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第六章 力与运动一、单选题（共12题；共24分）1.一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重感受，其座舱套在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下落到一定位置时，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下对上述过程，关于座舱中的人所处的状态，以下判断正确的是（） A.座舱在整个运动过程中人都处于超重状态B.座舱在减速运动的过程中人处于失重状态C.座舱在自由下落的过程中人处于失重状态D.座舱在自由下落的过程中人处于超重状态2.力学中，选定下列哪组物理量为基本物理量（ ） A.力、长度、质量B.位移、质量、时间C.长度、力、时间D.长度、质量、时间3.在一个竖直方向运动的密闭升降机内，用弹簧秤挂着一个已知质量的砝码，当地的重力加速度已知根据弹簧秤的读数，我们可以知道（ ） A.升降机加速度的大小和方向B.升降机速度的大小和方向C.升降机加速度的大小和速度的方向D.升降机加速度的大小和方向以及速度的方向4.在光滑水平面上，有一个物体同时受到两个水平力F1与F2的作用，在第1s内物体保持静止状态若力F1与F2随时间的变化关系如图所示，则物体（ ）A.在第2 s内做加速运动，加速度大小逐渐减小，速度逐渐增大B.在第3 s内做加速运动，加速度大小逐渐增大，速度逐渐增大C.在第4 s内做加速运动，加速度大小逐渐增大，速度逐渐增大D.在第5 s末速度为零，运动方向与F1方向相同5.如图所示，一质量为m的物块在固定斜面上受平行斜面向上的拉力F的作用而匀速向上运动，斜面的倾角为300 ， 物块与斜面间的动摩擦因数，则拉力F的大小为（）A.B.C.D.6.物理学国际单位制中有基本单位和导出单位，下列物理量的单位用基本单位表示，正确的是( ) A.功率的单位用基本单位表示是Nm/sB.电容的单位用基本单位表示是C/VC.电量的单位用基本单位表示是AsD.磁通量的单位用基本单位表示是Tm27.学校运动会上，一同学最后一次以“背越式”成功地跳过了1.80m的高度，成为高三组跳高冠军忽略空气阻力，下列说法正确的是（） A.该同学上升过程中处于超重状态B.该同学下降过程中处于失重状态C.该同学下降过程中所受重力较小D.该同学起跳时地面对他的支持力大于他对地面的压力8.雨滴从空中由静止落下，若雨滴下落时空气对其的阻力随雨滴下落速度的增大而增大，下列图象可能正确反映雨滴下落运动情况的是（ ） A.B.C.D.9.游乐园中，游客乘坐能加速或减速运动的升降机，可以体会超重或失重的感觉下列描述正确的是（） 当升降机加速上升时，游客是处在失重状态当升降机减速下降时，游客是处在超重状态当升降机减速上升时，游客是处在失重状态当升降机加速下降时，游客是处在超重状态 A.B.C.D.10.在国际单位制中，力学的三个基本单位是（） A.kg 、m 、m/s2B.kg 、 m/s 、 NC.kg 、m 、D.kg、 m/s2、N11.如图所示，在教室里某同学站在体重计上研究超重与失重她由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程；由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程关于她的实验现象，下列说法中正确的是（）A.只有“起立”过程，才能出现失重的现象B.只有“下蹲”过程，才能出现超重的现象C.“下蹲”的过程，先出现超重现象后出现失重现象D.“起立”、“下蹲”的过程，都能出现超重和失重的现象12.随着我国“神舟9号”飞船和“天宫一号”空间站的发射对接，航天员在空间站内停留的时间会越来越长，体育锻炼成了一个必不可少的环节，下列器材适宜航天员在空间站中进行锻炼的是（） A.哑铃B.弹簧拉力器C.单杠D.跑步机二、多选题（共5题；共15分）13.关于力学单位制说法中正确的是（ ） A.kg、J、N是导出单位B.kg、m、s是基本单位C.在国际单位制中，质量的基本单位是kg，也可以是gD.在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式是F=ma14.