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    第四章运动和力的关系基础巩固-高一物理单元双卷(人教版2019必修第一册)
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    人教版 (2019)必修 第一册第四章 运动和力的关系综合与测试精品课后作业题

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    这是一份人教版 (2019)必修 第一册第四章 运动和力的关系综合与测试精品课后作业题,文件包含第四章运动和力的关系基础巩固解析版docx、第四章运动和力的关系基础巩固原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共17页, 欢迎下载使用。

    1.春秋末年齐国人的著作《考工记》中有“马力既竭,辀犹能一取焉”,意思是:(马拉车时)即使马力已经用尽(想停下来),车还能促使马前进好几步。下列相关说法正确的是( )
    A. 该现象说明力是使物体运动的原因
    B. 马对车不施加拉力时,车将做匀速直线运动
    C. 马对车不施加拉力时,车由于惯性并未立即停止运动
    D. 该现象表明马的惯性比车的惯性小
    【答案】 C
    【解析】【解答】A.由题意可知,即使马力已经用尽(想停下来),车还能促使马前进好几步,说明没有力物体还能运动,A不符合题意;
    B.由题意可知,马对车不施加拉力时,车将做减速运动,最后停止,B不符合题意;
    C.即使马力已经用尽(想停下来),车还能促使马前进好几步,说明车由于惯性并未立即停止运动,C符合题意;
    D.此现象不能说明马的惯性与车的惯性大小关系,D不符合题意。
    故答案为:C。
    2.下列说法正确的是( )
    A. 用质点来代替有质量的物体是采用了等效替换的思想
    B. 牛顿第一定律是利用逻辑思维进行分析得出的结论,不可能用实验直接验证
    C. a=Fm 是加速度的比值法定义式
    D. 千克、秒、牛顿是国际单位制中的三个基本单位
    【答案】 B
    【解析】【解答】A.用质点来代替有质量的物体是采用了理想模型法,A不符合题意;
    B.牛顿第一定律是利用逻辑思维进行分析得出的结论,不可能用实验直接验证,B符合题意;
    C. a=ΔvΔt 是加速度的比值法定义式,而 a=Fm 是加速度的决定式,C不符合题意;
    D.千克、秒是国际单位制中的基本单位,而牛顿不是基本单位,是导出单位,D不符合题意。
    故答案为:B。
    3.如图所示,质量为10kg的物体,在水平地面上向左运动,物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2,与此同时,物体受到一个水平向右的拉力F=20N的作用,则物体的加速度为( ) A. 0 B. 2m/s2 , 水平向右
    C. 4m/s2 , 水平向右 D. 2m/s2 , 水平向左
    【答案】 C
    【解析】【解答】滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反,物体相对地面向左运动,滑动摩擦力向右,根据牛顿第二定律 F+μmg=ma
    解得 a=F+μmgm=20+0.2×10×1010m/s2=4m/s2方向水平向右,ABD不符合题意,C符合题意。
    故答案为:C。
    4.下列物理量单位中属于国际单位制基本单位的是( )
    A. 牛顿(N) B. 小时(h) C. 千米(km) D. 千克(kg)
    【答案】 D
    【解析】【解答】牛顿(N)、小时(h)和千米(km)都不是国际单位制中的基本单位;千克(kg)是国际单位制中的基本单位。
    故答案为:D。
    5.如图,一倾角为α的光滑斜面向右做匀加速运动,质量为m物体A相对斜面静止,则斜面运动的加速度为( )
    A. gsinα B. gcsα
    C. gtanα D. gctα
    【答案】 C
    【解析】【解答】物体随斜面体一起沿水平方向运动,则加速度一定在水平方向,对物体进行受力分析如图
    物体受到重力和斜面垂直向上的支持力,两者合力提供加速度,而加速度在水平方向,所以加速度方向一定水平向右,根据图象可知:竖直方向: FNcsα=mg ,水平方向: FNsinα=ma ,所以 a=gtanα ,C符合题意,ABD不符合题意.
    故答案为:C.
