志鸿优化系列丛书 志鸿优化网，永远提供更新的！ 丛书主编任志湖。 http://www.zhyh.org 第四章过关检测 (时间：90分钟满分：100分) 一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7小题 只有一个选项符合题目要求，第8~10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分， 选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分) 1关于力、运动状态及惯性，下列说法正确的是() A.牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因 B.一个运动的物体，如果不再受力，它总会逐渐停下来，这说明，静止状态才是物体长时间不受力时的 “自然状态” C.伽利略根据理想实验推论出：如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速 度继续运动下去 D.车速越大，刹车后滑行的距离越长，所以惯性越大 答案 解析伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，选项A错误。一个运动的物体，它总会逐渐停下 来，是因为物体受到了摩擦力，如果不受力，物体会永远运动下去，选项B错误。伽利略根据理想实验 推论出：如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去，选项 C正确。惯性只与质量有关，与速度无关，选项D错误。 2.如图所示，乘客在公交车上发现车厢顶部A处有一小水滴落下，并落在地板偏前方的B点处，由此判 断公交车的运动情况是() A.向前加速运动 B.向前减速运动 C.向后匀速运动 D.向后减速运动 答案B 解析水滴离开车顶后，由于惯性在水平方向上保持离开时的速度不变，而水滴落点B在A点正下方 的前面，表明若车向前行驶，水滴下落时，车正在减速，选项A错误，B正确；若车向后减速运动，水滴下落 时将落在A点正下方的后方，选项D错误；若车向后匀速运动，水滴将落在A点的正下方，选项C错 误。 1
1 第四章过关检测 (时间:90 分钟 满分:100 分) 一、选择题(共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分。在每小题给出的四个选项中,第 1~7 小题 只有一个选项符合题目要求,第 8~10 小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得 4 分, 选对但不全的得 2 分,有选错或不答的得 0 分) 1.关于力、运动状态及惯性,下列说法正确的是( ) A.牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因 B.一个运动的物体,如果不再受力,它总会逐渐停下来,这说明,静止状态才是物体长时间不受力时的 “自然状态” C.伽利略根据理想实验推论出:如果没有摩擦,在水平面上的物体,一旦具有某一个速度,将保持这个速 度继续运动下去 D.车速越大,刹车后滑行的距离越长,所以惯性越大 答案:C 解析:伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因,选项 A 错误。一个运动的物体,它总会逐渐停下 来,是因为物体受到了摩擦力,如果不受力,物体会永远运动下去,选项 B 错误。伽利略根据理想实验 推论出:如果没有摩擦,在水平面上的物体,一旦具有某一个速度,将保持这个速度继续运动下去,选项 C 正确。惯性只与质量有关,与速度无关,选项 D 错误。 2.如图所示,乘客在公交车上发现车厢顶部 A 处有一小水滴落下,并落在地板偏前方的 B 点处,由此判 断公交车的运动情况是( ) A.向前加速运动 B.向前减速运动 C.向后匀速运动 D.向后减速运动 答案:B 解析:水滴离开车顶后,由于惯性在水平方向上保持离开时的速度不变,而水滴落点 B 在 A 点正下方 的前面,表明若车向前行驶,水滴下落时,车正在减速,选项 A 错误,B 正确;若车向后减速运动,水滴下落 时将落在 A 点正下方的后方,选项 D 错误;若车向后匀速运动,水滴将落在 A 点的正下方,选项 C 错 误
