《力和運(yùn)動(dòng)》訓(xùn)練

1、 <<力和運(yùn)動(dòng)>>訓(xùn)練（時(shí)間：100分鐘，賦分150分）訓(xùn)練指要本套試題訓(xùn)練和考查的重點(diǎn)是有關(guān)運(yùn)動(dòng)學(xué)、靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)的綜合訓(xùn)練.第5題、第13題、第20題、第21題為創(chuàng)新題.其命題目的是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行開放性的研究性學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，關(guān)注現(xiàn)代科技的熱點(diǎn)問題,提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)的興趣.一、選擇題（每小題6分，共60分）1.如圖311所示，一條直河流，水速為v1，一小船在靜水中的劃行速率為v2，若該船在此河流中航行，要使船從一岸到另一岸所走的路程s最短，河寬用d表示，則有圖311A.當(dāng)v1v2時(shí)，s=dB.當(dāng)v1v2時(shí)，s=dC.當(dāng)v1v2時(shí)，s=dD.當(dāng)v1v2時(shí)，

2、s=2.一物體在水平面上運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律為x=t26t，=-2t28t，xoy為直角坐標(biāo)系.關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)的下列說法中正確的是(運(yùn)動(dòng)規(guī)律中的物理量單位均為國際單位制中的單位)A.物體在x方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.物體在y方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.物體運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條曲線D.物體運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條直線3.在光滑的水平面上有一個(gè)物體同時(shí)受到兩個(gè)水平力F1和F2作用，在第1s內(nèi)保持靜止?fàn)顟B(tài).若兩個(gè)力F1、F2隨時(shí)間變化如圖312所示，則下列說法中正確的是圖312A.在第2 s內(nèi)，物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度的大小恒定，速度均勻增大B.在第3 s內(nèi)，物體做變加速運(yùn)動(dòng)，加速度的大小均勻減小，速度逐漸減小C.在第

3、5 s內(nèi)，物體做變加速運(yùn)動(dòng)，加速度的大小均勻減小，速度逐漸增大D.在第6 s內(nèi)，物體的加速度與速度均為零4.如圖313所示，在傾角為37°的斜面底端的正上方H處，水平拋出一個(gè)小球，該小球落到斜面上時(shí)，速度方向正好與斜面垂直，則物體拋出時(shí)初速度為圖313A. B./4圖314C.D.4/35.有兩個(gè)光滑固定斜面AB和BC，A和C兩點(diǎn)在同一水平面上，斜面BC比斜面AB長（如圖314所示）.一個(gè)滑塊自A點(diǎn)以速度vA上滑，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度減小為零，緊接著沿BC滑下.設(shè)滑塊從A點(diǎn)到C點(diǎn)的總時(shí)間是tC，那么下列四個(gè)圖（315）中，正確表示滑塊速度的大小v隨時(shí)間t變化規(guī)律的是圖3156.物體做平拋運(yùn)

4、動(dòng)時(shí)，描述物體在豎直方向的分速度vy（取向下為正）隨時(shí)間變化的圖線是圖316中的圖3167.物體A、B都靜止在同一水平面上，其質(zhì)量分別為mA、mB，與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為A、B.用平行于水平面的力F拉物體A、B，所得加速度a與拉力F的關(guān)系圖線如圖317所示，則可知圖317A.A=B，mAmBB.AB，mAmBC.A=B，mA=mBD.AB，mAmB8.如圖318所示，物體A從滑槽某一不變的高度滑下后又滑上粗糙的水平傳送帶，傳送帶靜止不動(dòng)時(shí)，A滑至傳送帶最右端的速度為v1，需時(shí)間為t1.若傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，A滑至傳送帶最右端的速度為v2，需時(shí)間為t2，則圖318A.v1v2，t1t2B.v