    6.放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,力F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示,取重力加速度 g=10m/s2 ,试利用两图象可以求出物块的质量及物块与地面之间的动摩擦因数( )
    A. m=0.5kg , μ=0.4 B. m=1.5kg , μ=0.4
    C. m=0.5kg , μ=0.2 D. m=1.0kg , μ=0.2
    【答案】 A
    【解析】【解答】由图可知,物体在0~2s内做匀加速直线运动,加速度大小为 a=2m/s2
    由牛顿第二定律得 3-μmg=ma
    2~4s内物体做匀速直线运动,有 μmg=2N 联立解得 m=0.5kg μ=0.4
    故答案为:A。
    7.如图所示,质量相同的小球A和B用轻弹簧连接,小球A用细绳悬挂于O点,剪断弹簧瞬间AB两球的加速度大小分别是(g为重力加速度)( )
    A. g,g B. 0,0 C. 0,g D. g,0
    【答案】 B
    【解析】【解答】剪断绳子前,两球受合力为零;剪断弹簧的瞬间,弹簧的弹力不变,两球受力不变,受合力仍为零,则两球的加速度均为0,ACD不符合题意,B符合题意;
    故答案为:B。
    8.如图,将一轻质弹簧竖直固定在水平桌面上,把小球轻放在弹簧的上端,小球从静止开始向下运动,直至将弹簧压缩至最短。在压缩弹簧的整个过程中,能表示小球加速度a与其下落高度h间关系的图是(设弹簧始终处于弹性限度内)( )
    A. B. C. D.
    【答案】 B
    【解析】【解答】当小球和弹簧接触时,根据牛顿第二定律得mg-kh=ma
    所以 a=g-kmh根据数学知识可知,B符合题意,ACD不符合题意。
    故答案为:B。
    二、多选题
    9.下列说法符合历史事实的是( )
    A. 亚里士多德认为,力是改变物体运动状态的原因
    B. 牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
    C. 伽利略通过“理想实验”得出结论:运动必具有一定速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去
    D. 笛卡儿指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向
    【答案】 B,C,D
    【解析】【解答】解:A、亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体才能运动,力时维持物体运动的原因.A不符合题意.
    B、牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,符合事实.B符合题意.
    C、伽利略“理想实验”得出结论:力不是维持运动的原因,即运动必具有一定速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去.C符合题意.
    D、笛卡儿指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向,符合事实.D符合题意.
    故答案为:BCD
    10.质量为1kg的物体受3N和4N两个共点力的作用,物体的加速度可能是( )
    A. 5m/s2 B. 7m/s2 C. 8m/s2 D. 9m/s2
    【答案】 A,B
    【解析】【解答】当 F1=3N 和 F2=4N 的两个力同向时,产生的加速度最大, amax=F1+F2m=3+41m/s2=7m/s2
    当 F1 与 F2 反向时,产生的加速度最小, amin=4-31m/s2=1m/s2
    则 amin≤a≤amax ,即 1m/s2≤a≤7m/s2
    故答案为:AB
    11.如图所示,在平直轨道做匀变速运动的车厢中,用轻细线悬挂一个小球,悬线与竖直方向保持恒定的夹角θ,则( )
    A. 小车一定具有方向向左的加速度
    B. 小车一定具有方向向右的加速度
    C. 小车的加速度大小为gtanθ
    D. 小车的加速度大小为gctθ
    【答案】 B,C
    【解析】【解答】小球随着车厢在平直轨道做匀变速运动,故加速度水平,合力水平;
    对小球受力分析,受重力和拉力,如图所示:
    故合力为:F=mgtanθ;
    根据牛顿第二定律,有:F=ma
    联立解得:a=gtanθ,方向水平向右;AD不符合题意,BC符合题意;
    故答案为:BC.
    12.如图所示,质量不等的木块A和B的质量分别为m1和m2 , 置于光滑的水平面上.当水平力F作用于A的左端,两物体一起作匀加速运动时,A、B间作用力大小为F1 . 当水平力F作用于B的右端,两物体一起作匀加速运动时,A、B间作用力大小为F2 , 则下列说法正确的是( )
    A. 在两次作用过程中,物体的加速度的大小相等
    B. 在两次作用过程中,F1=F2
    C. 在两次作用过程中,F1+F2=F
    D. 在两次作用过程中, F1F2=m2m1
    【答案】 A,C,D
    【解析】【解答】对整体分析,整体的加速度都为: a=Fm1+m2 .A符合题意.隔离分析,第一种情况,A对B的作用力为: F1=m2a=m2Fm1+m2 ,第二中情况,A对B的作用力为: F2=m1a=m1Fm1+m2 .则有:F1+F2=F.B不符合题意,C符合题意.以上数据可知, F1F2=m2m1 .D符合题意.