志鸿优化系列丛书 志鸿优化网，永远提供更新的： 丛书主编任志河。 http://www.zhyh.org 3.如图所示，带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动，小球A用细线悬挂于支架前端，质量为m的 物块B始终相对于小车静止地摆放在右端。 E67KKK6464666666614447 B与小车平板间的动摩擦因数为！。若某时刻观察到细线偏离竖直方向日，则此刻小车对物块B产生 的作用力的大小和方向为（重力加速度为g() A.mg,竖直向上 B.mg√1+2，斜向左上方 C.ngtan0,水平向右 D.mg√1+tan28,斜向右上方 答案p 解析以A为研究对象，受力分析如图所示，根据牛顿第二定律得magtan0=mAa,得a=gtan0,方向水平 向右；再对B研究得，小车对B的摩擦力为F=ma=mgtan0,方向水平向右，小车对B的支持力大小为 FN=mg,方向竖直向上，则小车对物块B产生的作用力的大小为F=RN2+F2=mgV1+tan20,方向斜 向右上方，选项D正确。 4.如图所示，质量分别为m和m的物块由相同的材料制成，且m>m,将它们用通过定滑轮的细线连接 (与m相连的细线水平)，定滑轮质量、轴摩擦忽略不计。如果按图甲放置，则质量为m的物块刚好匀 速下降。如果两物块互换位置，如图乙所示，则它们的共同加速度大小为（重力加速度为g() A.m'g m'+m B (m-m)g m C(m-m)g m 2
2 3.如图所示,带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动,小球 A 用细线悬挂于支架前端,质量为 m 的 物块 B 始终相对于小车静止地摆放在右端。 B 与小车平板间的动摩擦因数为 μ。若某时刻观察到细线偏离竖直方向 θ,则此刻小车对物块 B 产生 的作用力的大小和方向为(重力加速度为 g)( ) A.mg,竖直向上 B.mg√1 + 𝜇 2,斜向左上方 C.mgtan θ,水平向右 D.mg√1 + tan 2𝜃,斜向右上方 答案:D 解析:以 A 为研究对象,受力分析如图所示,根据牛顿第二定律得 mAgtan θ=mAa,得 a=gtan θ,方向水平 向右;再对 B 研究得,小车对 B 的摩擦力为 Ff=ma=mgtan θ,方向水平向右,小车对 B 的支持力大小为 FN=mg,方向竖直向上,则小车对物块 B 产生的作用力的大小为 F=√𝐹N 2 + 𝐹f 2=mg√1 + tan 2𝜃,方向斜 向右上方,选项 D 正确。 4.如图所示,质量分别为 m'和 m 的物块由相同的材料制成,且 m'>m,将它们用通过定滑轮的细线连接 (与 m'相连的细线水平),定滑轮质量、轴摩擦忽略不计。如果按图甲放置,则质量为 m 的物块刚好匀 速下降。如果两物块互换位置,如图乙所示,则它们的共同加速度大小为(重力加速度为 g)( ) A. 𝑚'𝑔 𝑚'+𝑚 B. (𝑚'-𝑚)𝑔 𝑚 C. (𝑚'-𝑚)𝑔 𝑚
志鸿优化系列丛书 志鸿优化网，永远提供更新的： 丛书主编任志湖。 http://www.zhyh.org D.上述均不正确 答案c 解析匀速运动时，根据平衡条件知，mg=umg,互换位置后，对两物块分别应用牛顿第二定律得，mg F=ma,F-Wmg=ma,联立解得amm2,选项C正确。 m' 5.一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移x与时间1的关系图像如图所示。乘客所受支持力的 大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是() A.0-1时间内，v增大，FN>g B.t1~12时间内，v减小，FNmg 答案p 解析在位移x与时间1的关系图像中，斜率表示速度。0-1，斜率增加，乘客加速下降，加速度向下，根据 牛顿第二定律，mg-FN=ma,得出FNmg,选项C错 误，D正确。 6.(2019·云南七校高考适应性考试)如图甲所示，一质量为m=65kg的同学双手抓住单杠做引体向上， 他的重心的速率随时间变化的图像如图乙所示，0-1.0s内图线为直线。己知重力加速度大小g取10 m/s2,则下列说法正确的是( 4o/(cm·s) 40 20 0.51.01.52.0t/s 甲 A.1=0.7s时，该同学的加速度大小为3m/s2 B.1=0.5s时，该同学处于超重状态 C.1=1.1s时，该同学受到单杠的作用力大小为6500N D.1=14s时，该同学处于超重状态 答案B 3
