力學(xué)基礎(chǔ)概念自測(cè)題及答案解析一、選擇題（每題2分，共10題）1.物體受到三個(gè)共點(diǎn)力作用而處于平衡狀態(tài)，則這三個(gè)力的大小關(guān)系可能是：A.三個(gè)力大小相等B.兩個(gè)力大小相等，第三個(gè)力不相等C.三個(gè)力中最大的力等于另外兩個(gè)力的矢量和D.三個(gè)力大小可以任意，只要方向適當(dāng)2.關(guān)于質(zhì)點(diǎn)系的內(nèi)力，下列說(shuō)法正確的是：A.內(nèi)力可以改變質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量B.內(nèi)力可以改變質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能C.內(nèi)力可以改變質(zhì)點(diǎn)系的角動(dòng)量D.內(nèi)力既不能改變動(dòng)量也不能改變動(dòng)能3.一質(zhì)點(diǎn)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，其角速度隨時(shí)間的變化規(guī)律為ω=kt（k為常數(shù)），則質(zhì)點(diǎn)在時(shí)刻t的切向加速度大小為：A.kRB.k2RC.2kRD.04.一質(zhì)量為m的小球從離地面高h(yuǎn)處自由落下，不計(jì)空氣阻力，則小球落地時(shí)的動(dòng)能為：A.mghB.2mghC.mgh/2D.√(2mgh)5.一物體放在水平地面上，物體與地面間的靜摩擦因數(shù)為μ，要使物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，至少需要施加的水平力為：A.μmgB.(1-μ)mgC.μmg/(1+μ)D.mg/μ二、填空題（每空2分，共10題）6.一質(zhì)量為m的小球系在長(zhǎng)為l的細(xì)繩一端，繩的另一端固定，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，角速度為ω，則繩子張力大小為_(kāi)_______。7.質(zhì)量為m的物體從高h(yuǎn)處自由落下，落地時(shí)速度大小為_(kāi)_______。8.一物體沿傾角為θ的斜面勻速下滑，則物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為_(kāi)_______。9.一質(zhì)點(diǎn)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期為T，則其角速度為_(kāi)_______，切向加速度大小為_(kāi)_______。10.一質(zhì)量為m的物體放在水平地面上，物體與地面間的最大靜摩擦力為Ff_max，要使物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，至少需要施加的水平力為_(kāi)_______。三、計(jì)算題（每題10分，共5題）11.一質(zhì)量為m的物體從高h(yuǎn)處自由落下，不計(jì)空氣阻力，求物體落地前1秒內(nèi)的平均速度。12.一質(zhì)量為m的小球系在長(zhǎng)為l的細(xì)繩一端，繩的另一端固定，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知繩子張力為T，求小球的角速度。13.一物體放在傾角為θ的斜面上，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，求使物體沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)所需的最小水平推力。14.一質(zhì)量為m的小球從離地面高h(yuǎn)處自由落下，不計(jì)空氣阻力，求小球落地時(shí)動(dòng)能與勢(shì)能之比。15.一質(zhì)量為m的物體放在水平地面上，物體與地面間的靜摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)施加一個(gè)與水平方向成θ角的力F，求使物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的最小力F的大小和方向。四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共5題）16.簡(jiǎn)述牛頓第一定律的內(nèi)容及其物理意義。17.簡(jiǎn)述功的定義及其單位。18.簡(jiǎn)述質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量定理的內(nèi)容及其物理意義。19.簡(jiǎn)述機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容及其適用條件。20.簡(jiǎn)述轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的物理意義及其影響因素。答案及解析一、選擇題答案及解析（每題2分，共10題）1.答案：A、B-解析：三個(gè)共點(diǎn)力平衡時(shí)，三個(gè)力的矢量和為零。A選項(xiàng)中三個(gè)力大小相等且互成120°，合力為零；B選項(xiàng)中兩個(gè)力大小相等反向，第三個(gè)力與它們等大反向，合力為零；C選項(xiàng)錯(cuò)誤，三個(gè)力平衡時(shí)任意一個(gè)力不等于其他兩個(gè)力的矢量和；D選項(xiàng)錯(cuò)誤，三個(gè)力大小可以任意，只要方向適當(dāng)即可平衡，但題目沒(méi)有給出具體條件。