试卷答案
寻你做寻,想你所想

新人教版必修第一册高中物理 第四章 运动和力的关系 课时作业(含解析6份打包)

1.牛顿第一定律
知识点分组练 
知识点1伽利略的理想实验及物理学史
1.[2023·海南省直辖县高二检测]物理学经历了漫长的“实践——认识——再实践——再认识……”的发展历程,不少人对物理学的发展作出了突出贡献,如爱因斯坦、伽利略、牛顿、亚里士多德等.按照他们生活的年代,从远到近,正确的排列顺序是(  )
A.牛顿、伽利略、爱因斯坦、亚里士多德
B.伽利略、爱因斯坦、牛顿、亚里士多德
C.亚里士多德、伽利略、牛顿、爱因斯坦
D.爱因斯坦、伽利略、亚里士多德、牛顿
2.[2023·安徽省合肥市期中](多选)科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然现象具有重要作用.下列说法符合历史事实的是(  )
A.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体的运动状态才会改变
B.伽利略通过“理想实验”得出结论:运动物体,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去
C.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
D.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
知识点2牛顿第一定律
3.[2023·河北省邯郸市高二检测](多选)下列说法正确的是(  )
A.由牛顿第一定律可知,物体在任何情况下始终处于静止或匀速直线运动状态
B.伽利略的理想斜面实验证明了力不是维持物体运动的原因
C.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律,因此物体只在不受外力时才有惯性
D.牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因,又揭示了运动状态改变的原因
4.(多选)关于牛顿第一定律,下列说法正确的是(  )
A.牛顿第一定律说明了力是改变物体运动状态的原因
B.牛顿第一定律是由实验得出的规律
C.牛顿第一定律说明了物体的运动不需要力来维持
D.惯性定律与惯性的实质是相同的
知识点3对惯性的理解和应用
5.[2023·江苏省盐城市高一期末]某时刻,质量为2 kg的物体甲受到的合力大小是6 N,速度大小是20 m/s;质量为3 kg的物体乙受到的合力大小是5 N,速度大小是10 m/s,则(  )
A.甲比乙的惯性小
B.甲比乙的惯性大
C.甲和乙的惯性一样大
D.无法判定哪个物体惯性大
6.[2023·河北省石家庄市高一测试](多选)物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性.惯性能解释日常生活中的许多现象.下面几个生活实例,不是利用惯性的是(  )
A.除去衣服上的灰尘时,需用力拍打衣服
B.小型客车前排乘客需要系安全带
C.跳远运动员起跳前需要助跑
D.苹果从树上落下
7.
(多选)如图所示,在沿东西方向直线运动的小车上,放一竖直木块,突然发现木块向西倒,则小车可能的运动情况(  )
A.向东做匀速运动 B.向东做减速运动
C.向东做加速运动 D.向西做减速运动
[答题区]
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案
促思提能训练 
1.[2023·广东省梅州市高一检测]下列有关惯性说法中正确的是(  )
A.汽车匀速运动时惯性小,急刹车时惯性大
B.踢出的足球最终要停下来,是由于没有外力来维持足球的运动
C.在水平匀速直线行驶的高铁上,小明竖直向上跳起,由于惯性小明将落回起跳的位置
D.苏炳添进行100 m短跑,冲过终线时,速度大,很难停下来,说明速度大,惯性也大
2.[2023·浙江省温州市高一检测](多选)有一仪器中的电路如图所示,其中M是质量较大的一个金属块,其前后两端用两弹簧相连接,把此仪器固定在一辆汽车上,以下描述正确的是(  )
A.当汽车启动时绿灯亮
B.当汽车刹车时红灯亮
C.当车匀速前进时绿灯亮
D.当车匀速倒车时红灯亮
3.鞋子上粘上泥巴,在地面上脚跟朝下磕两下,泥巴就掉了,这是利用(  )
A.鞋的惯性 B.泥巴的惯性
C.地面的惯性 D.脚的惯性
4.[2023·陕西省西安市高一期末]伽利略曾用如图甲所示的“理想实验”研究力与运动的关系,用图乙所示的实验研究自由落体运动.下列说法正确的是(  )
A.图甲中,完全没有摩擦阻力的斜面实际存在,因此该实验可实际完成
B.图甲实验中,通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持
C.图乙实验直接验证了自由落体运动的速度是均匀变化的
D.图乙实验中,运用斜面“冲淡”了重力的作用,使运动时间变长,便于测量
5.[2023·广东省佛山市期中]行驶的汽车在刹车后能静止,这是因为(  )
A.汽车的惯性消失了
B.汽车的惯性小于汽车的阻力
C.汽车受到平衡力的作用而静止
D.阻力的作用改变了汽车的运动状态
6.[2023·云南省昆明市期末]关于物体的惯性,下列说法正确的是(  )
A.摔跤运动员适当增加体重能增大其惯性
B.跳远运动员助跑能增大其起跳时的惯性
C.战斗机战斗前抛掉副油箱,惯性不变
D.物体在完全失重状态下没有惯性
7.[2023·广东省揭阳市高一期末]2000年国际乒联将兵乓球由小球改为大球,改变前直径是0.038 m,质量是2.50 g;改变后直径是0.040 m,质量是2.70 g.对此,下列说法正确的是(  )
A.球的直径大了,所以惯性大了,球的运动状态更难改变
B.球的质量大了,所以惯性大了,球的运动状态更难改变
C.球的直径大了,所以惯性大了,球的运动状态更容易改变
D.球的质量大了,所以惯性大了,球的运动状态更容易改变
8.[2023·天津市北辰区高二期末]下列关于惯性的说法中,正确的是(  )
A.物体的惯性与物体质量有关
B.物体的惯性与物体的速度有关
C.物体的惯性与物体受力情况有关
D.物体的惯性与物体的加速度有关
9.
[2023·浙江省模拟]某同学为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球,一只手拿着球筒的中部,另一只手用力击打羽毛球筒的上端,则下列判断正确的是(  )
A.此同学无法取出羽毛球
B.羽毛球会从筒的下端出来
C.羽毛球筒向下运动过程中,羽毛球受到向上的摩擦力才会从上端出来
D.该同学是在利用惯性取羽毛球
10.(多选)在静止的列车上,有两个注满水的容器,容器中分别用细线系着铁球和乒乓球,在列车启动的过程中,小球所处状态表示正确的是(图中箭头表示启动方向)(  )
11.
[2023·黑龙江省哈尔滨市期末]如图所示,用细绳把一本较厚重的书扎一圈,然后将细绳的一端挂起来,另一端用手牵住,使书保持静止.若用力迅速将细绳往下一拉,由于书的惯性,则(  )
A.上段细绳更容易断
B.下段细绳更容易断
C.两段细绳一定会同时断
D.不确定哪段细绳更容易断
12.[2023·四川省雅安市高一期末]每个学期,某中学全校师生都会开展“安全文明出行”教育,学习《道路交通安全法》.《道路交通安全法》中规定:各种小型车辆前排乘坐的人(包括司机)必须系好安全带,这是因(  )
A.系好安全带可以减小人的惯性
B.系好安全带可以增加人的惯性
C.系好安全带可以防止因人的惯性而造成伤害
D.系好安全带可以防止因车的惯性而造成伤害
13.[2023·湖北省武汉市期末]一列以速度v匀速行驶的列车内有一水平桌面,桌面上P处有一相对桌面静止的小球.由于列车运动状态的改变,车厢中的旅客发现小球沿如图(俯视图)中的虚线从P点运动到Q点,则说明列车是减速且在向北转弯的图是(  )
14.
如图所示,一个劈形物体A放在斜面上,A的各个表面光滑且上表面水平,在A的上表面上放置一个小球B,由静止释放A,则小球B在碰到斜面之前的运动轨迹是(  )
A.沿斜面向下的直线
B.竖直向下的直线
C.抛物线
D.双曲线
[答题区]
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案
题号 8 9 10 11 12 13 14
答案
1.牛顿第一定律
知识点分组练
1.答案:C
解析:按照他们生活的年代,从远到近的排列顺序是亚里士多德、伽利略、牛顿、爱因斯坦,C正确.
2.答案:BCD
解析:亚里士多德认为力是维持物体运动的原因,即必须有力作用在物体上,物体才会运动,但这种观点是错误的,A错误;伽利略通过“理想实验”得出结论:运动物体,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去,B正确;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,C正确;牛顿认为一切物体都有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质,我们把这种物体保持运动状态不变的性质叫做惯性,D正确.
3.答案:BD
解析:物体只有不受外力或者所受合外力为零时,才能处于静止状态或匀速直线运动状态,A错误;伽利略的理想斜面实验证明了力不是维持物体运动的原因,B正确;牛顿第一定律反映物体不受外力或所受外力的合为零时的运动规律,物体在任何情况下都具有惯性,C错误;牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因,即惯性,又揭示了运动状态改变的原因,即力,D正确.
4.答案:AC
解析:由牛顿第一定律可知,当物体不受力或受平衡力时,物体将处于静止状态或匀速直线运动状态,因此力是改变物体运动状态的原因,A正确;牛顿第一定律是在实验的基础上进一步的推理概括出来的科学理论,而不是直接通过实验得出的,B错误;由牛顿第一定律可得,力不是维持物体运动的原因,力是改变物体运动状态的原因,即物体的运动不需要力来维持,C正确;惯性是由惯性定律(牛顿第一运动定律)所推导出来的物体本身所具有的一种性质,它们的含义并不是完全相同的,D错误.
5.答案:A
解析:惯性大小只与质量有关,质量大则惯性大,与其他因素无关.故甲比乙的惯性小,A正确.
6.答案:BD
解析:拍打衣服前,灰尘和衣服都处于静止状态,拍打衣服时,衣服运动,灰尘由于惯性继续保持静止,从而使二者分离,是利用惯性,A错误;安全带的作用是为了防止在汽车紧急刹车时,人由于惯性会冲上前窗而造成伤害,不是利用惯性,B正确;跳远运动员起跳前具有一定速度,起跳后由于惯性继续前进,是利用惯性,C错误;苹果从树上落下是由于重力的作用,不是利用惯性,D正确.
7.答案:CD
解析:在沿东西方向直线运动的小车上放一竖直木块,发现木块向西倒,说明小车可能向东做加速运动或向西做减速运动,C、D正确.
促思提能训练
1.答案:C
解析:物体惯性大小只与物体的质量有关,与运动状态无关,A、D错误;踢出的足球最终要停下来,是由于受到阻力而改变了足球的运动状态,B错误;在水平匀速直线行驶的高铁上,由于惯性,小明竖直向上跳起后与高铁具有相同的水平速度,则小明将落回起跳位置,C正确.
2.答案:AB
解析:当汽车突然启动时,金属块由于具有惯性仍然保持静止,所以金属块相对于汽车向后运动,使绿灯支路接通,即绿灯亮,A正确;当汽车刹车时,金属块由于具有惯性仍然向前运动,所以金属块相对于汽车向前运动,使红灯支路接通,即红灯亮,B正确;当汽车匀速前进或者匀速倒车时,金属块与汽车保持相对静止,两支路不接通,两灯都不亮,故C、D错误.
3.答案:B
解析:当鞋遇地面停止运动后,泥巴由于惯性继续运动而脱离鞋子,这是利用了泥巴的惯性,B正确.
4.答案:D
解析:图甲中,完全没有摩擦阻力的斜面实际不存在,因此该实验不可实际完成,A错误;图甲实验中,通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持,B错误;图乙实验做的是斜面实验,最后合理外推到竖直状态,间接验证了自由落体运动的速度是均匀变化的,C错误;图乙实验中,运用斜面“冲淡”了重力的作用,使物体运动的加速度减小,从而使运动时间变长,便于测量,D正确.
5.答案:D
解析:惯性的决定因素是质量,和物体的运动状态无关,A错误;惯性不是力,因此不能和力进行比较大小,B错误;行驶的汽车若受到平衡力,应该保持匀速直线运动的状态,C错误;力是物体运动状态改变的原因,行驶的汽车在刹车后能静止是由于地面对汽车的阻力作用,D正确.
6.答案:A
解析:物体的质量是惯性的唯一量度,故摔跤运动员适当增加体重能增大其惯性;跳远运动员助跑不能增大其起跳时的惯性;战斗机战斗前抛掉副油箱,质量减小,惯性减小;物体在完全失重状态下,质量不变,惯性不变,A正确.
7.答案:B
解析:惯性的大小只跟质量有关,与其它任何因素无关,则球的质量大了,惯性大了,球的运动状态的改变就增大了难度,A、C、D错误,B正确.
8.答案:A
解析:物体的惯性大小取决于物体的质量,质量大的物体惯性大,质量小得物体惯性小,而与物体的受力、运动状态、速度大小、加速度大小均无关,A正确.
9.答案:D
解析:该同学一只手拿着球筒的中部,一只手用力击打羽毛球筒的上端,羽毛球筒被手击打后迅速向下运动,而羽毛球由于惯性要保持原来的静止状态,所以羽毛球会从筒的上端出来,A、B、C错误,D正确.
