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2020-2021學(xué)年高一第一學(xué)期物理人教版2019必修第一冊小節(jié)訓(xùn)練（21）牛頓運動定律的應(yīng)用
1.如圖甲所示，足夠長的木板B靜置于光滑水平面上，其上放置小滑塊A.木板B受到隨時間t變化的水平拉力F作用時，用傳感器測出木板B的加速度a，得到如圖乙所示的圖像，已知g取，則(
)
A.小滑塊A與木板B間的動摩擦因數(shù)為0.1
B.當(dāng)時，木板B的加速度為
C.木板B的質(zhì)量為1.5
kg
D.小滑塊A的質(zhì)量為4
kg
2.如圖所示,物塊和的質(zhì)量分別為和,開始均靜止,細繩拉直,在豎直向上拉力作用下,動滑輪豎直向上加速運動。已知動滑輪質(zhì)量忽略不計,動滑輪半徑很小,不考慮繩與滑輪之間的摩擦,細繩足夠長,在滑輪向上運動過程中,物塊和的加速度分別為(
)
A.
B.
C.
D.
3.如圖所示，一質(zhì)量為m的滑塊置于傾角θ=30°，質(zhì)量為M的直角三角形斜劈的底端，現(xiàn)通過一質(zhì)量不計的細繩給滑塊施加一方向沿斜面向上的拉力F，大小為mg，使滑塊沿斜面勻速上滑，整個過程中斜劈處于靜止?fàn)顟B(tài)，若斜劈與滑塊、斜劈與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ，已知重力加速度大小為g。則(
)
A.
斜劈對滑塊的支持力大小為mg
B.
斜劈對滑塊的作用力大小為mg
C.
動摩擦因數(shù)μ=0.5
D.
水平面對斜劈的摩擦力大小為
4.如圖所示，長為L的長直木板放置在粗糙水平面上，一小物塊（可視為質(zhì)點）置于長木板的中央，已知長木板和物塊的質(zhì)量均為，物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為，長木板與地面間的動摩擦因數(shù)為，設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，重力加速度為，現(xiàn)對物塊施加一水平向右隨時間均勻增大的拉力，則(
)
A．當(dāng)時，物塊即相對于長木板滑動
B．當(dāng)時，物塊即相對于長木板滑動
C．長木板的加速度隨成線性增加
D．小物塊的加速度隨成線性增加
5.如圖所示，水平傳送帶兩端點間的距離為，傳送帶開始時處于靜止?fàn)顟B(tài)。把一個小物體放到右端的點，某人用恒定的水平力使小物體以速度勻速滑到左端的點，拉力所做的功為、功率為，這一過程物體和傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為。隨后讓傳送帶以的速度逆時針勻速運動，此人仍然用相同的恒定的水平力拉物體，使它以相對傳送帶為的速度勻速從滑行到，這一過程中，拉力F所做的功為、功率為，物體和傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為。則下列說法中正確的是（
）
A.
B.
C.
D.
6.如圖所示，質(zhì)量為的木塊在質(zhì)量為的長木板上滑行，長木板與水平地面間動摩擦因數(shù)為，木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為，已知長木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，那么此時長木板受到地面的摩擦力大小為(
)
A．
B．
C．
D．
7.如圖所示,固定斜面上有一光滑小球,有一豎直輕彈簧P與一平行斜面的輕彈簧Q連接著,小球處于靜止?fàn)顟B(tài),則關(guān)于小球所受力,下列說法正確的是(?
?)
A.小球與斜面之間一定有彈力
B.輕彈簧P一定有彈力
C.輕彈簧Q不可能處于壓縮狀態(tài)
D.小球只能受到4個力
8.如圖，質(zhì)量分別為的兩個木塊通過輕彈簧連接，木塊放在水平桌面上，木塊用輕繩通過定滑輪在力的作用下整體恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，繩與水平方向成角。不計滑輪與繩間的摩擦。則下列正確的是（
）
A.
木塊對桌面的壓力
B.木塊與桌面之間的動摩擦因數(shù)
C.彈簧與水平方向的夾角的正切值
D.
彈簧的彈力大小為
9.如圖所示為糧袋的傳送裝置,已知間長度為,傳送帶與水平方向的夾角為,工作時運行速度為,糧袋與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為,正常工作時工人在點將糧袋放到運行中的傳送帶上,關(guān)于糧袋從到的運動,以下說法正確的是(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)(??
)
A.糧袋到達點的速度與相比較,可能大,也可能相等或小
B.糧袋開始運動的加速度為,若足夠大,則糧袋最后將以速度做勻速運動
C.若,則糧袋從到—定一直做加速運動
D.不論大小如何,糧袋從到一直做勻加速運動,且
10.如圖所示，水平傳送帶兩端相距，物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)，物體滑上傳送帶端的瞬時速度，到達端的瞬時速度設(shè)為。下列說法中錯誤的是(
)
A．若傳送帶不動，
B．若傳送帶逆時針勻速轉(zhuǎn)動，一定等于
C．若傳送帶順時針勻速轉(zhuǎn)動，一定等于
D．若傳送帶順時針勻速轉(zhuǎn)動，有可能等于
11.如圖為三個完全相同的物體,當(dāng)水平力作用于上，三物體可一起勻速運動，撤去力后，三物體仍可一起向前運動,設(shè)此時間摩擦力為,間摩擦力為,則和的大小為(
)
A.
B.
C.
D.
12.如圖所示,傾角為的斜面體置于水平地面上,小物塊置于斜面上,通過細繩跨過光滑的定滑輪與物體相連接,連接物體的一段細繩與斜面平行,已知都處于靜止?fàn)顟B(tài)。則(
)
A.物體受到斜面體的摩擦力一定不為零
B.斜面體受到水平面的摩擦力一定為零
C.斜面體有沿地面向右滑動的趨勢,一定受到地面向左的摩擦力
D.將細繩剪斷,若物體依然靜止在斜面上,此時水平面對斜面體的摩擦力一定不為零
13.如圖所示，為兩個質(zhì)量相等的小球，由細線相連，再用輕質(zhì)彈簧懸掛起來，在間細線燒斷后的瞬間，的加速度分別是(
)
A.的加速度大小均為，方向都豎直向下
B.的加速度為0，的加速度大小為、豎直向下
C.的加速度大小為、豎直向上，的加速度大小為、豎直向下
D.的加速度大于、豎直向上，的加速度大小為、豎直向下
14.如圖所示，水平粗糙傳送帶距離地面的高度為，以恒定速率順時針運行。甲、乙兩滑塊（可視為質(zhì)點）之間夾著一個壓縮輕彈簧（長度不計），在的正中間位置輕放它們時，彈簧立即彈開，兩滑塊以相同的速率分別向左、右運動。下列判斷不正確的是（
）
A.甲、乙滑塊可能同時從兩端離開傳送帶
B.甲、乙滑塊剛離開彈簧時可能一個減速運動、一個加速運動
C.甲、乙滑塊可能落在傳送帶的左右兩側(cè)，但距釋放點的水平距離一定不相等
D.甲、乙滑塊可能落在傳送帶的同一側(cè)，且距釋放點的水平距離相等
15.如圖所示,水平傳送帶的右端與水平地面間的高度差為h,現(xiàn)將一小滑塊(視為質(zhì)點)無初速度地放在傳帶的左端P滑塊到達點后恰好不再與傳送帶接觸,離開傳送帶落到地面上的點(圖中未畫出),兩點間的水平距離為。不計傳送帶的厚度以及空氣阻力。傳送帶輪子的半徑為(
)
A.
B.
C.
D.
16.如圖所示，厚、長的木板靜止在粗糙水平地面上，為其中點。木板上表面部分光滑，部分粗糙，下表面與水平地面間的動摩擦因數(shù)。木板右端靜止放置一個小物塊(可看成質(zhì)點)，它與木板部分的動摩擦因數(shù)。已知木板和小物塊的質(zhì)量均為，重力加速度取。現(xiàn)對木板施加一個水平向右的恒力。
(1)為使小物塊與木板保持相對靜止，求恒力的最大值；
(2)當(dāng)時，求小物塊經(jīng)多長時間滑到木板中點；
(3)接第(2)問，當(dāng)小物塊到達點時撤去，求小物塊落地時與木板端的距離。
17.如圖所示，在傾角為的足夠長斜面上放置一質(zhì)量、長度的薄平板，在薄平板的上端A處放一質(zhì)量的小滑塊（視為質(zhì)點），將小滑塊和薄平板同時無初速度釋放。已知小滑塊與薄平板之間的動摩擦因數(shù)為，薄平板與斜面之間的動摩擦因數(shù)為，，取。求：
（1）釋放后，小滑塊的加速度大小，和薄平板的加速度大小；
（2）從釋放到小滑塊滑離薄平板經(jīng)歷的時間。
18.如圖所示，輕繩一端連接質(zhì)量為M=2kg的物體A放置于粗糙水平面上，A與水平面間摩擦因數(shù)為0.2，另一端懸掛質(zhì)量為m=1kg的物體B，若從靜止釋放兩物體，則繩上張力大小為
，A的加速度大小為
。
19.如圖所示，兩個光滑的梯形木塊A和B緊挨著并排放在光滑水平面上，已知θ=60°，mA=2kg，mB=1kg，現(xiàn)同時施水平力F1=5N作用于A，F(xiàn)2=2N作用于B，作用的方向相反．兩木塊在運動中無相對滑動，則B對A的作用力大小為______N．
參考答案
1.答案：B
解析：由題圖可知，時，小滑塊與木板相對靜止，當(dāng)時，加速度，對整體分析，由牛頓第二定律有，解得，當(dāng)F大于8
N時，發(fā)生相對滑動，根據(jù)牛頓第二定律，對B分析有，解得，由題圖可知，時，圖線的斜率，解得，則，由題圖可知，，解得，A、C、D錯誤；當(dāng)時，小滑塊A與木板B相對滑動，B的加速度為，B正確.
2.答案：D
解析：對滑輪分析,又,所以,對物塊分析,由于故物塊靜止,;對物塊分析,,故選項D正確。
3.答案：B
解析：斜劈對滑塊的支持力大小為，選項A錯誤；滑塊處于平衡狀態(tài)，重力與拉力夾角為120°，重力與拉力合力為mg，則斜劈對滑塊的作用力與重力和拉力合力等大反向，則斜劈對滑塊的作用力大小為mg，選項B正確；根據(jù)，解得，選項C錯誤；對滑塊和斜劈的整體，水平方向：，解得，選項D錯誤；故選B.
4.答案：B
解析：物塊在長木板上時，長木板與地面間的最大靜摩擦力為，長木板對物塊的最大靜摩擦力為，當(dāng)水平拉力時，則兩者均處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)兩者都運動時，設(shè)物塊恰好相對木板要滑動時的水平拉力為，兩者運動的加速度為，對整體應(yīng)用牛頓第二定律有：，對物塊應(yīng)用牛頓第二定律有：，聯(lián)立解得：，即當(dāng)時，兩者相對靜止，以共同加速度一起做加速直線運動，當(dāng)時，物塊相對長木板向右滑動，長木板的加速度恒為：，而物塊的加速度為：，故選項A、C、D錯誤；選項B正確。
5.答案：B
解析：拉力對小物體做的功由物體對地位移決定,即,故;拉力的功率為,第二次運動過程中小物體的對地速度比第一次大,所以所用時間較短,功率較大,即;物體和傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量由二者相對位移決定,即,第一次二者相對位移為L,第二次相對位移為,故,B正確。
6.答案：B
7.答案：C
解析：對小球受力分析,可知小球可能只受重力和彈簧P的拉力作用而平衡,即小球與斜面間有可能無彈力,故A、D錯誤;
小球也可能只受重力、彈簧Q的拉力和斜面的支持力三個力的作用而平衡,
故B錯誤;
若彈簧Q處于壓縮狀態(tài),即對小球有沿斜面向下的彈力,
則小球在平行斜面方向不可能受力平衡,故輕彈簧Q不可能處于壓縮狀態(tài),故C正確.