2.答案：B-解析：內(nèi)力是系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的相互作用力，內(nèi)力的矢量和為零，因此不能改變系統(tǒng)的總動(dòng)量。但內(nèi)力做功可以改變系統(tǒng)的動(dòng)能，例如摩擦生熱。內(nèi)力對(duì)系統(tǒng)的總角動(dòng)量貢獻(xiàn)也為零，因?yàn)閮?nèi)力成對(duì)出現(xiàn)，方向相反。3.答案：B-解析：切向加速度大小為a_t=Rα，其中α是角加速度。由ω=kt得α=dω/dt=k，所以a_t=kR。4.答案：A-解析：由機(jī)械能守恒定律，小球落地時(shí)的動(dòng)能等于其初始勢(shì)能，即Ek=mgh。5.答案：A-解析：要使物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，需要克服最大靜摩擦力，最大靜摩擦力Ff_max=μmg，因此至少需要施加的水平力為μmg。二、填空題答案及解析（每空2分，共10題）6.答案：mlω2-解析：小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向心力由繩子張力提供，F(xiàn)=T=mlω2。7.答案：√(2gh)-解析：由機(jī)械能守恒定律，小球落地時(shí)的動(dòng)能等于其初始勢(shì)能，即Ek=mgh，所以速度大小v=√(2gh)。8.答案：μ/cosθ-解析：物體沿斜面勻速下滑時(shí)，重力沿斜面向下的分力mgsinθ等于動(dòng)摩擦力μN(yùn)，其中N是法向力，N=mgcosθ，所以μ=mgsinθ/(mgcosθ)=tanθ=μ/cosθ。9.答案：2π/T；0-解析：角速度ω=2π/T，切向加速度a_t=Rα，由于勻速圓周運(yùn)動(dòng)α=0，所以a_t=0。10.答案：Ff_max-解析：要使物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，需要克服最大靜摩擦力，最小水平推力等于最大靜摩擦力Ff_max。三、計(jì)算題答案及解析（每題10分，共5題）11.答案：√(gh/2)-解析：自由落體加速度為g，落地前1秒內(nèi)的位移為h-?gt2，其中t為總下落時(shí)間，由h=?gt2得t=√(2h/g)，所以位移為h-?g(√(2h/g))2=?h，平均速度v=位移/時(shí)間=?h/1=√(gh/2)。12.答案：√(T/ml)-解析：向心力F=T=mlω2，所以ω=√(T/ml)。13.答案：mg(sinθ+μcosθ)-解析：沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平推力F的平行分量與重力沿斜面向下的分力、動(dòng)摩擦力平衡，F(xiàn)cosθ=mgsinθ+μFsinθ，解得F=mgsinθ/(cosθ-μsinθ)=mg(sinθ+μcosθ)。14.答案：1:1-解析：由機(jī)械能守恒定律，小球落地時(shí)Ek=mgh，Ep=0，所以Ek/Ep=mgh/0→無(wú)窮大，但題目問(wèn)動(dòng)能與勢(shì)能之比，初始勢(shì)能為mgh，落地時(shí)勢(shì)能為0，所以動(dòng)能與勢(shì)能之比為1:1（指初始狀態(tài)）。15.答案：F=μmg/(cosθ-sinθ)；θ=arctan(μ)-解析：水平推力F分解為沿斜面向下的分量Fsinθ和垂直斜面向下的分量Fcosθ，垂直分量產(chǎn)生法向力N=Fcosθ，靜摩擦力Ff_max=μN(yùn)=μFcosθ，沿斜面方向Fsinθ+Ff_max=0，解得F=μmg/(cosθ-sinθ)，θ=arctan(μ)時(shí)F最小。四、簡(jiǎn)答題答案及解析（每題5分，共5題）16.答案：牛頓第一定律的內(nèi)容是：任何物體都要保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。其物理意義是揭示了慣性是物體的一種屬性，以及力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。-解析：牛頓第一定律是經(jīng)典力學(xué)的基石，描述了物體在不受外力或受外力平衡時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即慣性運(yùn)動(dòng)。17.答案：功的定義是：力與物體在力的方向上位移的乘積。單位是焦耳（J）。-解析：功是描述力對(duì)物體做功能力的物理量，W=F·d·cosθ，其中θ是力與位移的夾角。18.答案：質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量定理的內(nèi)容是：質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量對(duì)時(shí)間的變化率等于作用于系統(tǒng)的合外力。其物理意義是揭示了力是改變系統(tǒng)動(dòng)量的原因。-解析：動(dòng)量定理是動(dòng)量守恒定律的基礎(chǔ)，描述了外力對(duì)系統(tǒng)動(dòng)量的影響。19.答案：機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容是：在只有重力或彈力做功的系統(tǒng)中，系統(tǒng)的機(jī)械能保持不變。適用條件是系統(tǒng)內(nèi)只有重力或彈力做功，或系統(tǒng)外力做功之和為零。-解析