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通用版带答案高中物理必修一第四章运动和力的关系微公式版知识集锦
1
单选题
1、由于生活水平的不断提升,越来越多的家庭拥有了私家轿车,造成车位难求的现象,因此很多停车场采用了多层停车的结构。若车子被“移送”停在上层,车主想使用汽车时就需要车库管理员把车子“移送”到下层。管理员正在“移送”车辆的过程如图所示。假设“移送”过程中车辆相对于底板始终静止,底板始终保持水平,则下列说法正确的是( )
A.车子在被水平向右“移送”的过程中,底板对车子的摩擦力一直水平向左
B.车子在被水平向右“移送”的过程中,底板对车子的摩擦力不可能水平向左
C.车子在被竖直向下“移送”的过程中,车子对底板的力可能小于底板对车子的力
D.车子在被竖直向下“移送”的过程中,底板对车子的力可能大于车子自身的重力
答案:D
AB.车子在被水平向右“移送”的过程中,先加速后减速,中间可能还有匀速过程,若加速向右移送,则底板对车子的摩擦力水平向右,若减速向右移送,则底板对车子的摩擦力水平向左,若匀速向右移送,底板对车子的摩擦力为零,所以底板对车子的摩擦力不会一直水平向左,故A、B错误;
C.车子对底板的力和底板对车子的力是一对作用力和反作用力,任何时刻都大小相等,方向相反,故C错误;
D.车子在被竖直向下“移送”的过程中,若减速向下移动,则加速度竖直向上,即
FN-mg=ma
解得
FN=mg+ma
则底板对车子的力可能大于车子自身的重力,故D正确。
故选D。
2、如图所示,一条不可伸长的轻绳绕过光滑的轻质定滑轮分别与物块A、B相连,细绳两部分分别处于水平和竖直状态,桌面光滑,物块A和B的质量分别为M和m,重力加速度为g。现将系统由静止释放,在B没有落地且A没有碰到滑轮前,下列判断正确的是( )
A.物体A运动的加速度大小为mgM
B.物体A运动的加速度大小为mg(M+m)
C.物体B对轻绳的拉力大于mg
D.物体A处于超重状态
答案:B
ABC.依题意,设绳的拉力为T,对物体B研究,根据牛顿第二定律有
mg-T=ma
对物体A,可得
T=Ma
联立可求得加速度大小为
a=mgM+m
T=MmM+mg<mg
则物体B对轻绳的拉力小于mg,故AC错误,B正确;
D.由于物体A的重力与桌面对它的支持力大小相等,所以物体A既不超重也不失重,故D错误。
故选B。
3、某跳水运动员在3m长的踏板上起跳,我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态,其中A为无人时踏板静止点,B为人站在踏板上静止时的平衡点,C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点,则下列说法正确的是( )
A.人和踏板由C到B的过程中,人向上做匀加速运动
B.人和踏板由C到A的过程中,人在A点具有最大速度
C.人和踏板由C到A的过程中,人在B点具有最大速度
D.人在C点具有最大速度
答案:C
依题意知在C点时,人的速度为零,且人受到的弹力大于重力,所以从C到B过程中合力向上,做加速运动,但是由于从C到B过程中踏板的形变量在减小,弹力在减小,所以合力在减小,故人做加速度减小的加速运动,加速度向上;人在B点时,重力等于弹力,加速度为零,速度达最大,而人从B到A过程中重力大于弹力,合力向下,加速度向下,速度向上,人做减速运动。
故选C。
4、姚明成为了NBA一流中锋,给中国人争得了荣誉和尊敬,让很多的中国人热爱上篮球这项运动。如图所示姚明正在扣篮,其跳起过程可分为下蹲、蹬地、离地上升、下落四个过程,下列关于蹬地和离地上升两个过程的说法中正确的是(设蹬地的力为恒力)( )
A.两过程中姚明都处在超重状态
B.两过程中姚明都处在失重状态
C.前过程为超重,后过程不超重也不失重
D.前过程为超重,后过程为完全失重
答案:D
姚明蹬地过程中加速度方向向上,处于超重状态,离地上升过程中,姚明只受重力,此时有向下的加速度,加速度的大小为重力加速度g,处于完全失重状态。
故选D。
5、汽车的刹车性能至关重要,制动至停止.则下列说法正确的是( )
A.汽车的惯性与车辆性能有关,与质量无关
B.汽车的速度越大惯性就越大
C.汽车停止运动后没有惯性
D.汽车运动状态的改变是因为受到力的作用
答案:D
ABC.汽车的惯性是由汽车的质量决定的,与汽车的速度无关,因此汽车行驶时、停止运动后,汽车的惯性一样大,故ABC错误;
D.力是改变物体运动状态的原因,故汽车运动状态的改变是因为受到力的作用,故D正确。
故选D。
6、体育课上,老师训练同学做接球游戏,将一只篮球竖直向上抛出,篮球运动过程所受空气阻力与其速度成正比,不计篮球在水平方向的侧向风力和空气对篮球的浮力作用。关于篮球从抛出点再回到抛出点过程中的运动图像正确的是( )
A.B.
