高一物理上學(xué)期知識點(diǎn)基礎(chǔ)夯實(shí)習(xí)題21

第四章6基礎(chǔ)夯實(shí)一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題)1．用30N的水平外力F拉一個靜止在光滑水平面上的質(zhì)量為20kg的物體，力F作用3s后消失，則第5s末物體的速度和加速度分別是()A．v＝4.5m/s，a＝1.5m/s2B．v＝7.5m/s，a＝1.5m/s2C．v＝4.5m/s，a＝0D．v＝7.5m/s，a＝0答案：C解析：由牛頓第二定律得加速度a＝eq\f(F,m)＝eq\f(30,20)m/s2＝1.5m/s2，力F作用3s時速度大小為v＝at＝1.5×3m/s＝4.5m/s，而力F消失后，其速度不再變化，物體加速度為零，故C正確。2．質(zhì)量為1kg的質(zhì)點(diǎn)，受水平恒力作用，由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，它在第t秒內(nèi)的位移為x，則F的大小為()A.eq\f(2x,t2) B.eq\f(2x,2t－1)C.eq\f(2x,2t＋1) D.eq\f(2x,t－1)答案：B解析：由題意，x＝eq\f(1,2)at2－eq\f(1,2)a(t－1)2，所以a＝eq\f(2x,2t－1)，由F＝ma＝eq\f(2x,2t－1)m，因?yàn)閙＝1kg，則F＝eq\f(2x,2t－1)。3．在交通事故的分析中，剎車線的長度是很重要的依據(jù)，剎車線是汽車剎車后，停止轉(zhuǎn)動的輪胎在地面上發(fā)生滑動時留下的滑動痕跡。在某次交通事故中，汽車的剎車線長度是14m，假設(shè)汽車輪胎與地面間的動摩擦因數(shù)恒為0.7，g取10m/s2，則汽車剎車前的速度為()A．7m/s B．14m/sC．10m/s D．20m/s答案：B解析：設(shè)汽車剎車后滑動的加速度大小為a，由牛頓第二定律得：μmg＝ma，解得：a＝μg。由勻變速直線運(yùn)動速度—位移關(guān)系式veq\o\al(2,0)＝2ax，可得汽車剎車前的速度為：v0＝eq\r(2ax)＝eq\r(2μgx)＝eq\r(2×0.7×10×14)m/s＝14m/s，因此B正確。4．(青州市2013～2014學(xué)年高一上學(xué)期期末)在第11屆全運(yùn)會蹦床比賽中，三水籍運(yùn)動員鐘杏平以39分的高分摘得女子蹦床金牌。假設(shè)表演時運(yùn)動員僅在豎直方向運(yùn)動，通過傳感器將彈簧床面與運(yùn)動員間的彈力隨時間的變化規(guī)律在計(jì)算機(jī)上繪制出如圖所示的曲線，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取10m/s2，依據(jù)圖象給出的信息可知，運(yùn)動員的質(zhì)量和運(yùn)動員離開彈簧床上升的最大高度分別為()A．60kg B．50kgC．1.6m D．3.2m答案：BD解析：題圖中曲線描繪的是運(yùn)動員與彈簧床面間彈力的變化規(guī)律，由題圖在0～3.6s內(nèi)彈力不變可知運(yùn)動員處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以重力為500N即質(zhì)量為50kg；運(yùn)動員彈跳過程中離開床面時，與彈簧床面間沒有彈力作用，而且離開床面后運(yùn)動員做豎直上拋運(yùn)動，由題中圖線可知上拋到最高點(diǎn)的時間為(11－9.4)s/2＝0.8s，所以上升的最大高度h＝eq\f(1,2)gt2＝3.2m。綜上所述，選項(xiàng)B、D正確。5．