3 D.上述均不正确 答案:C 解析:匀速运动时,根据平衡条件知,mg=μm'g;互换位置后,对两物块分别应用牛顿第二定律得,m'gF=m'a,F-μmg=ma,联立解得 a= (𝑚'-𝑚)𝑔 𝑚' ,选项 C 正确。 5.一质量为 m 的乘客乘坐竖直电梯下楼,其位移 x 与时间 t 的关系图像如图所示。乘客所受支持力的 大小用 FN 表示,速度大小用 v 表示。重力加速度大小为 g。以下判断正确的是( ) A.0~t1 时间内,v 增大,FN>mg B.t1~t2 时间内,v 减小,FNmg 答案:D 解析:在位移 x 与时间 t 的关系图像中,斜率表示速度。0~t1,斜率增加,乘客加速下降,加速度向下,根据 牛顿第二定律,mg-FN=ma,得出 FNmg,选项 C 错 误,D 正确。 6.(2019·云南七校高考适应性考试)如图甲所示,一质量为 m=65 kg 的同学双手抓住单杠做引体向上, 他的重心的速率随时间变化的图像如图乙所示,0~1.0 s 内图线为直线。已知重力加速度大小 g 取 10 m/s2 ,则下列说法正确的是( ) A.t=0.7 s 时,该同学的加速度大小为 3 m/s2 B.t=0.5 s 时,该同学处于超重状态 C.t=1.1 s 时,该同学受到单杠的作用力大小为 6 500 N D.t=1.4 s 时,该同学处于超重状态 答案:B
志鸿优化系列丛书 志鸿优化网，永远提供更新的！ 丛书主编任志湖。 http://www.zhyh.org 解析根据1图像的斜率表示加速度可知，10.7s时，该同学的加速度大小为0.3mS,选项A错 误；1=0.5s时，该同学向上做加速运动，故处于超重状态，选项B正确；1=1.1s时，该同学的速度达到最 大，加速度为零，则他受到单杠的作用力大小等于其重力，为650N,选项C错误；1=1.4s时，该同学向上 做减速运动，加速度方向向下，故处于失重状态，选项D错误。 7.(2019陕西咸阳模拟)消防员用绳子将一不慎落入井中的儿童从井内加速向上提的过程中，不计绳 子的重力，以下说法正确的是() A绳子对儿童的拉力大于儿童对绳子的拉力 B.绳子对儿童的拉力大于儿童的重力 C.消防员对绳子的拉力与绳子对消防员的拉力是一对平衡力 D消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力是一对平衡力 答案B 解析绳子对儿童的拉力和儿童对绳子的拉力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反，选项A 错误：儿童从井内加速向上运动的过程中，加速度方向向上，根据牛顿第二定律得绳子对儿童的拉力大 于儿童的重力，选项B正确：消防员对绳子的拉力与绳子对消防员的拉力是一对作用力和反作用力，选 项C错误；消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力作用在不同物体上，不是一对平衡力，选项D错 误。 8.关于图中四幅图片，下列说法正确的是( A图甲中学生从如图姿势起立到直立站在体重计上的过程中，体重计示数先减小后增大 B.图乙中运动员推开冰壶后，冰壶在冰面运动时受到的阻力很小，可以在较长时间内保持运动速度的 大小和方向基本不变 C.图丙中赛车的质量不是很大却安装着强大的发动机，可以获得很大的加速度 D.图丁中高大的桥要造很长的引桥，从而减小桥面的坡度来减小车辆重力沿桥面方向的分力，保证行 车方便与安全 答案BCD 4
4 解析:根据 v-t 图像的斜率表示加速度可知,t=0.7 s 时,该同学的加速度大小为 0.3 m/s2 ,选项 A 错 误;t=0.5 s 时,该同学向上做加速运动,故处于超重状态,选项 B 正确;t=1.1 s 时,该同学的速度达到最 大,加速度为零,则他受到单杠的作用力大小等于其重力,为 650 N,选项 C 错误;t=1.4 s 时,该同学向上 做减速运动,加速度方向向下,故处于失重状态,选项 D 错误。 7.(2019·陕西咸阳模拟)消防员用绳子将一不慎落入井中的儿童从井内加速向上提的过程中,不计绳 子的重力,以下说法正确的是( ) A.绳子对儿童的拉力大于儿童对绳子的拉力 B.绳子对儿童的拉力大于儿童的重力 C.消防员对绳子的拉力与绳子对消防员的拉力是一对平衡力 D.