10.答案:BD
解析:列车由静止向右启动,铁球和水都有向右运动的趋势.但是,由于与同体积的“水球”相比,铁球质量大、惯性大,铁球的运动状态难改变,即速度增加的慢,而同体积的“水球”的运动状态容易改变,即速度增加快,而且水和容器一起运动,所以列车启动时,铁球相对于容器向左运动,A错误,B正确;列车由静止向右启动,乒乓球和水都有向右运动的趋势.但是,由于与同体积的“水球”相比,乒乓球质量小、惯性小,乒乓球的运动状态容易改变,即速度增加的快,而同体积的“水球”的运动状态相对更难以改变,即速度增加慢,而且水和容器一起运动,所以列车启动时,乒乓球相对于容器向右运动,C错误,D正确.
11.答案:B
解析:由于书本比较厚重,惯性较大,其运动状态难以改变,在迅速向下拉绳的瞬间,书本可以认为固定不动,上段绳的力没增大,而此时下段细绳承受的力突然增大,因此下段细绳更容易断,B正确.
12.答案:C
解析:惯性只与物体的质量有关,系好安全带无法影响惯性大小,A、B错误;安全带系在人的身上,对人有一定的作用力,可以改变人的运动状态,所以系好安全带可以防止因人的惯性而造成伤害,C正确,D错误.
13.答案:C
解析:列车做减速运动,小球由于惯性相对于桌面向前运动,即向左运动,B、D错误;列车向北转弯,由于惯性,小球相对于桌面向南运动,C正确,A错误.
14.答案:B
解析:小球B原来静止时受重力和支持力作用,其合力为零,当劈形物体A由静止释放,A沿斜面下滑,小球B没有水平方向上的速度,且小球B水平方向上不受力,由于惯性,小球B在水平方向上保持静止状态,加之力是使物体运动状态改变的原因,小球在竖直方向上有运动,故在碰到斜面之前,运动轨迹应为一条直线,即竖直向下的直线,B正确,A、C、D错误.2.实验:探究加速度与力、质量的关系
知识点分组练 
知识点1实验原理和操作
1.[2023·甘肃省武威市高一检测]图甲为“探究小车的加速度与物体受力关系”的实验装置图,图中A为小车,质量为m1,连接在小车后面的纸带穿过电磁打点计时器,它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上.B为沙桶和沙,质量为m2.不计绳与滑轮间的摩擦,改变沙的质量,测量多组数据,并在坐标系中作出了如图丙所示的a F图像,其中F=m2g.
(1)下列说法正确的是________.(填写选项前的字母代号)
A.电磁打点计时器正常工作时使用220 V的交流电
B.实验时应先接通电源,后释放小车
C.平衡摩擦力时,应将沙桶用细绳通过定滑轮系在小车上
D.为了减小误差,实验中一定要保证m1远小于m2
(2)图乙为某次实验得到的纸带,A、B、C、D、E为五个相邻的计数点,相邻计数点间还有四个点没有画出,各点间的位置关系如图乙所示,则小车的加速度大小为________ m/s2(交流电的频率为50 Hz,结果保留两位有效数字).
(3)图丙所示的a F图像中,图线不过坐标原点的原因是________________________________________________________________________.
知识点2实验数据处理
2.[2023·天津市武清区高一期末]在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,某小组的实验装置如图所示.
(1)实验中要调节长木板的倾斜度,将长木板无滑轮的一端适当垫高,使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板做__________运动.
(2)在F一定的情况下,实验小组的同学们测得了加速度a与小车和小车上砝码的总质量M的6组数据,并在a 坐标纸上描出了6个点,如下图所示.请你在图中画出a 图线.由图线可知,当F一定时,a与M成________(填“正比”或“反比”)关系.
3.[2023·山东省潍坊市高一期末]某兴趣小组用如图甲所示的装置做“探究加速度与力的关系”的实验.小车放在长木板上,小车左端固定一个拉力传感器,细线一端和传感器相连,另一端系一砂桶并跨过定滑轮,纸带连接车尾并穿过打点计时器,用来测定小车的加速度a,改变桶内砂子的重力从而改变小车的拉力F,在保持小车质量不变的情况下,测得小车所受拉力F和加速度a的数据如下表:
F/N 1.9 3.0 4.0 5.5 7.0
a/(m·s-2) 1.0 1.75 3.5 4.5
(1)实验时,下列操作或说法正确的是________.
A.需要用天平测出砂和砂桶的总质量
B.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录拉力传感器的示数
C.若要使作出的a F图线过坐标原点,应适当垫高木板的右端
D.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
(2)实验时当拉力F=4.0 N时,得到如图乙所示的纸带,已知打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz,相邻两计数点之间还有四个点未画出,由图中的数据可知,小车运动的加速度大小是________m/s2.(保留2位有效数字)
(3)根据测得的数据,在图丙中作出a F图像.
促思提能训练 
1.[2023·天津市东丽区高一期末]利用如图所示实验装置探究加速度a与力F、质量m的关系.小车在槽码的牵引下运动.
(1)下列说法正确的是________.
A.实验中要先放小车,然后再开打点计时器的电源
B.图中小车所受细绳的拉力F应该是小车所受的合力
C.当槽码质量远大于小车质量时,细绳的拉力与槽码重力相等
D.平衡小车运动中阻力的方法是:把木板一侧垫高让小车在槽码的牵引下能匀速滑动
(2)如图是某同学实验中得到的纸带,图中相邻两计数点之间的时间间隔为0.1 s,由图中数据可算出小车的加速度a为________m/s2.(保留2位有效数字)
2.[2023·云南省大理市高一期末]用如图甲所示装置做“验证牛顿第二定律”的实验.
(1)为消除摩擦对实验的影响,可以使木板适当倾斜以平衡摩擦阻力,下列操作正确的是________.
A.小车不连接钩码和纸带,调整倾角使小车能沿木板匀速下滑
B.钩码通过细绳拉着未连接纸带的小车,调整倾角能使小车沿木板匀速下滑
C.用钩码通过细绳拉着连接好穿过打点计时器纸带的小车,调整倾角能使小车沿木板匀速下滑
D.小车不连接钩码但连接穿过打点计时器的纸带,调整倾角使小车能沿木板匀速下滑
(2)该实验中计算绳子对小车的拉力大小时,用钩码重力大小来代替绳子拉力大小会引入系统误差,下列钩码质量m和小车总质量M的取值,能使此系统误差最小的一组是________.
A.m=50 g,M=200 g 
B.m=20 g,M=400 g
C.m=50 g,M=400 g
D.m=20 g,M=200 g
(3)如图乙所示为某次实验时打出的纸带的其中一段,在该纸带上选取了A~G共7个计数点,相邻两个计数点之间还有四个计时点没有画出,测得相邻两个计数点之间的距离在图中已标出.若打点计时器计时周期为T=0.02 s,可得打点计时器打下F点时小车的速度大小为________ m/s,小车运动的加速度大小为________ m/s2.(计算结果均保留两位有效数字)
3.[2023·陕西省二模]某同学用如图甲、乙所示装置来验证拉力一定时,物体的加速度与质量成反比.左右等高的水平桌面上都有一端带滑轮的长木板,木板上都固定有打点计时器,质量分别为m1和m2的两个小滑块通过一条细绳绕过各自长木板上的定滑轮相连,动滑轮下吊有沙桶,调整装置使m1和m2在同一竖直平面内,并使细线与长木板平行,两个小滑块都与穿过打点计时器限位孔的纸带相连.
(1)电火花打点计时器是一种能够按照相同的时间间隔,在纸带上连续打点的仪器.它的工作电压为________ V.
(2)关于本次实验,下列说法正确的是________.(填序号)
A.实验前平衡摩擦力需要去掉细线及动滑轮,分别垫高长木板一端
B.实验前平衡摩擦力不需要去掉细线及动滑轮,分别垫高长木板一端
C.实验中不需要满足沙和沙桶的总质量远小于滑块质量
D.实验中需要满足沙和沙桶的总质量远小于滑块质量
(3)连接细线,调整沙桶中沙子的质量,接通两个打点计时器的电源,然后从静止释放沙桶,同时得到对应的两条纸带,纸带上相邻两个计数点间还有4个点未画出,实验时使用的交流电的频率为50 Hz,其中乙纸带如图丙所示,通过纸带计算加速度a2=________ m/s2(保留三位有效数字).
(4)由于甲计时器中墨粉盘使用时间过长,纸带上未能打出清晰点迹,无法直接求得加速度a1.现已知两小车质量分别为m1=200 g、m2=300 g.若结论成立,可知a1=________ m/s2(保留三位有效数字).
4.[2023·山西省高一期末]在用图甲所示的装置探究小车的加速度a与力F的关系时,认为小车所受合力F等于槽码的重量.
(1)下列操作正确的是________;
A.调节滑轮高度,使滑轮和小车间的细线与木板平行
B.为使细线的拉力等于小车受到的合力,木板应保持水平
C.平衡阻力时,应在细线的下端悬挂槽码,使小车在细线的牵引下匀速运动
D.细线下端悬挂槽码的质量应远大于小车的质量
(2)实验中,当槽码的重力为0.10 N时得到的纸带如图乙所示.图中A~E为计数点,每相邻两个计数点间还有4个点没有画出.已知打点计时器使用交流电的频率为50 Hz,可求得小车的加速度大小为________ m/s2(结果保留两位小数);
(3)多次改变槽码的重力,测出对应小车的加速度并描绘在图丙中,将(2)中的数据描绘在图丙中,连同已描出的点绘出小车的a F图像;
(4)由图丙中的图线可得到的结论是,当小车的质量保持不变时,小车的加速度a和力F________.
5.[2023·河北省石家庄市高一期末]为了探究加速度与力、质量的关系.需要对研究对象小车施加一个恒定的可测量的牵引力,实验老师受打印机提纸机的启发制作了“摩擦牵引器”,如图甲,它由电磁打点计时器底座改装而成,一个由8 V直流电动机驱动的压纸轮,压纸轮对纸带的压力可以调节,工作时压纸轮高速转动,能给所压纸带一个恒定的滑动摩擦力,实验时把牵引小车的拉线换成打点计时器用的纸带,纸带拉动小车加速运动,小车质量M,单个砝码质量为m0,实验装置示意如图乙.
(1)实验中下列操作正确的是________.
A.把小车轨道的一侧垫高,调节木板的倾斜度,使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动
B.开动摩擦牵引器,用测力计拉住小车不动,测量摩擦牵引器对纸带的拉力
C.把摩擦牵引器和电磁打点计时器并联接在同一个低压8 V的直流电源上
D.小车装载不同个数的砝码,分别打出几条纸带,为减小误差,实验中一定要保证砝码的质量m远小于小车的质量M
E.实验中释放小车前要先接通摩擦牵引器的电源.
(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(相邻两计数点间还有两个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电,根据纸带可求小车的加速度为________ m/s2.(结果保留2位有效数字)
(3)如果摩擦牵引器转速不足够大,打点计时器打出的纸带点迹分布可能是________________________________.
(4)某同学想到用智能手机的加速度测量程序替代打点计时器测量小车的加速度,他把手机屏朝上用胶带捆在小车上.手机y轴和小车运动方向一致,释放小车前打开程序,之后释放小车,读取加速度的数值.本实验中,他还需要进行的操作是________________________________________________________________________.
2.实验:探究加速度与力、质量的关系
知识点分组练
1.答案:(1)B (2)4.0 (3)没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够
解析:(1)电磁打点计时器正常工作时使用6V以下的交流电,A错误;实验时应先接通电源,后释放小车,B正确;平衡摩擦力时应不挂沙桶,只让小车拖着纸带在木板上匀速运动,C错误;为了减小误差,实验中一定要保证m2远小于m1,这样才能近似认为沙桶和沙的总重力等于细绳的拉力,D错误.
(2)相邻计数点间的时间间隔t=0.1s,则加速度a==m/s2=4.0m/s2.
(3)图丙所示的aF图像中,当F≤0.1N时没有加速度,可知图线不过坐标原点的原因是没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够.
2.答案:(1)匀速直线 (2)见解析 反比
解析:(1)实验中要求细线的拉力大小等于小车所受外力的合力,则需要平衡摩擦力,即让小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动.
(2)将图中各点用一条直线连接起来,使得点迹均匀分布在直线的两侧,如图所示.
由于图像是一条过坐标原点的倾斜的直线,可知,在F一定时,加速度a与成正比,即在F一定时,a与M成反比.
3.答案:(1)BC (2)2.4 (3)图像见解析
解析:(1)由于有力传感器测出拉力,所以不需要用天平测出砂和砂桶的总质量,也不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量,A、D错误;为充分利用纸带,小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录拉力传感器的示数,B正确;若要使作出的aF图线过坐标原点,应适当垫高木板的右端以平衡摩擦力,C正确.
(2)根据逐差法,小车运动的加速度大小是a=,代入数据得a≈2.4m/s2.
(3)采用描点法作图如图.
促思提能训练
1.答案:(1)B (2)0.51
解析:(1)实验中为了打点稳定以及获得更多的点,要先接通打点计时器,然后再释放小车,A错误;实验时,首先需要平衡小车受到的阻力,所以小车所受细绳的拉力F应该是小车所受的合力,B正确;分析可知只有当槽码质量远小于小车质量时,细绳的拉力与槽码重力才近似相等,C错误;平衡小车运动中阻力的方法是:把木板一侧垫高让小车在自身重力作用下能匀速滑动,D错误.
