鲁科版高中物理必修一导优0116.docx

高中物理学习材料
2010届高一物理导优练习七2011/01/16（牛顿运动定律）1．(2010·上海十二校联考)如图5(a)所示，用一水平外力F推着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体，逐渐增大F，物体做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图(b)所示，若重力加速度g取10 m/s2.根据图(b)中所提供的信息不能计算出
A．物体的质量 B．斜面的倾角
C．物体能静止在斜面上所施加的最小外力
D．加速度为6 m/s2时物体的速度
2．汽车拉着拖车在水平道路上沿直线加速行驶，根据牛
顿运动定律可知
A．汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力 B．汽车拉拖车的力等于拖车拉汽车的力
C．汽车拉拖车的力大于拖车受到的阻力 D．汽车拉拖车的力等于拖车受到的阻力
3．压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小．一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图6甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，
受压面朝上，在上面放一物体m，升降机静止时电流表示数为
I0.某过程中电流表的示数如图乙所示，则在此过程中
A．物体处于失重状态 B．物体处于超重状态
C．升降机一定向上做匀加速运动 D．升降机可能向下做匀减速运动
4．(2010·苏州联考)如图8所示，bc为固定在小车上的水平横杆，物块M串在杆上，靠摩擦力保持相对杆静止，M又通过轻细线悬吊着一个小铁球m，此时小车正以大小为a的加速度向右做匀加速运动，而M、m均相对小车静止，细线与竖直方向
的夹角为θ.小车的加速度逐渐增大，M始终和小车保持相对静止，
当加速度增加到2a时
A．横杆对M的摩擦力增加到原来的2倍
B．横杆对M的弹力不变
C．细线与竖直方向的夹角增加到原来的2倍
D．细线的拉力增加到原来的2倍
5．(8分)(2010·广州模拟)在“验证牛顿运动定律”的实
验中，作出了如图9所示的(a)、(b)图象，图(a)中三线
表示实验中小车的______________不同；图(b)中图线不
过原点的原因是________________________________．
6．如图所示，物体在有动物毛皮的斜面上运动．由于毛皮表
面的特殊性，引起物体的运动有如下特点：①顺着毛的生长
方向运动时毛皮产生的阻力可以忽略；②逆着毛的生长方向
运动会受到来自毛皮的滑动摩擦力．
(1)试判断如图所示情况下，物体在上滑还是下滑时会受到摩擦力？
(2)一物体在有动物毛皮的斜面底端以初速v0＝2 m/s冲上足够长的斜面，斜面的倾斜角为θ＝30°，过了t＝1.2 s物体回到出发点．若认为毛皮产生滑动摩擦力时，动摩擦因数μ为定值，g取10 m/s2，则μ的值为多少？
7．如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上端系有一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧下端连一个质量为m的小球，球被一垂直于斜面的挡板A挡住，此时弹簧
没有形变．若挡板A以加速度a(a＜g sinθ)沿斜面向下匀加速运动，
问：
(1)小球向下运动多少距离时速度最大？
(2)从开始运动到小球与挡板分离所经历的时间为多少？
8．(12分)在研究摩擦力特点的实验中，将木块放在水平长木板上，如图9甲所示，用力沿水平方向拉木块，拉力从0开始逐渐增大．分别用力传感器采集拉力和木块受到的摩擦力，
并用计算机绘制出摩擦力F f随拉力F变化的图象，如图乙所示．已知木块质量为0.78 kg，重力加速度g取10 m/s2，sin37°＝0.60，cos37°＝0.80.
(1)求木块与长木板间的动摩擦因数；
(2)若将实验中的长木板与水平方向成θ＝37°角放置，将木块置于其上，在平行于木板的恒定拉力F作用下，以a＝2.0 m/s2的加速度从静止开始向上做匀变速直线运动，如图丙所示．求拉力应为多大？
9．(16分)(2010·双流模拟)如图10所示，质量为M的长木板，静止放置在粗糙水平地面上，有一个质量为m、可视为质点的物块，以某一水平初速度从左端冲上木板．从物块冲上木板到物块和木板达到共同速度的过程中，物块和木板的v－t图象分别如图中的折线acd和bcd 所示，a、b、c、d点的坐标为a(0,10)、b(0,0)、
c(4,4)、d(12,0)．根据v－t图象，求：
(1)物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度
大小a1，木板开始做匀加速直线运动的加速度
大小为a2，达相同速度后一起匀减速直线运动的加速度大小为a3；
(2)物块质量m与长木板质量M之比；
(3)物块相对长木板滑行的距离Δs.
