2024-2025學(xué)年新教材高中物理實(shí)驗(yàn)課時(shí)1由運(yùn)動(dòng)分析力練習(xí)含解析魯科版必修第一冊(cè)

PAGE8-課時(shí)1由運(yùn)動(dòng)分析力1.質(zhì)量為1kg的物體,受水平恒力F作用,由靜止起先在光滑的水平面上做加速運(yùn)動(dòng),它在ts內(nèi)的位移為xm,則F的大小為()。A.2xt2NB.2x2t-1NC.答案：A解析：由x=12at2得a=2xt2m/s2,對(duì)物體由牛頓其次定律得F=ma=2x2.行車過(guò)程中,假如車距不夠,剎車不剛好,汽車將發(fā)生碰撞,車?yán)锏娜丝赡苁艿綋p害,為了盡可能地減輕碰撞引起的損害,人們?cè)O(shè)計(jì)了平安帶,假定乘客質(zhì)量為70kg,汽車車速為90km/h,從踩下剎車到完全停止須要的時(shí)間為5s,平安帶對(duì)乘客的作用力大小約為(不計(jì)人與座椅間的摩擦)()。A.450NB.400NC.350ND.300N答案：C解析：汽車的速度v0=90km/h=25m/s,設(shè)汽車勻減速的加速度大小為a,則a=v0t=5m/s2,對(duì)乘客由牛頓其次定律得F=ma=70×5N=350N,所以3.如圖5-實(shí)-1-1所示,頂端固定著小球的直桿固定在小車上,當(dāng)小車向右做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),球所受合外力的方向沿圖中的()。圖5-實(shí)-1-1A.OA方向B.OB方向C.OC方向D.OD方向答案：D解析：據(jù)題意可知,小車向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由于球固定在桿上,而桿固定在小車上,則三者屬于同一整體,依據(jù)整體法和隔離法的關(guān)系分析可知,球和小車的加速度相同,所以球的加速度也應(yīng)當(dāng)向右,故選項(xiàng)D正確。4.(2024·湖北襄陽(yáng)模擬)在慶祝節(jié)日的時(shí)候,人們會(huì)在夜晚燃放漂亮的焰火。依據(jù)設(shè)計(jì),某種型號(hào)的裝有焰火的禮花彈從專用炮筒中射出后,在4s末到達(dá)離地面100m的最高點(diǎn)時(shí)炸開(kāi),構(gòu)成各種漂亮的圖案。假設(shè)禮花彈從炮筒中豎直射出時(shí)的初速度是v0,上升過(guò)程中所受的平均阻力大小始終是自身重力的k倍,那么v0和k分別等于(重力加速度g取10m/s2)()。圖5-實(shí)-1-2A.25m/s,1.25B.40m/s,0.25C.50m/s,0.25D.80m/s,1.25答案：C解析：依據(jù)h=12at2,解得a=12.5m/s2,所以v0=at=50m/s;上升過(guò)程禮花彈所受的平均阻力Ff=kmg,依據(jù)牛頓其次定律得a=mg+Ffm=(k+1)g=12.5m/s2,解得k=05.如圖5-實(shí)-1-2所示,在水平面上有一傾角為30°的固定斜面,質(zhì)量為1kg的小物塊從斜面頂端由靜止起先下滑,當(dāng)小物塊下滑1.4m時(shí),其速度大小為1.4m/s,重力加速度g取10m/s2,由此可知小物塊與斜面之間的滑動(dòng)摩擦力大小為()。A.5NB.4.3NC.0.7ND.0答案：B解析：由v2=2ax知,加速度a=v22x,解得a=0.7m/s2,依據(jù)牛頓其次定律有:mgsin30°-f=ma,解得滑動(dòng)摩擦力f=4.3N,6.乘坐“空中纜車”飽覽大自然的美景是旅游者絕妙的選擇。若某一纜車沿著坡度為30°的山坡以加速度a上行,如圖5-實(shí)-1-3所示。在纜車中放一個(gè)與山坡表面平行的斜面,斜面上放一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊,小物塊相對(duì)斜面靜止(設(shè)纜車保持豎直狀態(tài)運(yùn)行)。則()。圖5-實(shí)-1-3A.小物塊受到的摩擦力方向平行斜面對(duì)上B.小物塊受到的摩擦力方向平行斜面對(duì)下C.小物塊受到的滑動(dòng)摩擦力為12mg+D.小物塊受到的靜摩擦力為ma答案：A解析：小物塊相對(duì)斜面靜止,因此小物塊與斜面間的摩擦力是靜摩擦力。纜車以加速度a上行,小物塊的加速度也為a,以物塊為探討對(duì)象,則有Ff-mgsin30°=ma,Ff=12mg+ma,方向平行斜面對(duì)上,故A正確,B、C、D7.(2024·山東沂水一中月考)如圖5-實(shí)-1-4所示,水平地面上有一輕質(zhì)彈簧,下端固定,上端與物體A相連接,整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)用一豎直向下的力壓物體A,使A豎直向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)一段距離,整個(gè)過(guò)程中彈簧始終處在彈性限度內(nèi)。