(2)根据逐差法可得小车的加速度为
a=×10-2m/s2=0.51m/s2.
2.答案:(1)D (2)B (3)0.61 0.43
解析:(1)平衡摩擦力时,因为是用小车重力的下滑分力平衡小车和纸带受到的总阻力,因此不应该用钩码通过绳子拉着小车,但应拖着穿过打点计时器的纸带,D正确.
(2)钩码质量m和小车总质量M相差越大,误差越小,即要求m M,B正确.
(3)打下F点时的速度可表示为vF=,T′=5T=0.1s,代入数据可得vF=0.61m/s,
据逐差法可得(xDE+xEF+xFG)-(xAB+xBC+xCD)=a(3T′)2,代入相关数据解得a=0.43m/s2.
3.答案:(1)220 (2)AC (3)1.22 (4)1.83
解析:(1)电火花打点计时器使用的是电压为220V的交流电.
(2)实验前平衡摩擦力需要去掉细线及动滑轮,分别垫高长木板装有打点计时器的一端,使物块下滑过程中打点计时器能够打出均匀的点迹,A正确,B错误;沙和沙桶的总重力提供左右两边相等的拉力,这个拉力不需要知道具体的数值,本实验的原理是在拉力大小相等的情况下,质量不同的两物块,通过纸带分别计算其加速度,得到的两组数据都满足F=ma,所以不需要沙和沙桶的总质量远小于物块的质量,C正确,D错误.
(3)通过分析纸带,由逐差法可得加速度大小为a2==×0.01m/s2≈1.22m/s2.
(4)同一根绳子上拉力大小相等,若结论成立则会有m1a1=m2a2,解得a1==m/s2=1.83m/s2.
4.答案:(1)A (2)0.47 (3)见解析 (4)成正比
解析:(1)调节滑轮高度,使滑轮和小车间的细线与木板平行有利于减小误差,A正确;为使细线的拉力等于小车受到的合力,应该平衡摩擦力,木板适当倾斜,B错误;平衡阻力时,细线下不应挂槽码,使小车做匀速运动,C错误;细线下端悬挂槽码的质量应远小于小车的质量,D错误.
(2)由题知,计数点之间的时间间隔为T=0.1s,由xCE-xAC=a(2T)2,得小车运动的加速度为a=0.47m/s2.
(3)将F=0.1N,a=0.47m/s2描绘在图丙中,连接后延长至坐标轴得
(4)由图丙中的图线可得到的结论是,当小车的质量保持不变时,小车的加速度a和力F成正比.
5.答案:(1)ABE (2)1.3 (3)刚开始相邻点间距逐渐增大,后来间距稳定 (4)测量手机的质量
解析:(1)把小车轨道的一侧垫高,调节木板的倾斜度,使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动,以平衡摩擦力,A正确;开动摩擦牵引器,用测力计拉住小车不动,测量摩擦牵引器对纸带的拉力,B正确;电磁打点计时器要接在低压交流电源上,C错误;实验中摩擦牵引器能给小车恒定不变的拉力,则不需要保证砝码的质量m远小于小车的质量M,D错误;实验中释放小车前要先接通摩擦牵引器的电源,E正确.
(2)相邻两计数点间还有两个点没有画出,可知T=0.06s,小车的加速度为
a==m/s2=1.3m/s2.
(3)如果摩擦牵引器转速不足够大,可能刚开始使小车逐渐加速,最终匀速运动,即打点计时器打出的纸带点迹分布可能是刚开始相邻点间距逐渐增大,后来间距稳定.
(4)因为把手机屏朝上用胶带捆在小车上,则实验处理数据时要考虑手机的质量,即他还需要进行的操作是测量手机的质量.3.牛顿第二定律
知识点分组练 
知识点1对牛顿第二定律的理解
1.(多选)下列对牛顿第二定律公式的理解正确的是(  )
A.由F=ma可知,物体所受的合力与物体的质量成正比,与物体的加速度成正比
B.由m=可知,物体的质量与其所受的合力成正比,与其运动的加速度成反比
C.由a=可知,物体的加速度与其所受的合力成正比,与其质量成反比
D.由m=可知,物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合力而求出
2.(多选)下列关于牛顿第二定律的说法中,正确的是(  )
A.物体所受合外力的方向和加速度的方向及速度的方向总是相同的
B.物体加速度的方向只由它所受合外力的方向决定,与速度的方向无关
C.物体加速度的大小由物体的质量和所受合力的大小决定,与物体的速度无关
D.一旦物体所受合力为零,则物体的加速度立即为零,其运动也就逐渐停止了
3.(多选)关于牛顿第二定律的数学表达式F=kma,下列说法正确的是(  )
A.在任何情况下式中k都等于1
B.式中k的数值由质量、加速度和力的大小决定
C.式中k的数值由质量、加速度和力的单位决定
D.物理中定义使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力为1 N
知识点2牛顿第二定律的简单应用
4.[2023·湖南省益阳市高一期末]一个质量为2 kg的物体,在光滑的水平地面上受到三个水平共点力F1、F2、F3作用处于静止状态,这三个力的大小分别为10 N、6 N、14 N,现将其中F3突然减小到8 N,这三个力方向不变,则此时物体的加速度为(  )
A.4 m/s2 B.3 m/s2C.2 m/s2 D.0
5.[2023·陕西省西安市高一期末]如图所示,塔吊通过挂钩、钢丝绳、拉力传感器与一个质量为500 kg的重物相连,重物在竖直方向运动的过程中,某一时间段内拉力传感器的示数为6 000 N,取重力加速度大小g=10 m/s2,关于重物的运动,下列说法正确的是(  )
A.重物可能正在以2 m/s2的加速度加速上升
B.重物可能正在以2 m/s2的加速度减速上升
C.重物可能正在以4 m/s2的加速度减速下降
D.重物可能正在以4 m/s2的加速度加速下降
6.[2023·河北省高二模拟]在平直轨道上运行的地铁中,某同学将轻绳的下端系一圆珠笔,轻绳的上端用胶布临时固定在地铁的竖直扶手上.当列车加速度为a时,稳定后轻绳与竖直方向夹角为θ,如图所示.若将圆珠笔换成质量为其2倍的钢笔,列车加速度仍为a时,稳定后轻绳与竖直方向的夹角为β,则(  )
A.β=4θ B.β=2θ
C.β=θ D.β=θ
7.[2023·海南省高一期末]如图,一儿童沿倾角θ=37°的滑梯滑下,滑梯与儿童裤料之间的动摩擦因数取0.5,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g=10 m/s2,不计空气阻力,儿童下滑的加速度大小为(  )
A.1 m/s2B.2 m/s2
C.3 m/s2 D.4 m/s2
8.[2023·江苏省连云港市高二期末]一物体在外力F作用下以a=10 m/s2的加速度竖直向上做匀加速直线运动,若外力增大到2F,g取10 m/s2,空气阻力不计,则物体的加速度将变为(  )
A.20 m/s2 B.25 m/s2
C.30 m/s2 D.40 m/s2
9.
[2023·陕西省西安市高一期末](多选)调皮的小帅把积木小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,如图所示,从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中,下列叙述中正确的是(  )
A.小球的速度一直减小
B.速度先增大后减小
C.小球的加速度先减小后增大
D.小球的加速度先增大后减小
10.如图所示,倾斜索道与水平面夹角为37°,当载人车厢沿钢索匀加速向上运动时,车厢中的人对厢底的压力为其体重的倍(车厢底始终保持水平),则车厢对人的摩擦力是人体重的(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)(  )
A. B.C. D.
11.[2023·河南省郑州市期末]如图,小孩坐在雪橇上,小孩与雪橇的总质量为40 kg,大人用与水平方向成37°角斜向上的大小为100 N的拉力拉雪橇,使雪橇沿水平地面做加速度为1 m/s2的匀加速直线运动,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:
(1)雪橇受到地面的支持力大小;
(2)雪橇与水平地面间的动摩擦因数的大小(结果保留2位有效数字).
知识点3瞬时加速度的求解
12.
如图所示,A球和天花板之间用轻细线相连,A球和B球之间用轻弹簧相连,整个系统保持静止.A的质量为m,B的质量为3m,现突然迅速剪断轻绳,在剪断轻绳的瞬间,设小球A、B的加速度分别用a1和a2表示,则(  )
A.a1=g,a2=g B.a1=0,a2=2g
C.a1=4g,a2=0 D.a1=2g,a2=0
13.[2023·山东省济南市高一期末](多选)如图所示,质量为1 kg的小球用水平轻弹簧系住,并用倾角为45°的光滑木板AB托住,小球处于静止状态.取g=10 m/s2,下列说法正确的是(  )
A.轻弹簧拉力大小为10 N
B.木板AB对小球弹力大小为10 N
C.木板AB突然撤去瞬间,小球的加速度大小为10 m/s2
D.弹簧被剪断瞬间,小球的加速度为0
[答题区]
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 13
答案
促思提能训练 
1.[2023·河北省保定市测试]关于速度、加速度和合力之间的关系,下列说法正确的是(  )
A.物体所受合力为0时,物体的速度一定为0
B.物体的加速度为0时,其所受的合力也一定为0
C.物体运动状态改变的难易程度取决于物体的加速度
D.速度为10 m/s的物体一定比速度为1 m/s的物体受到的合力大
2.[2023·浙江省杭州市期中](多选)一个质量为2 kg 的物体同时受到两个共点力的作用,这两个力的大小分别为2 N和6 N,当两个力的方向变化时,物体的加速度大小可能为(  )
A.1 m/s2 B.2 m/s2C. m/s2 D.4 m/s2
3.[2023·广东省高二检测](多选)如图某超市一顾客推着一辆装有许多商品的货车减速前进(可视为匀减速直线运动),加速度大小为a,顾客对货车的水平推力大小为F.货车内一质量为m的哈密瓜所受合外力的大小和方向为(  )
A.水平向左 B.水平向右C.ma D.m
4.[2023·广东省广州市高一期末](多选)雨滴在空气中下落时会受到空气阻力的作用.假设阻力大小只与雨滴的速率成正比,所有雨滴均从相同高度处由静止开始下落,到达地面前均达到最大速率.下列判断正确的是(  )
A.较大的雨滴最大速率也较大
B.所有雨滴的最大速率均相等
C.较小的雨滴在空中运动的时间较长
D.达到最大速率前,所有雨滴均做匀加速运动
5.[2023·山东省济南市高一期末]如图所示,水平桌面上质量为1 kg的物块受到大小为10 N,与水平方向成37°角的斜向上的拉力.已知物块与桌面的动摩擦因数为0.5,取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.则物块的加速度大小为(  )
A.3 m/s2 B.5 m/s2
C.6 m/s2 D.10 m/s2
6.一重50 N的物体放置在水平桌面上,物体与桌面之间的动摩擦因数为0.2,物体在水平方向上的两个力F1、F2作用下做匀加速直线运动,其中F2=15 N,则F1的值不可能是(  )
A.3 N B.25 N
C.30 N D.50 N
7.[2023·广东省东莞市高一测试](多选)如图所示,倾角θ=30°的斜面体静止在粗糙地面上,斜面体上表面光滑.轻质弹簧一端固定在竖直墙壁上、另一端与质量为2m的A球相连,质量为m的B球与A球又通过一轻质细线相连,整个系统静止时,弹簧中心轴线和细线均与斜面平行,重力加速度为g,下列说法正确的是(  )
A.若剪断A、B两球间的细线,则剪断细线瞬间,A、B两球的加速度大小分别为aA=、aB=g
B.若剪断A、B两球间的细线,则剪断细线瞬间,A、B两球的加速度大小分别为aA=、aB=
C.若剪断弹簧,则剪断后地面对斜面体的摩擦力与剪断弹簧前地面对斜面体的摩擦力相同
D.若剪断弹簧,则剪断后地面对斜面体的摩擦力比剪断弹簧前地面对斜面体的摩擦力大
8.
如图所示,质量为m的小球用两根细线OA、OB连接,细线OA的另一端连接在车厢顶,细线OB的另一端连接于侧壁,细线OA与竖直方向的夹角为θ=37°,OB保持水平,重力加速度大小为g,小车向左做加速运动,当OB段细线拉力为OA段拉力的两倍时,小车的加速度大小为(  )
A.g B.gC.g D.g
9.[2023·云南省高二统考](多选)如图所示,将一轻弹簧左端固定在小车内壁上,右端连接一物块.某段时间内弹簧处于压缩状态,且物块相对于小车静止,不计物块与车厢底面间的摩擦,则该段时间内小车的运动情况可能是(  )
A.向右做加速运动 B.向右做减速运动
C.向左做加速运动 D.向左做减速运动
10.