消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力是一对平衡力 答案:B 解析:绳子对儿童的拉力和儿童对绳子的拉力是一对作用力和反作用力,大小相等,方向相反,选项 A 错误;儿童从井内加速向上运动的过程中,加速度方向向上,根据牛顿第二定律得绳子对儿童的拉力大 于儿童的重力,选项 B 正确;消防员对绳子的拉力与绳子对消防员的拉力是一对作用力和反作用力,选 项 C 错误;消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力作用在不同物体上,不是一对平衡力,选项 D 错 误。 8.关于图中四幅图片,下列说法正确的是( ) A.图甲中学生从如图姿势起立到直立站在体重计上的过程中,体重计示数先减小后增大 B.图乙中运动员推开冰壶后,冰壶在冰面运动时受到的阻力很小,可以在较长时间内保持运动速度的 大小和方向基本不变 C.图丙中赛车的质量不是很大却安装着强大的发动机,可以获得很大的加速度 D.图丁中高大的桥要造很长的引桥,从而减小桥面的坡度来减小车辆重力沿桥面方向的分力,保证行 车方便与安全 答案:BCD
志鸿优化系列丛书 志鸿优化网，永远提供更新的： 丛书主编任志河。 http://www.zhyh.org 解析题图甲中学生从图示姿势起立到直立站在体重计上的过程中，先向上加速，加速度向上，处于超 重状态，再向上减速，加速度向下，处于失重状态，由超重和失重的概念可知，体重计的示数先增大后减 小，选项A错误：冰壶受到的阻力很小，加速度就很小，物体的速度变化就很慢.可以在较长时间内保持 运动速度的大小和方向基本不变，选项B正确：由牛顿第二定律可知，选项C正确；高大的桥造很长的 引桥，可以减小桥面的坡度，这样可以减小车辆重力沿桥面方向的分力，保证行车方便与安全，选项D 正确。 9.如图所示，小球B放在真空薄壁容器A内，球B的直径恰好等于正方体A的边长，将它们以初速度 %竖直向上抛出，下列说法正确的是( A若不计空气阻力，上升过程中，A对B有向上的支持力 B.若考虑空气阻力，上升过程中，A对B的压力向下 C若考虑空气阻力，下落过程中，B对A的压力向上 D.若不计空气阻力，下落过程中，B对A没有压力 答案BD 解析上升过程中，不计空气阻力时，A、B的加速度都等于g若考虑空气阻力，A的加速度大于g,B的 运动状态与A一致，B除受重力外必受一向下的力，因A为真空容器，故此力为A对B向下的压力。 下落过程中，不计空气阻力时，A、B的加速度等于g若考虑空气阻力，A的加速度小于g,B的运动状 态与A一致，B除受重力外必受一向上的力，因A为真空容器，所以此力为A对B向上的压力，由牛顿 第三定律得，B对A的作用力向下，选项B、D正确。 10.(2019广东中山模拟)如图甲所示的水平传送带AB逆时针匀速转动，一物块沿曲面从一定高度处 由静止开始下滑，以某一初速度从传送带左端滑上，在传送带上由速度传感器记录下物块速度随时间 的变化关系如图乙所示（图中取向左为正方向，以物块刚滑上传送带时为计时起点）。已知传送带的速 度保持不变，重力加速度g取10m/s2。关于物块与传送带间的动摩擦因数μ及物块在传送带上运动 第一次回到传送带左端的时间1，下列计算结果正确的是() /m·s) 4.0 3. 8 -1.0 t/s -2.0 30 -4.0 甲 A.=0.4 B.u=0.2 5
5 解析:题图甲中学生从图示姿势起立到直立站在体重计上的过程中,先向上加速,加速度向上,处于超 重状态,再向上减速,加速度向下,处于失重状态,由超重和失重的概念可知,体重计的示数先增大后减 小,选项 A 错误;冰壶受到的阻力很小,加速度就很小,物体的速度变化就很慢,可以在较长时间内保持 运动速度的大小和方向基本不变,选项 B 正确;由牛顿第二定律可知,选项 C 正确;高大的桥造很长的 引桥,可以减小桥面的坡度,这样可以减小车辆重力沿桥面方向的分力,保证行车方便与安全,选项 D 正确。 9.如图所示,小球 B 放在真空薄壁容器 A 内,球 B 的直径恰好等于正方体 A 的边长,将它们以初速度 v0 竖直向上抛出,下列说法正确的是( ) A.若不计空气阻力,上升过程中,A 对 B 有向上的支持力 B.若考虑空气阻力,上升过程中,A 对 B 的压力向下 C.若考虑空气阻力,下落过程中,B 对 A 的压力向上 D.若不计空气阻力,下落过程中,B 对 A 没有压力 答案:BD 解析:上升过程中,不计空气阻力时,A、B 的加速度都等于 g;若考虑空气阻力,A 的加速度大于 g,B 的 运动状态与 A 一致,B 除受重力外必受一向下的力,因 A 为真空容器,故此力为 A 对 B 向下的压力。 