第四章運動和力的關(guān)系課后習(xí)題精講課件高一上學(xué)期物理人教版

第四章

運動和力的關(guān)系高中物理人教版（2019）必修第一冊課后習(xí)題精講課件第一節(jié)牛頓第一定律課后習(xí)題精講1.回答下列問題。（1）飛機投彈時，如果當(dāng)目標(biāo)在飛機的正下方時投下炸彈，能擊中目標(biāo)嗎？為什么？（2）地球由西向東自轉(zhuǎn)，你向上跳起來以后，為什么還落在原地，而不落到原地的西邊？（3）我國道路交通安全法規(guī)定，在各種小型車輛里乘坐的人必須系好安全帶。為什么要有這樣的規(guī)定？（4）一位同學(xué)說，向上拋出的物體，在空中向上運動時，肯定受到了向上的作用力，否則它不可能向上運動。這個結(jié)論錯在哪里？課本P821.答案(1)不能。因為炸彈離開飛機后,由于慣性,仍具有離開飛機時的水平速度,故仍向前運動一段距離。(2)地球由西向東轉(zhuǎn),人也跟地球一起由西向東運動。當(dāng)人跳起后,由于慣性,人仍保持與地球相同的由西向東的速度,故人落在原地。(3)如果不系安全帶,當(dāng)緊急剎車時,車雖然停下了,但人因慣性而仍然向前運動,會發(fā)生危險。系上安全帶后,人雖然因慣性向前運動,但受安全帶的阻力,不致發(fā)生危險。(4)這個結(jié)論錯在認為“力是維持物體運動的原因”。實際上,向上拋出的物體,獲得了一個向上的初速度,由于慣性,它將保持向上運動,若不受重力,它將一直向上運動,只是由于其受重力,物體向上運動一段時間后將落下來。課本P822.伽利略在理想斜面實驗中提出了以下結(jié)論：如果另一個斜面的傾角減小至0°，小球為達到原來的高度，將永遠運動下去。請你說明他得到這個結(jié)論的理由。2.答案

斜面的傾角減小至即成為水平面,小球在水平面上運動時所受合力為零,運動狀態(tài)不變,將永遠運動下去。

3.下列關(guān)于物體慣性的說法中，哪些是正確的？哪些是錯誤的？（1）汽車速度越大，剎車后越難停下來，表明物體的速度越大，其慣性越大；（2）汽車轉(zhuǎn)彎后前進方向發(fā)生了改變，表明物體速度方向改變，其慣性也隨之改變；（3）被拋出的小球，盡管速度的大小和方向都改變了，但慣性不變；（4）要使速度相同的沙袋在相同時間內(nèi)停下來，對大沙袋用力比對小沙袋用力大，表明質(zhì)量大的物體慣性大。針對以上事例，請你總結(jié)一下對慣性大小的認識。3.答案

正確的是(3)(4),錯誤的是(1)(2)?？偨Y(jié):慣性是物體本身具有的保持原來運動狀態(tài)不變的性質(zhì),慣性大小只跟物體的質(zhì)量有關(guān),跟其運動情況或受力情況無關(guān)。第二節(jié)實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系課后習(xí)題精講1.某同學(xué)在做“探究加速度與力的關(guān)系”和“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”實驗時，把兩個實驗的數(shù)據(jù)都記錄在表3中。數(shù)據(jù)是按加速度的大小排列的，兩個實驗的數(shù)據(jù)混在一起，而且有兩個加速度數(shù)據(jù)模糊不清（表3中空格）。請你把這些數(shù)據(jù)分拆填入表4和表5中，如果模糊的加速度數(shù)據(jù)是正確的，其數(shù)值應(yīng)該是多少？請?zhí)钤诒?中。表3實驗記錄課本P87課本P871.答案

表4探究加速度與力的關(guān)系(條件:m=0.36kg)表5探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系(條件:F=0.29N)表3中應(yīng)填的數(shù)據(jù)是:0.670.94F/N0.140.190.240.290.34a/(m·s-2)0.390.530.810.94m/kg0.860.610.410.360.31a/(m·s-2)0.340.480.710.812.某同學(xué)用圖4.2-2所示的實驗裝置探究小車的加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系。所用交變電流的頻率為50Hz。（1）圖4.2-6是他某次實驗得到的紙帶，兩計數(shù)點間有四個點未畫出，部分實驗數(shù)據(jù)如圖所示。求小車的加速度是多少（2）保持小車所受的拉力不變，改變小車質(zhì)量m，分別測得不同質(zhì)量時小車加速度a的數(shù)據(jù)如表6所示。請在圖4.2-7的坐標(biāo)紙中作出a-