如图所示,一物体被水平向左的压力F压在粗糙的竖直墙壁上,某时刻压力F的值为F0,此时物体处于静止状态,若从该时刻起使压力F逐渐减小,直到减为零,则该过程中物体的加速度a与压力F的关系图像可能正确的是(  )
11.[2023·重庆市渝中区期末]某校举行托球跑步比赛,赛道为水平直道.比赛时,某同学将球置于球拍中心,运动过程中球拍的倾角始终为θ且高度不变,质量为m的乒乓球位于球拍中心相对球拍保持静止,如图所示.已知球受到的空气阻力大小与其速度v的大小成正比且方向与v相反,不计乒乓球和球拍之间的摩擦,重力加速度为g,则(  )
A.该同学刚开始运动时的加速度为g tan θ
B.该同学先做匀加速运动后匀速运动
C.匀速运动时空气阻力大小为mg sin θ
D.匀速运动时球拍对乒乓球的弹力为mg cos θ
12.[2023·山西省吕梁市高一期末]在静止的小车内,用细绳a和b系住一个小球,绳a与竖直方向成θ角,拉力为Fa,绳b为水平状态,拉力为Fb,如图所示,现让小车从静止开始向左做匀加速直线运动,此时小球相对于车厢的位置仍保持不变,则两根细绳的拉力变化情况正确的是(  )
A.Fa变大,Fb不变 B.Fa不变,Fb变大
C.Fa变小,Fb变大 D.Fa变大,Fb变小
[答题区]
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案
13.
[2023·湖南省常德市检测]如图,将质量m=0.1 kg的圆环套在固定的水平直杆上.环的直径略大于杆的截面直径.环与杆间动摩擦因数μ=0.8.对环施加一位于竖直平面内斜向上,与杆夹角θ=53°的拉力F,使圆环以a=4.4 m/s2的加速度沿杆运动.求杆对环的弹力方向和拉力F的大小.
3.牛顿第二定律
知识点分组练
1.答案:CD
解析:注意物理公式不同于数学公式,不能单从形式上判断正比和反比关系,还要考虑物理量的物理意义及决定因素等.可以利用物理公式求未知量,如已知F、a,可根据m=求m.A错:作用在物体上的合力,可由物体的质量和加速度计算,但并不由它们决定.B错:质量是物体的属性,由物体本身决定,与物体是否受力无关.C、D对:由牛顿第二定律知,加速度与合力成正比,与质量成反比,m可由其他两个量求得.
2.答案:BC
解析:物体所受合外力的方向和加速度的方向总是相同的,但是与速度的方向不一定相同,A错误;物体加速度的方向只由它所受合外力的方向决定,与速度的方向无关,B正确;物体加速度的大小由物体的质量和所受合力的大小决定,与物体的速度无关,C正确;一旦物体所受合力为零,则物体的加速度立即为零,物体将做匀速直线运动或保持静止状态,D错误.
3.答案:CD
解析:牛顿第二定律中k的数值由质量、加速度和力的单位决定,与它们的大小无关,故B错误,C正确;只有式中各个物理量的单位都取国际单位时,式中k才等于1,故A错误;物理中定义使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力为1N,故D正确.
4.答案:B
解析:现将其中F3突然减小到8N,这三个力方向不变,可知此时物体受到的合力大小为F合=14N-8N=6N,根据牛顿第二定律可得,物体的加速度为a==m/s2=3m/s2,B正确.
5.答案:A
解析:以竖直向上为正方向,根据牛顿第二定律,有F-mg=ma,解得a=2m/s2,所以重物可能以2m/s2的加速度加速上升,也可能以2m/s2的加速度减速下降,A正确.
6.答案:C
解析:对圆珠笔进行受力分析,受到重力和绳子的拉力,竖直方向受力平衡,有Fcosθ=mg,
水平方向合力产生加速度,由牛顿第二定律Fsinθ=ma,联立得a=gtanθ,即加速度与轻绳与竖直方向夹角有关,与物体质量大小无关,若将圆珠笔换成质量为其2倍的钢笔,列车加速度仍为a时,稳定后轻绳与竖直方向的夹角为β=θ,C正确,A、B、D错误.
7.答案:B
解析:在下滑的过程中,对儿童受力分析,由牛顿第二定律mgsin37°-μmgcos37°=ma,儿童下滑的加速度大小为a=2m/s2,B正确.
8.答案:C
解析:设物体质量为m,当外力为F时,根据牛顿第二定律F-mg=ma,解得F=10m+mg,当外力为2F时,根据牛顿第二定律2F-mg=ma′,解得a′=30m/s2,C正确.
9.答案:BC
解析:小球向下运动过程中,弹簧弹力一直增大,小球受两个力作用,根据牛顿第二定律有mg-kx=ma,随着x的增大,a减小,当弹力与重力大小相等时,a=0,此时速度最大,小球继续向下运动,则弹力大于重力,加速度方向向上且逐渐增大,小球做加速度增大的减速运动,直到速度为零时,压缩至最低,加速度最大,B、C正确.
10.答案:A
解析:由于人对车厢底的正压力为其重力的倍,所以在竖直方向上有FN-mg=may,
解得ay=g,设水平方向上的加速度为ax,则=tan37°=,所以ax=g,对人受力分析可知,在水平方向上摩擦力产生加速度,即f=max=mg,车厢对人的摩擦力是人体重的,A正确.
11.答案:(1)340N (2)0.12
解析:(1)对雪橇和小孩整体受力分析,如下图.
竖直方向由平衡条件Fsinθ+N=G,
代入数据解得,雪橇受到地面的支持力大小为N=340N.
(2)水平方向由牛顿第二定律得Fcosθ-f=ma,
其中f=μN,
联立解得,雪橇与水平地面间的动摩擦因数的大小为μ=0.12.
12.答案:C
解析:剪断细线之前,细绳的拉力为T=4mg,弹簧的弹力为3mg;剪断细绳的瞬间,弹簧的弹力不变,则此时球B受力不变,则合力仍为零,加速度为零,即a2=0,球A受合力为F=4mg,则加速度为a1==4g,C正确.
13.答案:AC
解析:设轻弹簧拉力为F,木板AB对小球弹力为N,以小球为对象,根据受力平衡可得F=mgtan45°=10N,N==10N,A正确,B错误;木板AB突然撤去瞬间,轻弹簧拉力保持不变,重力和轻弹簧拉力的合力大小等于撤去前木板AB对小球弹力大小,则小球的加速度大小为a==m/s2=10m/s2,C正确;弹簧被剪断瞬间,小球将沿木板下滑,小球的加速度不为零,D错误.
促思提能训练
1.答案:B
解析:物体所受合力为0时,物体处于静止状态或匀速直线运动状态,速度不一定为0,A错误;物体的加速度为0时,由牛顿第二定律F=ma,可知其所受的合力也一定为0,B正确;物体运动状态改变的难易程度取决于物体的质量,C错误;物体受到的合力大小与物体的速度大小无关,D错误.
2.答案:BCD
解析:根据二力合成的合力范围,有4N≤F合≤8N,由牛顿第二定律,可得2m/s2≤a≤4m/s2,B、C、D正确.
3.答案:BC
解析:由于货车减速前进,所以合外力方向水平向右,A错误,B正确;装有商品的货车加速度大小为a,则车内质量为m的哈密瓜的加速度大小也为a,哈密瓜受到的合外力提供其减速运动的加速度,根据牛顿第二定律F合=ma,C正确,D错误.
4.答案:AC
解析:当a=0时速度最大,则vm=,则质量越大,最大速度越大,A正确,B错误;较小的雨滴在空中运动的最大速度较小,整个过程的平均速度较小,则在空中运动的时间较长,C正确;根据牛顿第二定律得a=,则雨滴下落时,随速度的增加,加速度逐渐减小,达到最大速率前,所有雨滴均做加速度减小的变加速运动,D错误.
5.答案:C
解析:根据牛顿第二定律可得Fcos37°-f=ma,又f=μN=μ(mg-Fsin37°),联立解得a=6m/s2,C正确.
6.答案:B
解析:物体所受滑动摩擦力为f=μN=μmg=0.2×50N=10N,假设物体向左做匀加速直线运动,力F1的值应满足F1F2+f=25N,B正确.
7.答案:BC
解析:初始时,对B球受力分析可得mgsin30°=T,对AB整体受力分析可得3mgsin30°=kx,若剪断A、B两球间的细线,B球受重力和斜面的支持力作用,所以mgsin30°=maB,解得aB=g,A球受重力、支持力、弹簧的弹力作用,且弹力不能发生突变,所以kx-2mgsin30°=2maA,解得aA=g,A错误,B正确;剪断弹簧前后,A、B两球对斜面体的压力相同,斜面体受力不变,所以剪断弹簧后地面对斜面体的摩擦力与剪断弹簧前地面对斜面体的摩擦力相同,C正确,D错误.
8.答案:C
解析:小球受力如图所示,在竖直方向,由平衡条件得Fcos37°=mg,在水平方向,由牛顿第二定律得2F-Fsin37°=ma,解得a=1.75g,C正确.
9.答案:AD
解析:某段时间内力弹簧处于压缩状态,物块受到的弹簧弹力向右,重力和支持平衡.物块受到的合力即弹簧弹力,向右.由牛顿第二定律得,物块的加速度向右.物块可能向右做加速运动或向左做减速运动,A、D正确.
10.答案:D
解析:设物体与竖直墙壁间的动摩擦因数为μ,物体的质量为m.压力为F0时,物体处于静止状态,若此时静摩擦力刚好达到最大值,则从该时刻起使压力F逐渐减小,物体立即获得加速度向下加速运动,根据牛顿第二定律可得mg-f=ma,又f=μN=μF,联立可得a=g-,D正确.
11.答案:A
解析:该同学刚开始运动时,加速度水平向右,速度为零,空气阻力为零,乒乓球受到球拍的支持力及自身重力,根据牛顿第二定律可得mgtanθ=ma0,该同学刚开始运动时的加速度为a0=gtanθ,A正确;空气阻力满足f=kv,由牛顿第二定律可得mgtanθ-f=ma,随着速度的增大加速度减小,故该同学先做加速度减小的加速运动,B错误;匀速运动时,加速度为零,由B解析表达式可知,空气阻力大小为f=mgtanθ,C错误;匀速运动时,乒乓球在竖直方向满足Ncosθ=mg,球拍对乒乓球的弹力为N=,D错误.
12.答案:B
解析:物体静止时,由平衡条件可得Facosθ=mg,Fasinθ=Fb,小车向左做匀加速运动,根据牛顿第二定律得F′b-F′asinθ=ma,F′acosθ=mg,解得F′a=Fa,F′b>Fb,Fa不变,Fb变大,B正确.
13.答案:杆对环的弹力竖直向下时,拉力F=9N,或杆对环的弹力竖直向上时,拉力F=1N
解析:假设Fsin53°=mg,
则F=1.25N.
当F>1.25N时,杆对环的弹力竖直向下,则有
Fcosθ-μN=ma,
N+mg=Fsinθ,
解得F=9N.
当F<1.25N时,杆对环的弹力竖直向上,则有
Fcosθ-μN=ma,
mg=Fsinθ+N.
解得F=1N.4.力学单位制
知识点分组练 
知识点1对单位制的理解
1.[2023·云南省昆明市高一期中]国际单位制中,在力学范围内,规定下列哪三个物理量为基本量(  )
A.长度、力、时间 B.长度、质量、时间
C.速度、力、加速度 D.位移、时间、速度
2.我国长征五号B运载火箭首飞成功,火箭全长约53.7 m,采用无毒无污染的液氧、液氢和煤油作为推进剂,起飞质量约849t,近地轨道运载能力大于22t,从地面起飞到预定轨道大约用了1 800 s,是目前我国近地轨道运载能力最大的火箭.下列说法中正确的是(  )
A.材料中的单位m、t、s是国际单位的导出单位
B.s是国际单位制中力学三个基本物理量之一,而不是时间的单位
C.在国际单位制中,力的单位是根据牛顿第二定律定义的
D.一般来说,物理公式主要确定各物理量间的数量关系,并不一定同时确定单位关系
3.[2023·广西省桂林市高一期末]关于物理量和物理量的单位,下列说法中正确的是(  )
A.1 N=1 kg·m/s2
B.后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力的单位,它是国际单位制中的基本单位
C.在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、力为三个基本物理量
D.“秒”“克”“摄氏度”都属于国际单位制中的基本单位
4.在力学范围内,国际单位制规定了三个基本量,下列仪器所测的物理量不是基本量的是(  )
知识点2单位制的应用
5.一物体在2 N的外力作用下,产生10 cm/s2的加速度,求该物体的质量.下面有几种不同的求法,其中单位运用正确、简洁而又规范的是(  )
A.m== kg=0.2 kg
B.m===20=20 kg
C.m===20 kg
D.m== kg=20 kg
6.在解答一道由字母表达结果的计算题中,一个同学解得位移x=(t1+t2),其中F、m、t分别表示力、质量和时间.用单位制的方法检查,这个结果(  )
A.可能是正确的
B.一定是错误的
C.如果用国际单位制,结果可能正确
D.用国际单位制,结果错误,如果用其他单位制,结果可能正确
7.