下落过程中,不计空气阻力时,A、B 的加速度等于 g;若考虑空气阻力,A 的加速度小于 g,B 的运动状 态与 A 一致,B 除受重力外必受一向上的力,因 A 为真空容器,所以此力为 A 对 B 向上的压力,由牛顿 第三定律得,B 对 A 的作用力向下,选项 B、D 正确。 10.(2019·广东中山模拟)如图甲所示的水平传送带 AB 逆时针匀速转动,一物块沿曲面从一定高度处 由静止开始下滑,以某一初速度从传送带左端滑上,在传送带上由速度传感器记录下物块速度随时间 的变化关系如图乙所示(图中取向左为正方向,以物块刚滑上传送带时为计时起点)。已知传送带的速 度保持不变,重力加速度 g 取 10 m/s2。关于物块与传送带间的动摩擦因数 μ 及物块在传送带上运动 第一次回到传送带左端的时间 t,下列计算结果正确的是( ) A.μ=0.4 B.μ=0.2
志鸿优化系列丛书 志鸿优化网，永远提供更新的！ 丛书主编任志湖。 http://www.zhyh.org C.1=4.5s D.1=3s 答案BC 解掘由题图乙可得，物块微匀变速运动的加速度大小为a是-20m公，由牛领第二定律得 F=ma=umg,则可得物块与传送带间的动摩擦因数u=0.2,选项A错误，B正确；在-1图像中，图线与1 轴所围面积表示物块的位移，则物块经减速、反向加速到与传送带相对静止，最后匀速运动回到传送 带左端时，物块的位移为0，由题图乙可得物块在传送带上运动的总时间为4.5s,选项C正确，D错误。 二、实验题（共2小题，共18分） 11.(8分)在探究加速度与力、质量的关系的实验中： 打点计时器 纸带 小盘 ù干电池 开关 (1)某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装成如图所示的装置图。请你指出该装置中的两 处错误或不妥之处： ① ② (2)改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验。下图是他在实验中得到的一条纸带，图中相邻两计数 点的时间间隔为0.1s,由图中的数据可算得小车的加速度a为 m/s2。(结果保留2位有效数 字) 0.72 1.63 2.74 4.04 单位：cm (3)为保证绳子对小车的拉力约等于小盘和重物的总重力mg,小盘和重物的总质量m与小车的质量 m应满足的关系是 答案1)①打点计时器的电源不应使用干电池，应使用交变电源②小车初始位置离打点计时器太远 (或实验中没有补偿阻力) (2)0.20 (3)m<《m 6
6 C.t=4.5 s D.t=3 s 答案:BC 解析:由题图乙可得,物块做匀变速运动的加速度大小为 a= Δ𝑣 Δ𝑡 =2.0 m/s2 ,由牛顿第二定律得 Ff=ma=μmg,则可得物块与传送带间的动摩擦因数 μ=0.2,选项 A 错误,B 正确;在 v-t 图像中,图线与 t 轴所围面积表示物块的位移,则物块经减速、反向加速到与传送带相对静止,最后匀速运动回到传送 带左端时,物块的位移为 0,由题图乙可得物块在传送带上运动的总时间为 4.5 s,选项 C 正确,D 错误。 二、实验题(共 2 小题,共 18 分) 11.(8 分)在探究加速度与力、质量的关系的实验中: (1)某同学在接通电源进行实验之前,将实验器材组装成如图所示的装置图。请你指出该装置中的两 处错误或不妥之处: ① ; ② 。 (2)改正实验装置后,该同学顺利地完成了实验。下图是他在实验中得到的一条纸带,图中相邻两计数 点的时间间隔为 0.1 s,由图中的数据可算得小车的加速度 a 为 m/s2。(结果保留 2 位有效数 字) (3)为保证绳子对小车的拉力约等于小盘和重物的总重力 mg,小盘和重物的总质量 m 与小车的质量 m'应满足的关系是 。 答案:(1)①打点计时器的电源不应使用干电池,应使用交变电源 ②小车初始位置离打点计时器太远 (或实验中没有补偿阻力) (2)0.20 (3)m≪m