8.答案：C
解析：A.
對物塊和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)整體受力分析可知：
根據(jù)牛頓第三定律可知木塊對地面的壓力為，故A錯誤；
B.
題中未說明最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等，所以無法計算動摩擦因數(shù)，故B錯誤；
CD.對物塊受力分析，正交分
兩式相比解得：
?兩式平方相加解得：
?故C正確，D錯誤。
9.答案：A
解析：糧袋在傳送帶上可能一直做勻加速運動,到達B點時的速度小于v;可能先做勻加速運動,當(dāng)速度與傳送帶相同后,做勻速運動,到達B點時速度與v相同;也可能先做加速度較大的勻加速運動,當(dāng)速度與傳送帶相同后做加速度較小的勻加速運動,到達B點時的速度大于v,故選項A正確;質(zhì)量為m的糧袋開始時受到沿斜面向下的滑動摩擦力,大小為μmg=cosθ,根據(jù)牛頓第二定律得到加速度為a=g(sinθ+μcosθ),故選項B錯誤;若μ≥tanθ,糧袋從A到B可能一直做加速運動,也可能先做勻加速運動,當(dāng)速度與傳送帶速度相同后,做勻速運動,故選項C錯誤;由以上分析可知,糧袋從A到B不一定一直做勻加速運動,選項D錯誤。
10.答案：C
解析：A.若傳送帶不動,物體在傳送帶上做勻減速直線運動,根據(jù)牛頓第二定律得：勻減速直線運動的加速度大小,根據(jù),解得。故A正確。
B.若傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動,物塊滑上傳送帶后受力情況與傳送帶不動時相同,運動情況也相同,所以一定等于。故B正確。
CD、若傳送帶順時針勻速運動,若傳送帶的速度小于,物體在傳送帶上做勻減速直線運動,則到達點的速度等于。若傳送帶的速度大于,物體在傳送帶上開始階段做勻加速直線運動,一定大于,所以一定不小于。故C錯誤D正確。
本題選說法中錯誤的
故選：C。
11.答案：C
解析：開始三個物體在拉力F的作用下一起做勻速直線運動，知，
撤去F后，三個物體一起做勻減速直線運動，整體的加速度為：
隔離對A分析，A在水平方向上的合力等于B對A的摩擦力，有：
隔離對AB分析，AB整體所受的合力等于C對它們的摩擦力，有：，故C正確，ABD錯誤。
故選C。
12.答案：C
解析：當(dāng)物塊滿足時,物體受到斜面體的摩擦力為零,選項A錯誤;對的整體而言,受到斜向右上方的繩子的拉力,故斜面體有沿地面向右滑動的趨勢,一定受到地面向左的摩擦力,選項B錯誤,C正確;將細繩剪斷,若物體依然靜止在斜面上,此時對的整體水平方向合力為零,即水平面對斜面體的摩擦力為零,選項D錯誤;故選C.
13.答案：C
14.答案：C
解析：彈簧彈開后,兩滑塊以相同的速率分別向左、右運動.根據(jù)滑塊的受力判斷物體的運動,需討論滑塊彈開后的速度與傳送帶的速度的大小.
15.答案：B
16.答案：(1)小物塊能夠達到的最大加速度為
，
對整體進行受力分析
解之得
(2)此時小物塊相對于長木板發(fā)生相對滑動
對長木板受力分析
得
小物塊加速度,
可得
(3)撤掉外力時各自速度分別為。
，
撤掉外力后，物塊勻速，木板勻減速加速度為
，
設(shè)小物塊從長木板中點滑動到最左端時長木板速度為，以長木板為參考系，則有,
可得此時
此時長木板的做減速運動加速度為，
此后小物塊做平拋運動，長木板做勻減速度運動，落地時距長木板左端的距離為
解析：
17.答案：（1）假設(shè)釋放后，滑塊相對于薄平板向下滑動，則對滑塊，由牛頓第二定律有
聯(lián)立解得
對薄平板，由牛頓第二定律有
聯(lián)立解得
因，故假設(shè)成立
（2）由運動學(xué)公式有
又
聯(lián)立解得
解析：
18.答案：8N
，
解析：A.?B的加速度大小相等，對整體分析，根據(jù)牛頓第二定律得：
隔離對B分析：mg?T=ma，
解得：T=mg?ma=10?1×2N=8N。
故答案為：8N,
19.答案：
解析：整體由牛頓第二定律得
F1-F2=（mA+mB）a
代入數(shù)據(jù)解得
a=1m/s2
對B受力分析得
Nsin60°-F2=mBa
解得
N=N2020-2021學(xué)年高一第一學(xué)期物理人教版2019必修第一冊小節(jié)訓(xùn)練（22）超重和失重
1.壓敏電阻的阻值會隨所受壓力的增大而減小。一同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計了判斷升降機運動狀態(tài)的裝置，如圖甲所示，將壓敏電阻平放在升降機內(nèi)，受壓面朝上，在上面放一物體，當(dāng)升降機靜止時電流表示數(shù)為。某過程中電流表的示數(shù)為，如圖乙所示，則在此過程中(
)
A.物體處于失重狀態(tài)
B.物體可能處于勻速運動狀態(tài)
C.升降機一定向上做勻加速運動
D.升降機可能向下做勻減速運動
2.將金屬塊用壓縮的輕彈簧卡在一個矩形箱子中,如圖所示,在箱子的上頂板和下底板裝有壓力傳感器,能隨時顯示出金屬塊和彈簧對箱子上頂板和下底板的壓力大小。將箱子置于電梯中,隨電梯沿豎直方向運動。當(dāng)箱子隨電梯以的加速度豎直向上做勻減速運動時,上頂板的傳感器顯示的壓力為4.0N,下底板的傳感器顯示的壓力為10.0N。取,若上頂板傳感器的示數(shù)是下底板傳感器的示數(shù)的一半,則升降機的運動狀態(tài)可能是(??
)
A.勻加速上升,加速度大小為5
B.勻加速下降,加速度大小為5
C.勻速上升
D.靜止?fàn)顟B(tài)
3.如圖所示，升降機天花板上用輕彈簧懸掛一物體，升降機靜止時彈簧伸長量為，運動時彈簧伸長量為，則升降機的運動狀態(tài)可能是()(
)
A．以的加速度加速上升
B．以的加速度加速下降
C．以的加速度減速上升
D．以的加速度減速下降
4.一體重為的同學(xué)站在電梯的體重計上，某時刻該同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計的示數(shù)為，此時(
)
A.該同學(xué)對體重計的壓力小于體重計對該同學(xué)的支持力
B.電梯一定向下加速運動，加速度大小為
C.該同學(xué)處于失重狀態(tài)，但重力不變
D.該同學(xué)的重力勢能減小，動能增大
5.人站在電梯內(nèi)的體重計上,體重計示數(shù)大于人的重力,下列說法正確的是(??
)
A.電梯處于平衡狀態(tài)
B.電梯處于失重狀態(tài)
C.電梯處于超重狀態(tài)
D.無法判定電梯處于什么狀態(tài)
6.如圖所示,是某人站在壓力板傳感器上,做下蹲—起立的動作時記錄的壓力隨時間變化的圖線,縱坐標(biāo)為力(單位為N),橫坐標(biāo)為時間(單位為s)。由圖線可知,該人的體重約為650
N,除此之外,還可以得到的信息是(
)
A.該人做了兩次下蹲—起立的動作
B.該人做了一次下蹲—起立的動作
C.下蹲過程中人處于失重狀態(tài)
D.下蹲過程中先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)
7.在升降電梯內(nèi)的地板上放一體重計,電梯靜止時,某同學(xué)站在體重計上,體重計示數(shù)為50.0
kg。若電梯運動中的某一段時間內(nèi),該同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計示數(shù)為如圖所示的40.0
kg,則在這段時間內(nèi)(重力加速度為g)(
)
A.該同學(xué)所受的重力變小了
B.電梯一定在豎直向下運動
C.該同學(xué)對體重計的壓力小于體重計對她的支持力
D.電梯的加速度大小為,方向一定豎直向下
8.下列關(guān)于超重與失重的說法正確的是(
)
A.游泳運動員仰臥在水面靜止不動時處于失重狀態(tài)
B.在超重現(xiàn)象中,物體的重力是增大的
C.物體處于完全失重狀態(tài)時,其重力一定為零
D.如果物體處于失重狀態(tài),那么它必然有豎直向下的加速度(或加速度分量)
9.習(xí)近平總書記在黨的十九大報告中指出,廣泛開展全民健身活動,加快推進體育強國建設(shè)。濟南市某中學(xué)于2018年4月27日至28日舉行了為期兩天的春季運動會,運動會的主題是“我運動,我健康,我快樂”。比賽過程中,整個賽場秩序井然,過程流暢,賽事高潮迭起,全體運動員頑強拼搏,積極進取,賽出了風(fēng)格,賽出了水平,創(chuàng)造出許多優(yōu)異的成績。跳遠比賽中,韓梅梅成功跳出了3.1
m的好成績,獲得第一名,若忽略空氣阻力,則在她(
)
A.起跳后處于完全失重狀態(tài)
B.起跳后處于超重狀態(tài)
C.起跳時地面對她的支持力與重力是一對作用力與反作用力
D.起跳時她對地面的壓力和地面對她的支持力是一對平衡力
10.某人站在沿豎直方向運動的電梯內(nèi),他受到電梯的支持力為所受重力的,則以下判斷正確的是()(
)
A.電梯加速度大小為,人處于超重狀態(tài)
B.電梯加速度大小為,人處于失重狀態(tài)
C.電梯加速度大小為,人處于超重狀態(tài)
D.電梯加速度大小為,人處于失重狀態(tài)
11.2018年12月8日2時23分,中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭成功發(fā)射嫦娥四號探測器,開啟了月球探測的新旅程。若運載火箭在發(fā)射升空過程中,探測器先做加速運動,后做減速運動。下列說法正確的是(
)
A.探測器在加速過程中慣性變大
B.探測器先處于超重狀態(tài),后處于失重狀態(tài)
C.探測器先處于失重狀態(tài),后處于超重狀態(tài)
D.在加速過程,火箭對探測器的作用力大于探測器對火箭的作用力
12.利用傳感器和計算機可以研究力的大小變化情況,實驗時讓某同學(xué)從桌子上跳下,自由下落H后雙腳觸地,他順勢彎曲雙腿,其重心又下降了h,計算機顯示該同學(xué)受到地面的支持力F隨時間變化的圖像如圖所示,根據(jù)圖像提供的信息,以下判斷錯誤的是(
)
A.從0至?xí)r間內(nèi)該同學(xué)處于失重狀態(tài)
B.在至?xí)r間內(nèi)該同學(xué)處于超重狀態(tài)
C.時刻該同學(xué)加速度為零
D.在到時間內(nèi)該同學(xué)的加速度在逐漸減小
13.如圖所示,小明乘坐電梯上樓,他站在靜止的電梯廂中,按動上樓按鈕后電梯由靜止開始豎直向上先做勻加速運動,經(jīng)3.0
s電梯達到最大速度6.0
m/s。若小明的質(zhì)量為50
kg,,對于這個加速運動的過程,下列說法中正確的是(
)
A.小明對電梯廂底板的壓力大小為500
N,小明處于超重狀態(tài)
B.小明對電梯廂底板的壓力大小為600
N,小明處于超重狀態(tài)
C.小明對電梯廂底板的壓力大小為400
N,小明處于失重狀態(tài)
D.小明對電梯廂底板的壓力大小為500
N,小明處于失重狀態(tài)
14.一位在地面上最多可以舉起1
500
N重物的人,在某豎直運動的電梯中最多可以舉起2
000
N的重物。。該電梯的運動可能是(
)
A.以的加速度加速下降
B.以的加速度減速下降
C.以的加速度加速上升
D.以的加速度減速上升
15.電梯地板上放一木箱,質(zhì)量為m。電梯在以的加速度向上加速運動的過程中,木箱(
)
A.處于失重狀態(tài),所受支持力為
B.處于失重狀態(tài),所受支持力為
C.處于超重狀態(tài),所受支持力為
D.處于超重狀態(tài),所受支持力為
16.一名質(zhì)量為60
kg的工人，站在豎直向上運動著的升降機底板上．他看到升降機上掛著一個重物的彈簧測力計的示數(shù)為40
N，已知該重物的質(zhì)量為5
kg.
