高中物理《必修一》专题训练讲义.doc

高中物理备考辅导训练——必修一（共九课时）
第一课时：描述运动的基本概念

一、单项选择题
1．(2011年福建龙岩调研) 为了使高速公路交通有序、安全，路旁立了许多交通标志．如图所示，甲图是限速路标，表示允许行驶的最大速度是110 km/h；乙图是路线指示标志，表示到泉州还有100 km.上述两个数据的物理意义是(　　)
A．110 km/h是平均速度，100 km是位移
B．110 km/h是平均速度，100 km是路程
C．110 km/h是瞬时速度，100 km是位移
D．110 km/h是瞬时速度，100 km是路程
答案：D
2．(2011年杭州学军中学检测)北京时间2010年8月1日5时30分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，将第五颗北斗导航卫星成功送入太空预定轨道．这标志着卫星导航市场的垄断局面被打破，北斗卫星导航系统将免费提供定位、测速和授时服务，定位精度10 m，测速精度0.2 m/s，以下说法不正确的是(　　)

A．北斗导航卫星定位提供的是被测物体的位移
B．北斗导航卫星定位提供的是被测物体的位置
C．北斗导航卫星授时服务提供的是时刻
D．北斗导航卫星测速服务提供的是运动物体的速率
解析：选A.由位置、位移、时间、时刻、速度、速率的定义可知，北斗导航卫星定位提供的是一个点，是位置，不是位置的变化，A错、B对；北斗导航卫星授时服务提供的是时刻，C对；北斗导航卫星测速服务提供的是运动物体某时刻的速度的大小即速率，D正确．
3．在第12届柏林世界田径锦标赛中，牙买加飞人博尔特在男子100 m决赛中和男子200 m决赛中分别以9.58 s和19.19 s的成绩打破他在北京奥运会创造的纪录，获得两枚金牌，如图所示．关于他在这两次决赛中的运动情况，下列说法正确的是(　　)

