高中物理人教版必修一计算题练习及答案.doc

1．(8分)B、C两个小球所受重力均为G，用轻质细线悬挂在竖直墙上的A、D两点(A、D与两小球在同一竖直平面内)．细线与竖直墙壁之间的夹角分别为30和60(如图14所示)，两个小球均处于静止状态．则：图14(1)AB和CD两根细线的拉力FAB和FCD分别为多大？(2)细线BC与竖直方向的夹角θ是多少？答案　(1)G　G　(2)60解析　(1)对两个小球构成的整体受力分析，根据力的平衡条件得：水平方向：FABsin 30＝FCDsin 60(1分)竖直方向：FABcos 30＋FCDcos 60＝2G(1分)联立解得：FAB＝G，FCD＝G(2分)(2)对小球C受力分析，根据力的平衡条件得：水平方向：FBCsin θ＝FCDsin 60(1分)竖直方向：FBCcos θ＋FCDcos 60＝G(1分)联立解得：θ＝60.(2分)2.(11分)(2019雅安中学期中)如图15所示，质量为m的物体A放在竖直轻弹簧B上，且弹簧B分别与地面和物体A相连接．现用细绳跨过定滑轮将物体A与另一轻弹簧C连接，当弹簧C处在水平位置且右端位于a点时没有发生形变．已知弹簧B与弹簧C的劲度系数分别为k1和k2，不计定滑轮、细绳的质量和摩擦．将弹簧C的右端由a点沿水平方向拉到b点时，弹簧B的弹力的大小变为原来的，求：图15(1)弹簧C在a点时，弹簧B的压缩量x1；(2)a、b两点间的距离L.答案　(1)　(2)(＋)或(＋)解析　(1)由胡克定律和二力平衡得：k1x1＝mg(1分)故x1＝(1分)(2)第一种情形：当弹簧B处于压缩状态，弹力大小为原来的时，与最开始相比，弹力变化ΔF1＝mg(1分)弹簧B的压缩量的减少量Δx1＝＝(1分)由于物体A处于静止状态弹簧C的弹力ΔF1′＝ΔF1弹簧C的伸长量Δx2＝＝(1分)所以L＝(＋)(1分)第二种情形：当弹簧B处于拉伸状态，弹力大小为原来的时与最开始相比，弹力变化ΔF2＝mg(1分)弹簧B的形变量的变化量Δx1′＝＝(1分)由于物体A处于静止状态弹簧C的弹力ΔF2′＝ΔF2(1分)弹簧C的伸长量Δx2′＝＝(1分)所以L＝(＋).(1分)3.(13分)如图16所示为货场使用的传送带装置，传送带倾斜放置，与水平面夹角为θ＝37，传送带AB足够长，传送带以大小为v＝2 m/s的恒定速率顺时针转动．一包货物以v0＝12 m/s的初速度从A端滑上传送带，货物与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5，且可将货物视为质点．(g取10 m/s2，sin 37＝0.6，cos 37＝0.8)图16(1)货物刚滑上传送带时加速度为多大？(2)当货物的速度和传送带的速度相同时用了多长时间？这时货物相当于地面沿传送带方向运动了多远？(3)从货物滑上传送带开始计时，到货物再次滑回A端共用了多少时间？(计算结果可用根式表示)答案　(1)10 m/s2　(2)1 s　7 m　(3)(2＋2) s解析　(1)设货物刚滑上传送带时加速度大小为a1，货物相对传送带向上运动，所以货物受到的摩擦力沿传送带向下，货物受力如图所示．根据牛顿第二定律得mgsin θ＋f＝ma1，(1分)FN－mgcos θ＝0(1分)又f＝μFN，(1分)解得a1＝g(sin θ＋μcos θ)＝10 m/s2.(1分)(2)货物速度从v0减至v所用时间t1＝＝1 s，(1分)位移s1＝＝7 m．(2分)(3)过了t1＝1 s后货物所受摩擦力沿传送带向上，设此时货物的加速度大小为a2，同理可得a2＝g(sin θ－μcos θ)＝2 m/s2，方向沿传送带向下．(1分)设货物再经时间t2，速度减为零，则t2＝＝1 s．(1分)沿传送带向上滑动的位移s2＝＝ m＝1 m，(1分)上滑的总距离为s＝s1＋s2＝8 m．(1分)货物到达最高点下滑时的加速度大小为a2，设下滑时间为t3，由s＝a2t，解得t3＝2 s，(1分)则货物从A端滑上传送带到再次滑回A端的总时间为t＝t1＋t2＋t3＝(2＋2) s．