圖像。第三節(jié)牛頓第二定律課后習(xí)題精講1.從牛頓第二定律知道，無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度?？墒牵覀冇昧μ嵋粋€很重的箱子，卻提不動它。這跟牛頓第二定律有沒有矛盾？應(yīng)該怎樣解釋這個現(xiàn)象？1.答案

沒有矛盾。牛頓第二定律公式F=ma中的F指的是物體所受的合力,而不是其中的某一個力。我們用力提一個放在地面上很重的箱子時,箱子受到的力共有三個:手對箱子向上的拉力F1,豎直向下的重力G以及地面對箱子向上的支持力F2。如果F1

<G,則這三個力的合力F=0,故箱子的加速度為零,箱子保持不動。課本P922.甲、乙兩輛小車放在水平桌面上，在相同拉力的作用下，甲車產(chǎn)生的加速度為1.5m/s2，乙車產(chǎn)生的加速度為4.5m/s2，甲車的質(zhì)量是乙車的幾倍？（不考慮阻力）3.一個物體受到的合力是4N時，產(chǎn)生的加速度為2m/s2。若該物體的加速度為6m/s2，它受到的合力是多大？4.光滑水平桌面上有一個質(zhì)量是2kg的物體，它在水平方向上受到互成90°的兩個力的作用，這兩個力的大小都是14N。這個物體加速度的大小是多少？沿什么方向？

5.平直路面上質(zhì)量是30kg的手推車，在受到60N的水平推力時做加速度為1.5m/s2的勻加速直線運動。如果撤去推力，車的加速度大小是多少？方向如何？乙6.如圖4.3-8，一輛裝滿石塊的貨車在平直道路上以加速度a向前加速運動。貨箱中石塊B的質(zhì)量為m，求石塊B周圍與它接觸的物體對石塊B作用力的合力。第四節(jié)力學(xué)單位制課后習(xí)題精講1.一輛速度為4m/s的自行車，在水平公路上勻減速地滑行40m后停止。如果自行車和人的總質(zhì)量是100kg，自行車受到的阻力是多少？課本P962.一輛以10m/s的速度行駛的汽車，剎車后經(jīng)2s停下來。已知汽車的質(zhì)量為4t，汽車所受的阻力是多少？3.一艘在太空飛行的宇宙飛船，開動推進器后，受到的推力是900N，開動3s的時間，速度增加了0.9m/s，飛船的質(zhì)量是多少？4.一輛質(zhì)量是2t的汽車，在水平公路上以54km/h的速度勻速行駛。根據(jù)測試，這輛車在這種路面上緊急剎車時，汽車所受的制動力為1.2×104N。汽車要滑行多遠的距離才能停下來？5.在初中已經(jīng)學(xué)過，如果一個物體在力F的作用下沿著力的方向移動了一段距離l，這個力對物體做的功W＝Fl。我們還學(xué)過，功的單位是焦耳（J）。請由此導(dǎo)出焦耳與基本單位米（m）、千克（kg）、秒（s）之間的關(guān)系。第五節(jié)牛頓運動定律的應(yīng)用課后習(xí)題精講1.質(zhì)量為20kg的物體靜止在光滑水平面上。如果給這個物體施加兩個大小都是50N且互成60°角的水平力（圖4.5-6），那么，3s末它的速度是多大？3s內(nèi)它的位移是多少？課本P1002.民航客機都有緊急出口，發(fā)生意外情況的飛機緊急著陸后，打開緊急出口，狹長的氣囊會自動充氣，生成一條連接出口與地面的斜面，人員可沿斜面滑行到地面（圖4.5-7）。若機艙口下沿距地面3.2m，氣囊所構(gòu)成的斜面長度為6.5m，一個質(zhì)量為60kg的人沿氣囊滑下時所受的阻力是240N，那么，人滑至氣囊底端時的速度是多少？