彈簧測力計的質(zhì)量忽略不計.(g取)
(1)先根據(jù)受力情況判斷重物的加速度的方向，并指出重物是處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)．，再求出重物的加速度的大小．
(2)這時該工人對升降機底板的壓力是多大？
(3)如果懸掛測力計的懸線突然從A點斷開，則此時重物的加速度有何變化？
17.舉重運動員在地面上能舉起120
kg的重物，而在運動著的升降機中卻只能舉起100
kg的重物，求：
(1)升降機運動的加速度；
(2)若在以的加速度加速下降的升降機中，此運動員能舉起質(zhì)量多大的重物？(g取)
18.如圖所示,汽車以大小相等速度通過凹凸不平的路面時,在點處于____(填"超重"或"失重")狀態(tài),在點處于_______(填"超重"或"失重")狀態(tài),在____點更容易爆胎.
19.乘客質(zhì)量m=50kg，站在電梯內(nèi)的水平面上，電梯正以加速度加速上升，此時乘客處于
（填“超重”或“失重”）狀態(tài)；受到的支持力的大小
N。
參考答案
1.答案：D
解析：升降機靜止時電流表示數(shù)為,而某過程中電流表示數(shù)為,說明該過程中物體對壓敏電阻的壓力大于,根據(jù)牛頓第三定律,物體受向上的力也大于,故物體存在向上的加速度,處于超重狀態(tài),但不能判定物體是做向上的勻加速運動還是做向下的勻減速運動,D正確.
2.答案：B
解析：當(dāng)箱子隨電梯以a=4.0m/s2的加速度豎直向上做勻減速運動時,由牛頓第二定律知:
N上+mg-N下=ma
代入數(shù)據(jù)解得:m=
N下-N上
g-a
=
10-4
10-4
=1kg,所以重力為mg=10N
若上頂板傳感器的示數(shù)是下底板傳感器的示數(shù)的一半,下面?zhèn)鞲衅魇緮?shù)不變,仍為10N,則上頂板傳感器的示數(shù)是5N.
取向下為正方向,由牛頓第二定律知
N′上+mg-N′下=ma′
解得a′=
N′上-N′下
m
+g=
5-10
1
+10=5m/s2,方向向下,故升降機以a=5m/s2的勻加速下降,或以a=5m/s2的勻減速上升.
故選B
3.答案：B
解析：設(shè)物體的質(zhì)量為，彈簧的勁度系數(shù)為
靜止時,
當(dāng)彈簧伸長減小時，彈力減小，小球所受合力方向豎直向下，小球的加速度豎直向下。
根據(jù)牛頓第二定律得：
代入解得,方向豎直向下,則升降機可能以的加速度減速上升,也可能以的加速度加速下降。
故選B
4.答案：C
5.答案：C
6.答案：B
解析：人下蹲先是加速下降失重,到達一個最大速度后再減速下降超重;同理,起立對應(yīng)先超重再失重。對應(yīng)圖像可知,該同學(xué)做了一次下蹲—起立的動作。故選B。
7.答案：D
解析：該同學(xué)在這段時間內(nèi)處于失重狀態(tài),對體重計的壓力變小了,而該同學(xué)的重力并沒有改變,故A錯誤;以豎直向下為正方向,則有:,解得,方向豎直向下,但速度方向可能是豎直向上,也可能是豎直向下,故B錯誤,D正確;人對體重計的壓力與體重計對人的支持力是一對作用力與反作用力,大小一定相等,故C錯誤。
8.答案：D
解析：游泳運動員仰臥在水面靜止不動時處于靜止?fàn)顟B(tài),不是處于失重狀態(tài),A不符合題意;在超重現(xiàn)象中,物體的重力是不變的,只是對支持面的壓力或?qū)覓煳锏睦ψ兇罅?B不符合題意;物體處于完全失重狀態(tài)時,其重力不變,只是對支持面的壓力或?qū)覓煳锏睦榱?C不符合題意;如果物體處于失重狀態(tài),那么它必然有豎直向下的加速度(或加速度分量),D符合題意;故選D。
9.答案：A
解析：起跳后只受重力,加速度為重力加速度,處于完全失重狀態(tài),選項A正確,B錯誤;起跳時向上加速運動,此時地面對她的支持力大于重力,且兩力作用在同一物體上,不是一對作用力與反作用力,選項C錯誤;起跳時她對地面的壓力和地面對她的支持力是一對作用和反作用力,選項D錯誤。故選A。
10.答案：B
解析：電梯對人的支持力,根據(jù)牛頓第二定律得:,解得人的加速度,方向豎直向下,人處于失重狀態(tài),故選B。
11.答案：B
解析：物體的慣性只取決于物體的質(zhì)量,與物體的運動狀態(tài)無關(guān),故A錯誤;探測器在發(fā)射升空過程中,先做加速運動,后做減速運動,向上加速過程加速度向上,則為超重狀態(tài),向上減速過程加速度向下,則為失重狀態(tài),故B正確,C錯誤;由牛頓第三定律可知,火箭對探測器的作用力等于探測器對火箭的作用力,故D錯誤。故選B。
12.答案：C
解析：在0到時間內(nèi),支持力的大小小于重力,加速度大小向下,所以該同學(xué)處于失重狀態(tài),A正確;在到時間內(nèi),支持力的大小大于重力,加速度方向向上,所以該同學(xué)處于超重狀態(tài),B正確;時刻,支持力大于重力,合力不為零,加速度不為零,C錯誤;在到時間內(nèi),,根據(jù)牛頓第二定律得在減小,所以加速度在減小,D正確。
13.答案：B
解析：經(jīng)3.0
s電梯達到最大速度6.0
m/s,則加速度,對小明進行受力分析得,所以,由牛頓第三定律得,小明對電梯廂底板的壓力大小為600
N。由于小明對電梯廂底板的壓力大小為600
N,大于他的重力,所以小明處于超重狀態(tài),故選B。
14.答案：D
解析：此人最大的舉力為1
500
N,在豎直向上運動的電梯中最多舉起了2
000
N的物體,可知物體處于失重狀態(tài)。物體質(zhì)量,由牛頓第二定律得,解得,方向向下,則電梯可能以的加速度減速上升,也可能以的加速度加速下降,故選D。
15.答案：C
解析：電梯在以的加速度向上加速運動的過程中,加速度方向向上,所以木箱處于超重狀態(tài),由牛頓第二定律可得,解得,故C正確。
16.答案：(1)向下；失重狀態(tài)；
(2)480
N
(3)重物的加速度立即變?yōu)椋较蜇Q直向下
解析：(1)以重物為研究對象，重物受向下的重力，向上的拉力F，由于重物的重力大于彈簧的拉力F，因此重物所受合力方向向下，即重物的加速度方向應(yīng)向下，重物處于失重狀態(tài)．
由牛頓第二定律有：
所以
(2)以人為研究對象，人受到重力，底板的支持力，
由牛頓第二定律有，
得，
由牛頓第三定律知，人對升降機底板的壓力大小為480
N.
(3)懸線突然斷開，則此時重物的加速度立即變?yōu)橹亓铀俣龋创笮∈牵较蜇Q直向下．
17.答案：(1)，方向向上
(2)160
kg
解析：運動員在地面上能舉起的重物，則運動員能發(fā)揮的向上的最大支撐力.
(1)在運動著的升降機中只能舉起的重物，可見該重物超重了，升降機應(yīng)具有向上的加速度，設(shè)此加速度為，對重物由牛頓第二定律得：，解得.
(2)當(dāng)升降機以的加速度加速下降時，重物失重，設(shè)此時運動員能舉起的重物質(zhì)量為
對重物由牛頓第二定律得：
解得：.
18.答案：超重;失重;A
解析：(1)汽車在A點的加速度方向向上，為超重狀態(tài)；
(2)汽車在B點的加速度方向向下，為失重狀態(tài)；
(3)汽車在A點,根據(jù)牛頓第二定律：
得：
汽車在B點,根據(jù)牛頓第二定律：
得：
即，故在A點更容易爆胎。
19.答案：超重
；
6002020-2021學(xué)年高一第一學(xué)期物理人教版2019選修第一冊章節(jié)（2）2.
動量定理
1、靜止在光滑水平面上的物體,受到水平拉力F的作用,拉力F隨時間t的變化如圖所示,則(???)
2、下列關(guān)于動量及其變化的說法正確的是(
?
)
A.兩物體的動量相等,動能也一定相等
B.物體動能發(fā)生變化,動量也一定發(fā)生變化
C.動量變化的方向一定與初末動量的方向都不同
D.動量變化的方向不一定與合外力的沖量方向相同
3、某消防隊員從一平臺上跳下,下落2m后雙腳觸地,接著他用雙腿彎屈的方法緩沖,使自身重心又下降了0.5m.在著地過程中地面對他雙腳的平均作用力估計為
A.自身所受重力的2倍
B.自身所受重力的4倍
C.自身所受重力的5倍
D.自身所受重力的10倍
4.下面的說法正確的是（　）
A.當(dāng)力與物體的位移垂直時，該力的沖量為零
B.如果物體（質(zhì)量不變）的速度發(fā)生變化，則可以肯定它受到的合外力的沖量不為零
C.物體所受合外力沖量越大，它的動量也越大
D.做豎直上拋運動的物體，在△t時間內(nèi)所受重力的沖量可能為零
5.下列說法正確的是（
）
A.根據(jù)，可把牛頓第二定律表述為：物體動量的變化率等于它所受的合外力
B.力與力的作用時間的乘積叫做力的沖量，它反映了力對時間的積累效應(yīng)，是一個標(biāo)量
C.作用在靜止的物體上的力的沖量一定為零
D.沖量的方向就是物體運動的方向
6.如圖所示，一輕質(zhì)彈簧固定在墻上，一個質(zhì)量m的木塊以速度從右側(cè)沿光滑水平面向左運動并與彈簧發(fā)生相互作用。設(shè)相互作用的過程中彈簧始終在彈性限度范圍內(nèi)，那么，在整個相互作用的過程中彈簧對木塊沖量I的大小和彈簧對木塊做的功W分別是（
）
A.
B.
C.
D.
7.玻璃杯從同一高度落下,掉在石塊上比掉在草地上容易碎,這是由于玻璃杯與石塊撞擊過程中(????)
A.玻璃杯的動量較大
B.玻璃杯受到的沖量較大
C.玻璃杯的動量變化較大
D.玻璃杯的動量變化較快
8.下面列舉的裝置各有其一定的道理，其中不能用動量定理進行解釋的是(
)
A.運輸玻璃器皿等易碎品時，在器皿的四周總是墊著碎紙或海綿等柔軟、有彈性的墊襯物
B.建筑工人戴的安全帽內(nèi)有帆布墊，把頭和帽子的外殼隔開一定的空間
C.熱水瓶膽做成雙層，且把兩層中間的空氣抽去
D.跳高運動中的墊子總是十分松軟的
9.從同一高度落下的玻璃杯掉在水泥地上易碎,掉在沙地上不易碎,這是因為玻璃杯落到水泥地上時(???
