物理必修一--運動學與力學專題

1、物理必修一（人教版）運動學和力學專題練習題及答案詳解11、一架飛機水平勻速地在某同學頭頂飛過，當他聽到飛機的發(fā)動機聲從頭頂上方傳來時，發(fā)現(xiàn)飛機在他前上方約與地面成60°角的方向上，據(jù)此可估算出此飛機的速度約為聲速的多少倍？2、一列火車由等長的車廂連接而成，車廂之間的間隙忽略不計，一人站在站臺上與第一節(jié)的最前端相齊。當列車由靜止開始做勻加速直線運動開始計時，測量第一節(jié)車廂通過他的時間為 2 秒，則從第5 節(jié)到第 16 節(jié)車廂通過他的時間為多少？3、高為 h 的電梯正以加速度a 勻加速上升，忽然天花板上一顆螺釘脫落。螺釘落到電梯底板上所用的時間是多少？4、甲、乙兩輛汽車都從靜止出發(fā)做加速

2、直線運動，加速度方向一直不變。在第一段時間間隔內(nèi)，兩輛汽車的加速度大小不變，汽車乙的加速度大小是甲的兩倍；在接下來的相同時間間隔內(nèi)，汽車甲的加速度大小增加為原來的兩倍，汽車乙的加速度大小減小為原來的一半。求甲、乙兩車各自在這兩段時間間隔內(nèi)走過的總路程之比。5、百貨大樓一、二樓之間有一正以恒定速度向上運動的自動扶梯，某人以相對扶梯v 的速率從一樓跑向二樓，數(shù)得扶梯有N 1 級；此后又反過來以相對扶梯v 的速率跑回一樓，數(shù)得扶梯有 N2 級。那么，一、二樓間的扶梯實際上有幾級？6、觀察者站在列車第一節(jié)車廂前端一側(cè)的地面上，列車從靜止開始做勻加速直線運動，測得第一節(jié)車廂通過他用了5s，列車全部通過共

3、用了20s，則此車一共由幾節(jié)車廂組成？7、如圖所示，車廂在運動過程中所受阻力恒為F 阻 ，當車廂以某一加速度a向右加速時，在車廂的后壁上相對車廂靜止著一物體m，物體與車廂壁之間.的動摩擦因數(shù)為，設車廂的質(zhì)量為M，則車廂內(nèi)發(fā)動機的牽引力至少為多少時，物體在車廂壁上才不會滑下來？8、物體以一定的初速度沖上固定的光滑斜面，到達斜面最高點C 時速度恰好為零， 如圖所示，已知物體運動到斜面長度34處的 B 點時所用的時間為t，求物體從B 滑到 C 所用的時間。9、如圖所示，質(zhì)量為m 的球置于斜面上，被一個固定在斜面上的豎直擋板擋住?，F(xiàn)用一個力F 拉斜面， 使斜面在水平面上做加速度為a 的勻加速直線運動，

4、忽略一切摩擦，以下說法中正確的是()A 若加速度足夠小，豎直擋板對球的彈力可能為零B 若加速度足夠大，斜面對球的彈力可能為零C斜面和擋板對球的彈力的合力等于maD 斜面對球的彈力不僅有，而且是一個定值10、如圖所示，物塊A 放在直角三角形斜面體B 上面， B 放在彈簧上面并緊挨著豎直墻壁，初始時 A 、B 靜止；現(xiàn)用力F 沿斜面向上推A，但 A 、B 并未運動。下列說法正確的是（）A A 、 B 之間的摩擦力可能大小不變B A 、 B 之間的摩擦力一定變小CB 與墻之間可能沒有摩擦力D 彈簧彈力一定不變.11、如圖所示，質(zhì)量m 2 kg 的物體靜止于水平地面的A 處， A、 B 間距 L 20