g取10m/s2

3.汽車輪胎與公路路面之間必須要有足夠大的動摩擦因數(shù)，才能保證汽車安全行駛。為檢測某公路路面與汽車輪胎之間的動摩擦因數(shù)，需要測試剎車的車痕。測試汽車在該公路水平直道上以54km/h的速度行駛時，突然緊急剎車，車輪被抱死后在路面上滑動，直至停下來。量得車輪在公路上摩擦的痕跡長度是17.2m，則路面和輪胎之間的動摩擦因數(shù)是多少？g取10m/s2。4.一輛貨車運載著圓柱形光滑的空油桶。在車廂底，一層油桶平整排列，相互緊貼并被牢牢固定，上一層只有一只桶C，自由地擺放在桶A、B之間，沒有用繩索固定。桶C受到桶A和桶B的支持，和汽車一起保持靜止，如圖4.5-8所示。（1）當(dāng)汽車向以某一加速度向左加速時，A對C和B對C的支持力大小，會增大還是減??？請說明理由。（2）當(dāng)汽車向左運動的加速度增大到一定值時，桶C就脫離A而運動到B的右邊，這個加速度有多大？第六節(jié)超重和失重課后習(xí)題精講1.當(dāng)在盛水的塑料瓶壁上扎一個小孔時，水會從小孔噴出，但釋放水瓶，讓水瓶自由下落，水卻不會從小孔流出。這是為什么？課本P1041.答案手持飲料瓶時,小孔有水噴出,是因為水面高于小孔,上部的水對下部的水產(chǎn)生壓力,故水噴出;當(dāng)放手讓瓶自由下落時,由于a=g,故水和瓶均處于完全失重狀態(tài),上部的水不再對下部的水產(chǎn)生壓力,故水不再從小孔流出。2.蹦極是一項極限體育項目。運動員從高處跳下，在彈性繩被拉直前做自由落體運動；當(dāng)彈性繩被拉直后，在彈性繩的緩沖作用下，運動員下降速度先增加再減小逐漸減為0。下降過程中，運動員在什么階段分別處于超重、失重狀態(tài)？2.答案運動員下降過程中,在彈性繩被拉直前處于完全失重狀態(tài);從彈性繩剛拉直到彈性繩的拉力等于運動員重力過程中,運動員處于失重狀態(tài);從彈性繩的拉力等于運動員的重力到最后運動員減速為0,運動員處于超重狀態(tài)。3.火箭發(fā)射時，宇航員要承受超重的考驗。某火箭發(fā)射的過程中，有一段時間的加速度達到3.5g，平時重力為10N的體內(nèi)臟器，在該超重過程中需要的支持力有多大？4.一種巨型娛樂器械可以使人體驗超重和失重狀態(tài)（圖4.6-8）。一個可乘坐二十多個人的環(huán)形座艙套裝在豎直柱子上，由升降機送上幾十米的高處，然后讓座艙自由落下。落到一定位置時，制動系統(tǒng)啟動，到地面時剛好停下。已知座艙開始下落時的高度為76m，當(dāng)落到離地面28m的位置時開始制動，座艙做勻減速運動。若座艙中某人用手托著質(zhì)量為0.2kg的手機，當(dāng)座艙落到離地面50m的位置時，手的感覺如何？當(dāng)座艙落到離地面15m的位置時，手要用多大的力才能托住手機？5.小明住的樓房中有一部電梯，小明用了兩種方法估測電梯在加速和減速過程中的加速度。方法1用測力計懸吊一個重物，保持測力計相對電梯靜止，測得電梯上升加速時測力計讀數(shù)為G1，減速時為G2。小明了解到該電梯加速和減速過程的加速度大小是相同的。由此，請估算電梯變速運動時加速度有多大？方法2用手機的加速度傳感器測量電梯上升中由起動到停止的加速度。請描述此過程電梯的a-t

圖像是怎樣的。再用手機實地測一下看是怎樣的。5.答案(1)上升加速時G1-mg=ma，上升減速時mg-G2=ma聯(lián)立可得(2)電梯的a-t圖像如圖所示章節(jié)末復(fù)習(xí)與提高A組課后習(xí)題精講1.在公路上，一輛汽車以較大的速度行駛，緊急剎車制動時間大于以較小速度行駛時的制動時間。這是因為速度越大，車的慣性越大嗎？如果不是，上述現(xiàn)象該如何解釋？課本P1052.質(zhì)量為0.5

kg的物體，受到方向相反的兩個力作用，獲得3

m/s2的加速度。若將其中一個力加倍，物體的加速度大小變?yōu)?

m/s2，求另一個力的大小。3.以6m/s的速度勻速上升的氣球，當(dāng)升到離地面14.5m高時，從氣球上落下一小球，小球的質(zhì)量為0.5kg，假設(shè)小球在運動過程中所受的阻力大小總等于1N。小球經(jīng)多長時間到達地面？g取10m/s2。4.圖4-1是采用動力學(xué)方法測量空間站質(zhì)量的原理圖。若已知飛船質(zhì)量為3.0×103kg，其推進器的平均推力F為900N，在飛船與空間站對接后，推進器工作5s內(nèi)，測出飛船和空間站的速度變化是0.05m/s，求空間站的質(zhì)量。6.如圖4-2，在傾角37°足夠長的斜面上有一個質(zhì)量為1

kg的物體，物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)為0.3。物體在拉力F的作用下由靜止開始運動，F(xiàn)的大小為10

