學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2020秋物理新教材人教版必修第一冊(cè)課后作業(yè)：綜合評(píng)估4第四章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系含解析第四章《運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系》綜合評(píng)估一、選擇題(1～6為單選每小題4分，7～10為多選每小題5分，共44分)1．關(guān)于慣性的大小，下列敘述正確的是(B)A．兩個(gè)質(zhì)量相同的物體,在阻力相同的情況下，速度大的不容易停下來(lái)，所以速度大的物體慣性大B．兩個(gè)質(zhì)量相同的物體，不管速度大小,它們的慣性的大小一定相同C．推動(dòng)地面上靜止的物體，要比維持這個(gè)物體做勻速運(yùn)動(dòng)所需的力大,所以物體靜止時(shí)慣性大D．在月球上舉重比在地球上容易，所以質(zhì)量相同的物體在月球上比在地球上慣性小解析:物體的慣性的大小是由物體的質(zhì)量決定的，質(zhì)量相同則慣性大小相同,慣性的大小與物體的位置、是否受力和如何運(yùn)動(dòng)均無(wú)關(guān)．故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．2．一物體在共點(diǎn)力作用下，下列說(shuō)法中正確的是（C)A．物體的速度在某一時(shí)刻等于零，則該時(shí)刻物體一定處于平衡狀態(tài)B．該物體相對(duì)于另一物體保持靜止時(shí),該物體一定處于平衡狀態(tài)C．物體所受合力為零時(shí)，物體一定處于平衡狀態(tài)D．物體做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),物體可能處于平衡狀態(tài)解析：處于平衡狀態(tài)的物體,從運(yùn)動(dòng)形式上看是處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從受力上看是物體所受合力為零．物體在某一時(shí)刻速度為零,所受合力不一定為零，故不一定處于平衡狀態(tài)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．該物體相對(duì)于另一個(gè)物體靜止時(shí)，該物體所受合力不一定為零，故不一定處于平衡狀態(tài)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件可知選項(xiàng)C正確．物體做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受合力一定不為零,故不可能處于平衡狀態(tài)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．3。如圖所示，在一粗糙水平面上有兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的木塊1和2，中間用一原長(zhǎng)為L(zhǎng)、勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接起來(lái)，木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)用一水平力向右拉木塊2，當(dāng)兩木塊一起勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩木塊之間的距離為（A)A．L＋eq\f(μm1g,k） B．L＋eq\f(μm1＋m2g,k)C．L＋eq\f(μm2g,k） D．L＋eq\f（μm1m2g，km1＋m2）解析：由于兩木塊一起勻速運(yùn)動(dòng),故每個(gè)木塊均受力平衡，設(shè)彈簧的伸長(zhǎng)量為Δx，對(duì)木塊1進(jìn)行受力分析,可得kΔx＝μm1g,所以Δx＝eq\f（μm1g，k）,因此兩木塊間的距離為L(zhǎng)＋Δx＝L＋eq\f(μm1g,k）,選項(xiàng)A正確．4．如圖所示,物塊以初速度v0從底端沿足夠長(zhǎng)的光滑斜面向上滑行，不考慮空氣阻力，則該物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)全過(guò)程的v－t圖像是(A）解析：物塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，只受到重力和支持力作用,合力不變，加速度不變，物體先做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，速度減為零后反向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度不變，故A正確．5．如圖所示，在光滑的水平面上，質(zhì)量分別為m1和m2的木塊A和B之間用輕彈簧相連，在拉力F作用下，以加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻突然撤去拉力F，此瞬時(shí)A和B的加速度為a1和a2,則(D）A．a(chǎn)1＝a2＝0B．a(chǎn)1＝a，a2＝0C．a(chǎn)1＝eq\f(m1，m1＋m2)a,a2＝eq\f(m2,m1＋m2）aD．