    故答案为:ACD.
    13.升降机地板上放一个弹簧秤,盘中放一质量为m的物体,当秤的读数为0.8mg时,升降机的运动可能是( )
    A. 加速上升 B. 加速下降 C. 减速上升 D. 减速下降
    【答案】 B,C
    【解析】【解答】解:升降机地板上放一个弹簧秤,盘中放一质量为m的物体,升降机静止时,秤的示数应该为mg,当秤的读数为0.8mg时,说明物体处于失重.依据失重指物体对支撑物的压力小于重力,由牛顿第二定律可知:mg﹣N=ma,可知加速度向下,故升降机可能的运动为:加速下降;减速上升.
    故BC正确,AD错误
    故选:BC
    14.静止在水平地面上的小车,质量为5kg,在水平拉50N的作用下做直线运动,2s内匀加速前进了4m,在这个过程中(g取10m/s2)( )
    A. 动摩擦因数是0.8 B. 摩擦力的大小是10N
    C. 小车加速度的大小是1m/s2 D. 小车加速度的大小是2m/s2
    【答案】 A,D
    【解析】【解答】解:A、根据x=v0t+ 12 at2得:a= 2×44 =2m/s2;
    根据牛顿第二定律得:F﹣f=ma解得:f=50﹣10=40N,则μ= fmg = 4050 =0.8,故AD正确,BC错误.
    故选:AD.
    三、实验题
    15.某同学为了探究“加速度与力、质量的关系”,设计了如图所示实验装置。
    (1).某同学先平衡摩擦力。他将连接小车的纸带穿过打点计时器的限位孔,不挂小盘的小车靠着计时器放在水平长木板上,把木板不带滑轮的一端垫高,然后 。经多次调整木板倾角,直到观察到打出来的纸带上的点间隔均匀,就说明已经平衡好小车所受的摩擦力。
    (2).平衡好摩擦力后,挂上装有重物的小盘,得到如图所示的纸带,已知打点计时器所使用的交流电频率为50Hz,则小车的加速度为 m/s2 (保留两位有效数字)。
    (3).某同学用小盘和重物的重力作为小车所受的合力F,所得的F与真实值相比 (填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
    (4).最后某同学用他的实验数据绘制了一个 a-F 图像,发现图像没有过原点,形成的原因可能是_________。
    A. 小车释放时具有一定的初速度 B. 绘制 a-F 啊图像时,只将小盘中重物的重力作为合力F
    C. 平衡摩擦力时长木板倾角过大 D. 绳子并没有平行于长木板
    【答案】 (1)接通计时器电源,轻推小车(2)2.0(3)偏大(4)B,C
    【解析】【解答】(1)打点计时器的正确操作是先接通计时器的电源,再轻推小车。

    (2)利用逐差法计算加速度有 a=(xCD+xDE)-(xAB+xBC)4T2=(7.93-3.32-3.32)×10-24×(0.02×2)2≈2.0m/s2
    (3)根据牛顿第二定律有 mg-F=ma F=Ma 解得 F=MM+mmg则小盘和重物的重力作为小车所受的合力F,所得的F与真实值相比偏大。
    (4)由图像可知,没有拉力时,小车也有加速度,做加速运动,所以可能的原因为平衡摩擦力时长木板倾角过大,或者绘制 a-F 图像时,只将小盘中重物的重力作为合力F,所以BC符合题意;AD不符合题意;
    故答案为:BC。
    四、计算题
    16.质量m=3kg的物体,在水平方向F=9N的拉力作用下,在μ=0.1的水平面上从静止开始运动,运动时间t=3s,g取10m/s2。求:
    (1).物体在3s内运动的位移大小;
    (2).水平拉力F在3s后撤去拉力能滑行的距离。
    【答案】 (1)9m (2)18m
    【解析】(1)解:根据牛顿第二定律F-μmg=ma x= 12 at2得:x=9m
    V=at=2x3=6m/s
    (2)解:根据牛顿第二定律μmg=ma v2-V02=2ax 得:x=18m
    17.如图所示,物体A的质量为10kg,静止在水平地面上,物体A与地面间的动摩擦因数μ=0.2,如果用与水平面成30°的力F拉它,产生1m/s2的加速度,求:(g取10m/s2)
    (1).物体在前4秒内的位移大小;
    (2).拉力F的大小.