[2023·江苏省南京市模拟]从地面以大小为v1的初速度竖直向上抛出一个皮球,经过时间t皮球落回地面,落地时皮球的速度的大小为v2.已知皮球在运动过程中受到空气阻力的大小与速度的大小成正比,重力加速度大小为g.下面给出时间t的四个表达式中只有一个是合理的.你可能不会求解t,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断.根据你的判断,你认为t的合理表达式应为(  )
A.t= B.t=C.t= D.t=
[答题区]
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案
促思提能训练 
1.在国际单位制中,下列说法中正确的是(  )
A.力的单位是根据牛顿第三定律定义的
B.m和N都是国际单位制中力学的基本单位
C.千克是国际单位制中力学的三个基本物理量之一
D.m/s、N、m/s2都是国际单位制中的导出单位
2.[2023·安徽省芜湖市高一期末]传说黄帝“设五量”“少吴同度量,调律吕”.度量衡单位最初都与人体相关:“布手知尺,布指知寸”“一手之盛谓之溢,两手谓之粤”.《史记·夏本纪》中记载禹“身为度,称以出”,则表明当时已经以名人为标准进行单位的统一,出现了最早的法定单位.现在世界上最普遍采用的国际单位制(SI)是标准度量衡的单位系统.在国际单位制中,下列物理量单位不属于力学基本单位的是(  )
A.牛顿(N) B.千克(kg)
C.米(m) D.秒(s)
3.[2023·重庆市检测]电池是一辆纯电动汽车的“心脏”,质量能量密度是衡量一辆电动汽车电池组性能的重要参数,所谓质量能量密度是指电池所能存储(或释放)的电能与电池自身的质量之比,质量能量密度数值越大,意味着相同质量的电池能存储(或释放)更多的电能,汽车续航里程也就越长.质量能量密度的单位用国际单位制的基本单位符号来表示是(  )
A.m2/kg B.m2/s2
C.J/kg D.W/kg
4.[2023·浙江省杭州市高一期末]用国际单位制验证下列表达式,可能正确的是(  )
A.x=at(x为位移、a为加速度、t为时间)
B.v=at2(v为速度、a为加速度、t为时间)
C.T=2π(T为时间、g为重力加速度、l为长度)
D.E=mc2(E为能量、m为质量、c为光速)
5.[2023·黑龙江省哈尔滨市期末]在解一道文字计算题(由字母表达结果的计算题)时,甲同学解得x=(t1+t2),乙同学解得m=,其中x表示位移,F表示力,m表示质量,t1、t2表示时间,用单位制的方法检查,这个结果(  )
A.甲、乙可能是正确的
B.甲、乙一定是错误的
C.甲一定错误、乙可能正确
D.甲可能正确、乙一定错误
6.[2023·湖北省黄石市检测]在弹吉他时,拨动琴弦,琴弦就会发生振动,振动的频率f(单位为Hz,即s-1)由琴弦的质量m、长度L和弦线中的张力(弹力)F共同决定.结合物理量的单位分析琴弦振动的频率f与m、L、F的关系式可能正确的是(其中k是一个没有单位的常数)(  )
A.f=kmLF B.f=kC.f=k D.f=k
7.[2023·山东省枣庄市高一测试]某同学查阅资料时发现,飞机飞行过程中,根据物理学中流体力学可定量计算升力的公式为Y=ρCSv2,其中Y为升力,ρ为空气密度,C为升力系数,S为机翼的特征面积,v为空气流体的速度.以下关于C的单位说法正确的是(  )
A.kg/(m2·s2) B.N/m
C.N/m2 D.某一常数,无单位
[答题区]
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案
4.力学单位制
知识点分组练
1.答案:B
解析:力学中三个基本物理量是长度、质量、时间,B正确.
2.答案:C
解析:材料中的单位m、s是国际单位的基本单位,t是质量的常用单位,不是国际单位,A错误;s是国际单位制中力学三个基本物理量之一的时间的单位,B错误;在国际单位制中,力的单位是根据牛顿第二定律定义的,即1N=1kg·m/s2,C正确;一般来说,物理公式在确定各物理量间的数量关系的同时也确定了单位关系,D错误.
3.答案:A
解析:根据牛顿第二定律F=ma可知,1N=1kg·m/s2,A正确;后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力的单位,但它不是国际单位制中的基本单位,B错误;在力学范围内,国际单位制规定长度(m)、质量(kg)、时间(s)为三个基本物理量,C错误;“秒”属于国际单位制中的基本单位,“克”“摄氏度”不属于国际单位制的基本单位,D错误.
4.答案:B
解析:国际单位制中,规定力学三个基本单位分别是米、千克、秒,其物理量规定为基本物理量,分别是长度、质量、时间,测量使用的仪器分别是刻度尺(D)、托盘天平(C)和秒表(A).弹簧测力计是测量力的仪器.本题选择所测的物理量不是基本量的仪器.
5.答案:D
解析:带单位运算时,每一个数据均要带上单位,且单位换算要准确,也可以把题中已知量的单位都用国际单位制单位表示,所得结果的单位就是国际单位制单位,这样在统一已知量的单位后,就不必再一一写出各个量的单位,只在式子末尾写出正确单位即可.在备选的四个选项中A、C均错误,B项解题过程正确,但不简洁,只有D项单位运用正确,且简洁规范.
6.答案:B
解析:位移x的国际单位是米,由(t1+t2)得·s=·s=m/s.所给等式左边单位是长度单位,而右边单位是速度单位,所以结果一定是错误的.选用的单位制不同,只影响系数.故选项B正确,选项A、C、D错误.
7.答案:A
解析:下降过程皮球做加速运动,若忽略次要因素(空气阻力)时间约为,而上升阶段做匀减速运动,同理忽略次要因素,时间约为,故总时间约为,A正确,B错误;选项C中时间t的单位为s,而的单位为m,C错误;选项D中时间t的单位为s,而的单位为,D错误.
促思提能训练
1.答案:D
解析:在国际单位制中,力的单位是牛顿,它属于导出单位,是根据牛顿第二定律定义的,A错误;在国际单位制中,力学的三个基本量是质量、长度、时间.其对应的基本单位分别是kg、m、s,B、C错误;在国际单位制中,m/s、N、m/s2都是导出单位,D正确.
2.答案:A
解析:国际单位制中,力学基本单位是千克、米、秒,所以不属于力学基本单位的是选项A.
3.答案:B
解析:质量能量密度为每千克电池存储的能量
1=1=1=1m2/s2,B正确.
4.答案:D
解析:x为位移,国际单位是m,a为加速度,国际单位是m/s2,t为时间,国际单位是s,所以at的国际单位是m/s,所以x=at是错误的,A错误;v是速度,国际单位是m/s,a为加速度,国际单位是m/s2,t为时间,国际单位是s,所以at2的国际单位是m,所以v=at2是错误的,B错误;T为时间,国际单位为s;g为重力加速度,国际单位是m/s2;l为长度,国际单位为m, 的单位是s-1,C错误;E为能量,国际单位是J,m为质量,国际单位是kg,c为光速,国际单位是m/s,mc2的单位是kg×m2/s2=kg×m/s2×m=N×m=J,D正确.
5.答案:B
解析:根据公式x=(t1+t2),由于力的单位是N,时间单位是s,质量单位是kg,故等式右边的单位是=m·s-1,等号左边的单位是m,即等号左右单位不同,故等号不成立;根据公式m=,由于力的单位是N,时间单位是s,位移单位是m,故等式右边的单位是=kg·m-1,等号左边的单位是kg,即等号左右单位不同,故等号不成立,B正确.
6.答案:C
解析:等式右侧的单位为kg·m·kg·m/s2=kg2·m2/s2,与等式左侧的单位不一致,A错误;等式右侧的单位为=s-2,与等式左侧的单位不一致,B错误;等式右侧的单位为=s-1,与等式左侧的单位一致,C可能正确;等式右侧的单位为=s,与等式左侧的单位不一致,D错误.
7.答案:D
解析:物理量之间的关系决定物理量的单位,通过题给的物理量关系可知C=,对应单位为=,整理可以得出是一个数值,没有单位,D正确.5.牛顿运动定律的应用
知识点分组练 
知识点1从受力确定运动情况
1.[2023·河北省邢台市高一期末]为了探究滑雪者(视为质点)在直线滑道AE上滑行的时间,技术人员通过测量绘制出如图所示的示意图,AC是滑道的竖直高度,D点是AC上的一点,且有AD=DE=40 m,滑雪者从坡顶A点由静止开始沿滑道AE向下滑动,取重力加速度大小g=10 m/s2,不计摩擦,则滑雪者在滑道AE上滑行的时间为(  )
A.2 s B.2sC.2s D.4 s
2.[2023·山东省临沂市一模]如图所示,倾角为30°的光滑斜坡足够长,某时刻A球和B球同时在斜坡上向上运动,开始运动时A球在斜坡底,初速度是10 m/s,B球在斜坡上距离坡底6 m的地方,初速度是5 m/s,经过时间t两球相遇,相遇点到坡底的距离为L,重力加速度g=10 m/s2,则(  )
A.t=1.4 s B.t=2.2 sC.L=8.4 m D.L=4.8 m
3.[2023·浙江省绍兴市高一期末]如图所示,某品牌小轿车连同司机的总质量为m=2 000 kg,当小轿车受到大小为F1=1 000 N的牵引力时,恰好以v0=10 m/s的速度在平直路上匀速运动.现司机突然加大油门,小轿车受到大小为F2=3 000 N的牵引力作用开始做匀加速直线运动.假设小轿车运动时所受的阻力保持不变.
(1)求小轿车加速过程中的加速度大小;
(2)求小轿车加速10 s后达到的速度大小;
(3)若小轿车加速10 s后关闭发动机,求小轿车从开始加速到停下经过位移的大小.
知识点2从运动情况确定受力
4.[2023·四川省内江市高一期末](多选)2022年10月10日起,北京全面开放了无人驾驶出租车服务,出租车在市区内行驶时有限速要求.如图所示,某辆出租车载人后的总质量为1 000 kg,并以限定的最高速度36 km/h行驶,当遥感系统感应到前方10 m处有障碍时,其智能刹车系统同时启动,出租车刹车后失去动力,做匀减速直线运动,出租车不会撞上障碍物,直到停止,则(  )
A.汽车刹车的最小加速度大小为10 m/s2
B.汽车刹车的最小加速度大小为5 m/s2
C.汽车刹车受到的最小阻力为5 000 N
D.汽车刹车受到的最小阻力为2 000 N
5.[2023·云南省大理市高一期末]如图所示,质量m=1 kg的物块P在水平拉力F作用下在粗糙水平地面上做匀速运动.若使物块P静止,将力F改为斜向上且与水平方向成37°角但大小不变作用在物块P上,使物块P从静止开始运动,测得物块P经过t=4 s的时间运动的距离为4 m,取重力加速度为g=10 m/s2,sin 37°=0.6.求:
(1)力F斜向上且与水平方向成37°角时物块的加速度大小;
(2)物块P与地面之间的动摩擦因数.
知识点3牛顿运动定律与图像结合问题
6.[2023·山东省潍坊市高一期末]质量为0.6 kg的物体静止在水平地面上.现用水平拉力F作用于物体上,2 s后撤去拉力F,物体运动的速度—时间图像如图所示.由以上信息可求得水平拉力F的大小为(  )
A.1.5 N B.2.1 N
C.2.5 N D.3.0 N
7.[2023·重庆省渝北区期末](多选)放在水平地面上的物块,受到方向不变的水平推力F的作用,推力F与时间t的关系如图甲所示,物块速度v与时间t的关系如图乙所示.取g=10 m/s2,则物块的质量和物块与地面之间的动摩擦因数分别为(  )
A.1.5 kg B.1 kgC.0.4 D.0.2
[答题区]
题号 1 2 4 6 7
答案
8.如图(a),足够高的水平长桌面上,P点左边光滑,右边粗糙,物块A在砝码B的拉动下从桌面左端开始运动,其v t图像如图(b)所示,已知砝码质量为0.10 kg,重力加速度大小g取10 m/s2,求:
(1)物块A的质量;
(2)物块A与P点右边桌面间的动摩擦因数.
促思提能训练 
1.
[2023·广东省深圳市高一期末]如图为某滑雪场景,一运动员由静止开始从一较陡斜坡滑到较为平缓的斜坡,假设整个过程未用雪杖加速,而且在两斜坡交接处速度大小不变,两斜坡的动摩擦因数相同.下列能表示该运动员加速度大小a或速度大小v随时间t变化的图像是(  )
2.[2023·安徽省合肥市联考](多选)鲣鸟为了捕食鲭鱼会像箭一样竖直扎入水中,如图甲,设鲣鸟在空中做自由落体运动,在水中做匀减速直线运动,其运动的速度—时间图像如图乙.鲣鸟可视为质点,重力加速度取g=10 m/s2,则鲣鸟(  )
A.在t0时刻速度方向改变
B.在空中运动了11.25 m
C.在水中减速的时间为1.0 s
D.在水中受到的阻力是重力的3倍
3.[2023·山东省滨州市高一期末]图甲中有两部不锈钢材质的逃生滑梯,在出现火灾等意外时,人员可以迅速通过滑梯脱离险境.假如滑梯光滑,搭建高度H相同、倾斜角不同,如图乙所示,人从滑梯顶端由静止滑下至地面过程中,下列说法正确的是(  )
A.滑梯搭建倾斜角越大,人员滑至地面速度越大
B.人员滑至地面速度大小与倾斜角无关
C.人员滑至地面所需时间与倾斜角无关
D.当倾斜角为45°时,人员滑至地面所需时间最短
4.