图为蹦极运动的示意图弹性绳的一端固定在O点，另一端和运动员相连运动员从O点自由下落，至B点弹性绳自然伸直，经过合力为零的C点到达最低点D，然后弹起整个过程中忽略空气阻力分析这一过程，下列表述正确的是（ ）A.经过B点时，运动员的速率最大B.经过C点时，运动员的速率最大C.从C点到D点，运动员的加速度增大D.从C点到D点，运动员的加速度不变15.在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩链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，链接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机车在西边拉着这列车厢以大小为 的加速度向东行驶时，连接某两节车厢的挂钩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.5B.8C.13D.2016.如图，顶端固定着小球的直杆固定在小车上，小车处在水平面上 下列说法正确的是（ ）A.当小车向左做匀速运动时，杆对球的作用力沿图中的OA方向B.当小车向右做匀速运动时，杆对球的作用力沿图中的OB方向C.当小车向左做匀减速运动时，杆对球的作用力可能沿图中的OC方向D.当小车向右做匀加速运动时，杆对球的作用力沿图中的OD方向17.如图所示，物体A和B的质量均为M，由一根轻绳相连跨过定滑轮现用力拉B，使它沿水平面从图示位置向右作匀速直线运动，则此过程中，物体A的运动及受力情况是（ ）A.加速上升B.匀速上升C.拉力大于重力D.拉力等于重力三、解答题（共2题；共10分）18.在初中已经学过，如果一个物体在力F的作用下沿着力的方向移动了一段距离l，这个力对物体做的功W=Fl我们还学过，功的单位是焦耳（J）请由此导出焦耳与基本单位米（m）、千克（kg）、秒（s）之间的关系 19.质量为20kg的物体，它和地面的动摩擦因数为0.1，用100N拉力、沿与水平方向成37的夹角向斜上方拉它，使物体由静止出发在水平而上前进3.3m，它的速度多大？在前进3.3m时撤去拉力，又经过5s，物体的速度多大（g取10m/s2）？ 四、综合题（共3题；共40分）20.如图所示，质量为m=2.0kg的物体置于粗糙水平地面上，用F=20N的水平拉力使它从静止开始运动，t=2.0a时物体的速度达到v=12m/s，此时撤去拉力求：（1）物体在运动中受到的阻力； （2）撤去拉力后物体继续滑行的距离 21.如图所示，物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点后进入水平面（设经过B点前后速度大小不变），最后停在C点每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度，表给出了部分测量数据（重力加速度g=10m/s2）求：t（s）0.00.20.41.21.41.6v（m/s）0.01.02.01.10.70.3（1）斜面的倾角； （2）物体与水平面之间的动摩擦因数； （3）t=0.6s时的瞬时速度v 22.一个物体质量m=50kg，以o=2m/s的初速度沿斜面匀加速滑下，如图所示，斜面的倾角=37，在t=5s的时间内滑下的位移为=60m（g=10m/s2 ， sin37=0.6，cos37=0.8）（1）对物体进行受力分析，画出受力图 （2）求物体的加速度的大小 （3）求物体受到的阻力的大小 答案解析部分一、单选题1.【答案】C 【解析】【解答】解：人先做自由落体运动，然后做匀减速直线运动； 自由落体运动阶段，加速度向下，且a=g，人处于完全失重状态；匀减速下降阶段，加速度向上，人处于超重状态；故ABD错误，C正确故选：C【分析】当物体的加速度向上时，物体处于超重状态；当物体的加速度向下时，物体处于失重状态；当物体的加速度向下时，且a=g时，物体处于完全失重状态2.【答案】D 【解析】【解答】解：A、力不是力学中基本物理量，长度、质量是力学中基本物理量故A错误 B、位移不是力学中基本物理量，质量、时间是力学中基本物理量故B错误 C、长度、时间是力学中基本物理量，而力不是力学中基本物理量故C错误 D、长度、质量、时间都是力学中基本物理量故D正确故选D【分析】力学中，选定长度、质量、时间三个物理量为基本物理量3.