A．200 m决赛中的位移是100 m决赛的两倍
B．200 m决赛中的平均速度约为10.42 m/s
C．100 m决赛中的平均速度约为10.44 m/s
D．100 m决赛中的最大速度约为20.88 m/s
解析：选C.200 m决赛的跑道有一段弯道，所以200 m决赛的位移小于200 m，所以A错；200 m决赛的平均速度<＝10.42 m/s，故B错；100 m决赛的平均速度＝＝10.44 m/s，故C对．由于不是匀加速运动，所以最大速度不是平均速度的2倍，D错．
4．(2011年鲁迅中学调研)对于质点的运动，下列说法中正确的是(　　)
A．质点运动的加速度为零，则速度为零，速度变化也为零
B．质点速度变化率越大，则加速度越大
C．质点某时刻的加速度不为零，则该时刻的速度也不为零
D．质点运动的加速度越大，它的速度变化越大
解析：选B.质点运动的加速度为零时，质点的速度变化为零，但速度不一定为零，A错误；质点速度变化率即为加速度，B正确；质点在某时刻的加速度不为零，其速度可能为零，如自由落体的物体在开始下落的瞬间，故C错误；质点的速度变化Δv＝a·Δt，即速度的变化由质点的加速度和时间共同决定，D错误．
5．(2011年江苏南莫中学高三期中测试)一架直升飞机以加速度a从地面由静止开始竖直向上起飞，已知飞机在上升过程中每秒的耗油量V0＝pa＋q(p、q均为常数)．若直升飞机欲上升到某一定高度处，且耗油量最小，则其加速度大小应为(　　)
A.　　　　　　　　　　 B.
C. D.
答案：B
二、不定项选择题
6．一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为4 m/s,1 s后速度的大小变为10 m/s，在这1 s内该物体的(　　)
A．位移的大小可能小于3 m
B．位移的大小可能大于10 m
C．加速度的大小可能小于4 m/s2
D．加速度的大小可能大于10 m/s2
解析：选D.(1)若初、末速度同向时：＝＝ m/s＝7 m/s，x＝ t＝7 m；a＝＝ m/s2＝6 m/s2.
(2)若初、末速反向时：＝＝ m/s＝3 m/s
x＝ t＝3 m；a＝＝ m/s2＝14 m/s2.
因此可得出D正确．
7．下列说法正确的是(　　)
A．参考系必须是固定不动的物体
B．参考系可以是变速运动的物体
C．地球很大，又因有自转，研究地球公转时，地球不可视为质点
D．研究跳水运动员转体动作时，运动员不可视为质点
解析：选BD.参考系是为了描述物体的运动而人为选定作为参照的物体，参考系可以是不动的，也可以是变速运动的物体，A错误，B正确；地球的公转半径比地球半径大得多，在研究地球公转时，可将地球视为质点，C错误；但在研究跳水运动员身体转动时，运动员的形状和大小对研究结果的影响不可忽略，不能被视为质点，D正确．
8．(2011年黑龙江大庆一中质检)一个物体做匀加速直线运动，在t秒内经过的位移是x，它的初速度为v0，t秒末的速度为vt，则物体在这段时间内的平均速度为(　　)
A.　　　　　　　　　 B.
C. D.
解析：选AD.平均速度的定义式：＝，适用于一切运动；＝仅适用于匀变速直线运动．
9．一个做变速直线运动的物体，加速度逐渐减小到零，那么该物体的运动情况可能是(　　)
A．速度不断增大，到加速度为零时，速度达到最大，而后做匀速直线运动
B．速度不断减小，到加速度为零时，物体运动停止
C．速度不断减小到零，然后向相反方向做加速运动，而后物体做匀速直线运动
D．速度不断减小，到加速度为零时速度减小到最小，而后物体做匀速直线运动
解析：选ABCD.变速直线运动的物体可以是加速，也可以是减速，加速度不断减小到零表明物体速度变化的越来越慢至速度不变，故A、B、C、D都正确．
10．在山东威海举行的第十一届全国运动会铁人三项女子决赛中，采用了奥林匹克标准竞赛距离，包括一点五公里游泳、四十公里自行车和十公里跑步三部分，总距离为五十一点五公里．东道主选手王毅在最后一圈加速冲刺，以领先9.24秒的优势获得冠军，总成绩是2小时16分02秒77.假设王毅在三项中各段的时间分别为t1、t2、t3，对应行程为s1、s2、s3，三项中各段的平均速率分别为v1、v2、v3，总平均速率为v.则(计算中结果保留一位小数)(　　)
A．v1<v3<v2
B．v＝
C．v＝6.3 m/s
D．v可能比大，也可能比小
解析：选AC.游泳平均速率v1最小，自行车平均速率v2最大，选项A正确；平均速率v＝＝≈6.3 m/s，选项C正确．
三、计算题
11. (2011年杭州二中月考)爆炸性的加速度往往是跑车的卖点．保时捷911 GT3由静止加速至100 km/h只需4.2 s.
(1)求保时捷911 GT3的平均加速度．
(2)假设普通私家车的平均加速度为3 m/s2，它们需要多长时间才能由静止加速至100 km/h.
解析：(1)末速度vt＝100 km/h＝ m/s＝27.78 m/s
平均加速度a＝＝ m/s2≈6.61 m/s2.
(2)所需时间t＝＝ s≈9.26 s.
答案：(1)6.61 m/s2　(2)9.26 s
12．(2011年温州八校联考)2010年6月、7月间，为反对、威慑美韩军演，我国在东海、黄海海域进行了密集的近海实弹演习，一艘鱼雷快艇以30 m/s的速度追击前面同一直线上正在逃跑的敌舰．当两者相距L0＝2 km时，以60 m/s的速度发射一枚鱼雷，经过t1＝50 s艇长通过望远镜看到了鱼雷击中敌舰爆炸的火光，同时发现敌舰仍在继续逃跑，于是马上发出了第二次攻击的命令，第二枚鱼雷以同样速度发射后，又经t2＝30 s，鱼雷再次击中敌舰并将其击沉．求第一枚鱼雷击中前后，敌舰逃跑的速度v1、v2分别为多大？
解析：第一枚鱼雷击中前，敌舰逃跑的速度为v1，当鱼雷快艇与敌舰相距L0＝2 km时，发射第一枚鱼雷，经t1＝50 s击中敌舰，则有(v－v1)t1＝L0，
即：(60－v1)×50＝2000，解得v1＝20 m/s
击中敌舰时，鱼雷快艇与敌舰的距离为
L0－(30－v1)t1＝1500 m
马上发射第二枚鱼雷，击中后敌舰的速度为v2，经t2＝30 s，鱼雷再次击中敌舰，则有
(v－v2)t2＝1500，即：(60－v2)×30＝1500，
解得v2＝10 m/s.
答案：20 m/s　10 m/s