[2023·江西省抚州市高一统考]如图所示,直角三角形斜劈ABC固定在水平面上,∠ABC=37°,斜边AB长3 m,P点将AB分成两部分.小物块与AP段的动摩擦因数为μ1=0.5,与PB段的动摩擦因数为μ2=.若小物块从A点由静止释放,下滑到B点时速度刚好为零.g取10 m/s2,sin 37°=0.6,则小物块从A点下滑到B点的时间为(  )
A.3 s  B.4 s C.5 s  D.6 s
[答题区]
题号 1 2 3 4
答案
5.[2023·山西省高一期末]在冬天的东三省,冰雪运动广受成人、儿童的喜爱.如图所示,质量为25 kg的小孩,在大人的推动后,以5 m/s的初速度开始在水平冰面上沿直线滑行.已知小孩与冰面间的动摩擦因数为0.05,取g=10 m/s2,忽略空气阻力.求这次滑行中:
(1)小孩加速度的大小;
(2)小孩滑行的距离.
6.[2023·陕西省渭南市高一期末]如图甲是冰库工作人员在水平面移动冰块的场景,冰块先在工作人员斜向下推力作用下运动一段距离,然后放手让冰块向前滑动一段距离达到运送冰块的目的.其工作原理可简化为如图乙所示,设冰块质量为m=50 kg,冰块与滑道间动摩擦因数μ=0.25,运送冰块的滑道总长为20.8 m,工人推冰块时推力与水平方向成37°向下推冰块.某次推冰块时,工人从滑道前端推冰块(初速度可视为零)向前匀加速前进8 m后放手,冰块刚好滑到滑道末端静止.(已知g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:
(1)冰块在减速运动过程中的加速度大小a2;
(2)冰块滑动过程中的最大速度vm;
(3)工人推冰块的推力大小F.
7.如图为“山东舰”上进行“歼 15”舰载机起降训练的示意图,起飞跑道由长度为l1=160 m的水平跑道和长度为l2=13.5 m的倾斜跑道两部分组成,水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h=2.7 m.一质量为m=2.0×104 kg的飞机,其喷气发动机的推力大小恒为F=1.2×105 N,方向与速度方向相同,在运动过程中飞机受到的平均阻力大小为飞机重力的.假设“山东舰”处于静止状态,飞机可看成质点且质量不变,g取10 m/s2.
(1)求飞机到达倾斜跑道末端时的速度大小;
(2)为了使飞机在倾斜跑道的末端达到起飞速度100 m/s,外界还需要在整个水平跑道阶段对飞机施加助推力,求助推力F推的大小(结果保留2位有效数字).
8.[2023·广东省东莞市高一测试]小辉酷爱电动玩具,某次他操纵一电动小汽车爬上一固定斜坡,电动小汽车的质量为m=1 kg,在沿斜坡向上的牵引动力F=15 N的作用下,由静止开始沿额角θ=37°的斜坡从底端向上运动.已知小汽车在斜坡上所受阻力为其重力的0.4倍,斜坡足够长,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g=10 m/s2,若在2 s时小汽车突然失去动力,求:
(1)有动力作用时小汽车的加速度大小;
(2)小汽车向上运动的最大位移;
(3)小汽车回到斜坡底端时的速度大小.
9.[2023·广东省中山市高一期末]如图所示,一倾角为θ=37°、足够长的斜面固定在水平地面上,斜面上放一质量为m=0.5 kg的小物块,小物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.2,最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力,现用平行斜面向上的力F=5.0 N推动小物块由静止开始运动(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2,最后的计算结果保留一位小数).
(1)求小物块在斜面上运动的加速度?
(2)当F作用2.0 s后撤去F,求小物块还能沿斜面上升多远?
(3)若将推力F的方向调整为水平向左,则F为多大时能够使物块以1 m/s2的加速度沿斜面向上加速运动?
10.[2023·海南省高一期末]海口邮件处理中心通过滑道把邮件直接运到卡车中,如图所示,滑道由长8 m的斜直轨道AB和长2 m的水平轨道BC在B点平滑连接而成.邮件从A点由静止开始滑下,经4 s滑至B点,最终停在C点,重力加速度取g=10 m/s2.求:
(1)邮件在滑道AB上滑行的加速度大小;
(2)邮件从B滑至C点所用的时间;
(3)邮件与水平轨道BC之间的动摩擦因数.
11.
[2023·广东省潮州市检测]连续刹车时,刹车片和刹车盘产生大量热量,温度升高很快,刹车效率迅速降低,容易造成刹车失灵.为了避免刹车失灵造成的危害,高速公路在一些连续下坡路段设置用沙石铺成的紧急避险车道,如图所示.现将某次汽车避险过程简化如下:一辆货车在倾角为30°的长直下坡路上以20 m/s的速度匀速行驶,突然刹车失灵开始加速,此时货车所受阻力为车重的0.4倍(发动机关闭),加速前进15 s后冲上了倾角为53°的避险车道,在避险车道上运动17.5 m后停下,将货车的加速、减速过程视为匀变速直线运动,求货车:(sin 53°=0.8,g取10 m/s2)
(1)冲上避险车道时速度的大小;
(2)在避险车道上所受摩擦阻力是车重的多少倍.
5.牛顿运动定律的应用
知识点分组练
1.答案:D
解析:设斜面倾角为θ,则AE=2ADsinθ=80sinθ,物体做匀加速直线运动,对物体受力分析,受重力和支持力,将重力沿着平行斜面和垂直斜面正交分解,根据牛顿第二定律,有mgsinθ=ma,根据速度位移公式,有AE=at2,解得t=4s,D正确.
2.答案:C
解析:两球在光滑斜面上运动的加速度均为a==gsinθ=5m/s2,根据题意有vAt-at2=d+vBt-at2,解得t=1.2s,此过程中A球发生的位移为L=vAt-at2=(10×1.2-×5×1.22) m=8.4m,即相遇点到坡底的距离为8.4m,C正确.
3.答案:(1)1.0m/s2 (2)20m/s (3)550m
解析:(1)根据题意,设小轿车加速过程中所受阻力为f,加速度大小a1,则有f=F1=1000N,
由牛顿第二定律有F2-f=ma1,
得a1=1.0m/s2.
(2)根据题意,设小轿车加速10s后达到的速度大小为v1,由运动学规律得v1=v0+a1t1,
解得v1=20m/s.
(3)根据题意,设小轿车加速10s的位移大小为x1,由运动学规律得
x1=v0t1+a1t,
解得x1=150m.
设小轿车减速过程中加速度大小a2,由牛顿第二定律有f=ma2,
解得a2=0.5m/s2.
设小轿车减速过程中位移大小为x2,由运动学规律得
x2=,
解得x2=400m,
则小轿车从开始加速到最后停下经过的位移大小x=x1+x2=550m.
4.答案:BC
解析:由题知,汽车的初速度为v0=36km/h=10m/s,根据速度位移公式,可得最小加速度大小为a==5m/s2,A错误,B正确;根据牛顿第二定律有f=ma,解得最小阻力为f=5000N,C正确,D错误.
5.答案:(1)0.5m/s2 (2)0.5
解析:(1)根据运动学公式可得x=at2,
解得a=0.5m/s2.
(2)匀速运动时F-μmg=0,
如图所示,力F斜向上37°角时,由牛顿第二定律和平衡条件得Fcos37°-f=ma,
FN+Fsin37°=mg,
f=μFN,
解得μ=0.5.
6.答案:C
解析:vt图像的斜率代表加速度,减速阶段的加速度大小a1=m/s2,则阻力f=ma1,加速阶段的加速度大小a2=m/s2,根据牛顿第二定律F-f=ma2,联立以上各式得F=2.5N,C正确.
7.答案:AC
解析:由图像可知,3~4s内,物块在摩擦力作用下做匀减速直线运动,加速度大小为a′==m/s2=4m/s2,根据牛顿第二定律可得a′==μg,解得动摩擦因数为μ==0.4,1~3s内,物块在9N的水平推力作用下做匀加速直线运动,加速度大小为a==m/s2=2m/s2,根据牛顿第二定律可得F-μmg=ma,解得物块的质量为m==kg=1.5kg,A、C正确.
8.答案:(1)0.4kg (2)0.125
解析:(1)由题图(b)可知,物块A在P点左边运动的加速度
a1==m/s2=2m/s2,
根据牛顿第二定律mBg=(mB+mA)a1,
代入数据解得mA=0.4kg.
(2)物块A在P点右边运动的加速度
a2==m/s2=1m/s2,
根据牛顿第二定律mBg-μmAg=(mB+mA)a2,
代入数据解得μ=0.125.
促思提能训练
1.答案:D
解析:设斜坡与水平面间的倾斜角为θ,在斜坡上加速度为a===gsinθ-μgcosθ,较陡斜坡倾斜角更大,则根据上式可知加速度更大,倾斜角不变则加速度大小恒定不变.at图像应为两条与t轴平行的直线,前一阶段a值大,后一阶段a值小,A、B错误;vt图像中,斜率表示加速度a,则图线的倾斜程度先不变,在通过交接处后倾斜程度比之前小,C错误,D正确.
2.答案:BD
解析:由图可知整个过程速度一直为正,则知在t0时刻速度方向不变,A错误;由图可知在t0时刻之前在空中做自由落体运动,设t0时刻时速度为v0,则v-0=2gx1,解得x1=11.25m,B正确;由自由落体运动特点可得g=,解得t0=1.5s,在水中减速的时间为t=1.5t0-t0=0.5t0=0.75s,C错误;由图可得在水中的加速度大小为a==20m/s2=2g,由牛顿第二定律可得f-G=ma,联立可得f=3G,D正确.
3.答案:B
解析:设滑梯倾斜角为θ,由牛顿第二定律可得mgsinθ=ma,解得a=gsinθ,人员从滑梯顶端由静止滑下至地面过程中,有v2=2a·,解得v=,所以人员滑至地面速度大小与倾斜角无关,A错误,B正确;设滑至地面所需时间为t,则有=at2,解得t=,所以人员滑至地面所需时间与倾斜角有关,倾斜角越大,时间越短,C、D错误.
4.答案:A
解析:根据题意分析,物块在AP段做匀加速直线运动,加速度设为a1,在PB段做匀减速直线运动,加速度大小设为a2,根据牛顿第二定律,AP段有mgsin37°-μ1mgcos37°=ma1,解得a1=2m/s2,PB段有μ2mgcos37°-mgsin37°=ma2,解得a2=1m/s2.设P点的速度为v,斜边AB长L=3m,根据运动规律+=L,联立解得v=2m/s,则小物块从A点下滑到B点的时间为t=+=s+s=3s,A正确.
5.答案:(1)0.5m/s2 (2)25m
解析:(1)小孩做匀减速运动,加速度大小为a,根据牛顿第二定律f=μmg=ma,
解得a=0.5m/s2.
(2)根据速度位移关系0-v=2ax,
解得小孩滑行的距离为x=25m.
6.答案:(1)2.5m/s2 (2)8m/s (3)500N
解析:(1)减速阶段冰块只受滑动摩擦力,则μmg=ma2,解得a2=2.5m/s2.
(2)减速阶段,根据速度—位移关系可得v=2a2(L-x),
其中L=20.8m,x=8m解得vm=8m/s.
(3)设加速时加速度为a1,则加速阶段有v=2a1x,
解得a1=4m/s2.
加速阶段受力情况如图所示,对冰块根据牛顿第二定律可得Fcos37°-f=ma1,
FN=mg+Fsin37°,
f=μFN,
联立解得F=500N.
7.答案:(1)41m/s (2)5.2×105N
解析:(1)飞机在水平跑道上加速运动,由牛顿第二定律
F-mg=ma1,
解得a1=5.0m/s2.
由匀变速直线运动规律得v=2a1l1,
飞机在倾斜跑道上运动
F-0.1mg-mgsinθ=ma2,
又因sinθ=,
由公式v-v=2a2l2,
解得v2=41m/s.
(2)飞机在水平跑道上运动施加助推力,沿倾斜跑道运动加速度仍为a2,在水平跑道上运动时,有F推+F-0.1mg=ma′1,
v′=2a′1l1,
在倾斜跑道上运动时,起飞速度为v′2=100m/s,则v′-v′=2a2l2,
联立解得F推≈5.2×105N.
8.答案:(1)5m/s2 (2)15m (3)2m/s
解析:(1)设有动力作用时小汽车的加速度大小为a1,由牛顿第二定律得F-mgsinθ-kmg=ma1,
解得a1=5m/s2.
(2)小汽车失去动力时的速度v=a1t1=10m/s,
小汽车失去动力后,设加速度大小为a2,由牛顿第二定律得
mgsinθ+kmg=ma2,
解得a2=10m/s2.
经历时间t2小汽车减速为0,则t2=1s,
小汽车向上运动的最大位移为x=(t1+t2)=15m.
(3)设小汽车向下运动时的加速度大小为a3,由牛顿第二定律得mgsinθ-kmg=ma3,
解得a3=2m/s2.
设小汽车回到斜坡底端的速度大小为v′2=2a3x,
解得v′=2m/s.
9.答案:(1)2.4m/s2 (2)1.5m (3)6.3N
解析:(1)对小物块,受力图如下,
由牛顿第二定律得F-mgsin37°-μmgcos37°=ma1,
解得a1=2.4m/s2.
