【高考领航】2018年高考物理大一轮复习章末检测(含答案)
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章末检测一
运动的描述匀变速直线运动
(时间:60分钟满分:100分)
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分,1~5题每小题只有一个选项正确,6~8小题有多个选项符合题目要求,全选对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分)
1.一质点在A、B两点之间做匀变速直线运动,加速度方向与初速度方向相同,当在A点初速度为v时,从A点到B点所用的时间为t,当在A点初速度为2v时,保持其他量不变,从A点到B点所用时间为t′,则()
A.t′>t
2B.t′=t 2
C.t′<t
2D.t′=t
解析:A.设A、B两点间位移为x,初速度为v时,x=v t+1
2at
2,解得:t=
v2+2ax-v
a,初速度为2v时,x=2v t′+1
2at′
2,解得:t′=
4v2+2ax-2v
a,
所以t′>t
2,A项正确.
2.如图所示,一小球从A点由静止开始沿斜面向下做匀变速直线运动,若到达B点时速度为v,到达C点时速度为2v,则x AB∶x BC等于()
A.1∶1 B.1∶2
C.1∶3 D.1∶4
解析:选C.由位移-速度公式可得v2B-v2A=2ax AB,v2C-v2B=2ax BC,将各瞬时速度代入可知选项C正确.
3.一个物体沿直线运动,从t=0时刻开始,物体的v-t图象如图所示,图线与纵、横坐标轴的交点分别为0.5 m/s和-1 s,由此可知()
A.物体做匀速直线运动
B.物体做变加速直线运动
C.物体的初速度大小为0.5 m/s
D.物体的初速度大小为1 m/s
解析:选C.根据v-t图象,可知物体的速度均匀增大,做匀加速直线运动,故A、B错误.图线纵轴截距表示初速度,则知物体的初速度大小为0.5 m/s,故C正确,D错误.
4.不计空气阻力,以一定的初速度竖直上抛一物体,从抛出至回到抛出点的时间为t,现在物体上升的最大高度的一半处设置一块挡板,物体撞击挡板前、后的速度大小相等、方向相反,撞击所需时间不计,则这种情况下物体上升和下降的总时间约为()
A.0.5t B.0.4t
C.0.3t D.0.2t
解析:选 C.将物体的上升过程分成位移相等的两段,设下面一段位移所用时间为t1,上面一段位移所用时间为t2,根据逆向思维可得:t2∶t1=1∶(2-1),又知,物体撞击挡板后以原速度大小弹回(撞击所需时间不计),物体上升和下降
的总时间t′=2t1且t1+t2=t
2,由以上几式可得:t′=(2-1)t
2
≈0.3t,正确答
案为C.
5.一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动,在时间间隔t内位移为s,动能变为原来的9倍.该质点的加速度为()
A.s
t2 B.
3s
2t2
C.4s
t2 D.
8s
t2
解析:选A.质点在时间t内的平均速度v=s
t,设时间t内的初、末速度分别
为v 1和v 2,则v =v 1+v 22,故v 1+v 22=s t .由题意知:12m v 22=9×12m v 21,则v 2=3v 1,
进而得出2v 1=s t .质点的加速度a =v 2-v 1t =2v 1t =s t 2.故选项A 正确.
6.一条东西方向的平直公路边上有两块路牌A 、B ,A 在西B 在东,一辆匀速行驶的汽车自东向西经过B 路牌时,一只小鸟恰自A 路牌向B 匀速飞去,小鸟飞到汽车正上方立即折返,以原速率飞回A ,过一段时间后,汽车也行驶到
A .以向东为正方向,它们的位移-时间图象如图所示,图中t 2=2t 1,由图可知
( )
A .小鸟的速率是汽车速率的两倍
B .相遇时小鸟与汽车位移的大小之比是3∶1
C .小鸟飞行的总路程是汽车的1.5倍
D .小鸟和汽车在0~t 2时间内位移相等
解析:选BC.设A 、B 之间的距离为x .由t 2=2t 1,结合图象可知,小鸟与汽
车相遇时,汽车的位移大小为x 4,小鸟的位移大小为34x ,故选项A 错误,B 正确;
小鸟飞行的总路程为64x =1.5x ,选项C 正确;小鸟在0~t 2时间内的位移为零,
而汽车在0~t 2时间内位移大小为x ,故选项D 错误.
