第4章《運(yùn)動和力的關(guān)系》單元復(fù)習(xí)

應(yīng)用推理單元知識結(jié)構(gòu)圖牛頓運(yùn)動定律牛頓第一定律慣性力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因牛頓第二定律F=ma超重和失重探究牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非有作用力迫使它改變這種狀態(tài)。

慣性：物體具有的保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。質(zhì)量是慣性大小的量度。

牛頓第二定律：物體加速度的大小與物體受到的作用力成正比，與物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向與作用力的方向相同，F(xiàn)=ma。

基本概念和規(guī)律通過慣性概念建立的歷史過程，認(rèn)識理想實(shí)驗(yàn)方法。經(jīng)歷探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系的活動，感受控制變量方法在實(shí)驗(yàn)中的作用，認(rèn)識數(shù)據(jù)獲取、分析和處理的基本方法?；痉椒?.一個盛有水的玻璃碗置于火車車廂內(nèi)的水平桌面上。垂直于火車行駛方向從碗的側(cè)面觀察，水面形狀分別如圖（a）、（b）、（c）所示時，火車正在做什么運(yùn)動？【分析】圖(a)表示加速度水平向左，若速度向右，做勻減速直線運(yùn)動；圖(b)加速度水平向右，向右做勻加速直線運(yùn)動；(c)表示做勻速直線運(yùn)動.自我檢測2.物理學(xué)中有些問題的結(jié)論不一定必須通過計(jì)算才能驗(yàn)證，有時只需要通過對單位的分析就可以判斷。聲音在某種氣體中的速度表達(dá)式可以只用氣體的壓強(qiáng)p、氣體的密度ρ

和沒有單位的比例常數(shù)k

來表示。根據(jù)上述情況，判斷聲音在該氣體中的速度表達(dá)式可能是（）A3.在有空氣阻力的情況下，以初速度v1

從地面豎直上拋一個小球。經(jīng)過時間t1，小球到達(dá)最高點(diǎn)，又經(jīng)過時間t2，小球從最高點(diǎn)落到拋出點(diǎn)。小球著地時的速度為v2，則（）。

A.v2>v1

，t2>t1

B.v2<v1

，t2<t1

C.v2>v1

，t2<t1

D.v2<v1

，t2>t1【分析】上升和下降位移相等，設(shè)為h。上升時重力和空氣阻力方向相同，下降時阻力與重力方向相反，故上升加速度a1>a2,a2為下降加速度.由h=1/2·at2得，t1<t2.由v2=2ah得，

v1>

v2

D4.如圖所示，火車在平直軌道上運(yùn)動，車廂中的光滑水平桌面

上用輕彈簧拴著一個小球，彈簧處于自然長度。當(dāng)乘客看到

彈簧的長度變長時，火車可能的運(yùn)動情況是()A.火車向右方運(yùn)動，速度在增大

B.火車向右方運(yùn)動，速度在減小

C.火車向左方運(yùn)動，速度在增大

D.火車向左方運(yùn)動，速度在減小【分析】彈簧長度變長，對小球的拉力方向左，故小球加速度方向向左。火車速度向左，與加速度方向相同，速度將增大；火車速度向右，與加速度方向相反，速度將減小。BC5.將一個皮球豎直向上拋出，皮球運(yùn)動時受到空氣阻力的大小與速度的大小成正比.下列描繪皮球在上升過程中加速度的大小a與時間t關(guān)系的圖像，可能正確的是().【分析】設(shè)阻力f=kv，上升時，有mg+kv

=ma

得a=g+k/m·v，上升到最高點(diǎn)，加速度a=g，B和D錯誤。加速度a的變化率為?a/?t=k/m·?v/?t=k/m·a，a減小，加速度變化率減小,C正確.C6.某人在地面上用體重計(jì)稱得體重為490N，他將體重計(jì)移至電梯內(nèi)重新稱量，0-t3.時間段內(nèi)，體重計(jì)的示數(shù)如圖所示.若取電梯向上運(yùn)動的方向?yàn)檎?，電梯運(yùn)行的v-t圖像可能是()【分析】t0-t1，處于失重狀態(tài)，加速度方向向下，若電梯向上運(yùn)動，速度將減小，C錯誤；若速度向下，速度將增大，B錯誤；t1-t2，加速度為0.t2-t3，處于超重狀態(tài)，加速度方向向上.若速度向下，將減速，A正確；D正確。AD7.為了節(jié)省能量，某商場安裝了智能化的電動扶梯,無人搭乘時，扶梯運(yùn)轉(zhuǎn)得很慢;有人站上扶梯時，它會先慢慢加速，再勻速運(yùn)轉(zhuǎn):一顧客乘扶梯上樓，恰好經(jīng)歷了這兩個過程，如圖所示，那么下列說法中正確的是()A.顧客始終受到三個力的作用B.顧客始終處于超重狀態(tài)C.顧客對扶梯作用力的方向先指向左下方，再堅(jiān)直向下D.顧客對扶梯作用力的方向先指向右下方，再豎直向下【分析】對顧客，加速時扶梯對人的作用力為右上方，顧客對扶梯的作用力指向左下方.勻速時，受重力、支持力，二力平衡，A和B錯誤.CmgmaF8.蹦極就是跳躍者把一端固定的彈性長繩綁在踝關(guān)節(jié)等處，從幾十米高處跳下的一項(xiàng)極限運(yùn)動.某人做蹦極運(yùn)動時，所受繩子拉力下的大小隨時間t變化的情況如圖所示:如果將蹦極的過程近似看作在堅(jiān)直方向的運(yùn)動，重力加速度為g，由圖可知，此人在蹦極過程中最大加速度約為()A.g B.2g C.3g D.4g【分析】由圖得重力mg=0.6F0，彈性繩最大拉力為1.8F0，由牛頓第二定律，1.8F0-mg=ma，解得a=2g.B9.(多選)如圖所示是“神舟”系列飛船返回艙返回地面的示意圖，假定其過程可簡化為打開降落傘一段時間后，整個裝置勻速下降，為確保安全著陸，需點(diǎn)燃返回艙的緩沖火箭，在火箭噴氣過程中返回艙做減速直線運(yùn)動，則().A.火箭開始噴氣瞬間，傘繩對返回艙的拉力變小B.返回艙在噴氣過程中減速的主要原因是空氣阻力C.返回艙在噴氣過程中所受的合力可能大于其重力D.返回艙在噴氣過程中處于失重狀態(tài)【分析】噴氣做減速運(yùn)動，靠氣體施加的反作用力使得減速，B錯誤；減速運(yùn)動，加速度向上，處于超重，D錯誤。AC正確.AC10.在粗糙的水平面上，物體在水平推力作用下由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動。經(jīng)過一段時間后，水平推力逐漸減小到0（物體仍在運(yùn)動）。在水平推力逐漸減小到0的過程中,（）