C.D.
答案:C
A.篮球竖直向上抛出,由于受到空气阻力和重力作用,上升过程中速度变小,空气阻力向下且变小
F合=Ff+mg=ma
加速度变小,故A错误;
B.下降过程中速度变大,空气阻力向上且变大,有
F'合=mg-F'f=ma'
故加速度变小,即可看出上升过程的平均加速度较大,而上升过程与下降过程位移大小相同,又
h=12at2
所以上升过程的时间较短,故B错误;
CD.上升过程速度逐渐变小,到最高点为零,下降过程速度由零开始增大,故C正确,D错误。
故选C。
7、在国际单位制中,下列单位属于力学基本单位的是( )
A.JB.kgC.WD.A
答案:B
在国际单位制中,力学基本单位有m、s、kg,故选B。
8、如图所示,小球B放在真空容器A内,球B的直径恰好等于正方体A的棱长,将它们以初速度v0竖直向上抛出,下列说法中正确的是( )
A.若不计空气阻力,上升过程中,A对B有向上的支持力
B.若考虑空气阻力,上升过程中,A对B的压力向下
C.若考虑空气阻力,下落过程中,B对A的压力向上
D.若不计空气阻力,下落过程中,B对A的压力向上
答案:B
AD.根据题意,若不计空气阻力,将容器以初速度v0竖直向上抛出后,以整体为研究对象,根据牛顿第二定律得到加速度为g,再以容器A为研究对象,无论上升和下落过程其合力都等于本身重力,则B对A没有压力,由牛顿第三定律可得,A对B也没有支持力,故AD错误;
B.若考虑空气阻力,以整体为研究对象,根据牛顿第二定律可得,上升过程加速度大于g,再以球B为研究对象,根据牛顿第二定律分析,B受到的合力大于重力,B除受到重力外,还应受到向下的压力,即A对B的压力向下,故B正确;
C.若考虑空气阻力,以整体为研究对象,根据牛顿第二定律得下落过程加速度小于g,再以B为研究对象,根据牛顿第二定律分析,B受到的合力小于重力,B除受到重力外,还应受到向上的力,即A对B的支持力向上,由牛顿第三定律可得,B对A的压力向下,故C错误。
故选B。
9、机器人服务人类的场景正步入现实生活中,例如餐厅中使用机器人来送餐,就越来越常见。如图甲所示为某餐厅的送餐机器人,将其结构简化为如图乙所示的示意图,机器人的上表面保持水平。则下列说法中正确的是( )
A.菜品随着机器人一起做匀速直线运动时,菜品受到与运动方向一致的摩擦力作用
B.菜品随着机器人一起做匀速直线运动时,菜品对机器人的压力和机器人对菜品的支持力是一对平衡力
C.菜品随着机器人一起做匀加速直线运动时,菜品的惯性逐渐增大
D.菜品随着机器人一起做匀减速直线运动时,机器人对菜品的作用力大于菜品的重力
答案:D
A.菜品随着机器人一起做匀速直线运动时,不受摩擦力作用。A错误;
B.菜品随着机器人一起做匀速直线运动时,菜品对机器人的压力和机器人对菜品的支持力是一对作用力与反作用力。B错误;