7.如图所示,在足够高的空间内,小球位于空心管的正上方h 处,空心管长为L ,小球球心与管的轴线重合,并在竖直线上.当释放小球,小球可能穿过空心管,不计空气阻力,则下列判断正确的是( )
A .两者同时无初速度释放,小球在空中不能穿过管
B .两者同时释放,小球具有竖直向下的初速度v 0,管无初速度,则小球一定能穿过管,且穿过管的时间与当地重力加速度无关
C .两者同时释放,小球具有竖直向下的初速度v 0,管无初速度,则小球一定能穿过管,但穿过管的时间与当地重力加速度有关
D .两者均无初速度释放,但小球提前了Δt 时间释放,则小球一定能穿过管,但穿过管的时间与当地重力加速度无关
解析:选AB.两者同时无初速度释放,均做自由落体运动,球不能穿过管,A 正确;两者同时释放,小球具有竖直向下的初速度v 0,以管为参考系,则小球
匀速穿过管,时间为t =L v 0
,B 正确,C 错误;小球提前Δt 时间释放,相当于获得了初速度v 0=g Δt ,与当地重力加速度有关,D 错误.
8.在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩连接好的车厢.当机车在东边拉着这列车厢以大小为a 的加速度向东行驶时,连接某两相邻车厢的挂
钩P 和Q 间的拉力大小为F ;当机车在西边拉着车厢以大小为23a 的加速度向西
行驶时,P 和Q 间的拉力大小仍为F .不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可能为( )
A .8
B .10
C .15
D .18
解析:选BC.设该列车厢与P 相连的部分为P 部分,与Q 相连的部分为Q 部分.设该列车厢有n 节,Q 部分为n 1节,每节车厢质量为m ,当加速度为a
时,对Q 有F =n 1ma ;当加速度为23a 时,对P 有F =(n -n 1)m 23a ,联立得2n =
5n 1.当n 1=2、n 1=4、n 1=6时,n =5、n =10、n =15,由题中选项得该列车厢节数可能为10或15,选项B 、C 正确.
二、非选择题(共4小题,52分)
9.(10分)如图所示,某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中,由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点间的时间间隔为T =0.1 s ,其中x 1=7.05 cm ,x 2=7.68 cm ,x 3=8.33 cm ,x 4=8.95 cm ,x 5=9.61 cm ,x 6=10.26 cm ,则打A 点时小车的瞬时速度大小是________ m/s ,计算小车运动的加速度的表达式为a =________,加速度大小是________ m/s 2.(计算结果均保留两位有效数字)
解析:由匀变速直线运动平均速度的推论可知,打计数点A时小车的速度
为v A=x3+x4
2T=
8.33+8.95
0.2×10
-2m/s≈0.86 m/s;由匀变速直线运动相等时间位
移差的推论可知,小车的加速度为a=x4+x5+x6-x1-x2-x3
9T2,代入数据可得a
=0.64 m/s2.
答案:0.86x4+x5+x6-x1-x2-x3
9T20.64
10.(12分)某学习小组在“研究匀变速直线运动”的实验中,用如图所示的气垫导轨装置来测滑块的加速度,由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离L,窄遮光板的宽度为d,窄遮光板依次通过两个光电门的时间分别为t1、t2.
(1)通过两个光电门的瞬时速度分别为v1=________,v2=________.在计算瞬时速度时应用的物理方法是________(填“极限法”“微元法”或“控制变量法”).
(2)滑块的加速度可以表示为a=________(用题中所给物理量表示).
解析:(1)滑块通过两个光电门的速度等于滑块通过光电门这极短时间内的
平均速度,故瞬时速度分别为d
t1和
d
t2,时间取的越短,瞬时速度越接近平均速度,
故采用了极限法.