志鸿优化系列丛书 志鸿优化网永远提供更新的！ 丛书主编任志湖。 http://www.zhyh.org 解析2)由纸带数据可得x1=0.72cm,=1.63cm-0.72cm=0.91cm,3=2.74cm-1.63cm=1.11 cm,4=4.04cm-2.74cm=1.30cm,用逐差法求加速度，a1-兰=1x102072x10mS=-0.195 27T2 2×0.12 m/3,m4=130x1020.91x10- m/s2=0.195m/s2,故aa1=0.20m/s2。 2T2 2×0.12 2 (3)为保证绳子对小车的拉力约等于小盘和重物的总重力mg,小盘和重物的总质量m必须远小于小 车的质量m,即m<《m'。 12.(10分)某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器拉钩上，用来测量绳对小车 的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中 作出如图所示的a-F图像。 传感器小车 纸带 装细沙的桶 4a/m·s3 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.10.20.30.40.50.6FN (1)图线不过坐标原点的原因是。 (2)本实验中 (选填“需要或“不需要)细沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量。 (3)由图像求出小车和传感器的总质量为 kgo 答案1)未补偿阻力或补偿阻力不足(2)不需要(3)1 解析1)-F图像与横轴交点为(0.1,0)，说明施加外力在0.1N之内小车和传感器没有加速度，说明实 验前没有补偿阻力或者补偿阻力不足。 (2)因传感器可直接测出小车和传感器受到的拉力，因此不需要保证细沙和桶的质量远小于小车和传 感器的总质量。 (3)-F图像斜率为品由题图知图像斜率k=l,则小车和传感器的总质量为1kg· 三、计算题（共4小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤 只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 13.(8分)右图是质量为3kg的物体在水平地面上运动的-1图像，α、b两条图线，一条是有推力作用 的图线，一条是没有推力作用的图线，则物体受到的推力大小是多少？摩擦力大小是多少？ 7
7 解析:(2)由纸带数据可得 x1=0.72 cm,x2=1.63 cm-0.72 cm=0.91 cm,x3=2.74 cm-1.63 cm=1.11 cm,x4=4.04 cm-2.74 cm=1.30 cm,用逐差法求加速度,a1= 𝑥3-𝑥1 2𝑇 2 = 1.11×10 -2 -0.72×10 -2 2×0.1 2 m/s2=0.195 m/s2 ,a2= 𝑥4-𝑥2 2𝑇 2 = 1.30×10 -2 -0.91×10 -2 2×0.1 2 m/s2=0.195 m/s2 ,故 a= 𝑎1+𝑎2 2 =0.20 m/s2。 (3)为保证绳子对小车的拉力约等于小盘和重物的总重力 mg,小盘和重物的总质量 m 必须远小于小 车的质量 m',即 m≪m'。 12.(10 分)某同学将力传感器固定在小车上,然后把绳的一端固定在传感器拉钩上,用来测量绳对小车 的拉力,探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系,根据所测数据在坐标系中 作出如图所示的 a-F 图像。 (1)图线不过坐标原点的原因是 。 (2)本实验中 (选填“需要”或“不需要”)细沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量。 (3)由图像求出小车和传感器的总质量为 kg。 答案:(1)未补偿阻力或补偿阻力不足 (2)不需要 (3)1 解析:(1)a-F 图像与横轴交点为(0.1,0),说明施加外力在 0.1 N 之内小车和传感器没有加速度,说明实 验前没有补偿阻力或者补偿阻力不足。 (2)因传感器可直接测出小车和传感器受到的拉力,因此不需要保证细沙和桶的质量远小于小车和传 感器的总质量。 (3)a-F 图像斜率为1 𝑚 ,由题图知图像斜率 k=1,则小车和传感器的总质量为 1 kg。 三、计算题(共 4 小题,共 42 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤, 只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位) 13.(8 分)右图是质量为 3 kg 的物体在水平地面上运动的 v-t 图像,a、b 两条图线,一条是有推力作用 的图线,一条是没有推力作用的图线,则物体受到的推力大小是多少?摩擦力大小是多少?