C.菜品随着机器人一起做匀加速直线运动时,菜品的惯性不变。惯性大小由物体的质量决定,质量不变,物体的惯性不变。C错误;
D.菜品随着机器人一起做匀减速直线运动时,机器人对菜品的支持力
FN=mg
由牛顿第二定律
Ff=ma
机器人对菜品的作用力为支持了和静摩擦力的合力
F=FN2+Ff2=FN2+(ma)2=(mg)2+(ma)2>mg
D正确。
故选D。
10、体育课上李明进行原地纵跳摸高训练,如图甲所示,在快速下蹲后立即蹬伸的过程中,李明受到的地面支持力的变化如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.李明在下蹲阶段处于超重状态
B.李明在蹬伸阶段处于失重状态
C.李明在下蹲阶段先处于超重状态,再处于失重状态
D.李明在蹬伸阶段先处于超重状态,再处于失重状态
答案:D
小明在下蹲阶段,重心先向下做加速运动,处于失重状态,后向下做减速运动,加速度向上,处于超重状态,所以下蹲阶段先失重后超重;蹬伸阶段,重心先向上做加速运动,加速度向上处于超重状态,后向上做减速运动,加速度向下,处于失重状态。所以蹬伸阶段先超重后失重,D正确,ABC错误。
故选D。
11、如图所示是某同学站在力传感器上,先下蹲后站起过程中力传感器的示数随时间的变化图像。重力加速度g取10 m/s2,则下列说法正确的是( )
A.在1~2 s时间内,该同学完成了一次下蹲再站起的过程
B.下蹲过程,该同学始终处于失重状态;站起过程,该同学始终处于超重状态
C.全过程中,该同学重心的加速度的最大值约为6 m/s2
D.若仅缩短该同学下蹲所用时间,图线峰值一定不会发生变化
答案:C
AB.该同学下蹲过程先加速,再减速,因此先失重后超重,力传感器示数先小于重力后大于重力,因此在1~2s时间内,该同学仅完成了一次下蹲过程,AB错误;
C.根据牛顿第二定律可知,在失重过程有
mg-FN=ma
超重过程有
FN-mg=ma
由图像可知,支持力最大值约为700N,最小值约为200N,该同学质量为50kg,代入解得加速度最大值约为6 m/s2,C正确;
D.若仅缩短该同学下蹲所用时间,该同学超重过程中的最大加速度可能会变大,因此图线峰值会发生变化,D错误。
故选C。
12、质量为m=1kg的物体受到两个力的作用,大小分别是3N和4N,则其加速度大小的范围是( )
A.3m/s2≤a≤4m/s2B.1m/s2≤a≤2m/s2
C.1m/s2≤a≤7m/s2D.4m/s2≤a≤5m/s2
答案:C
3N、4N两个力的合力范围为
1N≤F合≤7N
由牛顿第二定律a=Fm,其加速度范围为
1m/s2≤a≤7m/s2
故选C。
13、矢量发动机是喷口可向不同方向偏转以产生不同方向推力的一种发动机。当歼20隐形战斗机以速度v斜向上加速飞行时,其矢量发动机提供的推力和飞机机翼产生的升力的合力F的方向正确的是( )
A.B.
C.D.