5、1v2，t1t2C.v1v2，t1t2D.v1=v2，t1=t29.如圖319所示，臺(tái)秤上放一個(gè)裝有水的杯子，通過固定在臺(tái)秤上的支架用細(xì)線懸掛一小球，球全部浸沒在水中，平衡時(shí)臺(tái)秤的示數(shù)為某一數(shù)值.今剪斷懸線，在球下落但還沒有達(dá)到杯底的過程中，若不計(jì)水的阻力，臺(tái)秤的示數(shù)將圖319A.變大B.變小C.不變D.無法判斷10.如圖3110所示，質(zhì)量為m的小球，用OB和OB兩根輕繩吊著，兩輕繩與水平天花板的夾角分別為30°和60°，這時(shí)OB繩的拉力為F1，若燒斷OB繩，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)C時(shí)，OB繩的拉力為F2，則F1F2等于A.11B.12C.13D.14圖3110二、填空題（每小

6、題6分，共36分）11.某宇航員在一星球上以速率v0豎直向上拋出一物體，經(jīng)t s落回拋出點(diǎn).已知該星球的半徑為R，若要在該星球上發(fā)射一顆繞該星球表面運(yùn)轉(zhuǎn)的人造衛(wèi)星，則該人造衛(wèi)星的速度大小為_.12.一內(nèi)壁光滑的環(huán)形細(xì)圓管位于豎直平面內(nèi)，環(huán)半徑為R(比細(xì)管半徑大得多).在圓管中有兩個(gè)直徑與細(xì)管內(nèi)徑相同的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，A球質(zhì)量為m1，B球質(zhì)量為m2，它們沿環(huán)形管順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過最低點(diǎn)的速度都為v0.設(shè)A球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，B球恰好運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn).若要此時(shí)兩球作用于圓管的合力為零，那么m1、m2、R與v0應(yīng)滿足的關(guān)系式是_.13.某校在開展研究性學(xué)習(xí)的活動(dòng)中，學(xué)生利用一塊秒表、一根輕質(zhì)彈簧、一根細(xì)

7、線、一把無刻度的尺、一個(gè)質(zhì)量和半徑均已知的均勻小球(中心開孔).另有量角器及鐵架臺(tái)等.在當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣纫阎那闆r下.(1)測量彈簧的長度和勁度系數(shù)的步驟和表達(dá)式是_.(2)測量彈簧在彈性限度內(nèi)被壓縮至給定長度所具有的彈性勢能(附有壓縮彈簧用的光滑圓筒)的裝置圖，步驟及表達(dá)式是_.14.質(zhì)量為m的箱子C，頂部懸掛質(zhì)量為m的小球B，小球B的下方通過一輕彈簧與質(zhì)量仍為m的小球A相連，箱子C用輕繩OO懸于天花板上而處于平衡狀態(tài)，如圖3111所示.現(xiàn)剪斷輕繩OO，在剪斷輕繩的瞬間，小球A、B和箱子C的加速度分別為aA=_，aB=_，aC=_.圖3101115.某大型商場的自動(dòng)扶梯正在勻速向上運(yùn)送顧客，

8、現(xiàn)甲、乙兩人先后沿著扶梯向上奔跑，甲、乙在扶梯上向上奔跑的速度分別為1.5 m/s和1.8 m/s，甲、乙登階梯數(shù)分別為42和45級，則自動(dòng)扶梯勻速運(yùn)動(dòng)的速度為_m/s；若平均每級階梯上都站有一名顧客，則站在此扶梯上的顧客數(shù)為_人.16.單擺周期公式T=2,g是重力場的加速度，可看成重力G與質(zhì)量m的比值.當(dāng)作用在小球上的場力發(fā)生變化時(shí)，g值要變化.令g=F/m(F是新場力)，將g代入周期公式可計(jì)算這樣的擺的周期.利用上述信息試求下面一個(gè)單擺的周期.如圖3112所示，擺長為L的單擺在恒定的風(fēng)力作用下偏離豎直方向角，處于平衡狀態(tài)，今使小球稍稍偏離平衡位置，發(fā)生振動(dòng)，則振動(dòng)周期為_.圖3112三、計(jì)