)
A.受到的沖量大???????????????????????B.動量變化率大
C.動量改變量大???????????????????????D.動量大
10.如圖所示,籃球運動員接傳來的籃球時,通常要先伸出兩臂迎接,手接觸到球后,兩臂隨球迅速引至胸前。這樣做可以(???)
A.減小球?qū)κ譀_量的大小
B.減小球?qū)κ肿饔昧Φ拇笮?br/>C.減小球的動量變化量的大小
D.減小球?qū)κ值淖饔脮r間
11.校運會跳遠比賽時在沙坑里填沙,這樣做的目的是可以減小(??
)
A.人的觸地時間??????????????????????B.人的動量變化率
C.人的動量變化量?????????????????????D.人受到的沖量
12.抗日戰(zhàn)爭電影《鐵道游擊隊》中,游擊隊跳車時,一般都是讓腳尖先著地,這樣做是為了(??
)
A.減小沖量和動量的變化量
B.減小與地面的沖擊時間,從而增大沖力
C.增長與地面的沖擊時間,從而減小沖力
D.增大人對地面的壓強,起到安全作用
13.相同的雞蛋從同樣的高度自由下落,落在水泥地面上雞蛋易碎,落在海綿墊子上雞蛋不易碎.若不考慮反彈,則兩種情況相比較,下列說法中正確的是(??
)
A.雞蛋與水泥地面接觸的過程中動量變化較大
B.落在海綿墊子上雞蛋所受合外力的沖量較小
C.兩次接觸的過程中雞蛋的動量變化相同
D.兩次接觸的過程中雞蛋的動量變化率相同
14.在撐桿跳高場地落地點都鋪有厚厚的墊子,這樣做的目的是減少運動員受傷,理由是(??
?)
A.減小沖量,起到安全作用
B.減小動量變化量,起到安全作用
C.墊子的反彈作用使人安全
D.延長接觸時間,從而減小沖力,起到安全作用
15.如圖所示,勁度系數(shù)為的輕彈簧的一端固定在墻上,另一端與置于水平面上質(zhì)量為的物體接觸,但未與物體連接,彈簧水平且無形變。現(xiàn)對物體施加一個水平向右的瞬間沖量,大小為,測得物體向右運動的最大距離為,之后物體被彈簧彈回最終停在距離初始位置左側(cè)處。已知彈簧始終在彈簧彈性限度內(nèi),物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為,重力加速度為,下列說法中正確的是(
)
A.物體與彈簧作用的過程中,系統(tǒng)的最大彈性勢能
B.彈簧被壓縮成最短之后的過程,先做加速度減小的加速運動,再做加速度減小的減速運動,最后做勻減速運動
C.最初對物體施加的瞬時沖量
D.物體整個運動過程,摩擦力的沖量與彈簧彈力的沖量大小相等、方向相反
16.質(zhì)量為60kg的建筑工人，不慎從高空跌下，由于彈性安全帶的保護，使他懸掛起來；已知彈性安全帶的緩沖時間是1.2s，安全帶長5m，（安全帶伸長量遠小于其原長）不計空氣阻力影響，g取。求：人向下減速過程中，安全帶對人的平均作用力的大小及方向。
17.“蹦床”已成為奧運會的比賽項目．質(zhì)量為m=60kg的運動員從床墊正上方高處自由落下，落墊后反彈的高度為，設(shè)運動員每次與床墊接觸時間為t=1.5s，求在運動員與床墊接觸的時間內(nèi)運動員對床墊的平均作用力．(空氣阻力不計，重力加速度為)
18.物體的質(zhì)量m=4kg,在與水平方向成37°角,大小為F=40N的拉力作用下,由靜止開始在光滑水平面上運動,重力加速度為g=10m/s2。則物體在開始運動2s時間內(nèi),拉力F對物體的沖量大小為__________N·s,地面對物體的支持力的沖量大小為__________N·s,物體動量變化量大小為__________kg·m/s。
19.質(zhì)量為2kg的小球從水平放置的彈簧網(wǎng)上方某高度處自由下落,剛與彈簧網(wǎng)接觸瞬間的速率為v1=5m/s,被彈簧網(wǎng)反彈后,剛離開彈簧網(wǎng)時的速率為v2=3m/s,接觸網(wǎng)的過程中,小球動量變化的大小為__________kg·m/s,小球與彈簧網(wǎng)的接觸時間為,重力加速度為g=10m/s2。彈簧網(wǎng)對小球的平均彈力大小為__________N。
參考答案
答案：
1、
解析：
由圖象可知物體在4
s內(nèi)先做勻加速后做勻減速運動,4
s末的速度為零,因此只有C選項正確.
答案：
2、
解析：
試題分析:由公式
可得
可知動量相等質(zhì)量相同的情況下動能才相等,A錯誤;動能是標(biāo)量,動量是矢量,所以物體動能發(fā)生變化,動量也一定發(fā)生變化,B正確,動量變化的方向可能與初末動量的方向都相同,例如勻加速直線運動,C錯誤;根據(jù)公式
?可得動量變化的方向一定與合外力的沖量方向相同,D錯;
故選B
點評:沖量的方向一定與作用力方向相同,不一定與動量方向相同.根據(jù)動量定理,物體所受合力的沖量等于物體動量的變化.動量增量的方向不一定和動量的方向相同,動量增量的大小不一定和動量大小的增量相同.
答案：
3、
解析：
分析:消防隊員先是自由落體,然后其重心勻減速下降;先對自由落體運動過程運用速度位移公式求解出末速度,然后求解出減速過程的加速度,最后根據(jù)牛頓第二定律列式求解支持力.
解答:解:自由落體運動過程,末速度為:v
t=
=
;
勻減速過程,根據(jù)速度位移公式
,加速度為a=
=-4g
對于減速過程,根據(jù)牛頓第二定律,有mg-F=ma
解得F=mg-ma=5mg
故選C.
點評:本題關(guān)鍵先分析清楚消防隊員的運動情況,然后根據(jù)運動學(xué)公式求解出運動的具體參數(shù),最后根據(jù)牛頓第二定律對減速過程列式求解支持力.
4.答案：B
解析：A、物體所受合外力沖量越大,它的動量變化就越大,不是動量越大,故A錯誤;
B、合外力的沖量等于物體動量的變化量,物體所受合外力沖量不為零,它的動量一定要改變,故B正確;
C、合外力的沖量等于物體動量的變化量,所以物體動量增量的方向,就是它所受沖量的方向,而動量的方向與所受沖量的方向沒有直接關(guān)系,故C錯誤;
D、物體所受合外力越大,加速度就越大,物體速度變化就越快,所以它的動量變化就越快,但不一定越大,故D錯誤.
5.答案：A
解析：A.
由動量定理可得：則，由此可知，物體動量的變化率等于它所受的力，故A正確；
B.
力與力的作用時間的乘積叫做力的沖量，它反映了力的作用對時間的積累效應(yīng)，是一個矢量，故B錯誤；
C.
根據(jù)，知沖量是力在時間上的積累，與物體是否靜止無關(guān)，所以作用在靜止物體上力的沖量不為零，故C錯誤。
D.
根據(jù)動量定理知，沖量的方向與動量變化量的方向相同，與速度方向不一定相同，故D錯誤。
故選：A.
6.答案：C
解析：在木塊與彈簧接觸到將彈簧壓縮為最短的過程中，彈簧對木塊做負功，在彈簧將木塊彈出的過程中，彈簧對木塊做正功，且正功與負功的絕對值相等，故在整個相互作用的過程中彈簧對木塊做的總功。從而，木塊將以的速度被彈回，由動量定理可得，在整個相互作用的過程中彈簧對木塊沖量I的大小，故C正確。
7.答案：D
解析：玻璃杯從同一高度下落,落地前的速度大小相等,故落地前的動量相等;而最后的速度均為零;故說明動量的變化一定相等;由動量定理可知沖量也一定相等;
但由于掉在水泥地上的時間較短,則說明玻璃杯掉在水泥地上動量變化較快,從而導(dǎo)致沖擊力較大;使玻璃杯易碎;
故D正確,ABC錯誤;
故選D.
8.答案：C
解析：A、運輸玻璃器皿等易碎品時，在器皿的四周總是墊著碎紙或海綿等柔軟、有彈性的墊襯物可以延長作用時間，從而減小沖擊力，可以用動量定理解釋；
B、建筑工人戴的安全帽內(nèi)有帆布墊，把頭和帽子的外殼隔開一定的空間是為了延長作用時間，從而減小沖擊力，可以用動量定理解釋；
C、熱水瓶膽做成雙層，且把兩層中間的空氣抽去是為了保暖，不是為了減小沖擊力，不能用動量定理解釋；
D、跳高運動中的墊子總是十分松軟，可以延長作用時間，從而減小沖力，可以用動量定理解釋．
9.答案：B
解析：杯子從同一高度滑下,故到達地面時的速度一定相等,故著地時動量相等;與地面接觸后速度減小為零,故動量的變化相同,由動量定理可知可知,沖量也相等;但由于在水泥地上,接觸時間較短,故動量的變化率較大;而在沙地上時,由于沙子的緩沖使時間變長,動量的變化率較小,作用力較小;
故選:B.
10.答案：B
11.答案：B
解析：跳高比賽時,運動員從與沙坑接觸到靜止動量的變化量△p相等,由動量定理可知,人受到的合力的沖量I=△p是一定的,人落在沙坑中比落在地面上延長了人與沙坑的接觸時間,t變大,由動量定理得:△P=Ft,
,△p一定,t越長,動量變化率越小,人受到的合外力越小,越安全;故選B。
12.答案：C
解析：人在和地面接觸時,人的速度減為零,由動量定理可知(F-mg)t=;而腳尖先著地可以增加人著地的時間,由公式可知可以減小受到地面的沖擊力,選項C正確。
13.答案：C
解析：雞蛋從同一高度掉下,與水泥地和海綿墊接觸前瞬間速度相同,
動量相同.最終動量都變?yōu)榱?可知動量變化量相同,故A錯誤,C正確。根據(jù)動量定理知,動量變化量相同,雞蛋所受合外力的沖量相等,故B錯誤;根據(jù)動量定理知,動量變化量相同,落在水泥地面上作用的時間短,則動量變化率大些,故D錯誤。
14.答案：D
解析：
15.答案：C
解析：A.由題可知,該物體整個的過程中的路程為,由功能關(guān)系可得：…①
當(dāng)彈簧的壓縮量最大時,物體的路程為,則壓縮的過程中：…②
所以：(或)…③。故A錯誤；
B.彈簧被壓縮成最短之后的過程，P向左運動的過程中水平方向上受到彈簧的彈力和滑動摩擦力，滑動摩擦力不變，而彈簧的彈力隨著壓縮量的減小而減小，可知物體先做加速度先減小的變加速運動，再做加速度增大的變減速運動，最后物體離開彈簧后做勻減速運動；故B錯誤；
C.由公式①可知,。故C正確；
D.物體P整個運動過程,P在水平方向只受到彈力與摩擦力,根據(jù)動量定理可知,摩擦力的沖量與彈簧彈力的沖量的和等于，故D錯誤。
故選：C
16.答案：選取人為研究對象，人下落過程有：，
代入數(shù)據(jù)解得：，
緩沖過程由動量定理有：
解得：
則安全帶對人的平均作用力的大小為1100N，方向豎直向上。
解析：
17.答案：F=1140N
18.答案：
80;
32;
64
19.答案：16;
362020-2021學(xué)年高一第一學(xué)期物理人教版2019必修第一冊小節(jié)訓(xùn)練（11）重力與彈力
1.一個原長為的彈簧，受拉力時總長為，在彈性限度內(nèi)受拉力時總長(
)
A.
B.
C.
D.