第二课时：匀变速直线运动的规律及应用

一、单项选择题
1．美国“华盛顿号”航空母舰上有帮助飞机起飞的弹射系统，已知“F－18大黄蜂”型战斗机在跑道上加速时产生的加速度为4.5 m/s2，起飞速度为50 m/s，若该飞机滑行100 m时起飞，则弹射系统必须使飞机具有的初速度为(　　)
A．30 m/s　　　　　　　　 B．40 m/s
C．20 m/s D．10 m/s
解析：选B.由v2－v＝2ax得：v＝v2－2ax
所以v0＝40 m/s.
2．(2011年东阳中学模拟)从某高处释放一粒小石子，经过1 s从同一地点再释放另一粒小石子，则在它们落地之前，两粒石子间的距离将(　　)
A．保持不变 B．不断增大
C．不断减小 D．有时增大，有时减小
解析：选B.设第1粒石子运动的时间为t s，则第2粒石子运动的时间为(t－1)s，则经过时间t s，两粒石子间的距离为Δh＝gt2－g(t－1)2＝gt－g，可见，两粒石子间的距离随t的增大而增大，故B正确．
3. 2010年4月17日是青海玉树震后第三天，中国空军日以继夜加紧进行空运抗震救灾，当天上午6时至10时又出动飞机4个架次，向玉树地震灾区运送帐篷540顶(约合57吨)，野战食品24吨．从水平匀速飞行的运输机上向外自由释放一个物体如图，不计空气阻力，在物体下落过程中，下列说法正确的是(　　)
A．从飞机上看，物体静止
B．从飞机上看，物体始终在飞机的后方
C．从地面上看，物体做平抛运动
D．从地面上看，物体做自由落体运动
解析：选C.从水平匀速飞行的飞机上向外自由释放一个物体，因惯性在水平方向物体与飞行的运输机始终有相同的速度．从地面上看，物体做平抛运动，D错；从飞机上看，物体做自由落体运动，A、B错．
4．(2011年金华十校联考)汽车遇紧急情况刹车，经1.5 s停止，刹车距离为9 m．若汽车刹车后做匀减速直线运动，则汽车停止前最后1 s的位移是(　　)
A．4.5 m B．4 m
C．3 m D．2 m
解析：选B.汽车刹车反过来可以看做初速度为零的匀加速直线运动，由x＝at2，可得其加速度大小为a＝8 m/s2；汽车停止前最后1 s的位移是x′＝at′2＝4 m，选项B正确．
5. (2011年江苏淮阴中学摸底)如图所示，小球从竖直砖墙某位置静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图中1、2、3、4、5……所示小球运动过程中每次曝光的位置，连续两次曝光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d.根据图中的信息，下列判断错误的是(　　)
A．位置“1”是小球释放的初始位置
B．小球做匀加速直线运动
C．小球下落的加速度为
D．小球在位置“3”的速度为
解析：选A.由题图可知，小球做匀加速直线运动，相邻的两段位移之差为一块砖的厚度，由Δx＝d＝aT2可得，a＝；位置“3”是位置“2”和位置“4”的中间时刻，由v＝得，v3＝；故只有选项A判断错误．
6．(2011年杭州二中摸底) 测速仪安装有超声波发射和接收装置，如图所示，B为测速仪，A为汽车，两者相距335 m，某时刻B发出超声波，同时A由静止开始做匀加速直线运动．当B接收到反射回来的超声波信号时，A、B相距355 m，已知声速为340 m/s，则汽车的加速度大小为(　　)
A．20 m/s2 B．10 m/s2
C．5 m/s2 D．无法确定
解析：选B.设超声波往返的时间为2t，根据题意汽车在2t时间内位移为a(2t)2＝20 m，①
所以超声波追上A车时，A车前进的位移为at2＝5 m， ②
所以超声波在2t内的路程为2×(335＋5) m，
由声速340 m/s可得t＝1 s，代入①式得，a＝10 m/s2，故B正确．
二、不定项选择题
7．一物体做匀变速直线运动，某时刻速度的大小为4 m/s，1 s后速度大小变为10 m/s，在这1 s内物体的(　　)
A．平均速度的大小可能是7 m/s
B．位移的大小可能小于4 m