【答案】A 【解析】【解答】解：因为砝码和升降机加速度相同，对砝码受力分析，根据牛顿第二定律得，mgF=ma，可得出砝码的加速度大小和方向，所以可以求出升降机的加速度大小和方向，但是无法求出升降机的速度大小和方向故A正确，B、C、D错误故选：A【分析】砝码和升降机具有相同的加速度，对砝码受力分析，根据牛顿第二定律求出加速度的大小和方向4.【答案】B 【解析】【解答】解：A、从第一秒末到第二秒末，物体的合力不断变大；根据牛顿第二定律，加速度不断变大；合力与速度同向，故物体做加速运动，故A错误；B、在第3s内合力逐渐变大，故加速度不断变大，合力与速度同方向，物体做加速运动，故B正确；C、在第4s内，合力变小，加速度变小，合力与速度同方向，故物体做加速运动，故C错误；D、在第5s末，合力为零，故加速度为零；从第一秒末到第五秒末，物体的合力先变大后逐渐减为零，始终与速度同向，故物体做加速运动，5s末速度最大，故D错误；故选B【分析】在第1s内物体处于平衡状态，保持静止；从第一秒末到第五秒末，物体的合力先变大后逐渐减为零，根据速度与合力的方向得到物体的运动情况5.【答案】D 【解析】【解答】物体向上运动过程中，在沿斜面方向上受到沿斜面向下的重力分力，沿斜面向下的摩擦力，沿斜面向上的拉力F，三个力处于平衡状态，故故选D【分析】做本题的关键是根据物体和斜面之间的相对运动判断摩擦力的方向，然后根据三力平衡列出等式求解6.【答案】C 【解析】【分析】国际单位制规定了七个基本物理量分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，而物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位。A、功率的单位用N?m/s来表示时，其中的N是导出单位，不是基本单位，所以A错误。B、电容的单位用C/V来表示时，其中的C和V都不是基本单位，是导出单位，所以B错误。C、电量的单位用A?s来表示时，其中的A和S分别是电流和时间的基本单位，所以C正确。D、磁通量的单位用T?m2来表示时，其中的T是导出单位，不是基本单位，所以D错误。故选C。【点评】国际单位制规定了七个基本物理量，这七个基本物理量分别是谁，它们在国际单位制分别是谁，这都是需要学生自己记住的。7.【答案】B 【解析】【解答】解：A、起跳以后在上升过程，也是只受重力的作用，有向下的重力加速度，是处于完全失重状态，故A错误； B、在下降过程，只受重力的作用，有向下的重力加速度，是处于完全失重状态，重力不变，故B正确，C错误；D、起跳时地面对他的支持力和他对地面的压力是作用力与反作用力大小相等，方向相反故D错误；故选：B【分析】当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度；当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度；作用力与反作用力大小相等，方向相反8.【答案】C 【解析】【解答】解：（1）当雨滴刚开始下落时，阻力f较小，远小于雨滴的重力G，即fG，故雨滴做加速运动；（2）由于雨滴下落时空气对它的阻力随雨滴下落速度的增大而增大，由mgf=ma知加速度减小，故当速度达到某个值时，阻力f会增大到与重力G相等，即f=G，此时雨滴受到平衡力的作用，将保持匀速直线运动；故选项C的图象符合题意；故ABD不符合题意，C符合题意。故答案为：C【分析】本题考查牛顿第二定律的应用，首先对雨滴受力分析，它受到重力与空气阻力，结合题意雨滴下落时空气对其的阻力随雨滴下落速度的增大而增大，因此雨滴的合外力减小，加速度减小。9.【答案】B 【解析】【解答】解：、当升降机加速上升时，游客受到重力和支持力，加速度向上，根据牛顿第二定律，有 Nmg=ma故Nmg，故错误；当升降机减速下降时，游客受到重力和支持力，加速度向上，根据牛顿第二定律，有Nmg=ma故Nmg，故错误；、当升降机减速上升时，游客受到重力和支持力，加速度向下，根据牛顿第二定律，有mgN=ma故Nmg，故正确；、当升降机加速下降时，游客受到重力和支持力，加速度向下，根据牛顿第二定律，有mgN=ma故Nmg，故错误；所以选项B正确，ACD错误故选：B【分析】超重与失重是指物体对支撑物的压力或悬挂物的拉力大于或小于重力的现象，物体重力并没有改变；对物体受力分析，受重力和支持力，根据牛顿第二定律列式分析10.