[金题]物理必修一运动学与力学专题

1物理必修一（人教版）运动学和力学专题练习题及答案详解..word版本1、一架飞机水平匀速地在某同学头顶飞过，当他听到飞机的发动机声从头顶上方传来时，发现飞机在他前上方约与地面成60°角的方向上，据此可估算出此飞机的速度约为声速的多少倍？2、一列火车由等长的车厢连接而成，车厢之间的间隙忽略不计，一人站在站台上与第一节的最前端相齐。当列车由静止开始做匀加速直线运动开始计时，测量第一节车厢通过他的时间为2秒，则从第5节到第16节车厢通过他的时间为多少？3、高为h的电梯正以加速度a匀加速上升，忽然天花板上一颗螺钉脱落。螺钉落到电梯底板上所用的时间是多少？4、甲、乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动，加速度方向一直不变。在第一段时间间隔内，两辆汽车的加速度大小不变，汽车乙的加速度大小是甲的两倍；在接下来的相同时间间隔内，汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍，汽车乙的加速度大小减小为原来的一半。求甲、乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比。5、百货大楼一、二楼之间有一正以恒定速度向上运动的自动扶梯，某人以相对扶梯v的速率从一楼跑向二楼，数得扶梯有N1级；此后又反过来以相对扶梯v的速率跑回一楼，数得扶梯有N2级。那么，一、二楼间的扶梯实际上有几级？6、观察者站在列车第一节车厢前端一侧的地面上，列车从静止开始做匀加速直线运动，测得第一节车厢通过他用了5s，列车全部通过共用了20s，则此车一共由几节车厢组成？7、如图所示，车厢在运动过程中所受阻力恒为F阻，当车厢以某一加速度a..word版本向右加速时，在车厢的后壁上相对车厢静止着一物体m，物体与车厢壁之间的动摩擦因数为μ，设车厢的质量为M，则车厢内发动机的牵引力至少为多少时，物体在车厢壁上才不会滑下来？8、物体以一定的初速度冲上固定的光滑斜面，到达斜面最高点C时速度恰好为零，如图所示，已知物体运动到斜面长度34处的B点时所用的时间为t，求物体从B滑到C所用的时间。9、如图所示，质量为m的球置于斜面上，被一个固定在斜面上的竖直挡板挡住。现用一个力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，以下说法中正确的是()A．若加速度足够小，竖直挡板对球的弹力可能为零B．若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零C．斜面和挡板对球的弹力的合力等于maD．斜面对球的弹力不仅有，而且是一个定值10、如图所示，物块A放在直角三角形斜面体B上面，B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁，初始时A、B静止；现用力F沿斜面向上推A，但A、B并未运动。下列说法正确的是（）A．A、B之间的摩擦力可能大小不变B．A、B之间的摩擦力一定变小C．B与墙之间可能没有摩擦力D．弹簧弹力一定不变..word版本11、如图所示，质量m＝2kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L＝20m。用大小为30N，沿水平方向的外力拉此物体，经t0＝2s拉至B处。(已知cos37°＝0.8，sin37°＝0.6，取g＝10m/s2)(1)求物体与地面间的动摩擦因数μ；(2)用大小为30N，与水平方向成37°的力斜向上拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t.12、如图所示，斜面体质量为M，倾角为θ，与水平面间的动摩擦因数为μ，用细绳竖直悬挂一质量为m的小球静止在光滑斜面上，当烧断绳的瞬间，至少以多大的水平向右的力由静止拉动斜面体，小球才能做自由落体运动到地面？