C．速度变化量大小可能小于4 m/s
D．加速度的大小可能小于10 m/s2
解析：选ABD.(1)若为匀加速，v0＝4 m/s，v＝10 m/s，则
＝＝ m/s＝7 m/s，故A对．
a＝＝ m/s2＝6 m/s2，故D对．
(2)若先减速再反向加速，v0＝4 m/s，
v＝－10 m/s，则
＝＝ m/s＝－3 m/s，x＝ t＝－3 m，故B正确．
若为匀加速时Δv ＝10 m/s－4 m/s＝6 m/s
先减速再加速时Δv＝－10 m/s－4 m/s＝－14 m/s.
故C不可能．
8．(2011年嘉兴一中检测)给滑块一初速度v0使它沿光滑斜面向上做匀减速运动，加速度大小为，当滑块速度大小减为时，所用时间可能是(　　)
A. B.
C. D.
解析：选BC.当滑块速度大小减为，其方向可能与初速度方向相同，也可能与初速度方向相反，因此要考虑两种情况，即v＝或v＝－代入公式t＝得，t＝或t＝，故B、C选项正确．
9．一个质点正在做匀加速直线运动，现用固定的照相机对该质点进行闪光照相，闪光时间间隔为1 s．分析照片得到的数据，发现质点在第1次、第2次闪光的时间间隔内移动了2 m，在第3次、第4次闪光的时间间隔内移动了8 m，由此可求得(　　)
A．第1次闪光时质点的速度
B．质点运动的加速度
C．从第2次闪光到第3次闪光这段时间内质点的位移
D．质点运动的初速度
解析：选ABC.由x23－x12＝x34－x23可求x23，故C正确；由Δx＝aT2可求a，故B正确；由v2＝可求v2，再由v2＝v1＋aT可求v1，故A正确，但物体原来的初速度无法求出，故D错．
10.(2011年湖北黄冈模拟) 如图所示，传送皮带的水平部分AB是绷紧的．当皮带不动时，滑块从斜面顶端由静止开始下滑，通过AB所用的时间为t1，从B端飞出时速度为v1.若皮带顺时针方向转动时，滑块同样从斜面顶端由静止开始下滑，通过AB所用的时间为t2，从B端飞出时的速度为v2，则t1和t2、v1和v2相比较，可能的情况是(　　)
A．t1＝t2 B．t2>t1
C．v1＝v2 D．v1>v2
解析：选AC.若皮带顺时针方向转动的速度不大于v1，则物体m由A到B一直匀减速，到B端的速度为v1，通过AB的时间也为t1；当皮带顺时针方向转动的速度大于v1时，物体m在AB上先减速到与皮带速度相等，再与皮带一起匀速，或物体m由A到B一直匀速或匀加速，到B端的时间t2≤t1，速度v2≥v1，故A、C正确，B、D错误．
三、计算题
11．(2010年高考课标全国卷)短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100 m和200 m短跑项目的新世界纪录，他的成绩分别是9.69 s和19.30 s．假定他在100 m比赛时从发令到起跑的反应时间是0.15 s，起跑后做匀加速运动，达到最大速率后做匀速运动.200 m比赛时，反应时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与100 m比赛时相同，但由于弯道和体力等因素的影响，以后的平均速率只有跑100 m时最大速率的96%.求：
(1)加速所用时间和达到的最大速率；
(2)起跑后做匀加速运动的加速度．(结果保留两位小数)
解析：(1)设加速所用时间为t(以s为单位)，匀速运动的速度为v(以m/s为单位)，则有vt＋(9.69－0.15－t)v＝100①
vt＋(19.30－0.15－t)×0.96v＝200②
由①②式得t＝1.29 s，v＝11.24 m/s.
(2)设加速度大小为a，则
a＝＝8.71 m/s2.
答案：(1)1.29 s　11.24 m/s　(2)8.71 m/s2
12．(2011年永嘉抽测)在一次低空跳伞训练中，当直升飞机悬停在离地面224 m高处时，伞兵离开飞机做自由落体运动．运动一段时间后，打开降落伞，展伞后伞兵以12.5 m/s2的加速度匀减速下降．为了伞兵的安全，要求伞兵落地速度最大不得超过5 m/s，(取g＝10 m/s2)求：

