最新人教版高中物理必修第一册第四章 运动和力的关系

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16．一个物块质量 m＝3 kg，静止放在一个光滑的水平桌面上。现在用一个随时间变化 的水平拉力 F 拉动这个木块。F 随时间变化图像如图所示。
(1)画出物体的加速度随时间的变化图像。 (2)t＝3 s 时物块的速度是多大？
17．滑雪是很多人在冬天最喜欢的运动。一个 75 kg 的滑板者在 28°的雪道以初速度 5 m/s
向向后，故 A 错误。牵引力没有直接作用在背包上，故 B 错误。重力方向竖直向下，不会
造成水平面内运动状态的改变，故 C 错误。当司机在行进中突然刹车，物体由于惯性会继
续保持原来的运动状态而向前滑动，故 D 正确。
2．C。
解析：由于桌面光滑，作用力拉动两个物块运动，整体获得加速度 a＝ F ，每个 (1 + 2) kg
C．13× 104 N ；
D．1.2× 104 N 。
11．一个物块质量为 m，静止在粗糙的桌面上，木块与桌面间摩擦因数为 μ，现在用拉
力 F 斜向上拉动物体做匀加速运动，计算此时物块的加速度 a 为( )。
A． F－mg ； m
B． F cos－mg ； m
C． F cos－mg ； m
D． F cos ＋F sin －mg 。 m
在水平方向，有 F∥－Ff＝0，且 F∥＝F cos 45°。
在竖直方向，有 FN＝G＋F⊥，且 F⊥＝F sin 45°。
又因为 Ff＝μFN，联立各式解得 μ＝0.31。
(2)如果割草机从静止开始加速，则：
在水平方向，有 F∥－Ff＝ma；
在竖直方向，有 FN＝G＋F⊥。
又因为 a＝ Δv Δt
( )。
A．F；
B． F ； 2
C． F ； 3
D． 2 F 。 3
3．一个 8 kg 的物体静止在粗糙地面。当用 30 N 的水平力推动这个物体时，物体以 2.5
m/s2 加速度运动起来，地面与箱子之间的摩擦力为( )。
A．0 N；
B．5 N；
C．10 N；
D．15 N。
4．站在地面上屈腿蹬地竖直向上跳起，人能够向上跳起的原因是( )。
8．D。
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解析：跳伞运动员跳下后降落伞打开之前只受到重力作用，此刻加速度为当地重力加速
度 g。由于背包和人一起下落，加速度相同，人和背包之间没有相互挤压，压力为零。
9．A。
解析：注意单位的换算，速度 300 km/h 转换单位为 ＝83.3 m/s，时间 1 min 20 s 转换 为 t＝80 s。根据 a＝ Δv 可得，a＝1.04 m/s2。
A．地面对人的弹力等于人受到的重力；
B．地面对人的弹力大于人对地面的作用力；
C．地面对人的弹力大于人受到的重力；
D．人对地面的弹力小于人受到的重力。
5．一个电梯上行时的速度—时间图像如图所示。电梯作用在乘客上的力最大是在什么
时刻？最小在什么时刻？( )。
选项
A
B
C
D
作用力最大
2s
2s
4s
0
作用力最小
C． 27.7 m/s2；
D．69.4 m/s2。
10．列车在行进过程中铁轨和车轮间有摩擦，同时也存在空气阻力 。如果质量为
4.5× 105 kg 的特快列车所受牵引力为 4.8× 105 N ，且加速度为 1.04 m/s2。在这个过程中的受
到的阻力平均值为( )。
A．1.7× 104 N ；
B． 3.8× 105 N ；
自己的正常体重？( )。
A．电梯匀速向上运动； B．电梯匀速向下运动； C．电梯向上加速运动；
D．电梯向下加速运动； E．电梯向上减速运动； F．电梯向下减速运动。
8．跳伞运动员从高空跳下，在降落伞打开之前，空气阻力忽略不计，此时下落的加速
度为 a，背包对运动员的压力为 F。设某地方的重力加速度为 g，背包的质量为 m，则下列
根据运动学公式 d＝v2－v02 ，带入数据的在斜坡底端的速度 ＝26.6 m/s。 2a