N，方向沿斜面向上。加速一段時間后撤去F，讓物體在斜面上運動。g取10m/s2，問：（1）物體從靜止開始一共經(jīng)歷了哪幾個勻變速直線運動過程？（2）這幾個勻變速直線運動的加速度的大小和方向如何？

甲乙丙7.某小組通過測量兩輛小車在相同時間內(nèi)通過的位移來比較它們的加速度，進而探究加速度與力的關(guān)系，實驗裝置如圖4-3所示。將軌道分上下雙層排列，兩小車尾部的剎車線由后面的剎車系統(tǒng)同時控制，能使小車同時立即停下來。通過改變槽碼盤中的槽碼來改變拉力的大小。（1）通過比較兩小車的位移來比較兩小車的加速度大小，你認為可行嗎？請說明理由。（2）已知兩小車質(zhì)量均為500g，實驗數(shù)據(jù)如表中所示。分析表中數(shù)據(jù)，你能得到什么結(jié)論？說出你的分析過程。（3）如果還要利用上述裝置進行“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”實驗，應(yīng)該怎樣調(diào)整實驗條件？

8.某同學(xué)為研究雨滴下落的規(guī)律查閱資料，了解到：較大的雨滴是從大約1000m的高空形成并下落的，到達地面的速度大約為4m/s。根據(jù)以上信息，可以把雨滴的運動模型看成是1000m高空的物體在有空氣阻力的空間中由靜止開始下落的運動，落地速度4m/s。請你分析雨滴下落的運動過程，描述雨滴下落過程中速度和加速度的變化，并定性作出雨滴下落的v-t

圖像。8.答案雨滴先加速下落,速度變大,所受的空氣阻力變大,加速度變小,當(dāng)雨滴受到的空氣阻力與其重力相等時,雨滴勻速下落,此時加速度為0。其下落的v-t圖像如圖所示。9.某同學(xué)制作了一個“豎直加速度測量儀”，可以用來測量豎直上下電梯運行時的加速度，其構(gòu)造如圖4-4所示。把一根輕彈簧上端固定在小木板上，下端懸吊0.9

N重物時，彈簧下端的指針指木板上刻度為C的位置，把懸吊1.0

N重物時指針位置的刻度標(biāo)記為0，以后該重物就固定在彈簧上，和小木板上的刻度構(gòu)成了一個“豎直加速度測量儀”。（1）請在圖中除

0

以外的

6

根長刻度線旁，標(biāo)注加速度的大小，示數(shù)的單位用m/s2表示，加速度的方向向上為正、向下為負。說明這樣標(biāo)注的原理。（2）仿照以上裝置，設(shè)計一個“水平加速度測量儀”。要求：畫出它的裝置圖；說明它的構(gòu)造；介紹加速度刻度的標(biāo)注原理。g取10m/s2。

章節(jié)末復(fù)習(xí)與提高B組課后習(xí)題精講1.如圖4-5，兩個質(zhì)量相同的小球A和B之間用輕彈簧連接，然后用細繩懸掛起來，剪斷細繩的瞬間，A球和B球的加速度分別是多少？課本P1062.如圖4-6，質(zhì)量為0.5

kg的物塊A放在一個縱剖面為矩形的靜止木箱內(nèi)，A和木箱水平底面之間的動摩擦因數(shù)為0.3。A的右邊被一根輕彈簧用1.2

N的水平拉力向右拉著而保持靜止?，F(xiàn)在要使彈簧能拉動物塊A相對木箱底面向右移動。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s2。（1）如果讓木箱在豎直方向上運動，其加速度應(yīng)滿足什么條件？（2）如果讓木箱在水平方向上運動，其加速度應(yīng)滿足什么條件？3.為了安全，在公路上行駛的汽車之間應(yīng)保持必要的距離。我國交通管理部門規(guī)定：高速公路上行駛的汽車安全距離為200m，汽車行駛的最高速度為120km/h。（1）根據(jù)下面提供的資料，通過計算來說明安全距離為200m的理論依據(jù)，g取10m/s2。（2）駕駛員的反應(yīng)時間（0.3?0.6s）、路面與輪胎之間的動摩擦因數(shù)應(yīng)各取多少？表各種路面與輪胎之間的動摩擦因數(shù)4.在民航機場和火車站可以看到用于對行李進行安全檢查的水平傳送帶。旅客把行李放到傳送帶上時，傳送帶對行李的滑動摩擦力使行李開始運動，隨后它們保持相對靜止，行李隨傳送帶一起前進。若傳送帶勻速前進的速度v為