5、 m。用大小為30 N，沿水平方向的外力拉此物體，經(jīng)t 0 2 s 拉至 B 處。 (已知 cos37 ° 0.8，sin37 °0.6，取g 10 m/s2)(1) 求物體與地面間的動摩擦因數(shù)；(2) 用大小為30 N ，與水平方向成37°的力斜向上拉此物體，使物體從A 處由靜止開始運動并能到達 B 處，求該力作用的最短時間t.12、如圖所示，斜面體質(zhì)量為 M，傾角為 ，與水平面間的動 摩擦因數(shù)為 ，用細繩豎直懸掛一質(zhì)量為 m 的小球靜止在光滑斜面 上，當燒斷繩的瞬間，至少以多大的水平向右的力由靜止拉動斜面體，小球才能做自由落體運動到地面？13、如圖所示，傾斜的

6、傳送帶順時針勻速轉(zhuǎn)動，一物塊從傳送上端A 滑上傳送帶，滑上時速率為 v1，傳送帶的速率為v2，且 v2>v 1，不計空氣阻力，動摩擦因數(shù)一定，關(guān)于物塊離開傳送帶的速率v 和位置，下面哪個是可能的（）A 從下端 B 離開， v>v 1B從下端B 離開， v<v1C從上端 A 離開， v=v 1D從上端 A 離開， v<v 114、如圖所示，一固定光滑桿與水平方向夾角為，將一質(zhì)量為m1 的小環(huán)套在桿上，通過輕繩懸掛一個質(zhì)量為m2 的小球，靜止釋放后，小環(huán)與小球保持相對靜止以相同的加速度a 一起.下滑，此時繩子與豎直方向夾角為，則下列說法正確的是()A 桿對小環(huán)的作用力大于m

7、1 g m2 gB 若 m1 不變，則m2 越大， 越小C ，與 m1、 m2 無關(guān)D 若桿不光滑，則可能大于15、如圖所示，重80 N 的物體 A 放在傾角為30°的粗糙斜面上，有一根原長為10 cm、勁度系數(shù)為 1000 N/m 的彈簧，其一端固定在斜面底端，另一端放置物體A 后，彈簧長度縮短為8cm，現(xiàn)用一測力計沿斜面向上拉物體，若物體與斜面間最大靜摩擦力為25 N ，當彈簧的長度仍為 8 cm 時，測力計讀數(shù)可能為（）A.10 NB.20 NC.40 ND.60 N16、如圖所示， 一個質(zhì)量m 2 kg 的滑塊在傾角為 37°的固定斜面上， 受到一個大小為 40 N

8、的水平推力 F 作用，以v0 10 m/s 的速度沿斜面勻速上滑。 (sin37 °0.6，取 g 10 m/s2)(1) 求滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)；(2) 若滑塊運動到A 點時立即撤去推力F，求這以后滑塊再返回A 點經(jīng)過的時間。17、如圖，將質(zhì)量m 0.1kg 的圓環(huán)套在固定的水平直桿上。環(huán)的直徑略大于桿的截面直徑。環(huán)與桿間動摩擦因數(shù) 0.8。對環(huán)施加一位于豎直平面內(nèi)斜向上，與桿夾角 53 的拉力 F ，使圓環(huán)以 a4.4m/s2 的加速度沿桿運動， 求 F 的大小。（取 sin53 0.8，cos53 0.6，g 10m/s2）。.18、傳送帶與水平面夾角為37°，皮

9、帶以 12 m/s 的速率沿順時針方向轉(zhuǎn)動，如圖所示。今在傳送帶上端A 處無初速度地放上一個質(zhì)量為m 的小物塊，它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.75，若傳送帶A 到 B 的長度為 24 m， g 取 10 m/s2，則小物塊從 A 運動到 B 的時間為多少？答案詳解1、答案： 0.58.詳解： 飛機飛行與聲音傳播具有等時性，設飛機在人頭頂正上方時到地面的高度是h，如圖所示發(fā)動機聲傳到地面所用時間是t1，聲速為v 聲，則 t1 h/v 聲 ，在這個過程飛機飛行的距離為s，設飛行速度為v 機，時間為t2，t2 S/v 機 ，由 t 1 t2，得 v 機/v 聲 S/h tan30 ° 3