答案:A
因为歼20加速飞行,所以矢量发动机提供的推力和飞机机翼产生的升力的合力F与重力的合力方向应沿机身斜向上。
故选A。
14、如图所示,质量M=8kg的小车放在水平光滑的平面上,在小车左端加一水平推力F=8N。当小车向右运动的速度达到3m/s时,在小车前端轻轻地放上一个大小不计、质量为m=2kg的小物块,小物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长。求:从小物块放在小车上开始,经过t=1.5s小物块通过的位移大小为多少?(取g=10m/s2)( )
A.1.25mB.1.75mC.2mD.2.25m
答案:D
小物块放到小车上后,根据题意,对小物块由牛顿第二定律得
μmg=ma1
对小车由牛顿第二定律得
F-μmg=Ma2
设经过时间t1两者速度相等,根据速度与时间的关系式有
3+a2t=a1t
解得
t1=2s
则小物块在1.5s内,一直做匀加速直线运动,根据位移与时间的关系式
x=12a1t2
代入数据解得,经过t=1.5s小物块通过的位移大小为
x=2.25m
故ABC错误D正确。
故选D。
15、物体A、B均静止在同一水平面上,它们的质量分别为mA、mB,与水平面的动摩擦因数分别为μA、μB,用水平拉力F分别拉物体A、B,得到加速度a与拉力F的关系如图所示,则以下关系正确的是( )
A.μA=μB,mA<mBB.μA<μB,mA=mB
C.μB>μC,mB>mCD.μA>μB,mA=mB
答案:A
根据牛顿第二定律有
F-μmg =ma
所以有
a=Fm-μg
由此可知图象斜率为质量的倒数,在纵轴上的截距大小为μg,故由图象可知
μA=μB
mA<mB
故选A。
多选题
16、如图所示,蹦床运动员从空中落到床面上,运动员从接触床面下降到最低点为第一过程,从最低点上升到离开床面为第二过程,则运动员( )
A.在第一过程中始终处于失重状态
B.在第二过程中始终处于超重状态
C.在第一过程中先处于失重状态,后处于超重状态
D.在第二过程中先处于超重状态,后处于失重状态
答案:CD
AC.运动员刚接触床面时,重力大于弹力,运动员向下做加速运动,运动员处于失重状态;当弹力增大到等于重力时速度最大;继续下降,弹力大于重力,做向下减速运动,运动员处于超重状态,即在第一过程中先处于失重状态,后处于超重状态,A错误,C正确;
BD.在第二过程中运动员先向上加速运动,处于超重状态,后向上减速运动,处于失重状态,B错误,D正确。
故选CD。
17、2019年7月3日至14日,第30届世界大学生夏季运动会在意大利那不勒斯举办。关于运动员在运动过程中(不计空气阻力),下列说法正确的是( )
A.跳高运动员在越杆时处于平衡状态
B.跳水运动员在空中上升到最高点时处于完全失重状态
C.举重运动员在杠铃过头停在最高点时,杠铃处于平衡状态
D.三级跳运动员助跑是为了增加自己的惯性,以便跳得更远
答案:BC
A.跳高运动员在越杆时受到重力作用,处于非平衡状态,选项A错误;
B.跳水运动员在空中上升到最高点时速度为零,加来度为g,方向竖直向下,故处于完全失重状态,选项B正确;
C.举重运动员在举杠铃过头停在最高点时,杠铃处于静止状态,即平衡状态,选项C正确;
D.质量是惯性的唯一量度,助跑是为了跳出时速度大,跳得更远,不能增加惯性,选项D错误。
故选BC。
18、关于伽利略理想实验,以下说法正确的是( )
A.理想实验是一种实践活动
B.理想实验是一种思维活动
C.伽利略的理想实验证实了牛顿第一定律
D.伽利略的理想实验推翻了亚里士多德关于力与运动的关系的错误说法
答案:BCD
AB.没有摩擦的情况是不存在的,这个实验实际上是永远无法做到的,故A错误,B正确;
C.该实验证明物体不受力时将保持静止或做匀速直线运动,证实了牛顿第一定律,故C正确;
D.古希腊学者亚里士多德认为力是维持物体运动的原因,伽利略通过斜面实验推翻了亚里士多德的说法,故D正确。
故选BCD。