(1)伞兵展伞时，离地面的高度至少为多少？着地时相当于从多高处自由落下？
(2)伞兵在空中的最短时间为多少？
解析：(1)设伞兵展伞时，离地面的高度至少为h，此时速度为v0，着地时相当于从h1高处自由落下，
则有v2－v＝－2ah，
即52－v＝－2×12.5×h
又v＝2g(224－h)＝2×10×(224－h)
联立解得h＝99 m，v0＝50 m/s
以5 m/s的速度落地相当于从h1高处自由落下，
即2gh1＝v2　所以h1＝v2/2g＝52/20 m＝1.25 m.
(2)设伞兵在空中的最短时间为t，
则有v0＝gt1，t1＝v0/g＝50/10 s＝5 s，
t2＝(v－v0)/a＝ s＝3.6 s，
故所求时间t＝t1＋t2＝(5＋3.6) s＝8.6 s.
答案：(1)99 m　1.25 m　(2)8.6 s

第三课时：运动图象　追及、相遇问题

一、单项选择题
1．如图所示为甲、乙两物体相对于同一坐标的x－t图象，则下列说法正确的是(　　)

①甲、乙均做匀变速直线运动
②甲比乙早出发时间t0
③甲、乙运动的出发点相距x0
④甲的速率大于乙的速率
A．①②③　　　　　　　　 B．①④
C．②③ D．②③④
解析：选C.图象是x－t图线，甲、乙均做匀速直线运动；乙与横坐标的交点表示甲比乙早出发时间t0，甲与纵坐标的交点表示甲、乙运动的出发点相距x0.甲、乙运动的速率用图线的斜率的绝对值表示，由图可知甲的速率小于乙的速率．
2．(2011年北京海淀区模拟) 甲、乙两车某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动，若以该时刻作为计时起点，得到两车的x－t图象如图所示，则下列说法正确的是(　　)
A．t1时刻乙车从后面追上甲车
B．t1时刻两车相距最远
C．t1时刻两车的速度刚好相等
D．0到t1时间内，乙车的平均速度小于甲车的平均速度
答案：A
3．(2011年金华模拟)如图所示，A、B两物体相距x＝7 m时，A在水平拉力和摩擦力作用下，正以vA＝4 m/s的速度向右匀速运动，而物体B此时正以vB＝10 m/s的初速度向右匀减速运动，加速度a＝－2 m/s2，则A追上B所经历的时间是(　　)

A．7 s　　　　　　　　　　 B．8 s
C．9 s D．10 s
解析：选B.物体B减速至静止的时间为t
则－vB＝at，t＝ s＝5 s.
物体B向前运动的位移xB＝vBt＝×10×5 m＝25 m.
又因A物体5 s内前进xA＝vAt＝4×5 m＝20 m，显然xB＋7 m>xA.
所以A追上B前，物体B早已经静止，设A追上B经历的时间为t′，则t′＝＝ s＝8 s，B正确．
4．(2010年高考天津卷)质点做直线运动的v－t图象如图所示，规定向右为正方向，则该质点在前8 s内平均速度的大小和方向分别为(　　)

A．0.25 m/s　向右 B．0.25 m/s　向左
C．1 m/s　向右 D．1 m/s　向左
解析：选B.由图象面积计算0～3 s内质点的位移x1＝2×3× m＝3 m，方向向右，3～8 s内位移为x2＝2×5× m＝5 m，方向向左，所以前8 s总位移x＝x1－x2＝－2 m.＝＝ m/s＝－0.25 m/s，即大小为0.25 m/s，方向向左．B正确．
5．(2011年湖州模拟)在如图所示的位移(x)—时间(t)图象和速度(v)—时间(t)图象中，给出的四条图线甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况，则下列说法正确的是(　　)

A．甲车做曲线运动，乙车做直线运动
B．0～t1时间内，甲车通过的路程大于乙车通过的路程
C．丙、丁两车在t2时刻相距最远
D．0～t2时间内，丙、丁两车的平均速度相等
答案：C
6．(2009年高考山东卷)某物体做直线运动的v－t图象如图所示，据此判断四个选项中正确的是(F：受力；x：位移)(　　)

解析：选B.根据v－t图象0～2 s与6 s～8 s两段时间内加速度相同，合力方向相同；2 s～6 s内加速度方向未变，合力方向不变．但0～2 s内的合力与2 s～6 s内的合力方向相反，因此选项B正确.0～4 s内物体位移不断增大，4 s末达到最大值，接着反向运动，8 s末返回出发点，故C、D错．
二、不定项选择题
7．(2009年高考广东卷)如图是甲、乙两物体做直线运动的v－t图象，下列表述正确的是(　　)

A．乙做匀加速直线运动
B．0～1 s内甲和乙的位移相等
C．甲和乙的加速度方向相同
D．甲的加速度比乙的小
解析：选A.由题图可知，乙做匀加速直线运动而甲做匀减速直线运动，A正确；由v－t图线的斜率的大小表示物体加速度的大小，正负表示加速度的方向可知，C、D错误；0～1 s内甲的位移大，B错误．
8．(2010年高考上海卷)如图为质量相等的两个质点A、B在同一直线上运动的v－t图象．由图可知(　　)

A．在t时刻两个质点在同一位置
B．在t时刻两个质点速度相等
C．在0～t时间内质点B比质点A位移大
D．在0～t时间内合外力对两个质点做功相等
解析：选BCD.根据v－t图的意义可知t时刻A、B两质点的速度相等，B项正确．再结合动能定理可知D项正确．v－t图中的面积表示对应时间内的位移，由图可知0～t时间内质点B比质点A的位移大，C项正确．由于两质点的初始位置不确定，故不能确定t时刻两质点的位置，故A选项错误．
9．(2011年温州八校联考)设物体运动的加速度为a、速度为v、位移为x.现有四个不同物体的运动图象如图所示，假设物体在t＝0时的速度均为零，则其中表示物体做单向直线运动的图象是(　　)