2.物塊靜止在固定斜面上，下圖所示的四幅示意圖中，正確標(biāo)明了斜面對物塊的支持力的是(
)
A．
B．
C．
D．
3.如圖所示,用勁度系數(shù)為的輕質(zhì)彈簧豎直懸掛一重物,重物靜止時,彈簧的伸長量為,則彈簧對重物的拉力（
）
A.大小為,方向豎直向上
B.大小為,方向豎直向上
C.大小為,方向豎直向下
D.大小為,方向豎直向下
4.如圖所示,彈性輕繩的一端套在手指上,另一端與彈力球連接,某同學(xué)用手將彈力球以某一豎直向下的初速度拋出,拋出后手保持不動.從球拋出瞬間至球第一次到達最低點的過程中(彈性輕繩始終在彈性限度內(nèi),不計空氣阻力),下列說法正確的是(
??
)
A.彈性輕繩上的拉力一直增大
B.彈性輕繩的彈性勢能一直增大
C.彈性輕繩剛伸直時,彈力球的速度最大
D.彈力球的重力勢能一直減小
5.中國古代科技取得了輝煌的成就，在很多方面走在世界前列。例如春秋戰(zhàn)國時期，墨家的代表人物墨翟在《墨經(jīng)》中，就已對力做了比較科學(xué)的闡述：“力，刑（形）之所以奮也”。這句話的意思是：力能使物體由靜止開始運動，或使運動的物體運動得越來越快。下列說法中，與墨翟對力的闡述最接近的是(
)
A.力是維持物體運動的原因
B.力是物體位移變化的原因
C.力是物體位置變化的原因
D.力是物體運動狀態(tài)改變的原因
6.質(zhì)量均為的物塊之間用豎直輕彈簧相連,系在上的細線豎直懸掛于固定點與豎直粗糙墻壁接觸,整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。重力加速度大小為,則(
)
A.物塊可能受3個力
B.細線中的拉力小于
C.剪斷細線瞬間的加速度大小為
D.剪斷細線瞬間的加速度大小為
7.如圖所示,水平直桿右端固定于豎直墻上的點,長為的輕繩一端固定于直桿點,另一端固定于墻上點正下方的點,長為,重為的鉤碼由光滑掛鉤掛在輕繩上處于靜止?fàn)顟B(tài),則輕繩的彈力大小為(
)
A.
B.
C.
D.
8.某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置探究彈簧的彈力F與彈簧伸長量x的關(guān)系。在實驗過程中，彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi)，彈簧自身質(zhì)量可忽略不計。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，他作出了圖像，如圖乙所示，據(jù)此可知(
)
A.彈簧的勁度系數(shù)
B.彈簧的彈力F跟彈簧的長度成正比
C.彈簧的彈力F跟彈簧伸長量x成正比
D.彈簧的彈力F跟彈簧伸長量x成反比
9.如圖所示，一根彈性桿的一端固定在傾角為30°的斜面上，桿的另一端固定一個重為2
N的小球，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，則彈性桿對小球的彈力(
)
A.大小為2
N，方向平行于斜面向上
B.大小為1
N，方向平行于斜面向上
C.大小為2
N，方向垂直于斜面向上
D.大小為2
N，方向豎直向上
10.如圖所示，小車受到水平向右的彈力作用，關(guān)于該彈力，下列說法中正確的是（
）
A.該彈力是彈簧發(fā)生拉伸形變產(chǎn)生的
B.該彈力是彈簧發(fā)生壓縮形變產(chǎn)生的
C.該彈力是小車發(fā)生形變產(chǎn)生的
D.該彈力的施力物體是小車
11.殲–20戰(zhàn)機是我國最新研制出的第五代隱身重型殲擊機。它以具有隱身性、高機動性以及先進的航電系統(tǒng)讓世界震驚。關(guān)于殲–20戰(zhàn)機的受力，下列說法正確的是（
）
A.戰(zhàn)機受到的重力指向地心
B.戰(zhàn)機受重力的同時，也對地球產(chǎn)生引力
C.戰(zhàn)機向前運動的推力無施力物體
D.戰(zhàn)機勻速飛行，它不受重力作用
12.跳高運動員在如圖所示的四種過桿姿勢中，重心最能接近甚至低于橫桿的是（
）
A.
B.
C.
D.
13.關(guān)于重心的說法正確的是（
）
A.重心必然在物體上
B.質(zhì)量分布均勻的物體重心的位置只與形狀有關(guān)
C.重心是物體上最重的一點
D.物體被舉高后，重心在物體上的位置將改變
14.關(guān)于重力，下列說法正確的是（
）
A.自由下落的石塊速度越來越大，說明石塊所受的重力越來越大
B.拋出的鉛球軌跡是曲線，說明鉛球所受重力的方向在改變
C.物體所受重力大小和方向與物體的運動狀態(tài)無關(guān)
D.物體所受重力作用于重心處，物體的其他部分不受重力作用
15.關(guān)于物體的重心，下列說法中正確的是（
）
A.任何物體的重心一定在這個物體上
B.在物體上只有重心受到重力的作用
C.一個球體的重心一定在球心處
D.一輛空載的載重汽車裝上貨物后，重心會升高
16.如圖所示為一輕質(zhì)彈簧的彈力F大小和長度L的關(guān)系圖像，試由圖線求：
（1）彈簧的原長；
（2）彈簧的勁度系數(shù)；
（3）彈簧伸長0.10
m時，彈力的大小。（形變在彈性限度內(nèi)）
17.如圖所示，光滑水平面上有兩個物體，物體的質(zhì)量，物體的質(zhì)量，兩個物體分別與一個輕彈簧拴接，物體的左端緊靠豎直固定墻壁，開始時彈簧處于自然長度，兩物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)用大小為的水平恒力向左推，將彈簧壓縮了時，的速度恰好為0，然后撤去水平恒力，求：
（1）運動過程中物體的最大速度；
（2）運動過程中物體的最大速度。
18.如圖所示，兩木塊的質(zhì)量分別為和，兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)均為，上面木塊壓在上面的彈簧上（但不拴接），整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)緩慢向上提上面的木塊，直到它剛離開上面彈簧。則上述過程中，下面木塊上升的距離為________、上面木塊上升的距離為________。
19.某同學(xué)利用如圖所示的裝置“探究彈力與橡皮條伸長量的關(guān)系”的實驗時，將一條長度適當(dāng)?shù)南鹌l一端固定在鐵架臺上端水平帶凹槽橫梁上的點，另一端固定在可自由移動的動滑輪軸上（計算時動滑輪大小可忽略），動滑輪在水平向右的外力作用下在凹槽內(nèi)自由移動。操作時將一質(zhì)量鉤碼掛在橡皮條的中點上。如（圖甲）所示。
（1）當(dāng)水平外力為零時，掛上鉤碼的橡皮條的伸長量為，則橡皮條的勁度系數(shù)為____________。
（2）如圖乙，在滑輪上加上適當(dāng)外力使得兩橡皮條相互垂直時橡皮條的伸長量是_______。
參考答案
1.答案：D
解析：分析題意，彈簧原長為，受到的拉力時，彈簧的彈力：，總長為，則形變量：，根據(jù)胡克定律可知，，
代入數(shù)據(jù)解得：，
當(dāng)彈簧彈力：,根據(jù)胡克定律可知,形變量：，
總長為，故D正確，ABC錯誤。
故選：D。
2.答案：C
解析：依據(jù)彈力的特點，斜面對物體的彈力垂直斜面向上；
A.圖與結(jié)論不相符，選項A不符合題意；
B.圖與結(jié)論不相符，選項B不符合題意；
C.圖與結(jié)論相符，選項C符合題意；
D.圖與結(jié)論不相符，選項D不符合題意；
3.答案：B
解析：彈簧拉力大小為，彈簧的拉力與重物的重力是一對平衡力，大小相等，方向相反，重物的重力方向豎直向下，所以彈簧拉力方向豎直向上。?
故B正確，ACD錯誤。
故本題選：B
4.答案：D
5.答案：D
解析：由題意可知：“力，刑（形）之所以奮也”這句話的意思是：力能使物體由靜止開始運動，或使運動的物體運動得越來越快，即力起到了改變物體運動狀態(tài)的作用，與力是物體運動狀態(tài)改變的原因最接近，故D正確。
6.答案：D
解析：物塊a、b與墻面之間沒有彈力,故雖接觸面粗糙但不受摩擦力,所以物塊b受重力、彈簧的彈力2個力作用,選項A錯誤;將a、b看成一個系統(tǒng),整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),細線的拉力等于,選項B錯誤;剪斷細線瞬間,由于彈簧的彈力不能突變,所以b所受合力不變,為零,而細線中的彈力突變?yōu)?,故b的加速度為零,a的加速度,選項C錯誤,D正確。
7.答案：D
解析：設(shè)掛鉤所在處為N點，延長PN交墻于M點，如圖所示：
同一條繩子拉力相等，根據(jù)對稱性可知兩邊的繩子與豎直方向的夾角相等，設(shè)為，則根據(jù)幾何關(guān)系可知，即PM等于繩長；
根據(jù)幾何關(guān)系可得：，則
根據(jù)平衡條件可得：
解得：，故D正確，ABC錯誤。
故選：D。
8.答案：C
解析：依據(jù)作出的圖像過原點，可知彈簧的彈力F跟彈簧伸長量x成正比；圖像的斜率表示勁度系數(shù)的大小，由此可得，故C正確，A、B、D錯誤。
9.答案：D
解析：小球受重力和桿的支持力（彈力）作用處于靜止?fàn)顟B(tài)，由二力平衡知識可知，桿對小球的彈力與小球重力等大、反向，故D正確。
10.答案：A
解析：由題意可知，彈簧發(fā)生拉伸形變，彈力是由彈簧發(fā)生形變而引起的，彈力的施力物體是彈簧，故選A。
11.答案：B
解析：重力的方向豎直向下，不一定指向地心，選項A錯誤。由于地球?qū)?zhàn)機的引力而產(chǎn)生重力，同時戰(zhàn)機對地球也產(chǎn)生引力，選項B正確。任何力都有施力物體，故戰(zhàn)機向前運動的推力有施力物體，選項C錯誤。戰(zhàn)機勻速飛行時仍受重力作用，選項D錯誤。
12.答案：D
解析：四種過桿姿勢中，前三種過桿時重心均在橫桿之上，而背越式過桿時，頭、軀干、腿依次過桿，身體的大部分與桿接近，甚至低于桿。選項D正確。
13.答案：B
解析：一般物體的重心在物體內(nèi)，但有些物體的重心在物體外，例如質(zhì)量分布均勻的圓環(huán)，其重心就不在物體內(nèi)，故A錯誤；質(zhì)量分布均勻的物體重心的位置在幾何中心處，只與形狀有關(guān)，故B正確；重心是重力的等效作用點，不一定是物體上最重的一點，故C錯誤；重心在物體上的位置只與質(zhì)量分布情況和形狀有關(guān)，與物體所處的高度無關(guān)，故D錯誤。故選B。
14.答案：C
解析：重力的大小與物體的運動狀態(tài)無關(guān)，故A錯誤；物體受到的重力方向始終都是豎直向下的，故B錯誤；物體受到的重力大小和方向與物體運動的狀態(tài)無關(guān)，故C正確；重心是重力的等效作用點，并不是說物體的其他部分不受重力作用，故D錯誤。
15.答案：D
解析：將物體各部分受到的重力看成集中于一點，重心可以在物體上，也可以在物體外，故A、B錯誤。重心除了與物體的幾何形狀有關(guān)外，還與質(zhì)量分布有關(guān)，因此一個球體的重心不一定在球心處，故C錯誤。空載汽車裝上貨物后，上方增加了相當(dāng)大的質(zhì)量，故重力的作用點也相對上升，重心升高，故D正確。故選D。
16.答案：（1）10
cm
（2）200
N/m
（3）20
N
解析：（1）由題圖知，當(dāng)彈簧的彈力時，彈簧的長度，這就是彈簧的原長。
（2）由題圖知，當(dāng)彈簧的長度，即伸長量時，彈簧的彈力。
由胡克定律得，則。
（3）當(dāng)彈簧伸長0.10
m時，。
17.答案：（1）運動過程中物體的最大速度是
（2）運動過程中物體的最大速度是
18.答案：
19.答案：（1）10N/m
（2）m2020-2021學(xué)年高一第一學(xué)期物理人教版2019選修第一冊章節(jié)（4）
實驗：驗證動量守恒定律
1.某中學(xué)實驗小組的同學(xué)在“驗證動量守恒定律”時，利用了如圖所示的實驗裝置進行探究，下列說法正確的是(
)
A.要求斜槽一定是光滑的且斜槽的末端必須水平
B.入射球每次釋放點的高度可以任意調(diào)節(jié)
C.入射球和被碰球的直徑必須相等
D.入射球的質(zhì)量必須與被碰球的質(zhì)量相等
2.在用氣墊導(dǎo)軌“驗證動量守恒定律”時，不需要測量的物理量是(
)
A.滑塊的質(zhì)量
B.擋光的時間
C.擋光片的寬度
D.光電門的高度
3.A、B兩滑塊在同一氣墊導(dǎo)軌上，碰撞前B滑塊靜止，A滑塊勻速向B滑塊運動并發(fā)生碰撞，利用閃光照相的方法連續(xù)4次拍攝得到的閃光照片如圖所示．已知相鄰兩次閃光的時間間隔為T，在這4次閃光的過程中，A、B兩滑塊均在0～80cm范圍內(nèi)，且第1次閃光時，滑塊A恰好位于x=10cm處．若A、B兩滑塊的碰撞時間及閃光持續(xù)的時間極短，均可忽略不計，則(
)
A.碰撞發(fā)生在第1次閃光后的3T時刻
B.碰撞后A與B的速度大小相等、方向相反
C.碰撞后A與B的速度大小之比為1:3
D.A、B兩滑塊的質(zhì)量之比為2:3
4.某同學(xué)用圖甲所示的實驗裝置驗證碰撞中動量守恒,他用兩個完全相同的小鋼球進行實驗,首先該同學(xué)使球A自斜槽某一高度由靜止釋放,從槽的末端水平飛出,測出球A落在水平地面上的點P與球飛出點在地面上投影O的距離。然后該同學(xué)使球A自同一高度由靜止釋放,在槽的末端與靜止的球B發(fā)生非對心彈性碰撞,如圖乙。碰撞后兩球向不同方向運動,測出兩球落地點與O點間的距離,該同學(xué)多次重復(fù)上述實驗過程,并將測量值取平均值。在忽略小球半徑的情況下,對該實驗的結(jié)果,分析正確的是(
)
A.