    【答案】 (1)8m(2)31N.
    【解析】
    (1)解:根据匀变速直线运动的位移公式:s=at2/2=8m
    (2)解:物体A受力情况如图所示: 根据牛顿第二定律列方程:Fcs30°-μFN=ma FN+Fsin30°-mg=0 联立以上两式解得: F=μmg+macs30°+μsin30° 代入数据解之得F=31N.
    18.一个质量 m=10kg 的物体,沿着倾角 θ=37 的固定斜面由静止开始匀加速下滑,在 t=3s 的时间内下滑的路程 x=18m, 求:
    (1)物体下滑的加速度;
    (2)物体和斜面间的动摩擦因数。 (g 取 10m/s2) ,
    【答案】 (1)4m/s2 (2)0.25
    【解析】(1)解:物体下滑时做初速度为零的匀加速直线运动,根据 x=12at2 得
    a=2xt2=2×1832m/s2=4m/s2
    (2)解:根据牛顿第二定律得, mgsinθ-f=ma
    解得 f=mgsinθ-ma=100×0.6-10×4N=20N 。根据 f=μFN=μmgcsθ ,
    解得 μ=0.25
    19.民用航空客机的机舱一般都设有紧急出口,飞机发生意外情况着陆后,打开紧急出口的舱门,会自动生成一个气囊(由斜面AC部分和水平面CD部分构成的)。如图所示为某气囊斜面,机舱离底端的竖直高度AB=3.0m,斜面长AC=5.0m,斜面与水平面CD段间有一段小圆弧平滑连接。一个质量m=60kg的旅客从气囊上由静止开始滑下,最后滑上水平面上的某点静止。已知旅客与气囊斜面部分及水平面部分的动摩擦因数均为 μ =0.5。(不计空气阻力,g=10m/s2 ,sin37°=0.6和cs37°=0.8)。(计算结果可保留根号)求:
    (1)人在斜面上运动时的加速度大小;
    (2)人滑到斜面底端C时的速度大小;
    (3)人滑过C点后还要多久才能停下。
    【答案】 (1)2m/s2(2)2 5 m/s(3)255 s
    【解析】(1)解:根据物体受力:重力、支持力、滑动摩擦力则
    mgsin37°-Ff=ma 且 Ff=μmgcs37°
    则:a= gsin37°- μ gcs37°=2m/s2
    (2)解:根据运动学公式 vc2-0=2axAC 求得Vc= 2aXAC = 2 5 m/s
    (3)解:在水平面上:滑动摩擦力提供加速度即 μmg=ma2
    所以a2= μ g=5m/s2
    根据 vt=v0+at 即 0-vc=-a2t 则t= 255 s
    20.图是某人在一次乘电梯向上运动的v﹣t图象.已知g=10m/s2 , 请根据图象回答下列问题.
    (1).请简要描述整个运动的加速度情况;
    (2).请计算整个运动的总位移有多大;
    (3).在电梯运动过程中,将体重计放在电梯的水平地板上,人站在体重计上不动.已知人的质量是50kg,那么,在0~3s内体重计的示数应该是多少.
    【答案】 (1)在0s~3s内做加速度为1m/s2的匀加速直线运动;在3s~8s内做匀速直线运动;8s~10s内做加速度为1.5m/s2的匀减速直线运动;
    (2)22.5m;(3)55kg.
    【解析】(1)解:整个运动在0s~3s内做加速度为1m/s2的匀加速直线运动;在3s~8s内做匀速直线运动;8s~10s内做加速度为1.5m/s2的匀减速直线运动;
    (2)解:这个运动的总位移:x总=x1+x2+x3= 12 ×(5+10)×3=22.5m
    (3)解:对人受力分析如图:据牛顿第二定律,有:N﹣mg=ma
    所以,N=mg+ma=550N,即体重计示数为N/g=55kg
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