(天津市五校2014～2015學(xué)年高一上學(xué)期期末聯(lián)考)已知雨滴下落時受到的空氣阻力與速度大小成正比，若雨滴從空中由靜止下落，下落過程中所受重力保持不變，下落過程中加速度用a表示，速度用v表示，下落距離用s表示，落地前雨滴已做勻速運(yùn)動，下列圖象中可以定性反映雨滴運(yùn)動情況的是()答案：BC解析：當(dāng)雨滴剛開始下落時，阻力f較小，遠(yuǎn)小于雨滴的重力G，即f<G，故雨滴做加速運(yùn)動；由于雨滴下落時空氣對它的阻力隨雨滴下落速度的增大而增大，根據(jù)牛頓第二定律知，加速度逐漸減小，故當(dāng)速度達(dá)到某個值時，阻力f會增大到與重力G相等，即f＝G，此時雨滴受到平衡力的作用，將保持勻速直線運(yùn)動，故物體先做加速度減小的變加速直線運(yùn)動，最后做勻速直線運(yùn)動。故B、C正確，A、D錯誤。二、非選擇題6．(佛山市2014～2015學(xué)年高一檢測)在科技創(chuàng)新活動中，小華同學(xué)根據(jù)磁鐵同性相斥原理設(shè)計(jì)了用機(jī)器人操作的磁力運(yùn)輸車(如圖甲所示)。在光滑水平面AB上(如圖乙所示)，機(jī)器人用大小不變的電磁力F推動質(zhì)量為m＝1kg的小滑塊從A點(diǎn)由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動。小滑塊到B點(diǎn)時機(jī)器人撤去電磁力F，小滑塊沖上光滑斜面(設(shè)經(jīng)過B點(diǎn)前后速率不變)，最高能到達(dá)C點(diǎn)。機(jī)器人用速度傳感器測量小滑塊在ABC過程的瞬時速度大小并記錄如下。t/s00.20.4…2.22.42.6…v/(m/s－1)00.40.8…3.02.01.0…求：(1)機(jī)器人對小滑塊作用力F的大?。?2)斜面的傾角α的大小。答案：(1)2N(2)30°解析：(1)小滑塊從A到B過程中：a1＝eq\f(Δv1,Δt1)＝2m/s2由牛頓第二定律得：F＝ma1＝2N(2)小滑塊從B到C過程中加速度大小：a2＝eq\f(Δv2,Δt2)＝5m/s2由牛頓第二定律得：mgsinα＝ma2則α＝30°7．為了安全，在公路上行駛的汽車之間應(yīng)保持必要的距離(如下圖所示)，已知某高速公路的最高限速v＝120km/h。假設(shè)前方車輛突然停止，后車司機(jī)從發(fā)現(xiàn)這一情況，經(jīng)操縱剎車，到汽車開始減速所經(jīng)歷的時間(即反應(yīng)時間)為t＝0.50s，剎車時汽車受到阻力的大小F為汽車重力的0.40倍，該高速公路上汽車間的距離s至少應(yīng)為多少？(取重力加速度g＝10答案：156解析：司機(jī)發(fā)現(xiàn)前車停止，在反應(yīng)時間t＝0.50s內(nèi)仍做勻速運(yùn)動，剎車后摩擦阻力提供剎車時的加速度，使車做勻減速直線運(yùn)動，達(dá)前車位置時，汽車的速度應(yīng)為零。當(dāng)汽車速度達(dá)到v＝120km/h＝eq\f(100,3)m/s時反應(yīng)時間內(nèi)行駛距離x1＝vt＝eq\f(100,3)×0.5m＝eq\f(50,3)m剎車后的加速度a＝－eq\f(F,m)＝－eq\f(0.40mg,m)＝－4m/s2由公式v2－veq\o\al(2,0)＝2ax知0－(eq\f(100,3))2＝－2×4x2得剎車過程的位移x2＝eq\f(1250,9)m所以公路上汽車間距離至少為s＝x1＋x2＝156能力提升一、選擇題(單選題)1．如圖所示，ad、bd、cd是豎直面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿，每根桿上套著一個小滑環(huán)(圖中未畫出)，三個滑環(huán)分別從a、b、c處釋放(初速為0)，用t1、t2、t3依次表示各滑環(huán)到達(dá)d所用的時間，則()A．