B.
C.和間的夾角大小一定相等
D.和間夾角大小與兩球碰撞的方向有關(guān)
5.若采用圖中甲、乙兩種實驗裝置來驗證動量守恒定律(圖中小球半徑相同、質(zhì)量均已知,且,B的球心與在同一水平線上),下列說法正確的是(
)
A.
采用圖甲所示的裝置,必須測量和的距離
B.
采用圖乙所示的裝置,必須測量和的距離
C.
采用圖甲所示的裝置,若,則表明此碰撞動量守恒
D.
采用圖乙所示的裝置,若,則表明此碰撞機械能守恒
6.光電門在測量物體的瞬時速度方面有得天獨厚的優(yōu)勢，現(xiàn)利用如圖所示的裝置驗證動量守恒定律。在圖中，氣墊導(dǎo)軌上有兩個滑塊，滑塊上面固定一遮光片，光電計時器可以記錄遮光片通過光電門的時間。測得遮光條的寬度為Δx，用近似代表滑塊通過光電門時的瞬時速度。為使更接近瞬時速度，正確的措施是(
)
A.
換用寬度更窄的遮光條
B.
提高測量遮光條寬度的精確度
C.
使滑塊的釋放點更靠近光電門
D.
增大滑塊的質(zhì)量，以減小滑塊通過光電門的速度
7.若采用圖中甲、乙兩種實驗裝置來驗證動量守恒定律(圖中小球半徑相同、質(zhì)量均已知,且mA>mB,B的球心OB與B'在同一水平線上),
下列說法正確的是(??
)
A.采用圖甲所示的裝置,必須測量OOB,OM,OP和ON的長度
B.采用圖乙所示的裝置,必須測量和的長度OOB,B'N,B'P和B'M的長度
C.若采用圖甲所不的裝置,若mA?ON=
mA?OP+
mB
?
OM,則表明此碰撞動量守恒
D.若采用圖乙所示裝置.若,則表明此碰撞機械能守恒
8.如圖所示,用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律,即驗證兩個小球在水平軌道末端碰撞前后的動量守恒.入射小球質(zhì)量為m1,被碰小球質(zhì)量為m2,
點是小球拋出點在水平地面上的投影.實驗時,先讓入射小球多次從傾斜軌道上位置靜止釋放,找到其平均落地點的位置,并記下此位置距點的距離;然后把被碰小球靜置于水平軌道末端,再將入射小球從傾斜軌道上位置靜止釋放,與小球相撞,多次重復(fù)此過程,并分別找到它們平均落點的位置距點的距離.則下列說法正確的是(??
)
A.實驗中要求兩小球半徑相等,且滿足
B.實驗中要求傾斜軌道必須光滑
C.如果等式m1x3=m1x1+m2x2成立,可驗證兩小球碰撞過程動量守恒
D.如果等式m1x22=m1x12+m2x32成立,可驗證兩小球發(fā)生的是彈性碰撞
9.在用如圖所示的裝置做”驗證動量守恒定律”實驗時,入射球的質(zhì)量為m1,被碰球的質(zhì)量為m2,小球的半徑為r,各小球的落地點如圖所示,下列關(guān)于這個實驗的說法正確的是(?
?)
A.入射球與被碰球最好采用大小相同、質(zhì)量相同的小球
B.讓入射球與被碰球連續(xù)10次相碰,每次都要使入射小球從斜槽上不同的位置滾下
C.要驗證的表達式是
D.要驗證的表達式是
10.在“驗證動量守恒定律”的實驗中,入射球每次滾下都應(yīng)從斜槽上的同一位置無初速釋放,這是為了使(??
)
A.小球每次都能水平飛出槽口
B.小球每次都以相同的速度飛出槽口
C.小球在空中飛行的時間不變
D.小球每次都能對心碰撞
11.若采用下圖中甲、乙兩種實驗裝置來驗證動量守恒定律(圖中小球半徑相同、質(zhì)量均已知,且mA>mB,B、B?兩點在同一水平線上),下列說法正確的是(??
)
??
A.采用圖甲所示的裝置,必需測量OB、OM、OP和ON的距離
B.采用圖乙所示的裝置,必需測量OB、B?N、B?P和B?M的距離
C.采用圖甲所示的裝置,若mA?ON=mA?OP+mB?OM,則表明此碰撞動量守恒
D.采用圖乙所示的裝置,若,則表明此碰撞機械能也守恒
12.某同學(xué)用半徑相同的兩個小球、來研究碰撞問題,實驗裝置示意圖如圖所示,
點是小球水平拋出點在水平地面上的垂直投影。實驗時,先讓入射小球多次從斜軌上的某一確定位置由靜止釋放,從水平軌道的右端水平拋出,經(jīng)多次重復(fù)上述操作,確定出其平均落地點的位置;然后,把被碰小球置于水平軌道的末端,再將入射小球從斜軌上的同一位置由靜止釋放,使其與小球?qū)π恼?多次重復(fù)實驗,確定出、相碰后它們各自的平均落地點的位置、;分別測量平拋射程、和。已知、兩小球質(zhì)量之比為6:1,在實驗誤差允許范圍內(nèi),下列說法中正確的是(??
)
A.
、兩個小球相碰后在空中運動的時間之比為
B.
、兩個小球相碰后落地時重力的瞬時功率之比為
C.若、兩個小球在碰撞前后動量守恒,則一定有
D.若、兩個小球的碰撞為彈性碰撞,則一定有
13.、兩滑塊在一水平直氣墊導(dǎo)軌上相碰,用頻閃照相機在,,,各時刻閃光4次,攝得如圖所示照片,其中像有重疊,
,由此可判斷(??
)
A.碰前靜止,碰撞發(fā)生在60處,
時刻
B.碰前靜止,碰撞發(fā)生在60處,
時刻
C.碰后靜止,碰撞發(fā)生在60處,
時刻
D.碰后靜止,碰撞發(fā)生在60處,
時刻
14.如圖所示，質(zhì)量的小球均靜止在光滑水平面上．現(xiàn)給球一個向右的初速度，之后與B球發(fā)生對心碰撞．
（1）若碰后球的速度向右為3m/s，求碰后球的速度；
（2）若球發(fā)生彈性碰撞，求碰后球各自的速度．
15.某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗來驗證碰撞過程中的動量守恒.軌道在處平滑相
接，右側(cè)為粗糙水平面，有兩個材料及表面粗糙程度均相同的小物塊甲、乙，其質(zhì)量分別為和（），令小物塊甲從斜面上M點由靜止下滑，運動至粗糙水平面上的C點速度恰好減為0，測量B、C間距為，把小物塊乙置于B點，小物塊甲仍從斜面上M點由靜止下滑，小物塊甲與小物塊乙碰撞后，在粗糙水平面上的位移大小分別為。
（1）如果只增大B點右側(cè)粗糙水平面的粗糙程度，碰撞發(fā)生后，小物塊乙在粗糙水平面上的位移大小是否會減小？__________（選填“是”或“否”）；為驗證碰撞過程動量守恒，是否必須測量小物塊與粗糙水平面間的動摩擦因數(shù)？__________（選填“是”或“否”）。
（2）若滿足關(guān)系式
，則二者碰撞過程動量守恒。
16.發(fā)如圖所示，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系。
（1）實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通過僅測量_______（填選項前字母），間接地解決這個問題。
A.小球開始釋放高度
h
B.小球拋出點距球與墻面碰撞點的高度差
H
C.小球做平拋運動的水平位移
x
D.小球做平拋運動的時間
t
（2）圖中點是小球拋出點在豎直墻面上的垂直投影。實驗時，先讓入射球多次從斜軌上位置靜止釋放，找到其與墻面碰撞點的平均位置。然后，把被碰小球靜置于軌道的水平部分，再將入射球從斜軌上位置靜止釋放，與小球相碰，并多次重復(fù)，找到兩球與墻壁碰撞點的平均位置。用天平測量兩個小球的質(zhì)量，測出球與墻碰撞點與點的距離，若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為___
___。
（3）為了得到多組實驗數(shù)據(jù)驗證，可采取_________
辦法實現(xiàn)（只寫一條）
17.在用水平氣墊導(dǎo)軌做“探究碰撞中的不變量”實驗時，左側(cè)滑塊質(zhì)量，右側(cè)滑塊質(zhì)量，擋光片寬度為1.60cm，兩滑塊之間有一壓縮的彈簧片，并用細線連在一起，如圖所示。開始時兩滑塊靜止，燒斷細線后，兩滑塊分別向左、右方向運動。擋光片通過光電門的時間分別為、。以向左為正方向，則燒斷細線前_____，燒斷細線后　
　（此空保留2位有效數(shù)字）；可得到的結(jié)論是　
　。
18.如圖所示為“驗證動量守恒定律”的實驗裝置，下列說法正確的是(
)
A.懸掛兩球的細繩長度要適當(dāng)，且等長
B.由靜止釋放小球以便較準(zhǔn)確地計算小球碰前的速度
C.兩小球必須都是剛性球，且質(zhì)量相同
D.兩小球碰后可以粘在一起共同運動
19.若用打點計時器做“驗證動量守恒定律”實驗，下列操作正確的是(
)
A.相互作用的兩車上，一個裝撞針，一個裝橡皮泥，是為了碰撞后粘在一起
B.相互作用的兩車上，一個裝撞針，一個裝橡皮泥，是為了改變兩車的質(zhì)量
C.先接通打點計時器的電源，再釋放拖動紙帶的小車
D.先釋放拖動紙帶的小車，再接通打點計時器的電源
參考答案
1.答案：C
解析：題述實驗中，是通過平拋運動的基本規(guī)律求解碰撞前后的速度的，對斜槽是否光滑沒有要求，但必須保證每次小球都做平拋運動，因此軌道的末端必須水平，A錯誤；要保證碰撞前的速度相同，入射球每次都要從同一高度由靜止釋放，B錯誤；為了保證兩小球發(fā)生一維碰撞，要求入射球和被碰球的直徑必須相等，C正確；在做題述實驗時，要求入射球的質(zhì)量大于被碰球的質(zhì)量，D錯誤。
2.答案：D
解析：在設(shè)計實驗進行“驗證動量守恒定律”時，需要探究的是滑塊自身的物理量（如質(zhì)量、速度）之間的關(guān)系，滑塊的質(zhì)量需要測量，為了獲得滑塊的速度，擋光片的寬度和擋光的時間也需要測量，而光電門的高度與碰撞的滑塊無關(guān)，不需要測量，選項D正確。
3.答案：D
解析：A、根據(jù)題意知,
A,B碰撞發(fā)生在第三次閃光后,即發(fā)生在第1次閃光后2T后.故A錯誤.