解析：选BD.A中表示物体在x＝0到x＝1之间往复运动，B中物体做变速运动，各时刻的速度v≥0.所以物体只沿正方向运动；C中物体在0～2 s内沿正方向运动，2 s～4 s内沿负方向运动；D中物体的速度图象与B项相同．综上分析可知B、D正确．
10．从同一地点同时开始沿同一方向做直线运动的两个物体A、B的v－t图象如图所示，在0～t0时间内，下列说法中正确的是(　　)

A．A、B两个物体的加速度大小都在不断减小
B．A物体的加速度不断增大，B物体的加速度不断减小
C．A、B两个物体的位移都不断增大
D．A、B两个物体的平均速度大小都大于
答案：AC
三、计算题
11．(2011年湖南教育考试院调研测试)空间探测器从某一星球表面竖直升空．已知探测器质量为1500 kg，发动机推动力为恒力．探测器升空后发动机因故障突然关闭，如图所示是探测器从升空到落回星球表面的速度随时间变化的图线，则由图线可判断该探测器在星球表面达到的最大高度Hm为多少？发动机的推动力F为多少？

解析：由图线可知，探测器能达到的最大高度即是横轴上方图线所包围的面积，Hm＝ m＝480 m.
星球表面的重力加速度g′＝ m/s2＝2.5 m/s2，
F＝m(a＋g′)，
a＝＝5 m/s2，
所以F＝m(a＋g′)＝11250 N.
答案：480 m　11250 N
12．一辆值勤的警车停在公路边，当警员发现从他旁边以10 m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时，决定前去追赶，经过5.5 s后警车发动起来，并以2.5 m/s2的加速度做匀加速运动，但警车的行驶速度必须控制在90 km/h以内．问：
(1)警车在追赶货车的过程中，两车间的最大距离是多少？
(2)警车发动后要多长时间才能追上货车？
解析：(1)警车在追赶货车的过程中，当两车速度相等时，它们间的距离最大，设警车发动后经过t1时间两车的速度相等．
则t1＝ s＝4 s
x货＝(5.5＋4)×10 m＝95 m
x警＝at＝×2.5×42 m＝20 m
所以两车间的最大距离
Δx＝x货－x警＝75 m.
(2)v0＝90 km/h＝25 m/s，
当警车刚达到最大速度时，运动时间
t2＝ s＝10 s
x′货＝(5.5＋10)×10 m＝155 m
x′警＝at＝×2.5×102 m＝125 m
因为x′货>x′警，故此时警车尚未赶上货车，且此时两车距离
Δx′＝x′货－x′警＝30 m
警车达到最大速度后做匀速运动，设再经过Δt时间追赶上货车，则
Δt＝＝2 s
所以警车发动后要经过
t＝t2＋Δt＝12 s
才能追上货车． 答案：(1)75 m　(2)12 s
第四课时：重力　弹力　摩擦力

一、单项选择题
1. (2011年金华十校联考)如图所示，A、B两物体叠放在一起，用手托住，让它们静止靠在墙边，然后释放，使它们同时沿竖直墙面下滑，已知mA>mB，则物体B(　　)
A．只受一个重力
B．受到重力、摩擦力各一个
C．受到重力、弹力、摩擦力各一个
D．受到重力、摩擦力各一个，弹力两个
解析：选A.物体A、B将一起做自由落体运动，所以A、B之间无相互作用力，物体B与墙面有接触而无挤压，所以与墙面无弹力，当然也没有摩擦力，所以物体B只受重力，选A.
2．如图所示，轻质弹簧的劲度系数为k，小球重G，平衡时小球在A处，今用力F压小球至B处，使弹簧缩短x，则此时弹簧的弹力为(　　)

