,可看成逆向的初速度为0的匀加速运动,则x=a(t-t)2=(t-t)2,故选D.100题型2ꢀ对x-t、v-t图象的理解与应用4. [陕西西安长安区一中2019高一上期中]一质点的位移—时间图线为如图所示的一段抛物线,其方程为x=-20t2+40t(m),则下列说法正确的是(ꢀꢀ)CA.质点做曲线运动B.质点做加速度先减小后增大的直线运动C.质点做加速度大小为40 m/s2的匀变速直线运动D.质点在0~1 s内的平均速度大于20 m/s解析位移—时间图象只能反映直线运动的规律,故A错误;位移与时间为二次函数关系,故质点做匀变速直线运动,对比x=v t+at2可知v=40 m/s,a=-40 m/s2,故B错误,C正确;由图象可知0~1 00s内质点的位移为20 m,平均速度为20 m/s,故D错误.5.[黑龙江鹤岗一中2019高一上期末](多选)物体沿一条东西方向的水平线做直线运动,取向东为运动的正方向,其速度—时间图象如图所示,下列说法中正确的是(ꢀꢀ)ADA.0~2 s内,物体做匀加速运动B.0~2 s内,物体的加速度为6 m/s2C.12 s末,物体距出发点最远D.6~7 s内,物体做速度方向向西的匀加速运动解析由图象可知,在0~2 s内,物体的加速度向东且不变,速度也向东,故物体做匀加速运动,A正确;速度—时间图线的斜率表示加速度,故0~2 s内物体的加速度为a=3 m/s2,B错误;由图象可知,物体在t=6 s时向反方向运动,在前6 s内向东运动,6 s后开始向西运动,故该物体在6 s末距离出发点最远,C错误;6~7 s内,物体的加速度向西且为定值,速度也向西,故物体做速度方向向西的匀加速直线运动,D正确.v+v0题型3ꢀ平均速度公式v=2的灵活应用6.[广东执信中学2018高一上期中](多选)物体从静止开始做匀加速直线运动,第3 s内的位移为3 m,则(ꢀꢀ)BCD A.物体在第3 s内的平均速度是1 m/sB.物体的加速度大小为1.2 m/s2C.物体在前3 s内的位移是5.4 mD.物体在3 s末的速度是3.6 m/s解析由匀变速直线运动的规律可知,某段位移的平均速度等于中间时刻的瞬时速速度等于2.5 s时刻的瞬时速度,即v=v=3 m/s,物体的加速度大小a=平均,2.53前3 s内的位移s=at2=×1.2×9 m=5.4m,3 s末的速度v=at=1.2×3 m/s=3.6 m/s,故B、C、232D正确,A错误.7.[福建晋江2019高一上期中]一物体从斜面上某点由静止开始做匀加速直线运动,经过3 s到达斜面底端,并开始在水平地面上做匀减速直线运动,经过9 s停止.设物体由斜面底端运动到水平地面上时速度大小不变,则物体在斜面上的位移大小与在水平地面上的位移大小之比是(ꢀꢀ)CA.1∶1B.1∶2C.1∶3D.3∶1解析设物体到达斜面底端的速度为v,则两段运动过程的平均速度均为,由x=t得x∶x=1∶3,故选C.128.一辆沿笔直公路匀加速行驶的汽车,经过路旁两根相距50 m的电线杆共用5 s时间,它经过第二根电线杆时的速度为15 m/s,则经过第一根电线杆时的速度为(ꢀDꢀ)A.2 m/sB.10 m/sC.2.5 m/sD.5 m/s解析汽车经过两根电线杆的平均速度为v=,由于汽车做匀加速直线运动,所以有v=,联立两式代入数据得v1=5 m/s,即经过第一根电线杆时的速度为5 m/s,故A、B、C错误,D正确.易错点ꢀ“刹车问题”未考虑物体做匀减速直线运动的停止时间9.[福建平和一中等五校2019高一上联考]汽车在水平面上刹车,其位移与时间的关系是x=24t-6t2,则它在前3 s内的位移是(ꢀC)A.12 m B.18m C.24 m D.30 m解析对比公式,可得v0=24 m/s,a=-12 m/s2,汽车静止所需时间为t==2 s,所以前3 s内的位移等于前2 s内的位移,故x=24×2 m-6×22 m=24 m,C正确.