a(chǎn)1＝a，a2＝－eq\f(m1,m2）a解析：兩物體在光滑的水平面上一起以加速度a向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧的彈力F彈＝m1a，在力F撤去的瞬間,彈簧的彈力來(lái)不及改變，大小仍為m1a，因此對(duì)A來(lái)講，加速度此時(shí)仍為a，對(duì)B物體：取向右為正方向，－m1a＝m2a2，a2＝－eq\f（m1,m2）a,所以只有D項(xiàng)正確．6．質(zhì)量m0＝30kg、長(zhǎng)L＝1m的木板放在水平面上，木板與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝0.15。將質(zhì)量m＝10kg的小木塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),以v0＝4m/s的速度從木板的左端水平滑到木板上(如圖所示）．小木塊與木板面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2＝0。4(最大靜摩擦力近似等于滑動(dòng)摩擦力，g取10m/s2）．則以下判斷中正確的是（C）A．木板一定向右滑動(dòng),小木塊不能滑出木板B．木板一定向右滑動(dòng)，小木塊能滑出木板C．木板一定靜止不動(dòng)，小木塊能滑出木板D．木板一定靜止不動(dòng),小木塊不能滑出木板解析：木塊受到的滑動(dòng)摩擦力為Ff2，方向向左，F(xiàn)f2＝μ2mg＝40N，木板受到木塊施加的滑動(dòng)摩擦力為Ff2′，方向向右，大小為Ff2′＝Ff2＝40N，木板受地面的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,即Ff1＝μ1（m＋m0）g＝60N．Ff1方向向左,Ff2′＜Ff1,木板靜止不動(dòng)，木塊向右做勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)木塊減速到零時(shí)的位移為x，則由0－veq\o\al（2,0）＝－2μ2gx得x＝2m＞L＝1m，故小木塊能滑出木板,選項(xiàng)C正確．7．關(guān)于牛頓第二定律的下列說(shuō)法中,正確的是（AB)A．物體加速度的大小由物體的質(zhì)量和物體所受合力大小決定，與物體的速度大小無(wú)關(guān)B．物體加速度的方向只由它所受合力的方向決定，與速度方向無(wú)關(guān)C．物體所受合力的方向和加速度的方向及速度方向總是相同的D．一旦物體所受合力為零，則物體的加速度立即為零，其速度也一定立即變?yōu)榱憬馕觯簩?duì)于某個(gè)物體，合力的大小決定加速度的大小，合力的方向決定加速度的方向,而與速度的方向無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A、B正確；物體所受合力方向若與速度方向相同,則物體做加速運(yùn)動(dòng);若合力方向與速度方向相反，則物體做減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；合力一旦為零,根據(jù)牛頓第二定律，則加速度立即為零,而此時(shí)物體的速度不一定為零,物體有可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．8。如圖所示，100個(gè)大小相同、質(zhì)量均為M的光滑小球，靜止放置于兩個(gè)相互垂直擋板上，平面AB與水平面夾角為30°，則(AD）A．第1個(gè)小球受4個(gè)力作用B．第8個(gè)小球受力個(gè)數(shù)可能小于4C．斜面對(duì)第31個(gè)小球的支持力為eq\f(Mg,2)D．第5個(gè)小球?qū)Φ?個(gè)小球的作用力為48Mg解析：選取第1個(gè)小球?yàn)檠芯繉?duì)象,對(duì)它進(jìn)行受力分析，它受到重力、斜面的支持力、擋板的支持力和第2個(gè)小球?qū)λ膲毫?故選項(xiàng)A正確；選取第8個(gè)小球?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)它進(jìn)行受力分析,它受到重力、斜面的支持力、第7個(gè)小球?qū)λ闹С至偷?個(gè)小球?qū)λ膲毫Γ仕艿?個(gè)力的作用，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;選取第31個(gè)小球?yàn)檠芯繉?duì)象,對(duì)它進(jìn)行受力分析，它受到的斜面的支持力等于重力垂直于斜面方向的分量，即FN＝Mgcos30°＝eq\f(\r(3）Mg,2），故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;以第5個(gè)球到第100個(gè)球共96個(gè)球整體為研究對(duì)象，由于無(wú)摩擦力，由平衡條件得知，第4個(gè)小球?qū)Φ?個(gè)球的作用力大小等于這96個(gè)球的重力沿AB平面向下的分力大小，即有F＝96Mgsin30°＝48Mg，故選項(xiàng)D正確．9．如圖所示，是某同學(xué)站在壓力傳感器上，做下蹲－起立的動(dòng)作時(shí)記錄的力隨時(shí)間變化的圖線．由圖線可知（AC)A．該同學(xué)體重約為650NB．該同學(xué)做了兩次下蹲－起立的動(dòng)作C．該同學(xué)做了一次下蹲－起立的動(dòng)作，且下蹲后約2s起立D．下蹲過(guò)程中人先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)解析:由圖線可知該同學(xué)體重約為650N,A正確．