A．kx　　　　　　　　　　 B．kx＋G
C．G－kx D．以上都不对
解析：选B.设球在A处时弹簧已压缩了Δx，球平衡时弹力FA＝G＝kΔx，球在B处时，弹簧又压缩x，球再次达到平衡时弹力FB＝k(Δx＋x)＝G＋kx.故选项B是正确的．
3. 用手握住一个油瓶(油瓶始终处于竖直方向且静止不动，如图所示)，下列说法中正确的是(　　)
A．当瓶中油的质量增大时，手握瓶的力必须增大
B．手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大
C．不论手握得多紧，油瓶受到的摩擦力总是一定的
D．摩擦力大于油瓶与油的总重力
解析：选C.因为油瓶处于平衡状态，故摩擦力与油和瓶的总重力大小相等，又因为是静摩擦力，根据其特点，大小与压力无关，故C正确，B、D错误．而最大静摩擦力Ffmax与正压力有关. 在压力一定的情况下，最大静摩擦力一定．若平衡时，静摩擦力未达到最大值，当适当增加油的质量时，若G≤Ffmax，不增加压力仍可平衡，A错．
4．(2011年北京西城区抽样测试)如图所示，质量为m＝20 kg的物体，在粗糙水平面上向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.1，物体同时还受到大小为10 N，方向向右的水平拉力F的作用，则水平面对物体的摩擦力(g取10 m/s2)(　　)
A．大小是10 N，方向水平向左
B．大小是20 N，方向水平向左
C．大小是20 N，方向水平向右
D．大小是30 N，方向水平向右
解析：选C.物体向左运动，受到向右的滑动摩擦力，大小为Ff＝μFN＝μmg＝20 N，与外力F无关，故选C.
5．(2010年高考课标全国卷)如图所示，一物块置于水平地面上．当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成30°角的力F2推物块时，物块仍做匀速直线运动．若F1和F2的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为(　　)

A.－1 B．2－
C.－ D．1－
解析：选B.当用F1拉物块时，由平衡条件可知：F1cos60°＝μ(mg－F1sin60°)；当用F2推物块时，又有F2cos30°＝μ(mg＋F2sin30°)，又F1＝F2，求得μ＝＝2－，B正确．
6．(2011年杭州模拟)如图所示，质量为m的小物块静止地放在半径为R的半球体上，小物块与半球体间的动摩擦因数为μ，小物块与球心连线与水平地面的夹角为θ，则下列说法正确的是(　　)

A．小物块所受摩擦力大小为μmgsinθ
B．小物块对半球体的压力大小为mgcosθ
C．小物块所受摩擦力大小为mgsinθ
D．小物块所受摩擦力大小为mgcosθ
解析： 选D.分析小物块受力如图所示，因小物块静止在半球体上，所以有FN＝mgsinθ，Ff＝mgcosθ，故有D正确，B、C错误；因小物块受静摩擦力作用，其大小不能用Ff＝μFN＝μmgsinθ来计算，故A错误．
二、不定项选择题
7. 某同学用传感器来探究摩擦力，他的实验步骤如下：①将力传感器接入数据采集器，再连接到计算机上；②将一质量m＝3.75 kg的木块置于水平桌面上，用细绳将木块和传感器连接起来；③打开计算机，使数据采集器工作，然后沿水平方向缓慢地拉动细绳，木块运动一段时间后停止拉动；④将实验得到的数据经计算机处理后在屏幕上显示出如图所示的图象．下列有关这个实验的几个说法，其中正确的是(　　)
A．0～6 s内木块一直受到静摩擦力的作用
B．最大静摩擦力比滑动摩擦力大
C．木块与桌面间的动摩擦因数为0.08
D．木块与桌面间的动摩擦因数为0.11
答案：BC
8．(2011年北京四中检测) 如图所示，质量分别为mA和mB的物体A、B用细绳连接后跨过滑轮，A静止在倾角为45°的斜面上．已知mA＝2mB，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45°增大到50°，系统保持静止．下列说法正确的是(　　)
A．细绳对A的拉力将增大
B．A对斜面的压力将减小
C．A受到的静摩擦力不变
D．A受到的合力将增大

解析：选B.对A受力分析如图所示，由物体的平衡条件得：FN－Gcosθ＝0，Gsinθ－Ff－F＝0，F＝
若θ从45°增大到50°，则有FN减小，Ff增大．物体A受到的合力仍为0.
9．(2011年宁波调研)如图所示，物块M在静止的传送带上以速度v匀速下滑时，传送带突然启动，方向如图中箭头所示，若传送带的速度大小也为v，则传送带启动后(　　)