志鸿优化系列丛书 志鸿优化网，永远提供更新的！ 丛书主编任志湖。 http://www.zhyh.org /(m.s) 2 答案1N、2N或1N、1N 解析由题图可求得a、b两条图线对应的加速度大小，分别为 a=m,aw=子m 由于两种情况都是减速运动，当推力与速度同向时，物体受推力时加速度较小。由牛顿第二定律得 F+F=maa F=mab 解得F-1N,F=-2N 当推力与速度反向时，物体受推力时加速度较大。 由牛顿第二定律得F'+F'=mab F'=maa 解得F'=-1N,F-1N。 14.(10分)在水平地面上有一个质量为4.0kg的物体，物体在水平拉力F的作用下由静止开始运动。 10s后拉力大小减小为5并保持恒定。 该物体的速度一时间图像如图所示(g取10/s2)。求： ↑/ms 10 10 20 30 ds (I)物体所受到的水平拉力F的大小； (2)该物体与地面间的动摩擦因数。 答案1)9N (2)0.125 解析1)物体的运动分为两个过程，由题图可知两个过程的加速度分别为 a1=1 m/s2 a=-0.5m/s3 物体受力分析如图甲、乙所示 8
8 答案:1 N、2 N 或 1 N、1 N 解析:由题图可求得 a、b 两条图线对应的加速度大小,分别为 aa=- 1 3 m/s2 ,ab=- 2 3 m/s2 由于两种情况都是减速运动,当推力与速度同向时,物体受推力时加速度较小。由牛顿第二定律得 F+Ff=maa Ff=mab 解得 F=1 N,Ff=-2 N 当推力与速度反向时,物体受推力时加速度较大。 由牛顿第二定律得 F'+Ff'=mab Ff'=maa 解得 F'=-1 N,Ff'=-1 N。 14.(10 分)在水平地面上有一个质量为 4.0 kg 的物体,物体在水平拉力 F 的作用下由静止开始运动。 10 s 后拉力大小减小为𝐹 3 ,并保持恒定。该物体的速度—时间图像如图所示(g 取 10 m/s2 )。求: (1)物体所受到的水平拉力 F 的大小; (2)该物体与地面间的动摩擦因数。 答案:(1)9 N (2)0.125 解析:(1)物体的运动分为两个过程,由题图可知两个过程的加速度分别为 a1=1 m/s2 a2=-0.5 m/s2 物体受力分析如图甲、乙所示
志鸿优化系列丛书 志鸿优化网，永远提供更新的！ 丛书主编任志湖。 http://www.zhyh.org 对于两个过程，由牛顿第二定律得 F-Fr=ma 号F=ma 联立以上二式解得 F=9N F=5N。 (2)由滑动摩擦力公式得 F=uFN=umg 解得u=0.125。 15.(12分)如图所示，某人用轻绳牵住一只质量m=0.6kg的氢气球，因受水平风力的作用，系氢气球的 轻绳与水平方向成37°角。己知空气对气球的浮力为15N,人的质量m人=50kg,且人受的浮力忽略 不计。(sin37°-0.6，cos37°-0.8，g取10m/s2) 377 (1)求水平风力的大小。 (2)求人对地面的压力大小。 (3)若水平风力增强，人对地面的压力如何变化？并说明理由。 答案1)12N (2)491N (3)不变，理由见解析 解析1)对氢气球进行受力分析，如图甲所示 F海1 FTcos 379 Frsin 37 mg 由平衡条件可知，竖直方向，F#=mg+Fsin37° 9