(2)根据运动学公式2aL=v22-v21,代入可求得加速度a=d2
2L⎝
⎛
⎭
⎪
⎫
1
t22-
1
t21.
答案:(1)d
t1
d
t2极限法(2)
d2
2L⎝
⎛
⎭
⎪
⎫
1
t22-
1
t21
11.(15分)如图所示,一辆长为12 m的客车沿平直公路以8.0 m/s的速度匀速向北行驶,一辆长为10 m的货车由静止开始以2.0 m/s2的加速度由北向南匀加速行驶,已知货车刚启动时两车相距180 m,求两车错车所用的时间.
解析:设货车启动后经过时间t 1时两车开始错车,则有
s 1+s 2=180 m ,
其中s 1=12at 21,
s 2=v t 1,
联立可得t 1=10 s.
设货车从开始运动到两车错车结束所用时间为t 2,在数值上有
s 1′+s 2′=(180+10+12) m =202 m.
其中s 1′=12at 22,
s 2′=v t 2,
解得t 2=10.8 s.
故两车错车时间Δt =t 2-t 1=0.8 s.
答案:0.8 s
12.(15分)2016年世界中学生五人制足球锦标赛落下帷幕,代表中国参赛的河南男队和河北女队取得了优异成绩.五人制足球的赛场长40 m ,宽20 m ,如图所示.在比赛中,攻方队员在中线附近突破防守队员,将足球沿边路向前踢出,足球的运动可视为在地面上做初速度为v 1=6 m/s 的匀减速直线运动,加速度大小为a 1=1 m/s 2.该队员将足球踢出后立即由静止启动追赶足球,他的运动可看做是匀加速直线运动,最大加速度为a 2=1 m/s 2,能达到的最大速度为v 2=4 m/s.该队员至少经过多长时间能追上足球?
解析:设足球从开始做匀减速运动到停下来的位移为x 1,则x 1=v 212a 1
解得x 1=18 m ,
足球匀减速运动时间为t 1=v 1a 1
=6 s 前锋队员以最大加速度加速t 2=v 2a 2
=4 s 在此过程中的位移x 2=v 222a 2
=8 m 之后前锋队员做匀速直线运动,到足球停止运动时,其位移为
x 3=v 2(t 1-t 2)=8 m
由于x 2+x 3<x 1,故足球停止运动时,前锋队员没有追上足球,然后前锋队员继续以最大速度匀速运动追赶足球,由匀速运动公式得x 1-(x 2+x 3)=v 2t 3
代入数据解得t 3=0.5 s
前锋队员追上足球的时间t =t 1+t 3=6.5 s
答案:6.5 s
章末检测二 相互作用
(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分,1~5题每小题只有一个选项正确,6~8小题有多个选项符合题目要求,全选对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分)
1.两个质量为m 1的小球套在竖直放置的光滑支架上,支架的夹角为120°,如图所示,用轻绳将两球与质量为m 2的小球连接,绳与杆构成一个菱形,则m 1∶m 2为( )
A .1∶1
B .1∶2
C .1∶ 3 D.3∶2
解析:选A.设轻绳中的拉力为F ,隔离m 1受力分析,由平衡条件得m 1g cos 60°=F cos 60°,解得F =m 1g ;隔离m 2受力分析,由平衡条件得2F cos 60°=m 2g ,所以 m 1∶m 2=1∶1,A 正确.
2.如图所示,在高度不同的两水平台阶上放有质量分别为m1、m2的两物体,物体间用轻弹簧相连,弹簧与竖直方向夹角为θ.在m1左端施加水平拉力F,使m1、m2均处于静止状态,已知m1表面光滑,重力加速度为g,则下列说法正确的是()
A.弹簧弹力的大小为m1g cos θ
B.地面对m2的摩擦力大小为F
C.地面对m2的支持力可能为零
D.m1与m2一定相等
解析:选 B.对整体受力分析可知,整体受重力、支持力、拉力,要使整体处于平衡,则水平方向一定有向右的摩擦力作用在m2上,且大小与F相同,故B正确;因m2与地面间有摩擦力,则一定有支持力,故C错误;对m1受力分析
可知,弹力水平方向的分力应等于F,故弹力为
F
sin θ,因竖直方向上的受力不明
确,无法确定两物体的质量关系,也无法求出弹簧弹力与重力的关系,故A、D 错误.