人下蹲動(dòng)作有失重和超重兩個(gè)過(guò)程，先是加速下降失重，到達(dá)一個(gè)最大速度后再減速下降超重，故下蹲時(shí)應(yīng)先失重再超重．起立時(shí)應(yīng)先超重再失重，由對(duì)應(yīng)圖像可知，該同學(xué)做了一次下蹲－起立的動(dòng)作,B、D錯(cuò)誤．由圖像看出兩次超重的時(shí)間間隔約為2s，這就是人蹲下后持續(xù)的時(shí)間，C正確．10．如圖甲所示，地面上有一質(zhì)量為M的重物,用力F向上提它，力F變化而引起物體加速度變化的函數(shù)關(guān)系如圖乙所示，則以下說(shuō)法中正確的是(ABD)A．當(dāng)F小于圖中A點(diǎn)值時(shí)，物體的重力Mg〉F,物體不動(dòng)B．圖中A點(diǎn)值即為物體的重力值C．物體向上運(yùn)動(dòng)的加速度和力F成正比D．圖線延長(zhǎng)線和縱軸的交點(diǎn)B的數(shù)值的絕對(duì)值等于該地的重力加速度解析:當(dāng)0≤F≤Mg時(shí)，物體靜止,選項(xiàng)A正確；當(dāng)F>Mg時(shí)，即能將物體提離地面，此時(shí)，F(xiàn)－Mg＝Ma,a＝eq\f(F,M）－g,A點(diǎn)表示的意義即為F＝Mg，所以選項(xiàng)B正確;直線的斜率為eq\f（1，M），故B點(diǎn)數(shù)值的絕對(duì)值為g，故選項(xiàng)D正確．二、填空題（共2小題，每小題8分,共16分)11.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)使用了如圖所示的裝置,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz.（1)該同學(xué)得到一條紙帶，在紙帶上取連續(xù)的六個(gè)點(diǎn)，如圖1所示，自A點(diǎn)起，相鄰兩點(diǎn)的距離分別為10.0mm、12。0mm、14。0mm、16。0mm、18.0mm，則打E點(diǎn)時(shí)小車的速度為0。85m/s，小車的加速度為5.0m/s2;（2)該同學(xué)要探究小車的加速度a和質(zhì)量M的關(guān)系,應(yīng)該保持拉力F(砂和砂桶的總質(zhì)量)不變；若該同學(xué)要探究加速度a和拉力F的關(guān)系,應(yīng)該保持小車質(zhì)量M不變；(3)該同學(xué)通過(guò)數(shù)據(jù)的處理作出了a－F圖像，如圖2所示,則圖中直線不過(guò)原點(diǎn)的原因可能是平衡摩擦力過(guò)度．解析：(1)D、F兩點(diǎn)間的平均速度即為E點(diǎn)的瞬時(shí)速度，vE＝eq\f（xDF,2T)＝eq\f（16.0＋18.0×10－3,2×0。02）m/s＝0。85m/s根據(jù)Δx＝aT2得：a＝eq\f（Δx,T2）＝eq\f(2.0×10－3，0.022)m/s2＝5.0m/s2.（2）該同學(xué)要探究小車的加速度a和質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該保持細(xì)線對(duì)車的拉力F不變即砂桶（含砂)的質(zhì)量不變；若該同學(xué)要探究加速度a和拉力F的關(guān)系，應(yīng)該保持小車的質(zhì)量M不變．（3）題圖2中當(dāng)F＝0時(shí)，a≠0。說(shuō)明當(dāng)繩子上沒(méi)有拉力時(shí),小車的加速度不為0，也就是說(shuō)小車的摩擦力小于重力的分力,所以原因是實(shí)驗(yàn)前木板右端墊得過(guò)高．12．某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，利用米尺、秒表、輕繩、輕滑輪、軌道、滑塊、托盤和砝碼等器材來(lái)測(cè)定滑塊和軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。滑塊和托盤上分別放有若干砝碼，滑塊質(zhì)量為M，滑塊上砝碼的總質(zhì)量為m′,托盤和盤中砝碼的總質(zhì)量為m。實(shí)驗(yàn)中，滑塊在水平軌道上從A到B做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，重力加速度g取10m/s2。（1)為測(cè)量滑塊的加速度a，需測(cè)出它在A、B間運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間，計(jì)算a的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式是a＝eq\f（2x,t2）。(2)根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得到a與m的關(guān)系為a＝eq\f(1＋μg,M＋m′＋m)m－μg他想通過(guò)多次改變m，測(cè)出相應(yīng)的a值,并利用上式來(lái)計(jì)算μ。若要求a是m的一次函數(shù)，必須使上式中的m＋m′保持不變，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)將從托盤中取出的砝碼置于滑塊上．(3)實(shí)驗(yàn)得到a與m的關(guān)系如圖所示，由此可知μ＝0。23(取兩位有效數(shù)字）．解析：（1)由x＝eq\f（1,2）at2，得a＝eq\f（2x,t2），可見(jiàn)需測(cè)出滑塊在A、B間的位移x和運(yùn)動(dòng)時(shí)間t.