9、算題（共54分）17.(10分)高血壓是危害健康的一種常見病，現(xiàn)已查明，血管內(nèi)徑變細(xì)是其誘因之一.我們可在簡化假設(shè)下研究這一問題：設(shè)液體通過一根一定長度的管子時(shí)受到的阻力Ff與流速v成正比，即Ff=kv(為簡便起見，設(shè)k與管子粗細(xì)無關(guān))；為維持血液勻速流過，在這段管子兩端需有一定的壓強(qiáng)差.設(shè)血管截面積為S時(shí)兩端所需壓強(qiáng)差為p，若血管截面積減小10%，為了維持在相同時(shí)間內(nèi)流過同樣多的液體，壓強(qiáng)差p必須變?yōu)槎啻?18.(11分)一小球在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)，它將受到流體阻礙運(yùn)動(dòng)的粘滯阻力，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)小球相對流體的速度不太大時(shí)，粘滯阻力Ff=6vr，式中r為小球的半徑，v為小球相對流體運(yùn)動(dòng)的速度，為粘滯系數(shù)

10、，由液體的種類和溫度而定.現(xiàn)將一個(gè)半徑r=1.0 mm的鋼珠放入常溫下的甘油中，讓它下落.已知鋼的密度=8.5×103 kg/m3，常溫下甘油的密度0=1.3× 103 kg/m3，甘油的粘滯系數(shù)=0.80 Pa·s（g=10 m/s2）.(1)鋼珠從靜止釋放后，在甘油中做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)?(2)當(dāng)鋼珠的加速度a=g/2時(shí)，它的速度多大?(3)鋼珠在甘油中下落的最大速度vm=？19.（11分）如圖3113所示，底座A上裝有長s=0.5 m的直立桿，總質(zhì)量為M=0.2 kg，桿上套有m=0.05 kg的小環(huán)B，它與桿之間有摩擦.若環(huán)從底座上以v0=4 m/s的速度飛起

11、，剛好能到達(dá)桿頂.求小環(huán)在升起和下落的過程中，底座對水平面的壓力和所需要的時(shí)間（g取 10 m/s2）.圖311320.（11分）無人飛船“神舟”二號曾在離地面高度為H=3.4×105 m的圓軌道上運(yùn)行了47 h.求在這段時(shí)間內(nèi)它繞行地球多少圈？（地球半徑R=6.37×106 m,重力加速度g=9.8 m/s2)21.（11分）由于地球在自轉(zhuǎn)，因而在發(fā)射衛(wèi)星時(shí)，利用地球的自轉(zhuǎn)，可以盡量減少發(fā)射人造衛(wèi)星時(shí)火箭所提供的能量，而且最理想的發(fā)射場地應(yīng)該是地球的赤道附近.現(xiàn)假設(shè)某火箭的發(fā)射場地就在赤道上，為了盡量節(jié)省發(fā)射衛(wèi)星時(shí)需的能量，那么（1）發(fā)射運(yùn)行在赤道面上的衛(wèi)星應(yīng)該是由_向_

12、轉(zhuǎn)（橫線上分別填東、西、南、北四個(gè)方向中的一個(gè)）.(2)如果某衛(wèi)星的質(zhì)量是2×103 kg，由于地球的自轉(zhuǎn)使衛(wèi)星具有了一定的初動(dòng)能，與地球沒有自轉(zhuǎn)相比較，火箭發(fā)射衛(wèi)星時(shí)節(jié)省了能量，求此能量的大小.(3)如果使衛(wèi)星在地球赤道面的附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則火箭使衛(wèi)星運(yùn)行的速度相對于地面應(yīng)達(dá)到多少？（已知萬有引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2,地球的半徑為R=6.4×103 km，要求答案保留兩位有效數(shù)字.）參考答案一、1.AC 當(dāng)小船在流水中航行時(shí)，它同時(shí)參與了兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)的合成如圖所示.由正弦定理得：所以sin=sin如圖，若v1v