19、如图甲所示,物块的质量m=1kg,初速度v0=10m/s,在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动,某时刻后恒力F突然反向,整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图像如图乙所示,g取10m/s2。下列说法正确的是( )
A.2s末到3s末物块做匀减速运动
B.在t=1s时刻,恒力F反向
C.物块与水平面间的动摩擦因数为0.3
D.恒力F大小为10N
答案:BC
AB.物块做匀减速直线运动的加速度大小为
a1=v022x1=10m/s2
物块做匀减速直线运动的时间为
t1=v0a1=1s
即在t=1s末恒力F反向,物块做匀加速直线运动,故A错误,B正确;
CD.物块匀加速直线运动的加速度大小
a2=v022x2=4m/s2
根据牛顿第二定律得
F+Ff=ma1
F-Ff=ma2
解得
F=7N
Ff=3N
由
Ff=μmg
得
μ=0.3
故C正确,D错误。
故选BC。
20、如图甲所示,足够长的传送带与水平面的夹角为θ,保持某一速度匀速转动,在传送带上某位置轻轻放置一小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数为μ,小木块速度大小随时间变化的关系如图乙所示。θ、v0、t0已知,重力加速度为g,则( )
A.传送带一定顺时针转动
B.传送带的速度大小等于v0
C.μ=v0gt0cosθ-sinθ
D.t0时间后木块的加速度大小为2gsinθ-v0t0
答案:BD
A.若传送带顺时针转动,当木块下滑时满足
mgsinθ>μmgcosθ
物块将一直匀加速到底端,且加速度不变,当木块上滑时满足
mgsinθ<μmgcosθ
木块先匀加速,在速度与传送带相等后将匀速运动,两种情况均不符合运动图像,故A错误;
B.由A中分析可知,传送带逆时针转动,只有木块的速度大于传送带速度时,木块所受摩檫力才能沿传送带向上,由图乙可知,传送带速度的大小等于v0,故B正确;
C.木块在0∼t0时间内,所受摩檫力沿传送带向下,根据牛顿第二定律有
mgsinθ+μmgcosθ=ma1
由图乙可知
a1=v0t0
联立解得
μ=v0gt0cosθ-tanθ
故C错误;
D.t0时间后木块所受摩檫力沿传送带向上,根据牛犊第二定律
mgsinθ-μmgcosθ=ma2
把C中解得μ代入解得
a2=2gsinθ-v0t0
故D正确。
故选BD。
21、如图甲所示,质量为M的木板静止在光滑水平面上。一个质量为m的小滑块以初速度v0从木板的左端向右滑上木板。滑块和木板的水平速度随时间变化的图像如图乙所示。某同学根据图像作出如下一些判断,正确的是( )
A.滑块和木板始终存在相对运动
B.滑块始终未离开木板
C.滑块的质量大于木板的质量
D.木板的长度一定为v0t12
答案:BC
AB.由题图乙可知在t1时刻滑块和木板达到共同速度,此后滑块与木板相对静止,所以滑块始终未离开木板,故A错误,B正确;
C.滑块与木板相对滑动过程中,二者所受合外力大小均等于滑动摩擦力大小,而根据题图乙中图像的斜率情况可知此过程中滑块的加速度小于木板的加速度,则根据牛顿第二定律a=Fm可知滑块的质量大于木板的质量,故C正确;
D.根据v-t图像与坐标轴所围面积表示位移可知,t1时刻滑块相对木板的位移大小为
Δx=v0t12
但滑块在t1时刻不一定位于木板的右端,所以木板的长度不一定为v0t12,其满足题意的最小长度为v0t12,故D错误。
故选BC。
22、电梯“对重”的主要功能是相对平衡轿厢重量,在电梯工作中使轿厢与“对重”的重量保持在限额之内,保证电梯的牵引传动正常。如图1所示,驱动装置带动钢丝绳使轿厢和“对重”在竖直方向运动。当轿厢从顶楼向下运动时,v-t图像如图2所示,下列说法正确的是( )
A.在0~t1时间内,轿厢处于失重状态
B.在0~t1时间内,钢丝绳对轿厢的拉力先增大后减小
C.在t2~t3时间内,“对重”处于失重状态
D.在t1~t2时间内,钢丝绳对轿厢的拉力大小等于钢丝绳对“对重”的拉力大小
答案:AC
A.由图可知在0~t1时间内,轿厢从顶楼向下做加速运动,加速度方向向下,轿厢处于失重状态,故A正确;