3.在水平地面上固定一个上表面光滑的斜面体,在它上面放有质量为m的木块,用一根平行于斜面的细线连接一个轻环,并将轻环套在一根两端固定、粗糙的水平直杆上,整个系统处于静止状态,如图所示,则杆对环的摩擦力大小为()
A.mg sin θB.mg cos θ
C.mg tan θD.mg sin θcos θ
解析:选D.设细线的弹力为F,对斜面上的物块由共点力平衡条件有F-mg sin θ=0,对轻环由共点力平衡条件有F cos θ-F f=0,解得杆对环的摩擦力大小为F f=mg sin θcos θ.
4.一轻绳一端系在竖直墙M上,另一端系一质量为m的物体A,用一轻质光滑圆环O穿过轻绳,并用力F拉住轻环上一点,如图所示.现使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置.则在这一过程中,力F、绳中张力F T及力F 与水平方向夹角θ的变化情况是()
A.F保持不变,F T逐渐增大,夹角θ逐渐减小
B.F逐渐增大,F T保持不变,夹角θ逐渐增大
C.F逐渐减小,F T保持不变,夹角θ逐渐减小
D.F保持不变,F T逐渐减小,夹角θ逐渐增大
解析:选C.圆环受到三个力,拉力F以及绳子的两个拉力F T,三力平衡,故绳子两个拉力的合力与拉力F始终等值、反向、共线,由于绳子的拉力等于mg,夹角越大,合力越小,且合力在角平分线上,故拉力F逐渐变小,由于始终与两细线拉力的合力反向,故拉力F逐渐趋向水平,θ逐渐变小,选项C正确.5.如图所示,吊环运动员将吊绳与竖直方向分开相同的角度,重力大小为G的运动员静止时,左边绳子张力为T1,右边绳子张力为T2.则下列说法正确的是()
A.T1和T2是一对作用力与反作用力
B.吊绳与竖直方向的夹角减小时,T1和T2都会变小
C.T2一定大于G
D.T1+T2=G
解析:选B.作用力与反作用力必须作用在不同的物体上,T1和T2作用在同一个物体上,A错误;吊绳与竖直方向的夹角减小时,T1和T2夹角变小,T1和
T 2都会变小,B 正确;当T 1和T 2的夹角为120°时,T 2等于G ,当夹角大于120°时,T 2大于G ,当夹角小于120°时,T 2小于G ,故C 、D 均错误.
6.如图所示,手推车的篮子里装有一篮球,女孩把手推车沿斜面向上匀速推动,篮子的底面平行于斜面,靠近女孩的一侧面垂直于底面,下列说法正确的有(不计摩擦力)( )
A .篮子底面受到的压力大于篮球的重力
B .篮子底面受到的压力小于篮球的重力
C .篮子右侧面受到的压力大于篮球的重力
D .篮子右侧面受到的压力小于篮球的重力
解析:选BD.设斜面倾角为θ,篮球质量为m ,篮子底面、右侧面对篮球的弹力分别为F N1、F N2,不计摩擦力,对篮球由共点力平衡条件有F N1-mg cos θ=0,F N2-mg sin θ=0.由牛顿第三定律可知,篮球对篮子底面、右侧面的压力均小于重力.选项A 、C 错误,B 、D 正确.