【答案】C 【解析】【分析】国际基本单位中有三个力学基本单位：长度、质量、时间，即答案为C【点评】本题考查了常见的基本单位制，力学三个、热学一个，光学一个，电学一个，原子物理也一个。11.【答案】D 【解析】【解答】解：下蹲过程中，人先向下做加速运动，后向下做减速运动，所以先处于失重状态后处于超重状态；人从下蹲状态站起来的过程中，先向上做加速运动，后向上做减速运动，最后回到静止状态，人先处于超重状态后处于失重状态，故ABC错误，D正确故选：D【分析】人从下蹲状态站起来的过程中，先向上做加速运动，后向上做减速运动，最后回到静止状态，根据加速度方向，来判断人处于超重还是失重状态12.【答案】B 【解析】【解答】解：用哑铃锻炼身体主要就是利用哑铃的重力，在轨道舱中哑铃处于完全失重状态，它对人的胳膊没有压力的作用； 利用单杠锻炼身体需克服自身的重力上升，利用自身的重力下降在完全失重状态下已没有重力可用；在轨道舱中人处于失重状态，就算人站在跑步机上，但是脚对跑步机一点压力也没有根据压力与摩擦力成正比，那么这时脚与跑步机之间没有一点摩擦力没有摩擦力人将寸步难行弹簧拉力器锻炼的是人肌肉的伸缩和舒张力，与重力无关故选：B【分析】想弄清楚在超重和失重的状态下哪些器材可以用，必须清楚各个器材的物理原理，看看有没有与重力有关的原因，如果有那么，哪些器材就不能使用二、多选题13.【答案】B,D 【解析】【解答】解：A、kg是质量的单位它是基本单位，所以A错误B、三个力学基本物理量分别是长度、质量、时间，它们的单位分别为m、kg、s，所以B正确C、g也是质量的单位，但它不是质量在国际单位制中的基本单位，所以C错误D、牛顿第二定律的表达式F=ma，是在其中的物理量都取国际单位制中的单位时得出的，所以D正确故选BD【分析】国际单位制规定了七个基本物理量分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，而物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位14.【答案】B,C 【解析】【解答】解：A、运动员到达B点后弹性绳伸直，随着运动员向下运动弹性绳的弹力不断增大在B到C过程：重力大于弹性绳的弹力，合力方向竖直向下，运动员做加速运动，其速度增大在C点重力等于弹力，运动员的合力为零在C到D的过程：弹力逐渐增大，重力小于弹性绳的弹力，合力方向竖直向上，运动员做减速运动，其速度减小所以经过C点时，运动员的速率最大故A错误，B正确C、D从C点到D点，运动员所受的弹力大于其重力，合力竖直向上，由于弹性绳的弹力逐渐增大，合力增大，所以其加速度增大故C正确，D错误故选BC【分析】运动员从O点自由下落，到达B点时有竖直向下的速度，弹性绳伸直后运动员受到重力和弹性绳的弹力两个力作用，根据弹力与重力的大小关系，分析运动员的运动情况，判断其速度的变化，根据牛顿第二定律分析加速度的变化15.【答案】A,D 【解析】【解答】解：设PQ两边的车厢数为P和Q，当机车在东边拉时，根据牛顿第二定律可得：F=Pma，当机车在西边拉时，根据牛顿第二定律可得：F=Qm a，根据以上两式可得： ，令P=2K，则Q=3K（K取正整数）车厢总节数P+Q=5K，所以车厢的总节数是5的整数倍，故AD正确，BC错误；故选：AD【分析】根据两次的情况，利用牛顿第二定律得出关系式，根据关系式分析可能的情况即可16.【答案】B,C 【解析】【解答】解：A、当小车向左做匀速运动时，所受到的合力为零，小球受重力和支持，故支持力竖直向上，故为OB，故A错误；B、当小车向右做匀速运动时，所受到的合力为零，小球受重力和支持，故支持力竖直向上，故为OB，故B正确；C、小球和小车的加速度相同，所以小球在重力和杆的作用力两个力的作用下也沿水平方向做加速运动，当小车向左做匀减速运动时，加速度向右，根据牛顿第二定律F=ma可知，加速度的方向与合力的方向相同，合力水平向右，根据即合力沿图中的OD方向，根据力的合成可知杆对球的作用力可能沿图中的OC方向，故C正确D、当小车向右做匀加速运动时，根据C可知杆对球的作用力可能沿图中的OC方向，故D错误；故选：BC【分析】小球受重力和杆对小球的作用力，在两个力共同作用下沿水平方向做加速运动或者匀速运动，根据共点力平衡求得作用力，根据加速方向判断出合力水平向右利用理的合成判断作用力17.