A．M静止在传送带上
B．M可能沿斜面向上运动
C．M受到的摩擦力不变
D．M下滑的速度不变
解析：选CD.由M匀速下滑可知其处于平衡状态，受重力、摩擦力、支持力，传送带启动以后对M受力没有影响，自然也不会影响其运动状态，故C、D正确．
10. (2011年杭州二中质检)如图所示，重80 N的物体A放在倾角为30°的粗糙斜面上，有一根原长为10 cm、劲度系数为1000 N/m的弹簧，其一端固定在斜面底端，另一端放置物体A后，弹簧长度缩短为8 cm，现用一测力计沿斜面向上拉物体，若物体与斜面间最大静摩擦力为25 N，当弹簧的长度仍为8 cm时，测力计读数不可能为(　　)
A．10 N B．20 N
C．40 N D．60 N
解析：选D.设物体所受静摩擦力Ff的方向沿斜面向上，由平衡条件得：F＋Ff＋kx＝mgsin30°，可得：F＋Ff＝20 N，F由0逐渐增大，Ff逐渐减小，当Ff＝0时，F为20 N，故A、B均可能；当Ff沿斜面向下时，F＋kx＝Ff＋mgsin30°，有：F＝Ff＋20 N，随F增大，Ff也逐渐增大，直到Ff＝25 N，此时F＝45 N．当F>45 N，物体就沿斜面滑动，故测力计的读数不可能为60 N.
三、计算题
11. 如图所示，质量分别为m和M的两物体P和Q叠放在倾角为θ的斜面上，P、Q之间的动摩擦因数为μ1，Q与斜面间的动摩擦因数为μ2(μ1>μ2)．当它们从静止开始沿斜面滑下时，两物体始终保持相对静止，则物体P受到的摩擦力大小为多少？
解析：先取PQ为一整体，受力分析如图所示．
由牛顿第二定律得：
(M＋m)gsinθ－FfQ＝(M＋m)a
FfQ＝μ2FN
FN＝(m＋M)gcosθ
以上三式联立可得a＝gsinθ－μ2gcosθ
再隔离P物体，设P受到的静摩擦力为FfP，
方向沿斜面向上，对P再应用牛顿第二定律得：
mgsinθ－FfP＝ma
可得出FfP＝μ2mgcosθ.
答案：μ2mgcosθ
12．(2011年江苏苏州模拟) 如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，劲度系数分别为k1、k2的两个轻弹簧沿斜面悬挂着，两弹簧之间有一质量为m1的重物，最下端挂一质量为m2的重物，现用力F沿斜面向上缓慢推动m2，当两弹簧的总长等于两弹簧原长之和时，试求：
(1)m1、m2各上移的距离．
(2)推力F的大小．
解析：(1)没加推力时：k2x2＝m2gsinθ
k2x2＋m1gsinθ＝k1x1
加上推力后，当两弹簧的总长度等于两弹簧原长之和时，k1的伸长量与k2的压缩量均为x，对m1受力分析可得：
k1x＋k2x＝m1gsinθ
所以m1上移的距离
d1＝x1－x＝－
m2上移的距离d2＝x2＋x＋d1＝x2＋x1
＝＋.
(2)分析m2的受力情况，有：
F＝m2gsinθ＋k2x＝m2gsinθ＋.
答案：(1)－
＋
(2)m2gsinθ＋

第五课时：力的合成与分解

一、单项选择题
1．物体受共点力F1、F2、F3作用而做匀速直线运动，则这三个力可能选取的数值为(　　)
A．15 N、5 N、6 N B．3 N、6 N、4 N
C．1 N、2 N、10 N D．1 N、6 N、8 N
解析：选B.物体在F1、F2、F3作用下而做匀速直线运动，则三个力的合力必定为零，只有B选项中的三个力的合力可以为零，故选B.
2．如图所示，F1、F2、F3恰好构成封闭的直角三角形，这三个力的合力最大的是(　　)

解析：选C.由矢量合成法则可知A图的合力为2F3，B图的合力为0，C图的合力为2F2，D图的合力为2F3，因F2为直角三角形的斜边，故这三个力的合力最大的为C图．
3. (2011年杭州一模)如图所示，一攀岩运动员正沿竖直岩壁缓慢攀登，由于身背较重的行囊，重心上移至肩部的O点，总质量为60 kg.此时手臂与身体垂直，手臂与岩壁夹角为53°.则手受到的拉力和脚受到的作用力分别为(设手、脚受到的作用力均通过重心O，g取10 m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)(　　)
A．360 N,480 N B．480 N,360 N
C．450 N,800 N D．800 N,450 N
答案：A
4．如图所示，小球用细绳系住放在倾角为θ的光滑斜面上，当细绳由水平方向逐渐向上偏移时，绳上的拉力将(　　)

A．逐渐增大 B．逐渐减小
C．先增大后减小 D．先减小后增大
解析：选D.由图解法可知，当细绳与斜面平行时拉力最小，所以细绳由A点逐渐移到D点的过程中，拉力先减小后增大，选D项．

5．(2011年金华一中高三调研)如图所示，用OA、OB两根轻绳将物体悬于两墙之间，OA、OB两根轻绳之间的夹角为90°.当更换OA绳，使A点下移，直至轻绳OA为水平，在此过程中保持O点位置不变．则在A点不断下移到A′的过程中，绳OA的拉力(　　)
A．逐渐增大 B．逐渐减小
C．先变小后变大