10、/3 0.58，即飛機速度約為聲速的0.58 倍。2、答案： 4s詳解： 以車為參考系，設每節(jié)車廂的長為L，加速度為a。則人通過第一節(jié)車廂的時間為2Lt1s2a4 節(jié)車廂的時間為t42L4s人通過前a4人通過前16 節(jié)車廂的時間為t162L168sa故所求時間 t t16 t44s3、答案：2h / ga詳解： 此題為追及類問題，依題意畫出反映這一過程的示意圖，如圖所示。這樣至少不會誤認為螺釘作自由落體運動，實際上螺釘作豎直上拋運動。從示意圖還可以看出，電梯與螺釘?shù)奈灰脐P(guān)系：S梯 -S釘h式中： S梯t1 at 2 ， S釘t1 gt 2得 t= 2h / g a。224、答案： 5:7詳解：

11、 設汽車甲在第一段時間間隔末(時刻 t0)的速度為 v，第一段時間間隔內(nèi)行駛的路程為s1，加速度為 a；在第二段時間間隔內(nèi)行駛的路程為s2 .由運動學公式得v at0.11(2a) t02s1 at0 2s2 vt0 22設汽車乙在時刻 t0的速度為 v，在第一、二段時間間隔內(nèi)行駛的路程分別為12s、 s 同.樣有 v (2a)t0s1 1(2a)t02s2 vt01at0222設甲、乙兩車行駛的總路程分別為s、s，則有s s1 s2ss1 s2 聯(lián)立以上各式解得，甲、乙兩車各自行駛的總路程之比為s 5:7 s2N1N25、答案：N 2N1詳解： 設人相對電梯的速度為，電梯的運行速度為u ，底

12、層到二樓之間有N 級扶梯，每級長s ，則扶梯總長 sNs。上樓時人相對電梯走過s1N1s，下樓時人相對電梯走過s2N 2 s ，因為人數(shù)的扶梯級數(shù)，實際上是人在電梯上相對電梯走過的級數(shù)，由此，根據(jù)上、下樓所用時間的關(guān)系就可求解，以地面為參照物：上樓時間： t1sNs ，下樓時間： t 2sNsuuuu以電梯為參照物：上樓時間：t1s1 N 1 s ，下樓時間： t2s2 N 2s聯(lián)立方程：NN 1 ，NN 2解得： N2N1N2uuN1 N26、答案： 16詳解： 因為每節(jié)車廂的長度相等，所以當每節(jié)車廂依次通過觀察者時所需時間比應為1: (21) : (32) : L L : (nn1) 因為

13、第一節(jié)車廂通過時間為t1,列車全部通過所用時間為t，則：t t1 t2t3t n = t11 ( 2 1) ( 32)( nn 1)= t1 ( n )代入數(shù)據(jù)：205 ( n ) 解得： n 16.g7、答案： F 阻 (M m)詳解： 以車廂和物塊整體為研究對象，則由牛頓第二定律得：F F 阻 (M m)a.以物塊為研究對象，受力情況如圖所示，其中F 摩擦力則F mgF.而 F ma，NNg，代入得g所以 aFF 阻 (M m) .8、答案： t詳解： 物體沿斜面勻減速上滑的逆過程即自 C 點由靜止沿斜面勻加速下滑，由勻加速直線運動規(guī)律有xBC 12at2BCxAC 12a(t tBC)2

14、1又 xBC 4xAC解得 tBC t。9、答案： D詳解： 球受力如圖， F N2 F N1 sin ma； FN1 cos mg由此判斷 A 、 B 錯誤。根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)N1 、 FN2 和 mg 三力的合力等于ma， C 錯誤。根據(jù) F N1 mg ， D 正確。cos10、答案： AD詳解： 施加推力前， B 對 A 的摩擦力沿斜面向上，大小等于GAsin （ 為斜面傾角） ，施加推力 F 后，若 F=2GA sin ，則 B 對 A 的摩擦力大小不變，方向相反，A 仍然靜止，選項 A 正確，B 錯誤（其實， A、 B 之間的摩擦力也可能變大，設A 、 B 之間的最大靜摩擦力為f