易错分析在刹车问题中,一定要考虑实际情况,汽车速度减小到零后停止运动,所以需要先考虑汽车停止运动所用的时间,然后对比题中给出的时间,看是不是在该时间内汽车已经停止运动,然后结合匀变速直线运动规律分析解题.另外,解题过程中画v-图象将能防止此类“刹车陷阱”.1.[安徽合肥一六八中学2019高一上期中]运动的汽车制动后做匀减速直线运动,最后停下来,若它在制动后开始的5 s内通过的位移与它在最后5 s内通过的位移之比为2∶1,则此汽车总共运动的时间是(ꢀCꢀ) A.5 s B.10s C.7.5s D.8.5s解析设汽车的加速度大小为a,制动后开始的5 s内汽车的位移x1=(m),最后5 s内汽车的位移x=a(m),由题意知x∶x=2∶1,可得v=7.5a (m/s),2120由v0=at可得t=7.5 s,故选C.2.[重庆四十二中2018高一上期中](多选)若某质点沿直线运动的位移随时间的变化关系为x=5t+t2,则(ꢀꢀ)AD A.质点第1 s内的位移为6 mB.质点在前2 s内的平均速度是6 m/sC.任意相邻的1 s内位移差都是1 mD.任意1 s内速度的增加量都是2 m/s解析将此质点沿直线运动的位移随时间的变化关系式x=5t+t2,与匀变速直线运动的位移与时间关系式x=v t+at2进行对比,得质点的初速度为v=5 m/s,加速度a=2 m/s2,质点第1 s内的位移为x=5×1 001m+×2×12m=6 m,在前2 s内的位移为x2=5×2 m+×2×22m=14 m,故前2 s内的平均速度为v=m/s=7 m/s,故A正确,B错误;任意相邻1 s内的位移差为Δx=aT2=2×12m=2 m,C错误;因为质点做加速度为a=2 m/s2的匀加速直线运动,所以任意1 s内速度的增加量都是2 m/s,D正确.3.(多选)一辆汽车由静止开始做加速度大小为a1的匀加速直线运动,加速运动了时间t1后,由于接到紧急通知,又开始做加速度大小为a2的匀减速直线运动,经过t2时间后停下.则汽车在全程的平均速度为(ꢀꢀ)ABCA. B. C. D.解析由题意知,汽车先做初速度为零的匀加速运动,后做末速度为零的匀减速运动,作出v-t图象如图所示,可知,全程中的最大速度v=a t=a t,因前后均为匀变速直线1122运动,则平均速度为移, 故A、B正确,D错误;全程的总位,故C正确.对全程由平均速度公式有4.[江苏启东中学2019高一上期中](多选)一辆汽车以20 m/s的速度在平直公路上匀速行驶.遇突发情况后,司机紧急刹车使车做匀减速直线运动.已知汽车的速度在1 s内减小了8 m/s,下列说法正确的是(ꢀꢀ)ABD A.汽车在减速过程中的加速度大小为8 m/s2B.在减速行驶的全过程中汽车的平均速度大小为10 m/sC.汽车刹车后,在3 s内运动的距离是24 mD.汽车刹车后,在2 s末的速度大小为4 m/s解析汽车的速度在1 s内减小了8 m/s,所以汽车在减速过程中的加速度大小为8 m/s2,A正确;减速行驶的全过程中汽车的平均速度大小为v=m/s=10m/s,B正确;汽车运动的时间为t=s=2.5s,故汽车刹车后,在3 s内运动的位移为x=×2.5 m=25m,C错误;汽车刹车后,在2 s末的速度大小为v=20 m/s-8×2 m/s=4 m/s,D正确.5. [福建上杭一中2019高一上月考]两物体从同一地点同时出发,沿同一方向做匀加速直线运动,若它们的初速度大小不同,而加速度大小相同,则在运动过程中(ꢀꢀ)AA.两物体的速度之差保持不变B.两物体的速度之差与时间成正比C.两物体的位移之差保持不变D.两物体的位移之差与时间的平方成正比解析设两个物体的初速度分别为v、v,加速度为a,由v=v+at得两物体的速度之差为Δv=v-v,所以速度之12t021差保持不变,故A正确,B错误;由公式x=v t+at2可得两物体的位移之差为Δx=(v-v)t,两物体的位移之021差与时间成正比,故C、D错误.6.[河南郑州2018高一上期中](多选)如图所示,光滑斜面的长度为L,且AB=BC=CD,一物体(可看成质点)自斜面顶端A由静止开始匀加速滑至底端D,经历的时间为t,下列说法正确的是(ꢀꢀ)BCA.