B.根据v-t图像的斜率表示加速度可知,在0~t1时间内轿厢的加速度先增大后减小,且加速度向下,则由
mg-F=ma
可知,钢丝绳对轿厢的拉力先减小后增大,故B错误;
C.在t2~t3时间内,“对重”向上做减速运动,加速度方向向下,“对重”处于失重状态,故C正确;
D.在t1~t2时间内,轿厢虽然做匀速运动,轿厢与“对重”的重量不相等,因为中间有驱动电机在调控,钢丝绳对轿厢的拉力大小不等于钢丝绳对“对重”的拉力大小,故D错误。
故选AC。
23、某同学用如图所示实验来认识超重和失重现象,先保持手指和钩码静止,感受套在手指上的橡皮筋对手指的压力,然后设法使钩码上下振动同时手指保持静止,感受套在手指上的橡皮筋对手指压力的变化(整个过程中,橡皮筋对手指始终有压力作用)。不计空气阻力。下列说法中正确的是( )
A.钩码下降过程,处于失重状态
B.钩码上升过程,处于失重状态
C.钩码下降和上升过程,都能出现失重现象
D.钩码由最低点上升到最高点的过程,先出现超重现象,后出现失重现象
答案:CD
ABC.钩码运动过程,在最低点和最高点之间有一个受力平衡点,在最低点与受力平衡点之间,橡皮筋的弹力大于重力,合力向上,加速度也向上,钩码处于超重状态;在最高点与受力平衡点之间,橡皮筋的弹力小于重力,合力向下,加速度也向下,钩码处于失重状态,与钩码运动的方向无关,因此钩码下降和上升过程都能出现失重或超重现象,AB错误C正确;
D.钩码由最低点上升到最高点过程,合力先向上,然后为零,再向下,所以先出现超重现象,后出现失重现象,D正确。
故选CD。
24、总质量为100 kg的小车,在粗糙水平地面上从静止开始运动,其速度—时间图像如图所示。已知在0~2 s内小车受到恒定水平拉力F=1 200 N,2 s后小车受到的拉力发生了变化,则( )
A.t=1 s时小车的加速度为8 m/s2
B.0~18 s内小车行驶的平均速度约为10 m/s
C.小车与地面间的动摩擦因数为0.2
D.14 s后拉力的大小为200 N
答案:AB
A.前2 s内小车做匀加速运动,由图线的斜率可得小车的加速度
a=162m/s2=8 m/s2
故选项A正确;
B.由速度-时间图线与横坐标轴围成的面积即可计算出0~18 s内小车位移的大小,每一格表示的位移为4m,小于一半的格子舍掉,大于一半的格子计算为一个格子,则格子数约为45格,则位移约为L=180 m,所以平均速度约为
v=Lt=10 m/s
故选项B正确;
C.前2 s内,根据牛顿第二定律得
F-μmg=ma
解得
μ=0.4
选项C错误;
D.14 s后小车做匀速运动,所以拉力
F′=μmg=400 N
选项D错误。
故选AB。
25、如图,质量相等的两滑块P、Q置于水平桌面上,二者用一轻弹簧水平连接,两滑块与桌面间的动摩擦因数均为μ。重力加速度大小为g。用水平向右的拉力F拉动P,使两滑块均做匀速运动;某时刻突然撤去该拉力,则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前( )
A.P的加速度大小的最大值为2μg
B.Q的加速度大小的最大值为2μg
C.P的位移大小一定大于Q的位移大小
D.P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小
答案:AD
设两物块的质量均为m,撤去拉力前,两滑块均做匀速直线运动,则拉力大小为
F=2μmg
撤去拉力前对Q受力分析可知,弹簧的弹力为
T0=μmg
AB.从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前的过程中,以向右为正方向,撤去拉力瞬间弹簧弹力不变为μmg,两滑块与地面间仍然保持相对滑动,此时滑块P的加速度为
-T0-μmg=maP1
解得
aP1=-2μg
此刻滑块Q所受的外力不变,加速度仍为零,过后滑块P做减速运动,故PQ间距离减小,弹簧的伸长量变小,弹簧弹力变小。根据牛顿第二定律可知P减速的加速度减小,滑块Q的合外力增大,合力向左,做加速度增大的减速运动。