13、如图所示，倾斜的传送带顺时针匀速转动，一物块从传送上端A滑上传送带，滑上时速率为v1，传送带的速率为v2，且v2v1，不计空气阻力，动摩擦因数一定，关于物块离开传送带的速率v和位置，下面哪个是可能的（）A．从下端B离开，vv1B．从下端B离开，vv1C．从上端A离开，v=v1D．从上端A离开，vv1..word版本14、如图所示，一固定光滑杆与水平方向夹角为θ，将一质量为m1的小环套在杆上，通过轻绳悬挂一个质量为m2的小球，静止释放后，小环与小球保持相对静止以相同的加速度a一起下滑，此时绳子与竖直方向夹角为β，则下列说法正确的是()A．杆对小环的作用力大于m1g＋m2gB．若m1不变，则m2越大，β越小C．θ＝β，与m1、m2无关D．若杆不光滑，则β可能大于θ15、如图所示，重80N的物体A放在倾角为30°的粗糙斜面上，有一根原长为10cm、劲度系数为1000N/m的弹簧，其一端固定在斜面底端，另一端放置物体A后，弹簧长度缩短为8cm，现用一测力计沿斜面向上拉物体，若物体与斜面间最大静摩擦力为25N，当弹簧的长度仍为8cm时，测力计读数可能为（）A.10NB.20NC.40ND.60N16、如图所示，一个质量m＝2kg的滑块在倾角为θ＝37°的固定斜面上，受到一个大小为40N的水平推力F作用，以v0＝10m/s的速度沿斜面匀速上滑。(sin37°＝0.6，取g＝10m/s2)(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数；(2)若滑块运动到A点时立即撤去推力F，求这以后滑块再返回A点经过的时间。..word版本17、如图，将质量m＝0.1kg的圆环套在固定的水平直杆上。环的直径略大于杆的截面直径。环与杆间动摩擦因数＝0.8。对环施加一位于竖直平面内斜向上，与杆夹角＝53的拉力F，使圆环以a＝4.4m/s2的加速度沿杆运动，求F的大小。（取sin53＝0.8，cos53＝0.6，g＝10m/s2）。18、传送带与水平面夹角为37°，皮带以12m/s的速率沿顺时针方向转动，如图所示。今在传送带上端A处无初速度地放上一个质量为m的小物块，它与传送带间的动摩擦因数为0.75，若传送带A到B的长度为24m，g取10m/s2，则小物块从A运动到B的时间为多少？..word版本答案详解1、答案：0.58详解：飞机飞行与声音传播具有等时性，设飞机在人头顶正上方时到地面的高度是h，如图所示发动机声传到地面所用时间是t1，声速为v声，则t1＝h/v声，在这个过程飞机飞行的距离为s，设飞行速度为v机，时间为t2，t2＝S/v机，由t1＝t2，得v机/v声＝S/h＝tan30°＝3/3≈0.58，即飞机速度约为声速的0.58倍。2、答案：4s详解：以车为参考系，设每节车厢的长为L，加速度为a。则人通过第一节车厢的时间为saLt221人通过前4节车厢的时间为saLt4424人通过前16节车厢的时间为saLt816216故所求时间sttt44163、答案：agh/2详解：此题为追及类问题，依题意画出反映这一过程的示意图，如图所示。这样至少不会误认为螺钉作自由落体运动，实际上螺钉作竖直上抛运动。从示意图还可以看出，电梯与螺钉的位移关系：hS钉梯S-..word版本式中：221attS梯，221Sgtt钉得t=agh/2。4、答案：5:7详解：设汽车甲在第一段时间间隔末(时刻t0)的速度为v，第一段时间间隔内行驶的路程为s1，加速度为a；在第二段时间间隔内行驶的路程为s2.由运动学公式得v＝at0①s1＝12at02②s2＝vt0＋12(2a)t02③设汽车乙在时刻t0的速度为v′，在第一、二段时间间隔内行驶的路程分别为s1′、s2′.同样有v′＝(2a)t0④s1′＝12(2a)t02⑤s2′＝v′t0＋12at02⑥设甲、乙两车行驶的总路程分别为s、s′，则有s＝s1＋s2⑦s′＝s1′＋s2′⑧联立以上各式解得，甲、乙两车各自行驶的总路程之比为ss′＝5:75、答案：21212NNNN详解：设人相对电梯的速度为，电梯的运行速度为u，底层到二楼之间有N级扶梯，每级长s，则扶梯总长sNs。