物体运动到D点的速度是B.物体运动的加速度是C.物体在BC段的平均速D.物体从顶端A运动到B点所需时间是解析对A到D过程,根据平均速度公式有,解得,故A错误;对A到D过程,根据位移公式有,=,故B正确;对A到B过程,根位移的平均速度为,联有,对过程,根据位移公式有,物误.,错7. [江西新余一中2019高一上段考]一质点运动的位移—时间图象为一条过原点的抛物线.由此可知该质点(ꢀꢀ)DA.在t1时刻前后,加速度方向相反B.在t2时刻前后,速度方向相反C.在0~t和t~t时间内的位移相同112D.在0~t和t~t时间内的速度变化相同112解析匀变速直线运动的位移—时间关系为,由于质点运动的位移—时间图象为一条过原点的抛物线,可知质点做匀变速直线运动,在t1时刻前后,加速度方向不变,选项A错误;位移—时间图象的斜率表示速度,可知在t2时刻前后,速度方向不变,选项B错误;由抛物线的对称性可知,质点在0~t和t~t时间内的位移112大小相同,但方向相反,选项C错误;0~t和t~t两段时间间隔相同,加速度不变,根据Δv=at可知,质点112速度变化相同,选项D正确.8.[浙江金华一中2018高一上段考](多选)如图所示为A、B在同一直线上沿同一方向同时开始运动的v-t图象,已知在第3 s末两个物体在途中相遇,则下列说法正确的是(ꢀꢀ)CDA.A、B两物体是从同一地点出发的B.3 s内物体A的平均速度比物体B的大C.A、B两物体在减速阶段的加速度大小之比为2∶1D.t=1 s时,两物体第一次相遇解析由v-t图线与时间轴所围图形的面积表示位移可知,两物体在3 s内的位移不相等,而在第3 s末两个物体相遇,可判断出两物体出发点不同,故A错误;由图象知在3 s内B的位移大于A的位速度,故B错误;v-t图象的斜率表示加速度,则A在减速过程的加速度大小A的平均,B在减速过程的加速度大小,故C正确;由图象可知1~3 s内B的位移x B=×(4+2)×(3-1)m=6 m,A的位移x A=×(4-2)×(3-1) m+2×(3-1) m=6 m,且第3 s末两个物体在途中相遇,所以t=1 s时,两物体第一次相遇,故D正确.9.“10米折返跑”的成绩反映了人体的灵敏素质,测试时,在平直跑道上,受试者以站立式起跑姿势站在起点—终点线前,当听到“跑”的口令后,全力跑向正前方10米处的折返线,测试员同时开始计时,受试者到达折返线处时,用手触摸折返线的物体(如木箱),再转身跑向起点—终点线,当胸部到达终点线的竖直面时,测试员停止计时,所用时间即为“10米折返跑”的成绩.设受试者起跑的加速度大小为4 m/s2,运动过程中的最大速度为4 m/s,快到达折返线处时需减速到零,减速的加速度大小为8 m/s2,返回时达到最大速度后不需减速,保持最大速度冲线,求该受试者“10米折返跑”的成绩为多少秒? 6.25 s解析对受试者,由起点—终点线向折返线运的过程中,加速阶段根据运动学公式得t==1 s,s=0.5v t=112 m,减速阶段根据运动学公式得t==0.5 s,s==1 m,匀速阶段用时==331.75 s.由折返线向起点2 m,匀速阶段用时t5=+0.5 s+1 s+2 s=6.25点线运动过程中,加速阶段根据运动学公式得t4==1t=m44=2 s,受试者“10米折返跑”的成绩为t=t+t+t+t+t=1 s+1.75 s1234501课时3匀变速直线运动的速度与位移的关系刷基础题型1ꢀ速度—位移公式v2-v02=2ax的应用1.做匀加速直线运动的物体,速度从v增加到3v时经过的位移是x,则它的速度从3v增加到5v 时经过的位移是(ꢀꢀ)DA. 1.5xB. 2.5xC.xD.2x解析根据速度—位移公式得(3v)2-v2=2ax,(5v)2-(3v)2=2ax′,联立两式解得x′=2x.故选D.2. [浙江诸暨中学2019高一上期中]在一次交通事故中,交通警察测量出肇事车辆的刹车痕迹是30米,该车辆最大刹车加速度是15 m/s2,该路段的限速是60 km/h.