7.如图所示,物体A 、B 用细绳与弹簧连接后跨过滑轮.A 静止在倾角为45°的粗糙斜面上,B 悬挂着.已知m A =3m B ,不计滑轮摩擦,现将斜面倾角由45°减小到30°,B 不会碰到地面,则( )
A .弹簧的弹力不变
B .物体A 对斜面的压力将减小
C .物体A 受到的静摩擦力将减小
D .弹簧的弹力及A 受到的静摩擦力都不变
解析:选AC.对物体A 受力分析如图所示,设此时F f A 沿斜面向上,由平衡
条件可得:m A g sin 45°=F +F f A ,可得F f A =⎝ ⎛⎭⎪⎫322-1m B g ,当斜面倾角为30°时,
可得F f A ′=⎝ ⎛⎭
⎪⎫32-1m B g =12m B g .可见,物体A 受到的静摩擦力方向沿斜面向上,且变小,物体A 不会相对斜面滑动,弹簧的弹力始终等于物体B 的重力,故选项A 、C 正确,D 错误;物体A 对斜面的压力的大小由F N =m A g cos 45°变为F N ′=m A g cos 30°,压力变大,选项B 错误.
8.如图所示,斜面上放有两个完全相同的物体a 、b ,两物体间用一根细线连接,在细线的中点加一与斜面垂直的拉力F ,使两物体均处于静止状态.则下列说法正确的是( )
A .a 、b 两物体的受力个数一定相同
B .a 、b 两物体对斜面的压力相同
C .a 、b 两物体受到的摩擦力大小可能不相等
D .当逐渐增大拉力F 时,物体b 先开始滑动
解析:选BC.对a 、b 进行受力分析,如图所示.物体b 处于静止状态,当细线沿斜面向上的分量与重力沿斜面向下的分量相等时,摩擦力为零,所以b 可能只受3个力作用,而物体a 必定受到摩擦力作用,肯定受4个力作用,选项A 错误;a 、b 两个物体,垂直于斜面方向受力都平衡,则有:F N +F T sin θ=mg cos α,解得:F N =mg cos α-F T sin θ,则a 、b 两物体对斜面的压力相同,选项B 正确;因为b 的摩擦力可以为零,而a 的摩擦力一定不为零,故选项C 正确;对a 沿斜面方向有:F T cos θ+mg sin α=f a ,对b 沿斜面方向有:F T cos θ-mg sin α=f b ,又因为正压力相等,所以最大静摩擦力相等,则a 先达到最大静摩擦力,先滑动,故选项D 错误.
二、非选择题(共4小题,52分)
9.(10分)(1)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,以下说法正确的是()
A.弹簧被拉伸时,所挂钩码越多,误差越小
B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态
C.用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D.用几个不同的弹簧,分别测出几组拉力与伸长量,得出拉力与伸长量之比相等
(2)某同学做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验,他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长,用直尺测出弹簧的原长L0,再把弹簧竖直悬挂起来,挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L,把L-L0作为弹簧的伸长量x,这样操作,由于弹簧自身重力的影响,最后画出的图线可能是图中的()
解析:(1)实验中应以所研究的一根弹簧为实验对象,在弹性限度内通过增减钩码的数目来改变对弹簧的拉力,以探索弹力与弹簧伸长的关系,并且拉力和重力平衡.
(2)由于考虑弹簧自身重力的影响,当不挂钩码时,弹簧的伸长量x>0,所以选C.
答案:(1)B(2)C
10.(12分)在做“验证力的平行四边形定则”实验时:
(1)除已有的器材:方木板、白纸、弹簧测力计、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔外,还必须有________________和________________.
(2)要使每次合力与分力产生相同的效果,必须()
A.每次把橡皮条拉到同样的位置
B.每次把橡皮条拉直
C.每次准确读出弹簧测力计的示数
D.每次记准细绳的方向
(3)某同学的实验结果如图所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与绳套结点的位置.图中________是力F1与F2的合力的理论值,________是力F1与F2的合力的实验值.
解析:(1)做探究共点力合成的规律实验:我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同,测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向,用力的图示画出这三个力,用平行四边形做出两个力的合力的理论值,和那一个力进行比较.所以我们需要的实验器材有:方木板(固定白纸),白纸(记录方向画图)、刻度尺(选标度)、绳套(弹簧测力计拉橡皮条)、弹簧测力计(测力的大小)、图钉(固定白纸)、三角板(画平行四边形),橡皮条(让力产生相同的作用效果的).故还必须有的器材是橡皮条和三角板.