上楼时人相对电梯走过sNs11，下楼时人相对电梯走过sNs22，因为人数的扶梯级数，实际上是人在电梯上相对电梯走过的级数，由此，根据上、下楼所用时间的关系就可求解，以地面为参照物：上楼时间：usNust1，下楼时间：usNust2以电梯为参照物：上楼时间：sNst111，下楼时间：sNst222联立方程：1NuN，2NuN解得：21212NNNNN6、答案：16详解：因为每节车厢的长度相等，所以当每节车厢依次通过观察者时所需时间比应为..word版本1:(21):(32)::(1)nn因为第一节车厢通过时间为t1,列车全部通过所用时间为t，则：nttttt321=)]1()23()12(1[1nnt=)(1nt代入数据：)(520n解得：16n7、答案：F阻＋(M＋m)gμ详解：以车厢和物块整体为研究对象，则由牛顿第二定律得：F－F阻＝(M＋m)a.①以物块为研究对象，受力情况如图所示，其中F摩擦力则F＝mg＝μFN.而FN＝ma，所以a＝gμ，代入①得F＝F阻＋(M＋m)gμ.8、答案：t详解：物体沿斜面匀减速上滑的逆过程即自C点由静止沿斜面匀加速下滑，由匀加速直线运动规律有xBC＝12at2BCxAC＝12a(t＋tBC)2又xBC＝14xAC解得tBC＝t。9、答案：D详解：球受力如图，FN2－FN1sinθ＝ma；FN1cosθ＝mg由此判断A、B错误。根据牛顿第二定律，FN1、FN2和mg三力的合力等于ma，C错误。根据FN1＝mgcosθ，D正确。10、答案：AD..word版本详解：施加推力前，B对A的摩擦力沿斜面向上，大小等于GAsinθ（θ为斜面倾角），施加推力F后，若F=2GAsinθ，则B对A的摩擦力大小不变，方向相反，A仍然静止，选项A正确，B错误（其实，A、B之间的摩擦力也可能变大，设A、B之间的最大静摩擦力为fm，fm肯定大于GAsinθ，则当2GAsinθ＜F＜GAsinθ+fm时，A仍然静止，而B对A的摩擦力变大）；因为AB未运动，弹簧长度未变，弹力一定不变，选项D正确；把A、B看做一个系统，施加推力前，该系统只受到重力G和弹簧弹力N的作用而处于平衡状态，施加推力F后，其受力如图所示，其中重力G和弹簧弹力N等大反向，因为系统仍然平衡，所以在竖直方向上肯定还受到竖直向下的摩擦力的作用，选项C错误，故本题应选AD。11、答案：(1)0.5(2)1.03s详解：(1)物体做匀加速运动，则L＝12a0t20解得a0＝2Lt20＝10m/s2由牛顿第二定律，有F－f＝ma0解得f＝F－ma0＝10N由f＝μFN＝μmg，有μ＝fmg＝0.5(2)设F作用的最短时间为t，小车先以大小为a的加速度匀加速t，撤去外力后，以大小为a′的加速度匀减速t′到达B处，速度恰为0，由牛顿第二定律，有Fcos37°－μ(mg－Fsin37°)＝ma解得a＝F(cos37°＋μsin37°)m－μg＝11.5m/s2a′＝fm＝μg＝5m/s2由于匀加速阶段的末速度即为匀减速阶段的初速度，因此有at＝a′t′∴t′＝aa′t＝11.55t＝2.3tL＝12at2＋12a′t′2..word版本∴t＝2La＋2.32a′＝2×2011.5＋2.32×5s＝1.03s12、答案：(μ＋cotθ)Mg详解：设小球自由落体运动到地面上，下落高度为h，则斜面体至少水平向右运动的位移为：x＝h·cotθ对小球：h＝12gt2对斜面体：x＝12at2由以上三式解得：a＝gcotθ以斜面体为研究对象有：F－μMg＝Ma所以F＝μMg＋Mgcotθ＝(μ＋cotθ)Mg.13、答案：ABC详解：滑块从A端滑上传送带，在传送带上必先相对传送带向下运动，由于不确定滑块与传送带间的摩擦力和滑块的重力沿斜面下滑分力的大小关系和传送带的长度，若能从A端离开，由运动的可逆性可知，必有v=v1，即选项C是正确，选项D是错误的；若从B端离开，当摩擦力大于重力的分力时，则vv1，选项B是正确的，当摩擦力小于重力的分力时，则vv1，选项A是正确的，当摩擦力和重力的分力相等时，滑块一直做匀速直线运动，v=v1，故本题应选ABC。14、答案：C详解：对整体由牛顿第二定律得(m1＋m2)gsinθ＝(m1＋m2)a.设杆对