则该车是否超速(ꢀꢀ)AA.超速B.不超速C.刚好是60 km/hD.无法判断解析根据匀变速直线运动的速度—位移公式得v2=2ax,代入数据解得v=30 m/s=108 km/h>60 km/h00,可知该车超速,故A正确.3. [黑龙江哈尔滨六中2019高一上月考]如图所示,木块A、B并排且固定在水平桌面上,A的长度是L,B的长度是2L,一颗子弹沿水平方向以速度v1射入A,以速度v2穿出B,子弹可视为质点,其运动可视为匀变速直线运动,则子弹穿出A时的速度为(ꢀꢀ)BA. B. C. D.解析设子弹运动的加速度大小为a,子弹穿出A时的速度为v,子弹在A中运动的过程中,有v2-v2=-2aL21,子弹在B中运动的过程中,有v22-v2=-2a·2L,联立两式可得v,故B正确.题型2ꢀ中间时刻的瞬时速度v 和中间位置的瞬时速度v 的应用t/2x/24.(多选)一质点沿某一直线做匀变速直线运动,先后通过a 、b 两点,该质点通过ab 全程的平均速度为v ,其中1间时刻的瞬时速度大小为v ,中间位置的瞬时速度大小为v .关于这三个速度的大小,下列判断正确的是(ꢀꢀ)AC23A .若为匀加速运动,则v =v <v 123B .若为匀加速运动,则v <v <v 123C .若为匀减速运动,则v =v <v312D .若为匀减速运动,则v >v >v 312解析匀变速直线运动中,某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则v =v ,设a 、b 两点的速度分别为v 、v ,则v =,v 3=,因为v 2-v 2=>0,可知不论匀加速直线运动,还是匀减速直线运动,均有v >v . 故A 、C 正确,B 、D 错误.a b 232325. [江西南昌二中2019高一上期中](多选)一个做匀加速直线运动的物体,先后经过A 、B 两点的速度分别是v 和7v ,经过AB 段的时间是t ,则下列判断中正确的是(ꢀꢀ)BCD A .经过AB 段中点的速度是4vB .经过AB 段中间时刻的速度是4vC .前0.5t 时间通过的位移比后0.5t 时间通过的位移小1.5vtD .前一半位移所需时间是后一半位移所需时间的2倍解析由匀变速直线运动的推论,知,A 错误;某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,则,B 正确;前0.5t 时间通过的位移x 1=,则Δx =x -x =1.5vt ,C 正确;通过前一半位移所需时间t1,后0.5t 时间通过的位移x 2=21=,通过后一半位移所需时间t 2=,则t ∶t =2,D 正确.12题型3匀变速直线运动的推论Δx=aT2的理解与应用6.为了测定某轿车在平直路上启动阶段的加速度(轿车启动时的运动可近似看成匀加速直线运动),某人拍摄一张在同一底片上多次曝光的照片,如图所示,如果拍摄时每隔2 s曝光一次,轿车车身总长为4.5 m,那么这辆轿车的加速度为(ꢀꢀ)BA.1 m/s2B.2.25 m/s2C.3 m/s2D.4.25 m/s2解析根据匀变速直线运动规律有Δx=x-x=aT2. 轿车总长为4.5 m,可知图中每一小格为1.5 m,由此21可算出两段距离分别为x=12 m和x=21 m,又T=2 s,则a==2.25 m/s2.127.[湖北宜昌一中2019高一上期中](多选)如图所示,物体自O 点由静止开始做匀加速直线运动,A 、B 、C 、D 为其运动轨迹上的四点,测得AB =2 m ,BC =3 m ,且物体通过AB 、BC 、CD 段所用的时间相等,则下列说法正确的是(ꢀꢀ)BD A .可以求出物体通过B 点时的速度大小B .不可以求出物体加速度的大小C .可以求得O 、A 之间的距离为1.5 mD .