(2)要使每次合力与分力产生相同的效果,每次将橡皮条拉到同样的位置,即用一个力与用两个力的作用效果相同,测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向,没有必要把橡皮条拉到最大长度,故B、C、D错误,A正确.
(3)用平行四边形画出来的是理论值,和橡皮条同线的那个是实际值,所以F 是理论值,F′是实际值,该实验的实验目的就是比较F1、F2合力的理论值和实验值是否相等.
答案:(1)橡皮条三角板(2)A(3)F F′
11.(15分)如图所示,用三条完全相同的轻质细绳1、2、3将A、B两个质量均为m的完全相同的小球连接并悬挂,小球处于静止状态,轻绳1与竖直方向的夹角为45°,轻绳3水平,求轻质细绳上1、2、3的拉力分别为多大?
解析:设三条绳上的拉力分别为F T1,F T2,F T3;把A、B两个小球视为整体,受力分析如图甲,由平衡条件可得2mg=F T1cos 45°
F T3=F T1sin 45°
解得F T1=22mg,F T3=2mg
隔离球B,受力分析如图乙:
F T2=(mg)2+F2T3=5mg
答案:22mg5mg2mg
12.(15分)如图所示,有一个重量为20 N的小物体放在斜面上,斜面底边长AB=40 cm,高BC=30 cm,物体与斜面之间的动摩擦因数为μ=0.5,物体在一沿斜面向上的力F的作用下刚好处于静止状态(最大静摩擦力等于滑动摩擦力),现将力F顺时针转动至水平向右并保持不变,求此时物体与斜面之间的摩擦力.
解析:当力F沿斜面向上,物体恰好不向上滑动时对物体受力分析,有F =G sin θ+μG cos θ,
由几何关系得:sin θ=0.6,cos θ=0.8,F=20 N;
力F顺时针转动至水平向右时物体受力如图所示,
根据平衡条件得,
F cos θ+F f-
G sin θ=0,
解得F f=G sin θ-F cos θ=20×0.6 N-20×0.8 N=-4 N,负号表示方向沿斜面向下.
当力F沿斜面向上,物体恰好不向下滑动时,对物体受力分析,
有F=G sin θ-μG cos θ=4 N;
力F顺时针转动至水平向右时,有
F cos θ+F f-
G sin θ=0,
解得,F f=8.8 N,方向沿斜面向上.
答案:4 N,方向沿斜面向下或8.8 N,方向沿斜面向上
章末检测三牛顿运动定律
(时间:60分钟满分:100分)
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分,1~5题每小题只有一个选项正确,6~8小题有多个选项符合题目要求,全选对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分)
1.下列关于力学及其发展历史,正确的说法是()
A.牛顿根据伽利略等前辈的研究,用实验验证得出牛顿第一定律
B.牛顿通过研究发现物体受到的外力总是迫使其改变运动状态,而不是维持其运动状态
C.由牛顿第二定律得到m=F
a,这说明物体的质量跟所受外力成正比,跟
物体的加速度成反比
D.牛顿等物理学家建立的经典力学体系不但适用于宏观、低速研究领域,也能充分研究微观、高速运动的物体
解析:选 B.因为不受力作用的物体是不存在的,所以牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物,不可能用实验直接验证,所以A项错.牛顿研究发现力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因,所以B 项正确;因为物体的质量由其所含物质的多少决定,与其他因素无关,所以C 项错;牛顿等物理学家建立的经典力学体系只适用于宏观、低速研究领域,当研究微观、高速运动的物体时用爱因斯坦的相对论,所以D项错.2.如图,一人站在测力计上保持静止,下列说法中正确的是()