t1<t2<t3 B．t1>t2>t3C．t3>t1>t2 D．t1＝t2＝t3答案：D解析：小滑環(huán)下滑過程中受重力和桿的彈力作用，下滑的加速度可認(rèn)為是由重力沿斜面方向的分力產(chǎn)生的，設(shè)軌跡與豎直方向夾角為θ，由牛頓第二定律知mgcosθ＝ma①設(shè)圓心為O，半徑為R，由幾何關(guān)系得，滑環(huán)由開始運(yùn)動至d點(diǎn)的位移x＝2Rcosθ②由運(yùn)動學(xué)公式得x＝eq\f(1,2)at2③由①②③聯(lián)立解得t＝2eq\r(\f(R,g))小圓環(huán)下滑的時間與細(xì)桿的傾斜情況無關(guān)，故t1＝t2＝t3。2．(河北冀州中學(xué)2013～2014高一上學(xué)期期中)如圖甲所示，繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運(yùn)行。初速度大小為v2的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶。若從小物塊滑上傳送帶開始計(jì)時，小物塊在傳送帶上運(yùn)動的v－t圖象(以地面為參考系)如圖乙所示。已知v2＞v1，則()A．t2時刻，小物塊離A處的距離達(dá)到最大B．t2時刻，小物塊相對傳送帶滑動的距離達(dá)到最大C．0～t2時間內(nèi)，小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左D．0～t3時間內(nèi)，小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用答案：B解析：該題考查傳送帶問題，主要問題是利用隔離法分析，由v—t圖象可知，物體先向左減速到零，然后再向右加速到v1，以后與傳送帶一起做勻速運(yùn)動，由于v2>v1，所以相對地面來說，向左減速的位移大于向右加速運(yùn)動的位移。t1時刻，小物塊離A點(diǎn)的距離最大，A錯，t2時刻二者相對位移最大，B正確。0～t2時間內(nèi)，加速度不變，摩擦力不變，C錯。t2～t3時間內(nèi)物體不受摩擦力的作用，D不正確。二、非選擇題3．(廣西河池市2014～2015學(xué)年高一上學(xué)期期末)如圖所示，一人用與水平方向成θ＝37°角的斜向下的推力F推一個重G＝100N的箱子在水平面上勻速前進(jìn)，箱子與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。(1)求推力F的大?。?2)若人不改變推力F的大小，只把力的方向變?yōu)樗椒较蛉ネ七@個靜止的箱子，推力的作用時間t＝3.0s后撤去，則箱子最遠(yuǎn)運(yùn)動多長距離？答案：(1)100N(2)45m解析：(1)選箱子為研究對象，其受力如圖所示，由平衡條件知：Fcos37°＝f1＝μFN①FN＝G＋sin37°②聯(lián)立①②得：F＝eq\f(μG,cos37°－μsin37°)＝100N(2)受力分析及運(yùn)動過程如圖所示。前3s內(nèi)：a1＝eq\f(F－f2,m)＝eq\f(F－μmg,m)＝5m/s2，3s末：v1＝a1t1＝15m/s，前3s內(nèi)的位移：x1＝eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)＝22.5m；撤去F后：a2＝eq\f(－f2,m)＝eq\f(－μmg,m)＝－5m/s2，箱子還能滑行x2，由：0－veq\o\al(2,1)＝2a2x2；得eq\f(v\o\al(2,1),2a2)＝22.5m；所以箱子通過的總位移：x＝x1＋x2＝45m。