9 对于两个过程,由牛顿第二定律得 F-Ff=ma1 𝐹 3 -Ff=ma2 联立以上二式解得 F=9 N Ff=5 N。 (2)由滑动摩擦力公式得 Ff=μFN=μmg 解得 μ=0.125。 15.(12 分)如图所示,某人用轻绳牵住一只质量 m=0.6 kg 的氢气球,因受水平风力的作用,系氢气球的 轻绳与水平方向成 37°角。已知空气对气球的浮力为 15 N,人的质量 m 人=50 kg,且人受的浮力忽略 不计。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g 取 10 m/s2 ) (1)求水平风力的大小。 (2)求人对地面的压力大小。 (3)若水平风力增强,人对地面的压力如何变化?并说明理由。 答案:(1)12 N (2)491 N (3)不变,理由见解析 解析:(1)对氢气球进行受力分析,如图甲所示 甲 由平衡条件可知,竖直方向,F 浮=mg+FTsin 37°
志鸿优化系列丛书 志鸿优化网，永远提供更新的： 丛书主编任志湖。 http://www.zhyh.org 水平方向，F=Fc0s37° 解得F=12N,Fr=15N。 (2)对人进行受力分析，如图乙所示 Fr'sin 37 37 F,'co337° m人gt ) 由平衡条件可知，竖直方向，Fv=m人g-Fr'sin37°=500N-15N×0.6=491N 根据牛顿第三定律，人对地面的压力大小为491N。 (3)若风力增强，只改变了水平方向的力，视氢气球及人为一整体，所以竖直方向上的受力情况没有改 变，人对地面的压力不变。 16.(12分)如图所示，甲、乙两传送带倾斜放置，与水平方向夹角均为37°，传送带乙长为4m,传送带 甲比乙长0.45m,两传送带均以3ms的速度逆时针匀速转动，可视为质点的物块A从传送带甲的顶 端由静止释放，可视为质点的物块B由传送带乙的顶端以3/s的初速度沿传送带下滑，两物块质量 相等，与传送带间的动摩擦因数均为0.5，g取10m/s2,sin37°=0.6，cos37°-0.8。求： 37 37 (1)物块A由传送带顶端滑到底端经历的时间； (2)物块A、B在传送带上的划痕长度之比。 窨案1)1.3s(21:1 解析1)对物块A由牛顿第二定律知 mngsin37°+umgcos37°=ma1 代入数据得a1=10m/s2 设经时间1物块A与传送带共速，则由运动学规律知 vs=ait 即t1=0.3s 此过程中物块A的位移为x1=a1t12-0.45m 物块A与传送带共速后，由牛顿第二定律知 10
10 水平方向,F 风=FTcos 37° 解得 F 风=12 N,FT=15 N。 (2)对人进行受力分析,如图乙所示 乙 由平衡条件可知,竖直方向,FN=m 人 g-FT'sin 37°=500 N-15 N×0.6=491 N 根据牛顿第三定律,人对地面的压力大小为 491 N。 (3)若风力增强,只改变了水平方向的力,视氢气球及人为一整体,所以竖直方向上的受力情况没有改 变,人对地面的压力不变。 16.(12 分)如图所示,甲、乙两传送带倾斜放置,与水平方向夹角均为 37°,传送带乙长为 4 m,传送带 甲比乙长 0.45 m,两传送带均以 3 m/s 的速度逆时针匀速转动,可视为质点的物块 A 从传送带甲的顶 端由静止释放,可视为质点的物块 B 由传送带乙的顶端以 3 m/s 的初速度沿传送带下滑,两物块质量 相等,与传送带间的动摩擦因数均为 0.5,g 取 10 m/s2 ,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求: (1)物块 A 由传送带顶端滑到底端经历的时间; (2)物块 A、B 在传送带上的划痕长度之比。 答案:(1)1.3 s (2)1∶1 解析:(1)对物块 A 由牛顿第二定律知 mgsin 37°+μmgcos 37°=ma1 代入数据得 a1=10 m/s2 设经时间 t1 物块 A 与传送带共速,则由运动学规律知 v 带=a1t1 即 t1=0.3 s 此过程中物块 A 的位移为 x1= 1 2 a1𝑡1 2=0.45 m 物块 A 与传送带共速后,由牛顿第二定律知