(2)撤去推力F时v1=a1t1=4.8m/s,
撤去推力F后,受力图如下,
沿斜面方向有mgsin37°+μmgcos37°=ma2,
解得a2=7.6m/s2.
撤去推力F后沿斜面上升距离
s2==≈1.5m.
(3)推力F调整为水平时,受力图如下,
沿斜面方向(x轴)F3cos37°-mgsin37°-f3=ma,
滑动摩擦力f3=μF′N,
垂直于斜面方向(y轴)F′N=mgcos37°+F3sin37°,
由以上各式解得F3=6.3N.
10.答案:(1)1m/s2 (2)1s (3)0.4
解析:(1)在斜直轨道AB上,由运动学公式
xAB=a1t,
可得,邮件在滑道AB上滑行的加速度大小
a1==m/s2=1m/s2.
(2)由运动学公式可得,邮件到达B点时的速度大小为
vB=a1t1=4m/s,
因为邮件在BC段做匀减速直线运动,所以由公式
xBC=t2,
可得,邮件从B滑至C点所用的时间t2=1s.
(3)邮件在水平轨道BC上运动时,由牛顿第二定律及运动学公式得μ2mg=ma2,
v=2a2xBC,
联立解得,邮件与水平轨道BC之间的动摩擦因数μ2=0.4.
11.答案:(1)35m/s (2)2.7
解析:(1)根据题意,设货车关闭发动机后加速前进的加速度为a1,冲上避险车道时速度的大小为v1,由牛顿第二定律有mgsin30°-0.4mg=ma1,
由运动学规律得v1=v0+a1t,
联立代入数据解得v1=35m/s.
(2)根据题意,设货车在避险车道上运动时的加速度大小为a2,在避险车道上所受摩擦阻力为f,由牛顿第二定律有mgsin53°+f=ma2,
由运动学规律得v=2a2x,
解得f=2.7mg,
即在避险车道上所受摩擦阻力是车重的2.7倍.6.超重和失重
知识点分组练 
知识点1超重和失重的分析和判断
1.某人乘电梯从10楼到1楼,从电梯启动到停在1楼的过程,经历了匀加速、匀速和匀减速三个阶段.电梯在这三个连续的运动阶段中,该人所受的重力和他对电梯地板的压力相比较,其大小关系分别是(  )
A.重力大于压力,重力等于压力,重力小于压力
B.重力小于压力,重力等于压力,重力大于压力
C.重力大于压力,重力小于压力,重力小于压力
D.重力小于压力,重力小于压力,重力大于压力
2.下列对超重的认识正确的是 (  )
A.处在加速上升的电梯中的人感觉脚掌受到的力比静止时大,说明人受到的重力增大了
B.处在匀速上升的电梯中的人处于超重状态
C.超重就是物体的重力增大了
D.人在竖直方向上的绳子牵引下向上加速运动时处于超重状态
3.(多选)关于超重和失重,下列说法中正确的是(  )
A.超重就是在某种情况下,物体的重力变大了
B.物体向上运动一定处于超重状态
C.物体向下减速运动,处于超重状态
D.物体做自由落体运动时处于完全失重状态
4.(多选)升降机中站在测力计上的人,发现测力计示数比自己的体重小,则(  )
A.人受到的重力减小了
B.人受到的重力不变
C.升降机可能正在减速下降
D.升降机可能正在加速下降
5.
[2023·江苏省南通市高一期末]万米级全海深潜水器“奋斗者”号创造了10 909米的中国载人深潜新纪录.某次深潜探测中,“奋斗者”号的v t图像如图所示,则内部的科考人员(  )
A.0~t1时间内处于超重状态,t1~t2时间内处于失重状态
B.0~t1时间内处于失重状态,t1~t2时间内处于超重状态
C.0~t1和t1~t2时间内都处于超重状态
D.0~t1和t1~t2时间内都处于失重状态
知识点2超重和失重的有关计算
6.[2023·陕西省渭南市高一期末]随着生活水平的提高,肥胖问题日渐突出,控制体重逐渐引起人们的重视.如图所示,小林正站在体重秤上测量他的体重,下列说法中正确的是(  )
A.下蹲过程,体重秤示数一直增大
B.下蹲过程,体重秤示数一直减小
C.起身过程,体重秤示数先增大后减小
D.起身过程,体重秤示数先减小后增大
7.
[2023·广东省广州市高一期末]如图所示,电梯内有一同学,旁边有一台秤,上面放一个重物,当电梯做匀速直线运动时,台秤的示数为8 N,某时刻起持续10 s,该同学观察到台秤的示数为9.6 N,已知该同学的质量为50 kg,g取10 m/s2,这10 s内,则该同学判断正确的是(  )
A.电梯一定是向上运动
B.自己是处于失重状态
C.电梯加速度方向可能是向下的
D.自己对电梯轿厢的压力大小为600 N
8.
[2023·湖南省益阳市高一期末]小红和小明用体重计研究人在观光升降电梯中的超重和失重现象.在升降电梯内的地板上放一体重计,电梯静止时小红站在体重计上.在升降电梯运动过程中,小明观察到体重计的示数F随时间t变化的图像如图所示.已知升降电梯从t=0时经历了三个阶段:由静止开始匀加速运动、匀速运动和匀减速运动,在t=13 s时停止,g=10 m/s2.下列说法正确的是(  )
A.小红在0~2 s内重力增加了,小红处于超重状态
B.升降电梯在小明观察的这段时间内向下运动
C.小红在2~12 s内匀速运动的速度为2 m/s
D.小红在0~13 s内位移为22 m
9.[2023·安徽省合肥市测试]在某次军事演习中,质量为64 kg的空降兵从悬停在空中的直升飞机上跳下沿竖直方向运动,其速度—时间(v t)图像如图甲所示,当速度减为零时空降兵恰好落到地面.降落伞用8根对称的绳悬挂空降兵,每根绳与中轴线的夹角均为37°,如图乙所示.不计空降兵所受的阻力,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度大小g=10 m/s2,则(  )
A.空降兵前10 s处于超重状态
B.空降兵从225 m高处开始跳下
C.空降兵在整个运动过程中的平均速度大小为3.75 m/s
D.落地前瞬间降落伞的每根绳对空降兵的拉力大小为80 N
10.[2023·天津市西青区期末]某校高一物理兴趣小组,进行了如图甲所示的无人机飞行表演活动.图乙为该无人机某次表演过程中在竖直方向运动的v t图像.以向上为正方向,关于无人机的运动情况,下列说法正确的是(  )
A.无人机在1 s末时和5 s末时的加速度相同
B.无人机在2 s末至4 s末匀减速下降
C.无人机在6 s末时位于发射点上方12 m处
D.无人机在第3 s内处于超重状态
11.[2022·江苏省无锡市高一期末]物理课上,某同学手里握住力传感器,传感器下面竖直挂着一个钩码,做先“下蹲”后“起立”的动作,传感器的示数随时间变化的情况如图所示.下列说法中正确的是(  )
A.图示的时间内该同学完成两次下蹲、起立的动作
B.“下蹲”或“起立”时,砝码重力均发生了变化
C.该同学下蹲过程中的最大速度出现在t1时刻
D.实验过程该同学重心的最大加速度约为14 m/s2
12.[2023·山东省济宁市期末]2022年10月12日16时01分,“天宫课堂”第三课在中国空间站开讲,由新晋“太空教师”陈冬、刘洋、蔡旭哲授课,这是中国航天员首次在问天实验舱内进行授课.航天员们现场展示失重环境物理现象,超重和失重在生活中也非常常见,下列有关超重和失重的说法正确的是(  )
A.载人飞船中的航天员从发射到在太空运行一直处于失重状态
B.在水平轨道上加速行驶的高铁上的乘客处于超重状态
C.人在减速下降的电梯里面处于超重状态
D.人在下蹲过程中一直处于超重状态
[答题区]
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案
促思提能训练 
1.[2023·广东省广州市期末](多选)如图所示为某中学为增强学生体魄,组织学生参加跳绳的情景.跳绳锻炼时,若研究某同学离地后腾空并落回的过程,将其看作质点,且不计空气阻力,则(  )
A.上升过程中该同学处于超重状态,下落过程中该同学处于完全失重状态
B.在最高点处,速度为0,加速度不为0
C.在最高点处,速度和加速度均为0
D.从最高点下落的过程,做自由落体运动
2.[2023·河北省保定市高一期末]一质量为50 kg的同学,为完成老师布置的实践体验作业,把体重计放在直升式电梯中,发现某段时间体重计的示数变为40 kg,设当地的重力加速度大小为10 m/s2,下列说法中正确的是(  )
A.该同学这段时间处于失重状态,重力大小为400 N
B.该同学这段时间处于失重状态,重力大小为500 N
C.这段时间内电梯的加速度大小为2 m/s2,方向竖直向上
D.这段时间内电梯的加速度大小为2.5 m/s2,方向竖直向下
3.[2023·广西省钦州市高一检测]如图所示,在盛满水的瓶的底部钻几个小孔,然后让其自由下落,则下落过程中出现的现象是(  )
4.[2023·山东省滨州市高一期末]某同学站在升降机内,用手机测量升降机竖直方向运动的加速度,加速度随时间变化图像如图所示,规定竖直向上为正方向.则(  )
A.该同学0~t1时间处于失重状态,t2~t3时间处于超重状态
B.该同学0~t1和t2~t3时间内,均处于超重状态
C.升降机一定先向上加速运动,再向上匀速运动,最后向上减速运动
D.升降机可能先减速下降,速度减小到0,停止一段时间后又加速下降
5.[2023·浙江省湖州市高一期末]如图所示,小张在测力板上完成下蹲的动作.可以通过力传感器记录压力F随时间t变化的图像,下列图像能反映下蹲过程中压力随时间变化的是(  )
6.
[2023·山东省临沂市期末]如图所示,斜面体的质量为M始终处于静止状态.当质量为m的物体沿斜面滑动时有(  )
A.匀速下滑时,M对地面压力小于(M+m)g
B.加速下滑时,M对地面压力小于(M+m)g
C.减速下滑时,M对地面压力小于(M+m)g
D.M对地面压力始终等于(M+m)g
7.
(多选)一游客乘坐观光电梯进行游览,取竖直向上为正方向,游客的速度—时间关系图像如图所示,则下列说法正确的是(  )
A.在0~t1内,游客处于超重状态
B.在t1~t2内,游客处于失重状态
C.在t2~t3内,游客处于超重状态
D.在t2~t3内,游客对电梯的压力增大
8.[2023·安徽省宣城市高一期末](多选)如图所示,甲乙两乘客质量相同,甲乘坐台阶式自动扶梯上楼,乙乘坐履带式自动扶梯上楼,两种扶梯倾角相同,启动时加速度相同且不变,在电梯启动的过程中,下列说法正确的是(  )
A.扶梯对乙的作用力竖直向上
B.甲乘客受到的支持力大于乙乘客受到的支持力
C.甲乘客受到的摩擦力小于乙乘客受到的摩擦力
D.甲乘客在电梯启动过程中处于超重状态
9.[2023·陕西省西安市高一期末]一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼,其位移s与时间t的关系图像如图所示,其中t1~t2时间内图像为直线,两边与之相切.乘客所受支持力的大小用FN表示,重力加速度大小为g.以下判断正确的是(  )
A.0~t1时间内,乘客处于超重状态
B.t1~t2时间内,乘客的速度减小
C.t2~t3时间内,乘客的加速度方向向上
D.t2~t3时间内,乘客的速度减小,FN10.[2023·江苏省镇江市高一期末]如图甲所示,在升降机的顶部安装了力传感器,传感器下方挂上一轻质弹簧,弹簧下端挂一质量为m的小球.若升降机在匀速运行过程中突然停止,并以此时为零时刻,在后面一段时间内传感器显示弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示,g为重力加速度,则下列说法正确的是(  )
A.0~t1时间内小球处于失重状态
B.t1~t2时间内小球处于超重状态
C.t2~t3时间内小球处于超重状态
D.t3~t4时间内小球处于平衡状态
11.
如图所示,A为电磁铁,C为胶木秤盘,A和C(包括支架)的总重量为M,B为铁片,质量为m,整个装置用轻绳悬于O点,当电磁铁通电,铁片被吸引上升的过程中,轻绳上拉力F为(  )
A.F=mg B.F>(m+M)g
C.F=(m+M)g D.Mg12.[2023·广西省高二模拟]“抛绣球”是广西传统民族运动.如图甲所示,细绳一端系着绣球,另一端握在运动员手中.使绣球在竖直平面内做圆周运动,数圈之后抛出.图乙是绣球的运动轨迹,在A、B、C、D四个点上,绣球处于超重状态的是(  )
A.A点  B.B点  C.C点  D.D点
13.[2023·湖北省孝感市高二联考]小明为了更好的体验超重与失重现象,他在电梯中用测力计悬吊一个重物,保持测力计相对电梯静止,测得电梯匀加速上升时测力计读数为G1,匀减速上升时读数为G2.若电梯加速和减速过程的加速度的大小是相同的,则电梯做匀加速运动时的加速度大小为(  )
A.g B.C. D.g
[答题区]
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案
题号 8 9 10 11 12 13
答案
14.