4．(泰安2013～2014學(xué)年高一上學(xué)期質(zhì)檢)為了研究魚所受水的阻力與其形狀的關(guān)系，小明同學(xué)用石蠟做成兩條質(zhì)量均為m、形狀不同的“A魚”和“B魚”，如圖所示。在高出水面H處分別靜止釋放“A魚”和“B魚”，“A魚”豎直下潛hA后速度減為零，“B魚”豎直下潛hB后速度減為零?！棒~”在水中運(yùn)動時，除受重力外，還受浮力和水的阻力。已知“魚”在水中所受浮力是其重力的eq\f(10,9)倍，重力加速度為g，“魚”運(yùn)動的位移值遠(yuǎn)大于“魚”的長度。假設(shè)“魚”運(yùn)動時所受水的阻力恒定，空氣阻力不計(jì)。求：(1)“A魚”入水瞬間的速度vA1；(2)“A魚”在水中運(yùn)動時所受阻力fA；(3)“A魚”與“B魚”在水中運(yùn)動時所受阻力之比fA：fB。答案：(1)eq\r(2gH)(2)mg(eq\f(H,hA)－eq\f(1,9))(3)eq\f(hB9H－h(huán)A,hA9H－h(huán)B)解析：本題考查了牛頓第二定律的兩類基本問題。解題思路大體如下：利用自由落體運(yùn)動規(guī)律求速度，再利用變速直線運(yùn)動的規(guī)律求加速度，利用牛頓第二定律求力。(1)“A魚”在入水前作自由落體運(yùn)動，有veq\o\al(2,A1)＝2gH①得vA1＝eq\r(2gH)②(2)“A魚”在水中運(yùn)動時受重力、浮力和阻力的作用，做勻減速運(yùn)動，設(shè)加速度為aA，有F合＝F?。玣A－mg③F合＝maA④0－veq\o\al(2,A1)＝－2aAhA⑤由題意：F浮＝eq\f(10,9)mg綜合上述各式，得fA＝mg(eq\f(H,hA)－eq\f(1,9))⑥(3)考慮到“B魚”的受力，運(yùn)動情況與“A魚”相似，有fB＝mg(eq\f(H,hB)－eq\f(1,9))⑦綜合⑥、⑦兩式，得eq\f(fA,fB)＝eq\f(hB9H－h(huán)A,hA9H－h(huán)B)⑧5．(山東曲阜師大附中2013～2014學(xué)年高一上學(xué)期期末)在海濱游樂場有一種滑沙的娛樂活動。如圖所示，人坐在滑板上從斜坡的高處A點(diǎn)由靜止開始下滑，滑到斜坡底部B點(diǎn)后沿水平滑道再滑行一段距離到C點(diǎn)停下來，斜坡滑道與水平滑道間是平滑連接的，滑板與兩滑道間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.5，不計(jì)空氣阻力，重力加速度g＝10m/s2，斜坡傾角θ＝37°。(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(1)若人和滑板的總質(zhì)量為m＝60kg，求人在斜坡上下滑時的加速度大小。(2)若由于受到場地的限制，A點(diǎn)到C點(diǎn)的水平距離為S＝50m，為確保人身安全，假如你是設(shè)計(jì)師，你認(rèn)為在設(shè)計(jì)斜坡滑道時，對高度h應(yīng)有怎樣的要求？答案：(1)2m/s2(2)斜坡的高度不能超過25m解析：(1)在斜坡上下滑時，由牛頓第二定律得：mgsinθ－Ff＝ma①FN－mgcosθ＝0②Ff＝μFN③解①②③得：a＝gsinθ－μgcosθ＝2m/s2(2)設(shè)斜坡傾角為θ，斜坡的最大高度為h，滑至底端時的速度為v，由運(yùn)動學(xué)公式可知：v2＝2aeq\f(h,sinθ)④沿BC段前進(jìn)時的加速度a′＝μmg/m＝μg⑤沿BC段滑行的距離L＝v2/2a′⑥為確保安全要求，則L＋hcotθ≤S⑦聯(lián)立④⑤⑥⑦