10．(2010·昆明一中月考)做匀速直线运动的小车，牵引一条通过打点计时器的纸带，交流电源的频率是50 Hz，由纸带上打出的某一点开始，每5个点剪下一段纸带．如图实－15所示，每一小段纸带的一端与x轴相重合，两边与y轴平行，将纸带贴在坐标系中．
(1)仔细研究图，找出小车在相邻时间内位移存在的关系．
(2)设Δt＝0.1 s，请画出该小车的v－t图象．
(3)根据图象求其加速度．
11．(2010·济南实验中学模拟)(1)现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律．给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面(如图实－4－10所示)、小车、计时器一个、米尺．
(1)填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响)：
①让小车自斜面上方一固定点A 1从静止开始下滑至斜面底端A 2，记下所用的时间t .
②用米尺测量A 1与A 2之间的距离x ，则小车的加速度a ＝________.
③用米尺测量A 1相对于A 2的高度h .设小车所受重力为mg ，则小车所受合外力F ＝_______. ④改变________________________，重复上述测量．
⑤以h 为横坐标，1/t 2
为纵坐标，根据实验数据作图．如能得到一条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的
合外力成正比”这一规律．
(2)在“验证牛顿运动定律”的实验中，实验装置如图
甲所示，有一位同学通过实验测量作出了图乙中的A 图线．试分析：
①A 图线不通过坐标原点的原因是__________________________________________；
②A 图线上部弯曲的原因是________________________________________________． 2010届高一物理导优练习六2011/01/09（牛顿运动定律）
参考答案
1．解析：分析物体受力，由牛顿第二定律得：F cos θ－mg sin θ＝ma ，由F ＝0时，a ＝－6 m/s 2，
得θ＝37°.由a ＝cos θm F －g sin θ和a －F 图线知：6－230－20＝cos37°m
，得：m ＝2 kg ，物体静止时的最小外力F min cos θ＝mg sin θ，F min ＝mg tan θ＝15 N ，无法求出物体加速度为6 m/s 2
时的速度，因物体的加速度是变化的，对应时间也未知，故选D.
答案：D
2．解析：汽车与拖车间的相互作用力总是大小相等、方向相反，故A 错B 对．因拖车加速前进，故拉力大于阻力，C 对D 错．
答案：BC
3．解析：根据欧姆定律有I ＝U /R ，当电梯静止时，物体对压敏电阻的压力为mg ，所以有I 0＝U /R ，乙图表示物体处于超重状态，所以A 错、B 正确；升降机做向上的匀加速直线运动或
向下的匀减速直线运动，C 错、D 正确．
答案：BD
4．解析：取M 、m 为一整体，由牛顿第二定律可知，横杆对M 的摩擦力F f ＝(M ＋m )a ，横杆对M 的支持力F N ＝(M ＋m )g ，当加速度增加到2a 时，F f 增加到原来的2倍，而F N 不变，故A 、B 均正确；对m 受力分析，设细绳的拉力为F T ，则有：F T cos θ＝mg ，F T sin θ＝ma ，tan θ＝a g
，F T ＝(mg )2＋(ma )2，可见当a 变为2a 时，tan θ值加倍，但θ并不增加到原来的2倍，F T 也不增加到原来的2倍，故C 、D 均错误．
答案：AB
5．解析：由a ＝1m F 可知，a －F 图线的斜率为1m
，三线的斜率不同，表示实验中小车的质量不同，图(b)中图线与a 轴正半轴有交点，说明平衡摩擦力时使平板倾角过大了．
答案：质量 平衡摩擦力过度
6．解析：(1)因毛的生长方向向上，故物体上滑时不受摩擦力，而下滑时受到摩擦力．
(2)上滑过程：mg sin θ＝ma 1，v 0－a 1t 1＝0，x ＝v 022a 1
下滑过程：mg sin θ－μmg cos θ＝ma 2，x ＝12
a 2t 22， 又t ＝t 1＋t 2.