B、A,B碰撞發(fā)生在第三次閃光后,因為A每個T內(nèi)運行20cm,在第三次閃光后運行了10
cm與B發(fā)生碰撞,知運行了,則后向左運行了10
cm,而B向右運行了10
cm,則碰后速度大小之比為1:2.方向相反.故B、C錯誤.
D、設(shè)碰前A的速度為v,則碰后A的速度為,碰后B的速度為v,根據(jù)動量守恒定律得,
,解得，故D正確.
故選D.
4.答案：B
解析：兩小鋼球彈性碰撞,動量守恒,能量無損失,①,二者均從同一高度平拋運動,飛行時間相等,可以在方程①兩邊同乘以,可得,故B正確;因為兩球發(fā)生非對心碰撞,所以不共線,因此A項中方程不成立。與垂直,但與間的夾角不一定相等,所以C、D錯誤。
5.答案：D
解析：甲圖中,球在空中做平拋運動的水平速度可分別表示為和,因它們在空中飛行時間相等,故可用和的長度代表各自速度,而不需測量時間,所以A項錯誤;甲圖中,單獨釋放A球時落點為與B碰后A的落點為M而B的落點為N,故驗證動量守恒的方程為,故C項錯誤;圖乙中由,可得A單獨飛行時的水平速度大小,A與B碰后A的水平速度大小,而B的水平速度大小,驗證動量守恒得方程可簡化為①,故B項錯誤;圖乙中,若碰撞過程的機械能守恒,則有②,聯(lián)立①和②可得,故D項正確。
6.答案：A
7.答案：D
8.答案：D
解析：實驗中,兩小球要對心碰撞,且碰后均向右運動,所以r1=r2,m1>m2,A錯.此實驗對斜面光滑程度無要求,B錯:若m1x2=m1x1+m2x3成立,可驗證動量守恒,C錯.
9.答案：D
解析：要保證碰撞前后球的速度方向保持不變,則必須讓球的質(zhì)量大于球的質(zhì)量.為了保證每次小球運動的情況相同,故應(yīng)該讓入射小球每次從同一位置滾下.本題要驗證動量守恒定律定律即,故需驗證.
A、要保證碰撞前后球的速度方向保持不變,則必須讓球的質(zhì)量大于球的質(zhì)量.故A錯誤.
B、為了保證每次小球運動的情況相同,故應(yīng)該讓入射小球每次從同一位置滾下.故B錯誤.
C、要驗證動量守恒定律定律即
根據(jù)兩小球運動的時間相同,上式可轉(zhuǎn)換為
故有,這就是要驗證的表達式.故C錯誤,D正確.
故選D.
點評:本實驗的一個重要的技巧是入射球和靶球從同一高度作平拋運動并且落到同一水平面上,故下落的時間相同,所以在實驗的過程當(dāng)中把本來需要測量的速度改為測量平拋過程當(dāng)中水平方向發(fā)生的位移,可見掌握了實驗原理才能順利解決此類題目.
10.答案：B
解析：本實驗研究一次碰撞過程中的動量守恒,因此在做實驗時,都是同一次實驗的重復(fù),所以要求每一次運動都是完全相同.所以入射小球必須從同一位置滾下,以保證每次都以相同的速度飛出槽口.B正確.
小球是否水平飛出槽口,是由平直軌道是否嚴(yán)格水平?jīng)Q定的,小球的飛行時間是由平拋下落高度決定的,小球能否對心碰撞是由支柱位置決定的,A、C、D錯誤.
11.答案：D
解析：
12.答案：D
解析：、兩個小球相碰,在空中運動時間相等,落地時重力的瞬時功率之比為6:1,故A、B錯誤;若碰撞前后兩個小球的系統(tǒng)動量守恒,則,故C錯誤;若為彈性碰撞,根據(jù)動量守恒定律有,根據(jù)機械能守恒定律有,其中,,,則有,聯(lián)立解得,D正確。
13.答案：C
解析：
14.答案：（1）發(fā)生碰撞的過程中，組成的系統(tǒng)動量守恒，以向右為正，根據(jù)動量守恒定律得：
，其中，
解得：
（2）若球發(fā)生彈性碰撞，則碰撞過程中，系統(tǒng)動量守恒、機械能守恒，根據(jù)動量守恒定律以及機械能守恒定律得：
，
，
解得：，負號說明方向向左，；
15.答案：（1）是；否
（2）
16.答案：（1）B
（2）根據(jù)動量守恒定律可得：
（3）適當(dāng)調(diào)整數(shù)豎直墻面的位置：或：改變小球釋放位置：或：改變小球的質(zhì)量平拋運動：得
解析：
17.答案：0；0.0040；在誤差允許范圍內(nèi)，兩滑塊質(zhì)量與各自速度的乘積之和為不變量
18.答案：ABD
解析：兩繩等長能保證兩球正碰，以減小實驗誤差，選項A正確；易知選項B正確；本實驗中對小球的性能無要求，選項C錯誤；兩球正碰后，有多種可能的運動情況，選項D正確。
19.答案：AC
解析：相互作用的兩車上，一個裝撞針，一個裝橡皮泥，是為了碰撞后粘在一起，使兩車具有相同的速度，選項A正確，選項B錯誤；使用打點計時器時，為了充分利用紙帶，盡可能多地獲取點跡，一定要先接通打點計時器的電源，再釋放拖動紙帶的小車，選項C正確，選項D錯誤。2020-2021學(xué)年高一第一學(xué)期物理人教版2019選修第一冊章節(jié)（3）
動量守恒定律
1.如圖所示的裝置中，木塊與水平桌面間的接觸是光滑的，子彈沿水平方向射入木塊后留在木塊內(nèi)，并將彈簧壓縮到最短．現(xiàn)將子彈、木塊和彈簧合在一起作為研究對象（系統(tǒng)），則此系統(tǒng)在從子彈開始射入木塊到彈簧壓縮至最短的整個過程中(
)
A．動量守恒、機械能守恒
B．動量不守恒、機械能不守恒
C．動量守恒、機械能不守恒
D．動量不守恒、機械能守恒
2.一顆水平飛來的子彈射入一個原來懸掛在天花板下靜止的沙袋并留在其中和沙袋一起上擺，關(guān)于子彈與沙袋組成的系統(tǒng)，下列說法正確的是(
)
A.子彈射入沙袋的過程中系統(tǒng)動量和機械能都守恒
B.子彈射入沙袋的過程中系統(tǒng)動量和機械能都不守恒
C.共同上擺階段動量守恒，機械能不守恒
D.共同上擺階段動量不守恒，機械能守恒
3.如圖所示，質(zhì)量為的小球乙用長為的輕繩懸于O點，另一等大的質(zhì)量為的小球甲放在光滑的水平面上，小球甲、乙均可視為質(zhì)點。現(xiàn)給小球甲一水平向右的速度，經(jīng)過一段時間兩小球發(fā)生正碰，且碰后小球甲的速度變?yōu)椋院笮∏蛞以谪Q直面內(nèi)做圓周運動，重力加速度。則下列說法正確的是(
)
A.碰后瞬間小球乙的速度大小為6
m/s
B.小球甲和小球乙碰撞的過程中損失的機械能為0.6
J
C.小球乙在最高點時輕繩的拉力大小為零
D.兩小球碰后的瞬間輕繩的拉力大小為6
N
4.在冰壺比賽中，某隊員利用紅壺去碰撞對方的藍壺，兩者在大本營中心發(fā)生對心碰撞，如圖（a）所示，碰撞前后兩壺運動的圖線如圖（b）中實線所示，其中紅壺碰撞前后的圖線平行，兩冰壺質(zhì)量相等，則(
)
A.碰后紅壺將被反彈回來
B.碰后藍壺速度為0.8
m/s
C.碰后藍壺移動的距離為2.4
m
D.碰后紅壺所受的摩擦力小于藍壺所受的摩擦力
5.如圖所示，小車靜止在光滑水平面上，是小車內(nèi)半圓弧軌道的水平直徑，現(xiàn)將一小物塊從距A點正上方h高處由靜止釋放，小物塊由A點沿切線方向經(jīng)半圓軌道后從B點沖出，在空中能上升的最大高度為，不計空氣阻力。下列說法正確的是(
)
A.在相互作用過程中，小物塊和小車組成的系統(tǒng)動量守恒
B.小物塊從B點離開小車后做豎直上拋運動
C.小物塊從B點離開小車后做斜上拋運動
D.小物塊第二次沖出軌道后在空中能上升的最大高度為
6.如圖所示在足夠長的光滑水平面上有一靜止的質(zhì)量為M的斜面，斜面表面光滑、高度為h、傾角為θ。一質(zhì)量為的小物塊以一定的初速度沿水平面向右運動，不計沖上斜面過程中的機械能損失。如果斜面固定，則小物塊恰能沖到斜面的頂端。如果斜面不固定，則小物塊沖上斜面后能達到的最大高度為(
)
A.h
B.
C.
D.
7.質(zhì)量為M的木塊在光滑水平面上以速度向右運動，質(zhì)量為m的子彈以速率水平向左射入木塊，假設(shè)子彈射入木塊后均未穿出，要使木塊停下來，必須使發(fā)射子彈的數(shù)目為(
)
A.
B.
C.
D.
8.如圖所示，在水平光滑細桿上穿著兩個可視為質(zhì)點的剛性小球，兩球間距離為L，用兩根長度同為L的不可伸長的輕繩與C球連接，已知三球質(zhì)量相等，開始時三球靜止，兩繩伸直，然后同時釋放三球，在兩球發(fā)生碰撞之前的過程中，下列說法正確的是(
)
A.和地球組成的系統(tǒng)機械能不守恒
B.兩球發(fā)生碰撞前瞬間C球速度最大
C.兩球速度大小始終相等
D.三球動量守恒
9.甲、乙兩人站在光滑的水平冰面上，他們的質(zhì)量都是M，甲手持一個質(zhì)量為m的球，現(xiàn)甲把球以對地為v的速度傳給乙，乙接球后又以對地為的速度把球傳回甲，甲接到球后，甲、乙兩人的速度大小之比為（忽略空氣阻力）(
)
A.
B.
C.
D.