【答案】A,C 【解析】【解答】解：A、B、设绳子与水平方向的夹角为，将B的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的分速度等于A的速度，则有vA=vBcosB向右做匀速直线运动，则减小，则A的速度增大，A做加速运动故A正确，B错误；C、D、A向上做加速运动，加速度向上，超重，拉力F=mg+mamg故C正确，D错误故选：AC【分析】将B的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的分速度等于A的速度，根据平行四边形定则判断A的速度的变化三、解答题18.【答案】解：根据W=FL可得：1J=1Nm，根据牛顿第二定律F=ma可知力的单位为：1N=1kgm/s2 ， 所以有：1J=kgm2/s2答：焦耳与基本单位米（m）、千克（kg）、秒（s）之间的关系为1J=kgm2/s2 【解析】【分析】单位制包括基本单位和导出单位，规定的基本量的单位叫基本单位，由物理公式推导出的但为叫做导出单位19.【答案】解：当改用F=100N拉力沿与水平方向成的夹角37向斜上方拉它时，对物体进行受力分析，水平方向：Fcos37f=ma竖直方向： 联立得： 根据速度位移公式 ，有： 解得： m/s撤去拉力后，做匀减速运动的加速度为： 速度减为0的时间为： 5s经5s速度减为0答：物体由静止出发在水平而上前进3.3m，它的速度是 ，在前进3.3m时撤去拉力，又经过5s，物体的速度0 【解析】【分析】（1）对物体进行受力分析求出物体运动的加速度，根据速度位移关系求速度；（2）撤去外力后物体在摩擦力作用下做匀减速运动，求出减速运动的加速度由速度时间求物体的5s末的速度；四、综合题20.【答案】（1）解：根据匀变速直线运动的速度时间公式得，a= 根据牛顿第二定律得，Ff=ma，解得f=Fma=2026N=8N答：物体在运动中受到的阻力为8N（2）解：撤去拉力后，加速度 ，则物体继续滑行的距离x= 答：撤去拉力后物体继续滑行的距离为18m 【解析】【分析】根据匀变速直线运动的速度时间公式求出加速度的大小，通过牛顿第二定律求出物体所受的阻力根据牛顿第二定律求出撤去拉力时的加速度，通过速度位移公式求出撤去拉力后物体继续滑行的距离21.【答案】（1）解：由表格中前三列数据可知，物体在斜面上匀加速下滑时的加速度为= m/s2=5m/s2由牛顿第二定律得mgsin=ma1 ， 代入数据得：=30（2）解：由表格中第4、5两组数据可知，物体在水平面上匀减速运动的加速度大小为= 由牛顿第二定律得mg=ma2 ， 代入数据得=0.2（3）解：研究物体由t=0到t=1.2s过程，设物体在斜面上运动的时间为t，则有vB=a1t，v1.2=vBa2（1.2t）代入得v1.2=a1ta2（1.2t）解得t=0.5s，vB=2.5m/s即物体在斜面上下滑的时间为t=0.5s，则t=0.6s时物体在水平面上运动，速度为 v=vBa2（0.6t）=2.5m/s20.1m/s=2.3m/s 【解析】【分析】（1）由表格读出物体在斜面上运动的速度与对应的时间，由速度公式求出加速度，再根据牛顿第二定律求解斜面的倾角；（2）用同样的方法求出物体在水平面运动的速度和时间，求出加速度，再由牛顿第二定律求出动摩擦因数；（3）研究物体由t=0到t=1.2s过程，根据斜面上匀加速运动的末速度等于水平面匀减速运动的初速度，由速度公式求出物体在斜面上运动的时间，再求出t=0.6s时的瞬时速度v22.【答案】（1）解：物体受重力，支持力，和摩擦力，受力分析如图（2）解：由运动学公式x=v0t+ at2a= a= m/s2=4 m/s2（3）解：由受力分析图可得：G1=mgcos37=50x10x0.8N=400NG2=mgsin37=50x10x0.6N=300N沿斜面方向应用牛顿第二定律得：G2f=ma故：f=G2ma=300 N50x4 N=100N【解析】【分析】1）物体受重力、弹力、摩擦力三力作用，受力分析即可（2）由运动情况求物体的加速度的大小（3）由牛顿第二定律结合加速度求解合力，由受力分析可得阻力
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