[2023·湖南省株洲市高一期末]如图所示,质量50 kg的人站在升降机中的体重计上.重力加速度g取10 m/s2,当升降机做下列各种运动时,求体重计的示数.
(1)匀速上升;
(2)以4 m/s2的加速度加速上升;
(3)以5 m/s2的加速度加速下降.
15.[2023·天津市高一期末]一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重.一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由落下.落到一定位置时,制动系统启动,到地面时刚好停下.已知座舱开始下落时的高度为75 m,当落到离地面30 m的位置时开始制动,座舱匀减速下落.若座舱中某人用手托着重50 N的铅球.忽略摩擦和空气阻力,g=10 m/s2.求:
(1)座舱下落的最大速度;
(2)当座舱下落35 m的位置时,手对铅球的托力多大;
(3)当座舱落到离地面15 m的位置时,手要用多大的力才能托住铅球.
6.超重和失重
知识点分组练
1.答案:A
解析:某人乘电梯从10楼到1楼,速度方向向下.电梯启动做加速运动阶段,加速度方向向下,由牛顿第二定律可知重力大于电梯地板对他的支持力,由牛顿第三定律可知,他对电梯地板的压力等于电梯地板对他的支持力,即重力大于压力,处于失重状态;在匀速运动阶段,处于平衡状态,重力等于压力;在减速运动阶段,加速度方向向上,由牛顿第二定律可知重力小于电梯地板对他的支持力,由牛顿第三定律可知,他对电梯地板的压力等于电梯地板对他的支持力,即重力小于压力,处于超重状态,A正确,B、C、D错误.
2.答案:D
解析:处在加速上升的电梯中的人感觉脚掌受到的力比静止时大,说明人处于超重状态,但人受到的重力不变,A错误;处在匀速上升的电梯中的人保持平衡状态,B错误;超重时物体的重力没有变化,C错误;人在竖直方向上的绳子牵引下向上加速运动时处于超重状态,D正确.
3.答案:CD
解析:重力与物体的运动状态无关,超重或失重时,物体的重力并没有变化,A错误;物体向上运动,可以是向上的减速运动,此时有向下的加速度,处于失重状态,B错误;物体向下减速运动,加速度向上,处于超重状态,C正确;物体做自由落体运动时,加速度等于重力加速度,方向向下,物体处于完全失重状态,D正确.
4.答案:BD
解析:人受到的重力由自身的质量和重力加速度决定,与升降机的状态无关,故人受到的重力不变,A错误,B正确;由题意可知,测力计示数比自己的体重小,人(升降机)具有向下的加速度,可能正在加速下降,也可能正在减速上升,D正确,C错误.
5.答案:B
解析:根据vt图像可知0~t1时间内“奋斗者”号向下加速,加速度向下,处于失重状态;t1~t2时间内“奋斗者”号向下减速,加速度向上,处于超重状态,B正确.
6.答案:C
解析:设小林重力为G0.下蹲过程中,人先向下做加速运动,后向下做减速运动,所以先处于失重状态,后处于超重状态,体重计的示数先小于G0后大于G0;体重秤示数先减小后增大,A、B错误;起身过程,先向上做加速运动,后向上做减速运动,最后回到静止状态,人先处于超重状态,后处于失重状态,体重计的示数先大于G0后小于G0;体重秤示数先增大后减小,C正确,D错误.
7.答案:D
解析:匀速运动时,台秤的示数跟物体重力的大小相等;当台秤的示数大于物体的重力时,即所受的支持力大于重力,该重物处于超重状态,电梯里的自己也是处于超重状态;此时加速度向上,有可能电梯向上加速,也有可能电梯向下减速,A、B、C错误;对重物,由牛顿第二定律可知FN-mg=ma,解得a=m/s2=2m/s2,对该同学,由牛顿第二定律可知F′N-m′g=m′a,解得F′N=m′(g+a)=600N,根据牛顿第三定律,自己对电梯的压力为600N,D正确.
8.答案:C
解析:由Ft图像可知,小红在0~2s内处于超重状态,但小红的重力保持不变,A错误;由题意可知在0~2s内由静止开始匀加速运动,小红在这段时间内处于超重状态,加速度方向向上,可知升降电梯在小明观察的这段时间内向上运动,B错误;小红在0~2s内的加速度大小为a==m/s2=1m/s2,小红在2s时的速度为v=at1=1×2m/s=2m/s,小红在2~12s内匀速运动的速度为2m/s,C正确;小红在0~2s内的位移为x1=t1=×2m=2m,小红在2~12s内的位移为x2=vt2=2×10m=20m,小红在t=13s时停止,则12~13s的位移为x3=t3=×1m=1m,小红在0~13s内位移为x=x1+x2+x3=23m,D错误.
9.答案:C
解析:前10s空降兵加速下降,处于失重状态,A错误;速度—时间图像中,面积大小等于位移大小,故位移大小为s=m=150m,B错误;空降兵在整个运动过程中的平均速度大小为v==3.75m/s,C正确;根据牛顿第二定律可得8·Fcos37°-mg=ma,根据图像,空降兵落地前加速度大小为a=m/s2=0.5m/s2,则F=105N,D错误.
10.答案:A
解析:0~2s内与4~6s内图像平行,斜率相同,则加速度相同,因此无人机在1s末时和5s末时的加速度相同,A正确;0~3s内无人机向上运动,3~6s内无人机向下运动,故B错误;根据vt图像与时间轴围成的面积表示位移,知无人机在6s末时位移为零,回到发射点,C错误;vt图像的斜率表示加速度,2~4s内图像是直线,斜率为负,加速度方向向下,处于失重状态,D错误.
11.答案:C
解析:图示的时间内该同学先向下运动,后向上运动,经历了一次下蹲、起立的动作,A错误;“下蹲”或“起立”时,砝码的质量没有发生变化,所以砝码重力没有发生变化,B错误;从图示可以看出,该同学下蹲过程中先向下加速,后向下减速,在t1时刻向下的加速度为零,速度出现最大值,该同学下蹲过程中的最大速度出现在t1时刻,C正确;从图示可知实验过程该砝码的重力为5N,拉力的最小值为2N,质量为m==kg=0.5kg,由牛顿第二定律可知mg-F=ma,重心的最大加速度约为a=6m/s2,D错误.
12.答案:C
解析:载人飞船中的航天员刚发射时,向上加速处于超重状态,A错误;在水平轨道上加速行驶的高铁上的乘客,竖直方向上加速度为0,既不超重也不失重,B错误;人在减速下降的电梯里面,此时加速度方向向上,所以处于超重状态,C正确;人在下蹲过程中,先向下加速后向下减速,所以先处于失重状态后处于超重状态,D错误.
促思提能训练
1.答案:BD
解析:不计空气阻力,该同学在上升过程和下降过程的加速度均为重力加速度,均处于完全失重状态,A错误;在最高点时,同学的速度为零,此时同学仍只受到重力作用,加速度等于重力加速度,B正确,C错误;从最高点下落的过程中,同学下落的初速度为零,且只受重力作用,则同学做自由落体运动,D正确.
2.答案:B
解析:体重计的示数变小,小于重力,说明处于失重状态,但重力不变,仍为500N,故A错误,B正确;由失重状态结合牛顿第二定律,得mg-FN=ma,代入数据,解得a=g-=10-m/s2=2m/s2,方向竖直向下,C、D错误.
3.答案:A
解析:让盛满水的瓶自由下落时,瓶和里面的水都做自由落体运动,处于完全失重状态,它们的运动情况是相同的,所以不会有水流出,A正确.
4.答案:D
解析:该同学0~t1时间内加速度向上,处于超重状态;t2~t3时间加速度向下,处于失重状态,A、B错误;升降机0~t1时间内加速度向上,可能向上加速运动,也可能向下减速;t1~t2时间做匀速运动或静止;t2~t3时间内加速度向下,则可能向下加速,或者向上减速运动,C错误;由选项C的分析可知,升降机可能先减速下降,速度减小到0,停止一段时间后又加速下降,D正确.
5.答案:D
解析:小张下蹲的时候,经历的过程是先加速下蹲,再减速下蹲,最后蹲着静止在测力板上;加速下蹲时,小张处于失重状态,小张所受支持力小于重力;减速下蹲时,小张处于超重状态,小张所受支持力大于重力;蹲着静止在测力板上时,小张处于平衡状态,小张所受支持力等于重力,D正确.
6.答案:B
解析:对m与M整体进行受力分析,在竖直方向上受重力(M+m)g和地面对斜面体的支持力FN,令m的加速度为a1,M的加速度a2=0,在竖直方向两物体的加速的分量分别为a1y和a2y,规定竖直向下为正方向,由牛顿第二定律有Fy=(M+m)g-FN=ma1y+ma2y,因a2=0,故FN=(M+m)g-ma1y.物体m沿斜面匀速滑动时,有a1=0,则FN=(M+m)g,A错误;物体m沿斜面加速下滑时,a1沿斜面向下,则a1y>0,FN<(M+m)g,B正确;物体m沿斜面减速下滑时,a1沿斜面向上,则a1y<0,则FN>(m+M)g,C错误;由以上分析,M对地面压力可能大于(M+m)g,可能等于(M+m)g,也有可能小于(M+m)g,D错误.
7.答案:AD
解析:根据vt图像的斜率表示加速度,由图像可知在0~t1内,电梯的加速度竖直向上,游客的加速度也竖直向上,则游客处于超重状态,A正确;根据vt图像的斜率表示加速度,由图像可知在t1~t2内,电梯做匀速直线运动,游客处于平衡状态,B错误;根据vt图像的斜率表示加速度,由图像可知在t2~t3内,电梯的加速度竖直向下,游客的加速度也竖直向下,游客处于失重状态,且加速度逐渐减小,根据牛顿第二定律可得mg-FN=ma,即FN=mg-ma,电梯对游客的支持力逐渐增大,根据牛顿第三定律可知,游客对电梯的压力逐渐增大,C错误,D正确.
8.答案:BCD
解析:乙随着扶梯一起向上加速运动,可知扶梯对乙的作用力斜向上偏右,A错误;设乘客质量为m,扶梯倾角为θ,加速度为a;以甲为研究对象,竖直方向根据牛顿第二定律可得N甲-mg=masinθ,解得N甲=mg+masinθ,以乙为研究对象,垂直扶梯方向根据受力平衡可得N乙=mgcosθf甲=macosθ,甲乘客受到的摩擦力小于乙乘客受到的摩擦力,C正确;甲乘客在电梯启动过程中具有向上的加速度,处于超重状态,D正确.
9.答案:C
解析:在st图中,斜率为物体的速度,0~t1时间内,由图像可知,斜率增大,速度增大,所以乘客向下做加速运动,加速度向下,乘客处于失重状态,A错误;t1~t2时间内,图像为一条直线,乘客做匀速运动,B错误;t2~t3时间内,乘客向下做减速运动,受力分析可知FN>mg,所以乘客所受合力向上,加速度向上,C正确,D错误.
10.答案:B
解析:0~t2时间内,小球受到的弹力大于自身重力,合力向上,处于超重状态,A错误,B正确;t2~t4时间内,小球受到的弹力小于自身重力,合力向下,处于失重状态,C、D错误.
11.答案:B
解析:在铁片被吸引上升的过程中,其受到重力和电磁铁对铁片的吸引力,加速度方向竖直向上,故电磁铁对铁片的吸引力大于铁片自身重力,即F1>mg,对整体分析,系统受到轻绳拉力、自身重力和铁片对系统的吸引力,即F=Mg+F1>(M+m)g,B正确.
12.答案:A
解析:A点小球的加速度指向圆心,竖直向上,故A点处于超重状态,A正确;抛出后,小球只受重力作用,加速度竖直向下,所以B、C、D三点都处于失重状态,B、C、D错误.
13.答案:A
解析:设重物的质量为m,电梯的加速度大小为a,则电梯匀加速上升时,由牛顿第二定律可得G1-mg=ma,匀减速上升时,由牛顿第二定律可得mg-G2=ma,两式相加可得2ma=G1-G2,两式相减可得2mg=G1+G2,相比后可解得a=g,A正确.
14.答案:(1)500N (2)700N (3)250N
解析:(1)匀速上升时,由平衡条件得:FN1=mg=500N,
由牛顿第三定律得:人对体重计压力为500N,即体重计示数为500N.
(2)加速上升时,由牛顿第二定律得:FN2-mg=ma1,
解得FN2=mg+ma1=700N,
由牛顿第三定律得:人对体重计压力为700N,即体重计示数为700N.
(3)加速下降时,由牛顿第二定律得mg-FN3=ma3,
解得FN3=mg-ma3=250N,
由牛顿第三定律得:人对体重计压力为250N,即体重计示数为250N.
15.答案:(1)30m/s (2)零 (3)125N
解析:(1)自由落体结束瞬间速度最大,下落的高度h1=45m,
由自由落体速度位移关系v=2gh1,
可得下落的最大速度v1==30m/s.
(2)离地面35m时,座舱还在自由下落,铅球处于完全失重状态,手对铅球的托力为零.
(3)从开始自由落体直到下落高度h1=45m时速度为v1,则v=2gh1,
对匀减速运动v=2ah2,
解得a=15m/s2.
当座舱落到离地面15m的位置时FN-mg=ma,
解得FN=mg+ma=125N.

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