13、2，則當(dāng)sin=1時(shí)，sinmax=1，此時(shí)船過河的最短路程為smin= 如圖，若v1v2，則sinmax=1(即船航行的軌跡垂直于河岸)，此時(shí)船過河的最短路程為：smin=d2.AD 3.C 4.A 5.C 滑塊沿AB做減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a1，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1，則sAB=a1t12；滑塊沿BC做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a2，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2，則sBC=a2t22.又滑塊在斜面AB上比在BC上加速度大，即a1a2,又sABsBC,所以t1t2.可能對的選項(xiàng)是BCD.又v與t是直線關(guān)系，D選項(xiàng)錯(cuò).整個(gè)過程中機(jī)械能守恒，故應(yīng)選C.6.D 平拋物體的運(yùn)動(dòng)在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)，其速度

14、公式vy=gt，是一次函數(shù)，故應(yīng)選D.7.B 8.D9.B 由于小球在加速下降的同時(shí)，有與小球等體積的“水球”向上做加速運(yùn)動(dòng)，因此小球失重而“水球”超重，小球失重量為m球a，“水球”超重量為m水a(chǎn).由于m球m水，所以失重量大于超重量，整體處于失重狀態(tài)，臺(tái)秤的示數(shù)將變小.10.D二、11. 12.R與v0應(yīng)滿足的關(guān)系式是：（m2-m1）v02=(m1+5m2)gR13.(1)用這個(gè)尺量出彈簧的自然長度記為L0；將小球懸掛在彈簧下，待靜止時(shí)測出彈簧的長度L；根據(jù)胡克定律計(jì)算出彈簧的勁度系數(shù)k=. (2)將壓縮彈簧用的圓筒水平固定(可用鐵架臺(tái)固定)，其離地高度為h(h可用自制的尺測量)，如上圖所示；

15、將小球放入圓筒內(nèi)壓縮彈簧至給定長度(給定長度用自制的尺測量)；算出小球平拋的初速度v0=，因此小球平拋的初動(dòng)能Ek=；由能的轉(zhuǎn)化與守恒定律可知，彈簧壓縮至給定長度的彈性勢能就等于小球平拋的初動(dòng)能.14.aA=0 aB=1.5g aC=1.5g15.1;70 16.2三、17.設(shè)血管截面積為S時(shí)管中液體的流速為v，血管截面積為S時(shí)管中液體的流速為v.由于在相同的時(shí)間t內(nèi)要流過同樣多的液體，因此Svt=Svt由平衡條件得pS=kvpS=kv由式及S=0.9S解得p=p1.23p18.(1)由牛頓第二定律得：mg-F-f=ma因?yàn)镕=r30gf=6vr，m=r3所以鋼珠的加速度a=(1-)g- 從加

16、速度的表達(dá)式可知，隨著鋼珠運(yùn)動(dòng)速度v的逐漸增大，加速度a逐漸減小，因此鋼珠做加速度逐漸減小的變加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)F+f=mg時(shí)，鋼珠的加速度a=0，鋼珠將以最大速度vm勻速下落.(2)將a=代入加速度表達(dá)式得v=（-20）g=8.2×10-3 m/s.(3)當(dāng)a=0時(shí)，v=vm，因此由加速度的表達(dá)式得vm=（-0）g=2×10-2 m/s.19.當(dāng)B上升時(shí)，由相關(guān)規(guī)律得：mg+f=ma1a1=N1+F=Mgt1=將已知數(shù)據(jù)代入上述幾式解得a1=16 m/s2,F=0.3 N,N1=1.7 N,t1=0.25 s.由牛頓第三定律知，小球B上升時(shí)，底座對水平面的壓力為1.7 N.當(dāng)B下降時(shí)，mg-F=ma2N2=Mg+Fs=a2t22將已知數(shù)據(jù)代入上述幾式解得a2=4 m/s2,N2=2.3 N,t2=0.5 s.由牛頓第三定律知，小球B下落時(shí)，底座對水平面的壓力為2.3 N.小球B上升與下落到底座的時(shí)間為t=t1+t2=0.75 s.20.用r表示飛船圓軌道半徑，有r=R+H=6.71×106 m,由萬有引力定律和牛頓定律，得 G=m2r式中M表示地球質(zhì)量，m