A.人所受的重力和人对测力计的压力是一对平衡力
B.人所受的重力和人对测力计的压力是一对作用力与反作用力
C.人对测力计的压力和测力计对人的支持力是一对作用力与反作用力
D.人对测力计的压力和测力计对人的支持力是一对平衡力
解析:选 C.人所受的重力和测力计对人的支持力,这两个力作用在同一个物体上,大小相等、方向相反,是一对平衡力;人对测力计的压力和人所受的重力同方向,不是平衡力,也不是相互作用力,选项A、B错误.人对测力计的压力和测力计对人的支持力是一对作用力与反作用力,选项C正确,D错误.3.为了让乘客乘车更为舒适,某研究小组设计了一种新的交通工具,乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整,使座椅始终保持水平,如图所示,当此车减速上坡时(仅考虑乘客与水平面之间的作用),关于乘客下列说法正确的是()
A.不受摩擦力的作用
B.受到水平向左的摩擦力作用
C.处于超重状态
D.所受合力竖直向上
解析:选 B.对乘客进行受力分析,乘客受重力、支持力,由于乘客加速度
沿斜面向下,而静摩擦力必沿水平方向,乘客有水平向左的分加速度,所以受到向后(水平向左)的摩擦力作用,选项A错误,B正确;此车减速上坡,整体的加速度沿斜面向下,乘客具有向下的分加速度,所以根据牛顿运动定律可知乘客处于失重状态,选项C错误;由于乘客加速度沿斜面向下,根据牛顿第二定律得所受合力沿斜面向下,选项D错误.
4.在地面上以初速度v0竖直向上抛出一小球,经过2t0时间小球落回抛出点,其速率为v1,已知小球在空中运动时所受空气阻力与小球运动的速率成正比.则小球在空中运动时速率v随时间t的变化规律可能是()
解析:选A.因为空气阻力做负功,小球的机械能要减小,v1<v0,在上升阶
段,小球的速率减小,加速度a=mg+k v
m是减小的,v-t图象中图线越来越缓,
在下降阶段,小球的速率增加,加速度a=mg-k v
m是减小的,v-t图象中图线也
越来越缓,选项A正确.
5.如图所示,一根轻弹簧上端固定,下端挂一个质量为m0的小桶(底面水平),桶中放有一质量为m的物体,当桶静止时,弹簧的长度比其自然长度伸长了L,今向下拉桶使弹簧再伸长ΔL后静止,然后松手放开,设弹簧总处在弹性限度内,则下列说法中正确的是()
①刚松手瞬间桶对物体的支持力大小为⎝ ⎛⎭
⎪⎫1+ΔL L mg ②刚松手瞬间桶对物体的支持力大小为⎝ ⎛⎭
⎪⎫1+ΔL L (m +m 0)g ③刚松手瞬间物体的加速度为ΔL L g ,方向向上
④刚松手瞬间物体的加速度为ΔL L ⎝ ⎛⎭
⎪⎫1+m 0m g ,方向向上 A .①③
B .①④
C .②③
D .②④
解析:选 A.本题的常规解法是先取桶与物体为整体,利用平衡条件、牛顿第二定律求解,这样做费时易错,若用假设法求解,则能迅速选出正确选项.
假设没有向下拉弹簧,即ΔL =0,则由平衡条件知刚松手瞬间盘对物体的支持力大小仍为mg ,将ΔL =0分别代入①②,可得①对②错;又由牛顿第二定律知刚松手瞬间物体的加速度为a =F N -mg m =ΔL L g ,
方向向上,③对④错,A 正确. 6.在光滑水平面上,a 、b 两小球沿水平面相向运动.当小球间距小于或等于L 时,受到大小相等,方向相反的相互排斥恒力作用.小球间距大于L 时,相互排斥力为零.小球在相互作用区间运动时始终未接触,两小球运动时速度v 随时间t 的变化关系图象如图所示,由图可知( )
A .a 球质量大于b 球质量
B .在t 1时刻两小球间距最小
C .在0~t 2时间内两小球间距逐渐减小
D .在0~t 3时间内b 球所受排斥力方向始终与运动方向相反。