可以求得O 、D 之间的距离为10.125 m解析设物体通过AB 、BC 、CD 段所用的时间均为t ,由Δs =at 2可得物体的加速度大小为a =(m/s 2),因为所用时间t 未知,所以不能求出加速度,B 正确;物体经过B 点时的瞬时速度v =(m/s),由v 2=2asOB B B 可得O 、B 之间的距离s =3.125 m ,所以O 、A 之间的距离s =s -s =(3.125-2)m =1.125 m ,A 、OB OA OB AB C 错误;根据s -s =s -s =1 m ,可知s =3 m +1 m =4 m ,故O 、D 之间的距离s =s +s ABCD BC BC AB CD OD OA +s +s =10.125 m ,D 正确.BC CD8.[吉林省实验中学2019高一上期末]火车刹车做匀减速直线运动.开始刹车后的第1 s内和第2 s内位移大小依次为AB=9 m和BC=7 m,则刹车后6 s内的位移是(ꢀꢀ)CA.20 m C.25 m B.24m D.75m解析1.(多选)一汽车在公路上行驶,位移和速度关系为x=40-0.1v2,其中x单位为m,v单位为m/s.则下列说法正确的是(ꢀBꢀC)A.汽车做减速运动,初速度大小为10 m/sB.汽车做减速运动,加速度大小为5 m/s2C.汽车经过4 s速度减小到零D.汽车经过2 s速度减小到零解析2. [湖南长沙梅溪湖中学2019高一上月考] 汽车给人们的生活带来极大便利,但随着车辆的增多,交通事故也相应增多.为了安全,在行驶途中,车与车之间必须保持一定的距离,因为从驾驶员看见某一情况到采取制动动作的时间里,汽车仍然要通过一段距离(称为反应距离),而从采取制动动作到车完全静止的时间里,汽车又要通过一段距离(称为制动距离).下表给出了驾驶员驾驶的汽车在不同速度下的反应距离和制动距离等部分数据.某同学分析这些数据,算出了表格中未给出的数据X 、Y ,下列数据正确的是(ꢀB ꢀ)速度(m /s )反应距离(m )制动距离(m )A.X =40,Y =24B.X =45,Y =24C.X =60,Y =22D.X =40,Y =21101520251218Y 20X 8012530解析课时3 匀变速直线运动的速度与位移的关系刷提升3.[河南郑州2019高一上期末]一物体做初速度不为零的匀加速直线运动,在时间T内通过位移x1到达A点,接着在时间T内又通过位移x2到达B点,则以下判断不正确的是(ꢀBꢀ)C.物体运动的加速度为D.物体在B点的速度大小为解析根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,可得v=2T(x+x),故A说法正A12确.只有初速度为零时,有a=T2(2x),初速度不为零时,根据x-x=aT2得物体运动121的加速度a=T2(x-x),故C说法正确,B说法错误.在该加速运动过程中,v=v+aT21B A,可得B点的速度大小v=2T(3x-x),故D说法正确.B21解析5.[安徽黄山屯溪一中2019高一上期中]一辆汽车正在平直公路上匀速行驶,由于前方出现交通事故,司机紧急刹车,依次经过a、b、c、d四点.已知通过ab、bc和cd段所用时间之比为1∶2∶3,ab和cd 段长度分别为x和x,则bc段长度为(ꢀDꢀ)12A. B. C. D.解析6.[浙江杭州地区六校2019高一上期中]冬季我国多地都出现了雾霾天气,严重影响了人们的健康和交通.设有一辆汽车在能见度较低的雾霾天气里以54 km/h 的速度匀速行驶,司机突然看到正前方有一辆静止的故障车,该司机刹车的反应时间为0.5 s ,刹车后汽车匀减速前进,刹车过程中加速度大小为5 m/s 2,最后停在故障车前1.5 m 处,避免了一场事故.求:ꢀ (1)司机发现故障车后,经过5 s 汽车的位移;30 m(2)从司机发现故障车到停止的过程,汽车的平均速度;ꢀ ꢀ/ ꢀꢀ (3)要避免这场事故,司机的最长反应时间..ꢀꢀꢀ 解析7.