下列關(guān)于所加力F的大小和運(yùn)動(dòng)距離x之間關(guān)系圖像正確的是()。圖5-實(shí)-1-4圖5-實(shí)-1-5答案：D解析：由于彈簧彈力與彈簧壓縮量成正比,由牛頓其次定律得,F-kx=ma,解得F=kx+ma,故所加力F的大小和運(yùn)動(dòng)距離x之間關(guān)系圖像正確的是圖D。8.如圖5-實(shí)-1-6所示,AB和CD為兩條光滑斜槽,它們各自的兩個(gè)端點(diǎn)均分別位于半徑為R和r的兩個(gè)相切的圓上,且斜槽都通過(guò)切點(diǎn)P。設(shè)有一重物先后沿兩個(gè)斜槽,從靜止動(dòng)身,由A滑到B和由C滑到D,所用的時(shí)間分別為t1和t2,則t1與t2之比為()。圖5-實(shí)-1-6A.2∶1B.1∶1C.3∶1D.1∶3答案：B解析：設(shè)光滑斜槽軌道與水平面的夾角為θ,則物體下滑時(shí)的加速度為a=gsinθ,由幾何關(guān)系,斜槽軌道的長(zhǎng)度s=2(R+r)sinθ,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式s=12at2,得t=2sa=2×2(R+r)sinθgsinθ=2R+r9.如圖5-實(shí)-1-7所示,位于豎直平面內(nèi)的固定光滑圓環(huán)軌道與水平面相切于M點(diǎn),與豎直墻相切于A點(diǎn)。豎直墻上另一點(diǎn)B與M的連線和水平面的夾角為60°,C是圓環(huán)軌道的圓心。已知在同一時(shí)刻a、b兩球分別由A、B兩點(diǎn)從靜止起先沿光滑傾斜直軌道AM、BM運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn);c球由C點(diǎn)自由下落到M點(diǎn)。則()。圖5-實(shí)-1-7A.a球最先到達(dá)M點(diǎn)B.b球最先到達(dá)M點(diǎn)C.c球最先到達(dá)M點(diǎn)D.b球和c球都可能最先到達(dá)M點(diǎn)答案：C解析：如圖所示,設(shè)圓環(huán)半徑為R,則c球由C點(diǎn)自由下落到M點(diǎn)用時(shí)滿意R=12gtc2,所以tc=2Rg;對(duì)于a球,因AM與水平面成45°角,則a球下滑到M點(diǎn)用時(shí)滿意AM=2Rsinθ=12gsinθ·ta2,即ta=2Rg;同理b球從B點(diǎn)下滑到M點(diǎn)用時(shí)也滿意tb=2rg(r為過(guò)B、M且與水平面相切于M點(diǎn)的豎直圓的半徑,r>R)。綜上所述可得tb10.如圖5-實(shí)-1-8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起先計(jì)時(shí),小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的v-t圖像(以地面為參考系)如圖乙所示。已知v2>v1,則()。圖5-實(shí)-1-8A.t2時(shí)刻,小物塊離A處的距離達(dá)到最大B.t2時(shí)刻,小物塊相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的距離達(dá)到最大C.0~t2時(shí)間內(nèi),小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左D.t2~t3時(shí)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：由v-t圖像可知,小物塊先向左減速到零,然后再向右加速到v1,以后與傳送帶一起做勻速運(yùn)動(dòng)。由于v2>v1,所以相對(duì)地面來(lái)說(shuō),向左減速運(yùn)動(dòng)的位移大于向右加速運(yùn)動(dòng)的位移,t1時(shí)刻,小物塊離A點(diǎn)的距離最大,A錯(cuò)誤。t2時(shí)刻二者相對(duì)位移最大,B正確。0~t2時(shí)間內(nèi),加速度不變,摩擦力不變,C錯(cuò)誤。t2~t3時(shí)間內(nèi)小物塊不受摩擦力的作用,D錯(cuò)誤。11.(2024·湖北麻城一中月考)(多選)如圖5-實(shí)-1-9①所示,一物塊在t=0時(shí)刻滑上一固定斜面,其運(yùn)動(dòng)的v-t圖線如圖②所示。若重力加速度及圖中的v0、v1、t1均為已知量,則可求出()。圖5-實(shí)-1-9A.斜面的傾角B.物塊的質(zhì)量C.