15、m，f m 肯定大于 GA sin ，則當 2GA sin F GA sin m+f時， A 仍然靜止，而B對 A 的摩擦力變大） ；因為 AB 未運動，彈簧長度未變，彈力一定不變，選項 D 正確；把 A 、 B 看做一個系統(tǒng)，施加推力前，該系統(tǒng)只受到重力G 和彈簧彈力N 的作用而處于平衡狀態(tài)，施加推力F后，其受力如圖所示，其中重力G 和彈簧彈力N 等大反向， 因為系.統(tǒng)仍然平衡，所以在豎直方向上肯定還受到豎直向下的摩擦力的作用，選項C 錯誤，故本題應選 AD。11、答案： (1)0.5(2)1.03 s詳解： (1) 物體做勻加速運動，則12La0t02解得 a02L2 10 m/s2t0由

16、牛頓第二定律，有F f ma0解得 f F ma0 10 N由 f F N mg，有 f 0.5 mg(2) 設 F 作用的最短時間為t，小車先以大小為a 的加速度勻加速t，撤去外力后，以大小為a的加速度勻減速t到達 B 處，速度恰為0，由牛頓第二定律，有Fcos37 ° (mg Fsin37 )° maF(cos37 °sin37 )°解得 a g 11.5 m/s2ma mf g 5 m/s2由于勻加速階段的末速度即為勻減速階段的初速度，因此有at at ta11.5t5t 2.3 ta1212L at at22 t2L2×20s 1.03

17、 sa 2.32a11.5 2.32×512、答案： ( cot)Mg詳解： 設小球自由落體運動到地面上，下落高度為h，則斜面體至少水平向右運動的位移為：x h·cot對小球： h 1gt22對斜面體： x 12at2由以上三式解得：a gcot以斜面體為研究對象有：F Mg Ma所以 F Mg Mg cot (cot )Mg.13、答案： ABC詳解： 滑塊從 A 端滑上傳送帶，在傳送帶上必先相對傳送帶向下運動，由于不確定滑塊與傳送帶間的摩擦力和滑塊的重力沿斜面下滑分力的大小關(guān)系和傳送帶的長度，若能從 A 端離開，由運動的可逆性可知，必有v=v 1，即選項 C 是正確，選

18、項 D 是錯誤的；若從B 端離開，當摩擦力大于重力的分力時，則v<v 1，選項 B 是正確的，當摩擦力小于重力的分力時，則v>v 1，選項 A 是正確的，當摩擦力和重力的分力相等時，滑塊一直做勻速直線運動，v=v 1，故本題應選 ABC 。14、答案： C詳解： 對整體由牛頓第二定律得(m1 m2)gsin (m1 m2 )a.設桿對小環(huán)的作用力大小為N，據(jù)平衡條件得N (m1 m2)gcos，選項A 錯誤。對小球由牛頓第二定律得m2 gsinTsin( ) m2a，解得 ，選項 C 正確、選項 B 錯誤若桿不光滑，分別對整體、小球用牛頓第二定律同樣解得 ，選項 D 錯誤。15、答

19、案： ABC詳解： 施加拉力前，物體受到四個力的作用而平衡：重力G、垂直斜面向上的支持力N、沿斜面向上的摩擦力f 和彈簧對物體施加沿斜面向上的彈力T（受力圖略） ，其中 T=20N ，根據(jù)平衡條件可求出，f=Gsin30 °-T=20N ；施加拉力F 后，彈簧長度不變，說明物體仍然靜止，并且彈簧對物體施加的彈力大小和方向不變，若摩擦力沿斜面向上， 則 F+f+T=Gsin30°，即 F+f=20N ，摩擦力 f 隨著 F 增大而減小，當F=20N 時， f=0 ，若 F 20N ，摩擦力沿斜面向下，因為物體沒有滑動， 所以 F+T Gsin30°+f m，代入數(shù)據(jù)可得， F 45N，所以測力計讀數(shù)在 0 45N 之間，本題正確選項為 ABC 。16、答案： (1)0.5(2)(1 5) s詳解： (1) 在 F 的作用下，物體做勻速運動，有 Fcos37°mgsin37 ° (mgcos37