[河北定州中学2018高一上期中]两木块自左向右运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下木块每次曝光时的位置,如图所示,连续两次曝光的时间间隔是相等的,由图可知(ꢀꢀ)CA.在t时刻以及t时刻两木块的速度相同25B.在t1时刻两木块的速度相同C.在t时刻和t时刻之间某瞬间两木块的速度相同34D.在t时刻和t时刻之间某瞬间两木块的速度相同45解析02课时1 练习使用打点计时器刷基础题型1ꢀ打点计时器的操作1.[福建上杭一中2019高一上月考](多选)关于打点计时器及其操作,下列说法正确的是(ꢀꢀ)AC A.打点计时器是一种计时仪器,若使用电源的频率为50 Hz,则每隔0.02 s打一次点B.电磁打点计时器使用的是4~6 V的交流电或直流电,而电火花计时器使用的是220 V的交流电C.实验操作时,先接通打点计时器然后让物体带动纸带运动D.实验操作时,让物体带动纸带运动的同时接通打点计时器解析打点计时器是一种计时仪器,若使用电源的频率为50 Hz,则每隔0.02 s打一次点,A正确;电磁打点计时器的工作电源是4~6 V的交流电,B错误;实验操作时,应先接通打点计时器,等打点计时器工作稳定后让物体带动纸带运动,C正确,D错误.。
第3章相互作用第1节重力与重心...................................................................................................... - 1 - 第2节科学探究:弹力............................................................................................ - 11 - 第1课时弹力.................................................................................................... - 11 -第2课时探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系............................................ - 22 - 第3节摩擦力............................................................................................................ - 31 - 第1课时滑动摩擦力及其影响因素................................................................ - 31 -第2课时静摩擦力及其影响因素.................................................................... - 39 -第1节重力与重心一、力的描述1.力:物体和物体之间的相互作用,力的单位是牛顿,简称牛,符号N。
2.力的作用效果:(1)使物体的形状发生改变;(2)使物体的运动状态发生改变。
3.力的图示:(1)力的三要素:大小、方向和作用点。
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1.下列关于摩擦力的说法中正确的是()
A.物体在运动时才受到摩擦力
B.摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反
C.摩擦力总是成对地出现
D.摩擦力的大小总是与正压力的大小成正比
【解析】放在水平地面上的物体,受水平拉力作用处于静止状态时,物体就受到了静摩擦力作用,所以A错误;摩擦力的方向一定与物体的相对运动方向相反,可以与运动方向相同,B错误;摩擦力是相互接触物体间的相互作用,一定是成对出现的,C正确;静摩擦力的大小与正压力的大小之间没有正比关系,D错误.