物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)D.物塊沿斜面對(duì)上滑行的最大高度答案：ACD解析：由題圖②可以求出物塊上升過(guò)程中的加速度為a1=v0t1,下降過(guò)程中的加速度為a2=v1t1。物塊在上升和下降過(guò)程中,由牛頓其次定律得mgsinθ+f=ma1,mgsinθ-f=ma2,由以上各式可求得sinθ=v0+v12t1g,滑動(dòng)摩擦力f=m(v0-v1)2t1,而f=μFN=12.(2024·河南南陽(yáng)模擬)神舟飛船完成了預(yù)定空間科學(xué)和技術(shù)試驗(yàn)任務(wù)后,返回艙起先從太空向地球表面預(yù)定軌道返回,返回艙起先時(shí)通過(guò)自身制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)控減速下降,穿越大氣層后在肯定高度打開(kāi)阻力著陸傘進(jìn)一步減速下降,這一過(guò)程中若返回艙所受的空氣阻力與速度的平方成正比,比例系數(shù)(空氣阻力系數(shù))為k,所受空氣浮力不變,且認(rèn)為豎直著陸,從某時(shí)刻起先計(jì)時(shí),返回艙的運(yùn)動(dòng)v-t圖像如圖5-實(shí)-1-10所示,圖中AB是曲線在A點(diǎn)的切線,切線與橫軸交點(diǎn)B的坐標(biāo)為(8,0),CD是曲線AD的漸近線,假如返回艙總質(zhì)量為M=400kg,g取10m/s2,求:圖5-實(shí)-1-10(1)返回艙在這一階段的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);答案：由題圖圖像可以看出,圖線的斜率漸漸減小到零,即做加速度漸漸減小的減速運(yùn)動(dòng),直至勻速運(yùn)動(dòng)。(2)在起先時(shí)刻v0=160m/s時(shí),它的加速度大小;答案：起先時(shí)v0=160m/s,過(guò)A點(diǎn)切線的斜率大小就是此時(shí)加速度的大小,則a=ΔvΔt=0-1608m/s故加速度大小為20m/s2。(3)空氣阻力系數(shù)k的數(shù)值。答案：設(shè)浮力為F,由牛頓其次定律得在t=0時(shí)有kv02+F-Mg=由題圖知返回艙的最終速度為v=4m/s,當(dāng)返回艙勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)有kv2+F-Mg=0,解得:k=0.31N·s2·m-2。13.(2024·山東德州模擬)一質(zhì)量為m=2kg的滑塊能在傾角為θ=30°的足夠長(zhǎng)的斜面上以a=2.5m/s2勻加速下滑。如圖5-實(shí)-1-11所示,若用一水平向右恒力F作用于滑塊,使之由靜止起先在t=2s內(nèi)能沿斜面運(yùn)動(dòng)位移x=4m。求:(g取10m/s2)圖5-實(shí)-1-11(1)滑塊和斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;答案：依據(jù)牛頓其次定律可得:mgsin30°-μmgcos30°=ma,解得:μ=36(2)恒力F的大小。答案：使滑塊沿斜面做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有:x=12a1t2,得a1=2m/s2物體運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度方向有兩種可能。當(dāng)加速度沿斜面對(duì)上時(shí),沿斜面方向:Fcos30°-mgsin30°-μFN1=ma1,垂直斜面方向:FN1=Fsin30°+mgcos30°,代入數(shù)據(jù)得:F=7635當(dāng)加速度沿斜面對(duì)下時(shí):沿斜面方向:mgsin30°-Fcos30°-μFN2=ma1,垂直斜面方向:FN2=Fsin30°+mgcos30°,代入數(shù)據(jù)得:F=43714.如圖5-實(shí)-1-12甲所示,有一足夠長(zhǎng)的粗糙斜面,傾角θ=37°,一滑塊以初速度v0=16m/s從底端A點(diǎn)滑上斜面,滑到B點(diǎn)后又返回到A點(diǎn)?；瑝K運(yùn)動(dòng)的圖像如圖乙所示,求:(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2)圖5-實(shí)-1-12(1)AB之間的距離;答案：由v-t圖像知AB之間的距離為:xAB=16×22m=16m(2)滑塊再次回到A點(diǎn)時(shí)的速度。答案：設(shè)滑塊從A滑到B過(guò)程的加速度大小為a1,從B返回到A過(guò)程的加