（2）要使a＝eq\f(1＋μg，M＋m′＋m）m－μg是m的一次函數(shù)，必須使m＋m′保持不變，這就要求實(shí)驗(yàn)中從托盤中取出的砝碼應(yīng)置于滑塊上．（3）由a＝eq\f（1＋μg，M＋m′＋m)m－μg，得a＋μg＝eq\f(1＋μg,M＋m′＋m）m.取a1＝0.23m/s2,m1＝0.064kg；a2＝0。39m/s2,m2＝0.068kg，則eq\f(a1＋μg，a2＋μg)＝eq\f(m1，m2)，解得μ≈0。23.三、計(jì)算題(共4小題，每小題10分，共40分)13。如圖所示，一木塊沿傾角θ＝37°的光滑固定斜面自由下滑．g取10m/s2,sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。(1)求木塊的加速度大小;（2)若木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，求木塊加速度的大小．解析:（1)分析木塊的受力情況如圖甲所示，木塊受重力mg、支持力FN兩個(gè)力作用，合外力大小為mgsinθ,根據(jù)牛頓第二定律得mgsinθ＝ma1，所以a1＝gsinθ＝10×0。6m/s2＝6m/s2.（2)若斜面粗糙，木塊的受力情況如圖乙所示，建立直角坐標(biāo)系．在x方向上（沿斜面方向)mgsinθ－Ff＝ma2①在y方向上（垂直斜面方向）FN＝mgcosθ②又因?yàn)镕f＝μFN③由①②③得a2＝gsinθ－μgcosθ＝(10×0。6－0。5×10×0.8）m/s2＝2m/s2。答案：（1)6m/s2(2）2m/s214。如圖所示，在傾角為θ的光滑斜面上端固定一勁度系數(shù)為k的輕彈簧,彈簧下端連有一質(zhì)量為m的小球,小球被一垂直于斜面的擋板A擋住，此時(shí)彈簧沒(méi)有形變．若手持擋板A以加速度a(a<gsinθ）沿斜面勻加速下滑，求：（1)從擋板開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到小球與擋板分離所經(jīng)歷的時(shí)間;(2)從擋板開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到小球的速度達(dá)到最大，小球經(jīng)過(guò)的最小路程．解析：（1)當(dāng)小球與擋板分離時(shí)，擋板對(duì)小球的作用力恰好為零，對(duì)小球，由牛頓第二定律得mgsinθ－kx＝ma解得小球做勻加速運(yùn)動(dòng)的位移為x＝eq\f(mgsinθ－a,k）由x＝eq\f（1,2）at2得從擋板開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到小球與擋板分離所經(jīng)歷的時(shí)間為t＝eq\r(\f(2x，a）)＝eq\r（\f(2mgsinθ－a,ka))。（2)小球的速度達(dá)到最大時(shí),其加速度為零，則有kx′＝mgsinθ故小球從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到小球速度達(dá)到最大，小球經(jīng)過(guò)的最小路程為x′＝eq\f（mgsinθ，k)。答案：(1）eq\r(\f(2mgsinθ－a,ka）)(2）eq\f(mgsinθ,k)15.如圖所示,將質(zhì)量m＝0.1kg的圓環(huán)套在固定的水平直桿上．環(huán)的直徑略大于桿的截面直徑．環(huán)與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0。8。對(duì)環(huán)施加一位于豎直平面內(nèi)斜向上且與桿夾角為θ＝53°的拉力F,使圓環(huán)以a＝4.4m/s2的加速度沿桿運(yùn)動(dòng)，求F的大小．（取sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g＝10m/s2)解析:當(dāng)環(huán)與直桿之間沒(méi)有作用力時(shí)，在垂直桿方向有Fsinθ＝mg解得F＝1。25N當(dāng)F<1。25N時(shí),桿對(duì)環(huán)的彈力向上，對(duì)環(huán)進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律和平衡條件有Fcosθ－μFN＝ma，F(xiàn)N＋Fsinθ＝mg解得F＝1N當(dāng)F〉1.25N時(shí)，桿對(duì)環(huán)的彈力向下，對(duì)環(huán)進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律和平衡條件有F′cosθ－μF′N＝ma，F(xiàn)′sinθ＝mg＋F′N解得F′＝9N.答案：1N或9N16.如圖所示,長(zhǎng)L＝1.5m、高h(yuǎn)＝0。45m、質(zhì)量M＝10kg的長(zhǎng)方體木箱，在水平地面上向右做直線運(yùn)動(dòng)．當(dāng)木箱的速度v0＝3.6m/s時(shí),對(duì)木箱施加一個(gè)方向水平向左的恒力F＝50N，并同時(shí)將一個(gè)質(zhì)量m＝1kg的小球輕放在距木箱右端eq\f（L,3)處的P點(diǎn)（小球可視為質(zhì)點(diǎn)，放在P點(diǎn)時(shí)相對(duì)于地面的速度為零），經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,小球脫離木箱落到地面．木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)