【答案】 C
2.三个质量相同的物体,与水平桌面的动摩擦因数相同,由于所受的水平力不同,A做匀速运动,B做加速运动,C做减速运动,那么,它们受到的摩擦力的大小关系应是()
A.f C>f A>f B B.f C<f A<f B
C.f A=f B=f C D.不能比较大小
【解析】由f=μN知f的大小只与μ和N有关,与物体的运动状态无关,故选C.
【答案】 C
3.(2012·五指高一期末)下列关于摩擦力大小的有关说法,正确的是() A.摩擦力的大小一定与接触面处的压力成正比
B.运动物体受到的摩擦力一定等于μN
C.在水平地面上的物体受到的摩擦力一定与该物体的重力成正比
D.物体间的压力增大时,摩擦力的大小可能不变
【解析】滑动摩擦力的大小一定与接触面处的压力成正比,但静摩擦力不具有此关系,A错;只有滑动摩擦力才能用μN计算而运动的物体可能受静摩擦力,B错;物体在水平面上时正压力也不一定等于重力,C错;被压在竖直墙上静止不动的物体、压力增大时,静摩擦力总等于重力,D正确.
【答案】 D
4.用手握瓶子,使瓶子在竖直方向处于静止状态.如果握力加倍,则手对瓶子的摩擦力()
A.一定加倍B.保持不变
C.方向向上D.方向向下
【解析】对瓶子的握力加倍,但瓶子受到的静摩擦力却始终与重力平衡,大小不变.方向竖直向上,故选B、C.
【答案】BC
5.(2013·奎屯高一检测)人握住旗杆匀速上爬,则下列说法正确的是() A.人受的摩擦力的方向是向下的
B.人受的摩擦力的方向是向上的
C.人握旗杆用力越大,人受的摩擦力也越大
D.人握旗杆用力越大,并不会使人受的摩擦力也增大
【解析】人匀速上爬,但手与旗杆的相对运动趋势方向向下,故摩擦力方向向上,A错B对;人握旗杆用力的大小,不影响摩擦力的大小,因为人匀速运动,摩擦力与人的重力二力平衡,故C错,D对.
【答案】BD
6.(2012·南平高一期末)如图4-3-9所示,在μ=0.1的水平面上向右运动的物体,质量为20 kg,在运动过程中,还受到一个方向向左的大小为10 N的拉力作用,则物体受到的滑动摩擦力为(g=10 m/s2)()
图4-3-9
A.10 N,向右B.10 N,向左
C.20 N,向右D.20 N,向左
【解析】在竖直方向,物体对水平地面的压力N=G,故滑动摩擦力大小f′=μN=μG=0.1×20×10 N=20 N,物体所受滑动摩擦力方向应与物体相对地
面的运动方向相反,即所受滑动摩擦力方向向左.这个力的大小与所加向左的10 N的拉力无关.
【答案】 D
7.已知一些材料间动摩擦因数如下:
材料钢—钢木—木木—金属木—冰
动摩擦因数0.250.300.200.03
质量为10 kg的物块放置于水平面上,现用弹簧秤沿水平方向匀速拉动此物块时,读得弹簧秤的示数为30 N,则两接触面的材料可能是(取g=10 m/s2)()
A.钢—钢B.木—木
C.木—金属D.木—冰
【解析】匀速拉动此物块,拉力等于摩擦力.