(1分)4．(8分)出租车上安装有速度表，计价器里安装有里程表和时间表，出租车载客后，从10时10分55秒开始做初速度为零的匀加速直线运动，经过10 s时，速度表显示54 km/h.(1)求这时出租车离出发点的距离；(2)出租车以相同的加速度继续做匀加速直线运动，当速度表显示108 km/h时，出租车开始做匀速直线运动．求时间表显示10时12分35秒时，计价器里程表示数应为多少？(出租车启动时，里程表示数为零)答案　(1)75 m　(2)2 700 m解析　(1)54 km/h＝15 m/s，根据速度公式，得到a＝＝ m/s2＝1.5 m/s2(1分)再根据位移公式，得到s1＝at＝1.5102 m＝75 m(1分)这时出租车距出发点75 m(2)108 km/h＝30 m/s，根据v＝2as2(1分)得到出租车匀加速运动过程的位移s2＝＝ m＝300 m(1分)设经历的时间为t2，根据v2＝at2(1分)得t2＝＝ s＝20 s(1分)这时出租车时间表应显示10时11分15秒．出租车匀速运动的时间t3＝80 s，匀速运动的位移s3＝v2t3＝3080 m＝2 400 m(1分)所以10时12分35秒时，计价器里程表应显示的示数为s＝s2＋s3＝(300＋2 400) m＝2 700 m(1分)5．(10分)“娱乐风洞”是集高科技与惊险于一体的娱乐项目，表演者通过调整身姿，来改变所受的向上风力的大小，人体可上下移动的空间总高度为H.假设站立时表演者所受的向上风力为体重的，横躺时表演者所受的向上风力为体重的2倍．如图16所示，表演开始时开启风力，表演者先以站立身姿从A点由静止下落，经过B点时立即调整为横躺身姿，运动到最低点C处恰好减速为零，重力加速度为g，求：图16(1)表演者在AB段运动时的加速度大小；(2)BC段的距离．答案　(1)g　(2)H解析　(1)设表演者质量为m，站立时由牛顿第二定律得mg－F1＝ma1(1分)F1＝mg(1分)解得a1＝g(1分)(2)横躺时由牛顿第二定律得：F2－mg＝ma2(1分)F2＝2mg(1分)解得a2＝g(1分)设AB段距离为h1，BC段距离为h2，到达B点时速度为v，则加速过程：v2＝2a1h1(1分)减速过程：v2＝2a2h2(1分)又H＝h1＋h2(1分)解得h2＝H.(1分)6．(12分)(2018上海中学高一月考)水平面上固定一斜面体，其斜面足够长且光滑，倾角α＝53，水平面与斜面的交界处为一小段光滑圆弧(图中未画出)，一质量为m＝2 kg的小物块静止于A点，现在对小物块施加一与水平方向成α＝53的恒力F，如图18甲所示．小物块与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.5，在AB段运动的速度－时间图象如图乙所示，到达B点时迅速撤去恒力F.(已知sin 53＝0.8，cos 53＝0.6，取g＝10 m/s2)图18(1)求小物块所受到的恒力F的大小；(2)求小物块从B点沿斜面向上运动，到返回到B点所用的时间；(3)小物块能否返回A点？若能，计算小物块通过A点时的速度大小；若不能，计算小物块停止运动时离B点的距离．答案　(1)11 N　(2)0.5 s　(3)不能　0.4 m解析　(1)由题图乙可知，小物块在AB段运动的加速度大小a1＝＝ m/s2＝0.5 m/s2(1分)以小物块为研究对象，根据牛顿第二定律，有Fcos α－μ(mg－Fsin α)＝ma1(1分)得F＝＝ N＝11 N(1分)(2)由题图乙可知，小物块到达B点时的速度大小vB＝2.0 m/s(1分)在BC段运动时，有mgsin α＝ma2(1分)得a2＝gsin α＝8 m/s2(1分)小物块沿斜面从B点运动到最高点所用时间与从最高点回到B点所用时间相等，有t总＝＝ s＝0.5 s(1分)(3)小物块从B向A运动过程中，有μmg＝ma3(1分)得a3＝μg＝0.510 m/s2＝5 m/s2(1分)滑行的位移大小s＝＝ m＝0.4 m(1分)而sAB＝t＝4.0 m＝4.0 m(1分)因s