故P加速度大小的最大值是刚撤去拉力瞬间的加速度为2μg。
Q加速度大小最大值为弹簧恢复原长时
-μmg=maQm
解得
aQm=-μg
故滑块Q加速度大小最大值为μg,A正确,B错误;
C.滑块PQ水平向右运动,PQ间的距离在减小,故P的位移一定小于Q的位移,C错误;
D.滑块P在弹簧恢复到原长时的加速度为
-μmg=maP2
解得
aP2=-μg
撤去拉力时,PQ的初速度相等,滑块P由开始的加速度大小为2μg做加速度减小的减速运动,最后弹簧原长时加速度大小为μg;滑块Q由开始的加速度为0做加速度增大的减速运动,最后弹簧原长时加速度大小也为μg。分析可知P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小,D正确。
故选AD。
填空题
26、如图(a),商场半空中悬挂的轻绳上挂有可以自由滑动的夹子,各个柜台的售货员将票据和钱夹在夹子上通过绳传送给收银台。某时刻铁夹的加速度恰好在水平方向,轻绳的形状如图(b),其左侧与水平夹角为θ=37°,右侧处于水平位置,已知铁夹的质量为m,重力加速度为g,不计铁夹与轻绳之间的摩擦,则铁夹的加速度方向______(填水平向右或水平向左),大小为______。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
答案: 水平向右 103m/s2
[1][2]对此时节点处的钢丝进行受力分析,如图所示
y轴方向,根据平衡条件有
Tsinθ=mg
x轴方向,根据牛顿第二定律有
T-Tcosθ=ma
联立解得
a=103m/s2
方向水平向右
27、国际单位制由基本单位和导出单位组成,在力学中,把__________作为3个基本单位。人们对空气阻力研究得到,空气阻力的大小F与空气密度ρ、物体迎风面积S、物体与空气的相对运动速度v均有关,关系式为F=kρSvx,其中k是一个无单位的常数,则速度v的指数x=__________。
答案: kg、s、m 2
[1] 在力学中,把kg、s、m作为3个基本单位。
[2] ρ的单位为kg/m3,S的单位为m2,F的单位为N,则
(m/s)x=N(kg/m3)m2
其中
N=kg×m/s2
解得
x=2
28、国际单位制规定________、米、_________为三个力学基本单位
答案: 千克 秒
[1][2]力学中质量、长度、时间是基本物理量,国际单位制规定质量的千克、长度的单位米、时间的单位秒为三个力学基本单位。
29、如图所示,物块A、B和C的质量相同,A和B、B和C之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连,通过系在A上的细线悬挂于固定点O,整个系统处于静止状态。现将细线剪断,将物块A的加速度大小记为a,S1和S2相对于原长的伸长量分别记为x1和x2,重力加速度大小为g。在剪断的瞬间,a=____,x1∶x2=____。
答案: 3g 2:1
[1]设物块的质量均为m,剪断细线的瞬间,细线的拉力消失,弹簧还没来得及发生形变,所以剪断细线的瞬间,物块A受到重力和弹簧S1的拉力大小为F1,剪断细线前,对B、C和弹簧S2组成的整体分析可知
F1=2mg
故A受到的合力
F=mg+F1=mg+2mg=3mg
故加速度
a=Fm=3g
[2]设弹簧S2 的拉力大小为F2,则
F2=mg
根据胡克定律可得
x1∶x2=2∶1
30、一辆高速行驶的F1赛车与一架静止在发射场的航天飞机,两者运动状态较难改变的是___________,你判断时依据的物理规律是________,请写出你判断的逻辑过程:______。
答案: 航天飞机 牛顿第二定律 见解析
[1] 两者运动状态较难改变的是航天飞机
[2][3] 根据牛二定律
F=ma
物体质量m越大,同样力F产生的加速度a越小,即在相同时间Δt内,速度变化Δv越小,速度是描述运动状态的物理量,Δv越小说明运动状态改变越小,运动状态越难改变
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