以上各式联立可求得，μ＝34
＝0.433. 答案：(1)下滑时受摩擦力 (2)0.433
7．解析：(1)球和挡板分离后做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，速度最大，此时物体所受合力为零．
即kx m ＝mg sin θ，解得x m ＝mg sin θk
. (2)设球与挡板分离时位移为s ，经历的时间为t ，从开始运动到分离的过程中，m 受竖直向下的重力，垂直斜面向上的支持力F N ，沿斜面向上的挡板支持力F 1和弹簧弹力F .
据牛顿第二定律有mg sin θ－F －F 1＝ma ，F ＝kx .
随着x 的增大，F 增大，F 1减小，保持a 不变，当m 与挡板分离时，x 增大到等于s ，F 1减小到零，则有：
mg sin θ－ks ＝ma ，又s ＝12at 2
联立解得mg sin θ－k ·12at 2＝ma ，t ＝ 2m (g sin θ－a )ka
. 答案：(1)mg sin θk (2) 2m (g sin θ－a )ka
8．解析：(1)由题图乙知，木块受到的滑动摩擦力F f 为3.12 N ，
而F f ＝μF N ＝μmg
所以μ＝F f mg ＝ 3.120.78×10
＝0.4. (2)木块受力如图所示，根据牛顿第二定律有
F －mg sin θ－F f ′＝ma
① 而F f ′＝μF N ′＝μmg cos θ
② 联立①②式并代入数据解得F ≈8.7 N.
答案：(1)0.4 (2)8.7 N
9．解析：(1)由v －t 图象可求出物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小a 1＝10－44
m/s 2＝1.5 m/s 2，木板开始做匀加速直线运动的加速度大小a 2＝4－04
m/s 2＝1 m/s 2，达到同速后
一起匀减速运动的加速度大小a 3＝4－08
m/s 2＝0.5 m/s 2. (2)对m 冲上木板减速阶段：μ1mg ＝ma 1
对M 向前加速阶段：μ1mg －μ2(m ＋M )＝Ma 2
物块和木板达到共同速度后向前减速阶段：μ2(m ＋M )g ＝(M ＋m )a 3
以上三式联立可得：m M ＝32
. (3)由v －t 图可以看出，物块相对于长木板滑行的距离Δs 对应图中Δabc 的面积，故Δs ＝
10×4×12
m ＝20 m 答案：(1)1.5 m/s 2 1 m/s 2 0.5 m/s 2 (2)3∶2
(3)20 m
10．解析：(1)由图中所标纸带每段位移的大小，可知在相邻相等时间内的位移差相等，可近似认为Δy ＝8 cm.
(2)由图中的x 轴作为时间轴，以纸带的宽度表示相等的时间间隔T ＝0.1 s ，每段纸带最上端中点对应v 轴上的速度恰好表示每段时间的中间时刻的瞬
时速度，即v n ＝y n T
；因此可以用纸带的长度表示每小段时间中
间时刻的瞬时速度，将纸带上端中间各点连接起来，可得到v
－t 图象，如图所示．
(3)利用图象求斜率或用Δy ＝aT 2均可以求得小车加速度a ＝0.8
m/s 2.
答案：(1)相邻相等的时间内的位移差相等
(2)见解析图 (3)0.8 m/s 2
11．解析：(1)②由x ＝12at 2可得：a ＝2x t 2. ③sin θ＝h x ，不计摩擦力时，小车的合外力F ＝mg sin θ＝mg h x .
④小车的质量不变，要改变小车所受的合外力F 重做上述实验时，只要改变斜面的倾角(或A 1、A 2两点间的高度h 的数值)即可．
(2)①图线在F 轴上有截距，说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够．
②a －F 图线上部弯曲的原因是未满足钩码质量远小于小车质量．
答案：(1)②2x t 2 ③mg h x
④斜面倾角(或h 的数值) (2)①没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
②未满足钩码质量远小于小车质量。