由f=μN,得μ=0.30.B正确
【答案】 B
8.如图4-3-10所示,在水平放置的传送带上放有一物体,当皮带不动时,要使物体向右匀速运动,作用在物体上的水平拉力为F1;当皮带向左运动时,要使物体仍向右匀速运动,作用在物体上的水平拉力为F2,则()
图4-3-10
A.F1=F2 B.F1>F2
C.F1<F2 D.以上三种情况都有可能
【解析】两种情况下,物体相对于传送带均向右匀速运动,物体均受传送带向左的滑动摩擦力,滑动摩擦力大小均为f=μmg,根据二力平衡条件得F1=F2=f=μmg.故正确选项为A.
【答案】 A
9.(2013·福州高一检测)如图4-3-11所示,A叠放在B上,B放在斜面上,AB处于静止状态,下列叙述正确的是()
图4-3-11
A.B相对A与B相对斜面的运动趋势相同
B.B相对A的运动趋势方向沿斜面向上
C.A相对B的运动趋势方向沿斜面向上
D.B相对斜面的运动趋势方向沿斜面向下
【解析】对A分析,假设A、B间光滑,则A相对B向下运动,故A相对B的运动趋势沿斜面向下,由相对运动知,B相对A的运动趋势沿斜面向上,假设B与斜面间光滑,则B相对斜面向下滑动,故B相对斜面的运动趋势沿斜面向下,所以B、D正确.
【答案】BD
10.(2012·厦门双十中学高一期末)如图4-3-12所示,物体A重G A=40 N,物体B重G B=20 N,A与B、B与地的动摩擦因数相同.用水平绳将物体A系在竖直墙壁上,水平力F向右拉物体B,当F=30 N时,才能将B匀速拉出.求接触面间的动摩擦因数多大?
图4-3-12
【解析】设接触面间的动摩擦因数为μ,物体A与B间的摩擦力为f1=μG A 物体B与地面间的滑动摩擦力为
f2=μ(G A+G B)
将B匀速拉出,拉力大小与两个摩擦力的合力大小应相等,有
F=μG A+μ(G A+G B)=μ(2G A+G B)
即30=μ(2×40+20)
解得:μ=0.30.
【答案】0.30
11.我国邹德俊先生发明了吸附式挂衣钩.挂衣钩的主要部分是用橡胶制成
的皮碗,挂衣钩可以吸附在平整墙壁或木板上,与墙壁接触时,只有皮碗的2 3与
墙壁接触,中空部分是真空的,如图4-3-13所示,若皮碗的整个截面面积为S,外界大气压强为p0,皮碗与墙面间的动摩擦因数为μ,问挂衣钩最多能挂多大重量的衣服?(最大静摩擦力约等于滑动摩擦力)
图4-3-13
【解析】皮碗对墙壁的压力N=p0S,故皮碗与墙壁间的最大静摩擦力
f max=μN=μp0S
所挂衣服的重量G≤f max=μp0S.
【答案】μp0S
12.(2012·广州高一检测)如图4-3-14所示,一重为40 N的木块原来静止在水平桌面上,某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用,其中F1=13 N,F2=6 N.已知木块与地面间的动摩擦因数为0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:
图4-3-14
(1)木块所受的摩擦力的大小和方向.
(2)当只将F1撤去时,木块受到的摩擦力的大小和方向.
(3)若撤去的力不是F1而是F2,求木块受到的摩擦力的大小和方向.
【解析】当木块运动时受到的滑动摩擦力为f
=μN=μG=0.2×40 N=8
滑
N,故木块受到地面最大静摩擦力为8 N.
(1)加上F1、F2后,F1和F2相当于一个方向向右的F=F1-F2=7 N的力.由于F小于最大静摩擦力,故木块处于静止状态,则木块受到地面静摩擦力的作用,大小为7 N,方向水平向左.
(2)由于F2小于最大静摩擦力,故木块仍然保持静止.由二力平衡知识知,木块受到的静摩擦力大小等于F2,即大小为6 N,方向水平向右.
(3)撤掉F2后,由于F1大于最大静摩擦力,则木块受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小为8 N,方向水平向左.
【答案】(1)7 N水平向左(2)6 N水平向右(3)8 N水平向左。