(3)根据运动学公式
d＝
v
2－v
2 0
，可得
2a
在水平面运动的距离 x＝236 m。
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Δt (2)推出后由于摩擦力作用，冰壶将在地面上做减速运动，受 力如图。 取运动方向为正方向，Ff＝μFN。在竖直方向上，有 FN＝mg。 根据牛顿第二定律，可得 F 合＝F－Ff＝ma。所以 m＝4 kg。 14．(1)3 m/s2，方向沿运动方向相反。 (2)行人安全。 解析：(1)汽车刹车后停下过程中(水平方向)只有滑动摩擦力，因此根据牛顿第二定律， 加速度大小为 a＝ F ＝μg＝3 m/s2，方向沿运动方向相反。
物块的加速度和整体加速度相等。此时绳子上的拉力是作用在 1 kg 物块唯一的水平作用力，
所以根据牛顿第二定律可得，绳子上的力为
F１＝ma＝
F 3
。
3．C。
解析：根据 F＝ma 可得，F 合＝F－Ff＝ma，所以 Ff＝30 N－8×2.5 N＝10 N。 4．C。
解析：人起跳时蹬地，人和地面之间的作用力是相互作用力，根据牛顿第三定律可知等
人在水平面时只有摩擦力作用在滑板上，加速度为负的。
水平方向运动时，滑雪者运动方向和滑动摩擦方向相反，如图所示：
取运动方向为正方向，Ff＝－μFN 竖直方向受力平衡，FN＝mg
根据牛顿第二定律，有 F 合＝ma 水＝Ff， 所以加速度：a 水＝－1.5 m/s2。
(2)当滑板者从坡顶开始下滑，初速度 ＝5 m/s，a 斜＝3.1 m/s2，斜坡长度 d＝110 m。
12．在“探究加速度与外力、质量的关系”的实验中，我们利用悬挂槽码的重力来替代
小车受到的拉力，但是实验中没有补偿实验中受到的阻力。以下哪组实验结果为该实验装置
测量数据所绘？( )。
A
B
C
D
二、计算题 13．冬奥会上很多项目都和摩擦力息息相关，比如冰壶深受摩擦力的影响。一个静止在 冰面的冰壶被用 F＝4 N 的力水平推出，冰壶在 2.5 s 内获得速度 2.0 m/s。求：
，再由(1)可得推力 F＝ cos
ma＋mg 45－ sin
＝106.2 N 。 45
16．(1)如图所示。(2)3 m/s。
解析：(1)根据牛顿第二定律，可知 a＝ F ，则 t＝0，a＝0；t＝3 s，a＝ F ＝2 m/s2。
m
m
加速度与时间图像为：
(2)根据物理量之间的关系，a-t 图像下的面积为速度的变化量。 所以 ＝ 1 ×3×2 m/s＝3 m/s。
大反向，故 B 错误。在竖直方向上，地面对人的弹力大于人的重力，合力向上，人才能跳
起，故 C 正确。
5．B。
解析：图像中给出的是速度 随时间 t 的变化。 -t 图像的斜率为加速度，可以判断 t＝2
s 时的斜率为正，且最大；t＝6 s 时斜率为负，数值最大；乘梯者受到重力和支持力，取向
上为正，FN－mg＝ma，所以 t＝2 s 时支持力最大，6 s 时支持力最小。 6．D。
开始下滑，滑到斜坡底端时速度为 ，到达水平面后又滑行了一段距离 x 后停下。摩擦因数 如图所示。求：
(1)人在斜坡时的加速度和在平面上时的加速度。 (2)滑板者到达底端时速度 。 (3)滑板者在水平滑道滑行距离 x。
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参考答案
一、选择题
1．D。
解析：由于汽车速度在减小，汽车和背包之间的摩擦力阻碍相对运动的发生，摩擦力方
Δt 10．D。
解析：如果存在阻力，F 合＝F－Ff＝ma，所以 Ff＝1.2× 104 N 。
11．D。
解析：物块的受力分析如图所示，在水平方向上，有 Fcos θ－Ff＝ma； 在竖直方向上，有 FN＋Fsin θ＝G。又因 Ff＝μFN，联立各式解得 a＝ F cos ＋F sin －mg 。
m (2)由于人此时没有动，人与车初始距离为 150 m。根据运动学公式 d＝v2－v02 ，