10.如圖所示，放在光滑水平面上的兩物體，它們之間有一個被壓縮的輕質(zhì)彈簧，用細線把它們拴住。已知兩物體質(zhì)量之比為，把細線燒斷后，兩物體被彈開，速度大小分別為和，動能大小分別為和，則下列判斷正確的是(
)
A.彈開時，
B.彈開時，
C.彈開時，
D.彈開時，
11.下列四幅圖所反映的物理過程中，系統(tǒng)動量守恒的是(
)
A.只有甲、乙
B.只有丙、丁
C.只有甲、丙
D.只有乙、丁
12.在下列幾種現(xiàn)象中，所選系統(tǒng)動量守恒的是(
)
A.在光滑水平面上，運動的小車迎面撞上一靜止的小車，以兩車為一系統(tǒng)
B.運動員將鉛球從肩窩開始加速推出，以運動員和鉛球為一系統(tǒng)
C.從高空自由落下的重物落在靜止于地面上的車廂中，以重物和車廂為一系統(tǒng)
D.光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一個物體沿斜面滑下，以物體和斜面為一系統(tǒng)
13.小車置于光滑水平面上，上表面粗糙且足夠長，木塊以初速度滑上車上表面，則(
)
A.因車上表面粗糙故系統(tǒng)動量不守恒
B.車上表面越粗糙，小車獲得動量越大
C.車上表面越粗糙，系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能越多
D.的最終速度為
14.如圖甲所示，一塊長度為、質(zhì)量為的木塊靜止在光滑水平面上。一顆質(zhì)量也為的子彈以水平速度射人木塊。當(dāng)子彈剛射穿木塊時，木塊向前移動的距離為(圖乙)。設(shè)子彈穿過木塊的過程中受到的阻力恒定不變，子彈可視為質(zhì)點。則子彈穿過木塊的時間為(
)
A.
B.
C.
D.
15.小車置于光滑水平面上，上表面粗糙且足夠長，木塊以初速度滑上車上表面，則(
)
A.因車上表面粗糙故系統(tǒng)動量不守恒
B.車上表面越粗糙，小車獲得動量越大
C.車上表面越粗糙，系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能越多
D.的最終速度為
16.如圖所示為一種打積木的游戲裝置，四塊完全相同的硬質(zhì)積木疊放在靶位上，每塊積木的質(zhì)量均為，長為，積木夾在固定的兩光滑硬質(zhì)薄板間，一可視為質(zhì)點的鋼球用不可伸長的輕繩掛于點，鋼球質(zhì)量為，輕繩長為。游戲時，將鋼球拉到與等高的點(保持繩繃直)由靜止釋放，鋼球運動到最低點時與積木發(fā)生彈性碰撞，積木滑行一段距離后停止。取，各接觸面間的動摩擦因數(shù)均相同，碰撞時間極短，忽略空氣阻力。求：
(1)與積木碰撞前瞬間鋼球的速度大小；
(2)與積木碰后鋼球上升的最大高度；
(3)各接觸面間的動摩擦因數(shù)。
17.一木板置于光滑水平地面上，木板左端放置一個可以看作質(zhì)點的小物塊，小物塊的質(zhì)量，木板質(zhì)量，小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為。在距離木板右端處有一墻壁。現(xiàn)小物塊與木板一起以共同速度向右運動，木板與墻壁的碰撞可以看作彈性碰撞。運動過程中小物塊始終未離開木板。（取10）求：（以向右為正方向）
（1）木板與墻壁發(fā)生第一次碰撞后，木板向左運動的最大距離；
（2）木板從開始運動到第二次與墻壁碰撞所經(jīng)歷的時間，并畫出小物塊和木板此過程圖像；
（3）木板從第一次與墻壁碰撞后到最終靜止所走的總路程。
18.質(zhì)量是的子彈，以的速度射向質(zhì)量是、靜止在光滑水平桌面上的木塊，子彈穿過木塊后的速度為，這時木塊的速度是_______。
19.沖擊擺是測量子彈速度的擺,如圖所示,擺錘的質(zhì)量很大,子彈從水平方向射入擺中并留在其中,隨擺錘一起擺動。已知沖擊擺的擺長為,擺錘的質(zhì)量為,實驗中測得擺錘擺動時擺線的最大擺角是。
1.欲測得子彈的速度還需要測量的物理量是__________。
2.計算子彈速度的表達式_____(用已知量和測量量的符號表示)
參考答案
1.答案：C
解析：從子彈開始射入木塊到子彈與木塊的作用剛好結(jié)束的整個過程中，子彈與木塊組成的系統(tǒng)所受合外力為零，系統(tǒng)動量守恒，在此過程中系統(tǒng)要克服阻力做功，機械能減少，機械能不守恒。
2.答案：D
解析：子彈和沙袋組成的系統(tǒng)，在子彈射入沙袋的過程中，子彈和沙袋在水平方向的動量守恒，但機械能不守恒，共同上擺過程中動量不守恒，機械能守恒，選項D正確。
3.答案：A
解析：碰撞過程中，小球甲、乙組成的系統(tǒng)動量守恒，選取小球甲運動的方向為正方向，根據(jù)動量守恒定律得，代入數(shù)據(jù)可得，A正確；兩球碰撞過程中損失的機械能為，代入數(shù)據(jù)解得，B錯誤；碰后小球乙由最低點擺至最高點的過程中，小球乙的機械能守恒，設(shè)到最高點時的速度為，則由機械能守恒定律得，在最高點進行受力分析得，代入數(shù)據(jù)解得，C錯誤；兩小球碰后的瞬間，代入數(shù)據(jù)解得，D錯誤。
4.答案：B
解析：由紅壺、藍壺的圖像可知，，，根據(jù)動量守恒定律有，其中，代入數(shù)據(jù)解得，故選項A錯誤，選項B正確。由藍壺的圖像可得其移動的距離，選項C錯誤。因碰后的圖像中，紅壺的斜率絕對值大于藍壺的，故紅壺受到的摩擦力大于藍壺受到的摩擦力，選項D錯誤。
5.答案：B
解析：小物塊與小車組成的系統(tǒng)在水平方向上所受合外力為零，水平方向系統(tǒng)動量守恒，但系統(tǒng)整體所受合外力不為零，系統(tǒng)動量不守恒，故A錯誤；小物塊與小車組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒，小物塊由B點離開小車時系統(tǒng)水平方向動量為零，小物塊與小車水平方向速度為零，小物塊離開小車后做豎直上拋運動，故B正確，C錯誤；小物塊第一次在車中運動過程中，摩擦力做負功，由動能定理得，為小物塊克服摩擦力做的功，解得，即小物塊第一次在車中運動損失的機械能為，由于小物塊第二次在車中運動時，對應(yīng)位置速度變小，因此小車給小物塊的彈力變小，摩擦力變小，小物塊克服摩擦力做功小于，機械能損失小于，因此小物塊再次離開小車時，能上升的高度大于，故D錯誤。
6.答案：D
解析：斜面固定時，根據(jù)動能定理有，解得；斜面不固定時，由水平方向動量守恒有，由能量守恒定律有，解得，故D正確，ABC錯誤。
7.答案：C
解析：設(shè)發(fā)射子彈的數(shù)目為N，取水平向右為正方向，對木塊與N顆子彈組成的系統(tǒng)，由動量守恒定律得，則，故C正確。
8.答案：C
解析：在兩球發(fā)生碰撞之前的過程中，只有重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力做功，系統(tǒng)的機械能守恒，故選項A錯誤；兩球發(fā)生碰撞前瞬間，兩繩與桿垂直，C球不再向下運動，速度為零，故選項B錯誤；根據(jù)對稱性可知，兩球速度大小始終相等，故選項C正確；三球水平方向不受外力，所以三球水平方向動量守恒，但豎直方向動量不守恒，故選項D錯誤。
9.答案：D
解析：甲、乙之間傳遞球時不必考慮過程中的細節(jié)，只考慮初狀態(tài)和末狀態(tài)的情況。研究對象是由甲、乙二人和球組成的系統(tǒng)，開始時系統(tǒng)的總動量為零，最后時刻系統(tǒng)的總動量仍為零。設(shè)甲最終的速度大小為，乙最終的速度大小為，二者方向相反，根據(jù)動量守恒定律得，則，選項D正確。
10.答案：D
解析：兩物體與彈簧組成的系統(tǒng)所受合外力為零，根據(jù)動量守恒定律知，，即，所以，選項AB錯誤；由得，，選項C錯誤，選項D正確。
11.答案：C
解析：題圖甲所示的過程中，子彈和木塊組成的系統(tǒng)所受的合力為零，符合系統(tǒng)動量守恒的條件；題圖乙所示的過程中，系統(tǒng)受到墻壁的彈力，系統(tǒng)的動量在增加；題圖丙所示的過程中，木球和鐵球組成的系統(tǒng)所受的合力為零，符合系統(tǒng)動量守恒的條件；題圖丁所示的過程中，木塊的動量不斷增大，系統(tǒng)動量不守恒。故選項C正確。
12.答案：A
解析：兩車組成的系統(tǒng)受到的合外力為零，故動量守恒，A正確；人與鉛球組成的系統(tǒng)，初動量為零，末動量不為零，B錯誤；重物和車廂組成的系統(tǒng)的末動量為零而初動量不為零，C錯誤；在物體沿斜面下滑時，向下的動量增大，D錯誤。
13.答案：D
解析：以小車和木塊組成的系統(tǒng)為研究對象，系統(tǒng)所受合外力為零，因此系統(tǒng)動量守恒，由得，選項A錯誤，D正確；相對運動過程中系統(tǒng)的一部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，根據(jù)能量守恒定律得與車上表面的粗糙程度無關(guān)，選項C錯誤；根據(jù)A選項分析，小車M獲得的動量M與車上表面粗糙程度無關(guān)，選項B錯誤
14.答案：D
解析：設(shè)子彈射穿木塊后子彈的速度為，木塊最終速度為，子彈和木塊系統(tǒng)動量守恒，以子彈初速度方向為正方向，由動量守恒定律可得：設(shè)子彈對木塊的作用力為f，則對木塊有：
對子彈有：
對木塊由動量定理有：
聯(lián)立解得：，故ABC錯誤，D正確。
故選：D。
15.答案：D
解析：以小車和木塊組成的系統(tǒng)為研究對象，系統(tǒng)所受合外力為零，因此系統(tǒng)動量守恒，由得，選項A錯誤，D正確；相對運動過程中系統(tǒng)的一部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，根據(jù)能量守恒定律得與車上表面的粗糙程度無關(guān)，選項C錯誤；根據(jù)A選項分析，小車M獲得的動量M與車上表面粗糙程度無關(guān)，選項B錯誤
16.答案：(1)對鋼球由動能定理得
解得
(2)鋼球與積木碰撞過程滿足動量守恒和能量守恒，有
解得，
對鋼球由動能定理得
解得
(3)對滑塊由動能定理得
解得
17.答案：（1）木板第一次與墻碰撞后，向左勻減速直線運動，當(dāng)速度減為零時，向左移動的距離最大，設(shè)加速度為，最大距離為
（2）設(shè)第一階段勻速運動用時
木板第一次與墻碰撞后，小木塊與木板相互作用直到有共同速度，根據(jù)動量守恒定律
木板第一次與墻碰撞到小木塊與木板有共同速度，設(shè)這個過程所用時間
設(shè)木板向右勻加速運動的位移為，后勻速運動位移為，時間為
木板從開始運動到與墻第二次碰撞所經(jīng)歷的時間為：
（3）設(shè)木板與墻壁第次碰撞后的速度為，碰后的共同速度為，同時也是第次碰撞后的速度，對系統(tǒng)應(yīng)用動量守恒定律有
設(shè)車第次與墻壁相碰后離墻的最大位移為，則：
由此可知，木板每次碰后與墻的最大位移成等比數(shù)列，公比為
前次路程，
取無限大，
18.答案：50
解析：子彈質(zhì)量，木塊質(zhì)量：，
子彈射穿木塊過程系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向，由動量守恒定律得：，
代入數(shù)據(jù)解得：；
19.答案：1.子彈的質(zhì)量m;
2.

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