2a
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车停下时需要走过的距离为 104.2 m，小于 150 m，因此行人安全。
15．(1)0.31。(2)106.2 N 。
解析：(1)割草机的受力图如图所示。
将 F 沿水平方向和竖直方向分解，由于割草机做匀速运动，合外力为零。
第四章 运动和力的关系
一、选择题
1．一辆校车在行进中突然前方交通灯变成红灯，司机立刻刹车，所有放在车内过道中
的书包向前滑动了一段距离。书包运动是由于( )。
A．地面的摩擦力；
B．汽车发动机的牵引力；
C．书包受到的重力；
D．书包质量决定的惯性。
2．两个物块用一根轻绳连在一起，静止在光滑的桌面上。
当用一个水平外力 F 拉动使之加速，这时绳子上出现的拉力是
正确的是( )。
A．a＞g，F＞mg；
B．a＜g，F＞mg；
C．a＝g，F＝mg；
D．a＝g，F＝0。
9．一辆出站的特快列车，1 min 20 s 从静止加速到 300 km/h，如果特快列车机车的牵引
力为 4.9× 105 N 。在这个过程中的平均加速度为(
)。
2
A．1.04 m/s2；
B．3.75 m/s2；
2 17．(1) 4.54 m/s2；－1.5 m/s2 (2)32.0 m/s。 (3)341 m。 解析：(1)人在斜坡时的受力如图所示： 将重力分解为沿斜面和垂直于斜面两个分力。 沿斜面方向的合力为 F 合＝G∥－Ff＝ma 垂直于斜面方向，有 FN＝G⊥
8ห้องสมุดไป่ตู้
整理得滑板者在斜面时加速度为：
a 斜＝gsin 28°－μ 斜 gcos 28°＝3.1 m/s2
m 12．A。
解析：在“探究加速度与外力、质量的关系”的实验中，由于没有平衡摩擦，小车受到
的合力为
F
合＝F－Ff＝ma，又因
Ff＝μFN＝μmg，所以
a＝
F－Ff m
＝
F m
－
g
。故选
A。
二、计算题 13．(1) 0.8 m/s2。(2) 4 kg。 解析：(1)已知冰壶由静止推出获得速度 2.0 m/s，用时 t＝2.5 s。 根据 a＝ Δv ，可得 a=0.8 m/s2。
0
6s
0
8s
1
6．一辆汽车沿直线水平公路行驶，当汽车汽油燃尽的时间记为 t＝0。以后作用在汽车 上的合外力为阻力 f＝－k ， 是汽车的行驶速度，k 是常数。以下哪组图像更好地反映出 t ＝0 以后速度 和位置 x 随时间的变化？( )。
A．
；
B．
；
C．
；
D．
。
7．(多选)一个人在电梯中站在体重计上。以下哪种情况他观察到体重计的读数会大于
(1)汽车停下过程中的加速度的大小和方向。 (2)通过计算判断行人是否安全。
15．一个人用 88 N 的力推着一个 14 kg 的割草机在草地上做匀速运动，如图所示。求： (1)地面与割草机之间的动摩擦因数。 (2)如果割草者打算推着割草机从静止到 2.5 s 内， 获得 1.5 m/s 的速度，计算需要施加的推力 F。
解析：x-t 图像的斜率为 ，由于汽车仍然在沿正方向运动，因此斜率应该一直为正。而
-t 图像的斜率为加速度，由于汽油燃尽，只有空气阻力，此时加速度应该为负值。故选 D。
7．CF。
解析：取向上为正方向，由于人在电梯中的受力在竖直方向有 FN－mg＝ma，当加速度 为正时，FN 大于 mg。当向上加速或是向下减速时，均为加速度向上。故选 CF。
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(1)计算冰壶被推出过程的平均加速度。 (2)如果地板与冰壶间的动摩擦因数为 0.02，计算这个冰壶的质量 m。
14．一辆质量为 2 吨的汽车正在以速度 90 km/h 行驶，突然前方 150 m 处出现一个行人， 因为恐惧站在原地。为避免事故，如果司机立刻踩刹车，依靠地面的滑动摩擦停下。地面与 车轮间的滑动摩擦因数为 0.3。求：