A.物體加速度逐漸減小，速度逐漸減小

B.物體加速度逐漸減小，速度逐漸增大

C.物體加速度先增大后減小，速度先增大后減小

D.物體加速度先減小后增大，速度先增大后減小【分析】初始推力大于滑動摩擦力，推力減小，當(dāng)仍大于滑動摩擦力，繼續(xù)加速，加速度變小；當(dāng)推力小于滑動摩擦力，合力逐漸增大，加速度增大，速度減小.D11.某消防隊(duì)員從一平臺無初速度跳下，下落2m后雙腳觸地，同時采用雙腿彎曲的方法緩沖。若視其在緩沖過程中自身重心又勻變速下降了0.5m，則在著地過程中，地面對他雙腳的平均作用力的大小約為自身重力的()

A.5倍 B.10倍 C.20倍 D.3倍【分析】跳下后，加速度為g，x1=2m,剛著地速度為v，v2=2gx1；減速位移x2=0.5m，看成逆向勻加速，v2=2ax2。解得a=4g.由牛頓第二定律，F(xiàn)–mg

=ma，解得F=5mg。A12.一架直升機(jī)懸停在空中向地面投放裝有物資的箱子。設(shè)投放初速度為0，箱子所受的空氣阻力與其下落速度的平方成正比，箱子下落過程中做直線運(yùn)動且不翻轉(zhuǎn)。關(guān)于箱子的下落過程，下列說法正確的是()

A.箱子做勻加速直線運(yùn)動

B.箱子先做加速度減小的加速運(yùn)動，若下落距離足夠長，最后做勻速直線運(yùn)動

C.箱子接近地面時，箱內(nèi)物體受到的支持力比剛投下時的大

D.若下落距離足夠長，箱內(nèi)物體有可能不受底部支持力而“飄起來”BC【分析】設(shè)阻力f=kv2，對箱子，mg-kv2=ma,v增大，a減小，A錯誤；v=0時，加速度a=g，剛投下時箱內(nèi)物體和箱子之間無彈力。a=0后，做勻速直線運(yùn)動，B正確，此時箱內(nèi)物體受箱子施加的豎直向上的彈力，不可能“飄起來”，D錯誤。接近地面時，彈力不為0，C正確。13.在某科技活動中，一位同學(xué)設(shè)計(jì)了一個加速度測量儀。如圖（a）所示，將一端連有擺球的細(xì)線懸于小車內(nèi)O

點(diǎn)。當(dāng)小車運(yùn)動時，小球與小車保持相對靜止后，測量出懸繩與豎直方向的夾角θ，便可通過該角度計(jì)算得到小車此時的加速度值。（1）請?zhí)顚憟D（b）中刻度盤上的角度對應(yīng)的加速度值。

（2）運(yùn)用該測量儀測量加速度，會有哪些局限性解：小球受重力與繩拉力F，根據(jù)牛頓第二定律mgtanθ=ma解得a=gtanθθ=0，a=0；θ=30°，a=；θ=45°，a=g；θ=60°，a=；mgFF合14.一無人機(jī)沿著與地面成30°的方向斜向上勻加速起飛，剛起飛的第1s內(nèi)飛行了5m。已知無人機(jī)的質(zhì)量為3kg。試分析空氣對無人機(jī)的作用力。g=10m/s2.解：設(shè)加速度為a，x=?·at2解得

a=10m/s2合力

F合=ma=mg空氣對無人機(jī)作用力F=2mgcos30°=mg指向右上方，與水平方向夾角為60°。30°mgmaF30°15.如圖所示，一夾子夾住木塊，在力F作用下向上提升.夾子和木塊的質(zhì)量分別為m，M，夾子與木塊兩側(cè)間的最大靜摩擦力均為f

，若木塊不滑動，求力F的最大值.解：對木塊，根據(jù)牛頓第二定律， 2f=Ma對夾子與木塊整體，有 F-(M+m)g=(M+m)a聯(lián)立解得F=(M+m)(g+2f/M)16.美國國家航空航天局（NASA）有一項(xiàng)面向大學(xué)生的“微重力學(xué)生飛行挑戰(zhàn)計(jì)劃”，學(xué)生以團(tuán)隊(duì)形式提交自己設(shè)計(jì)的微重力實(shí)驗(yàn)方案，獲勝的隊(duì)伍會受邀到約翰遜航天中心，乘坐飛機(jī)到達(dá)9000m高空，然后飛機(jī)由靜止開始下落，以模擬微重力環(huán)境。下落過程中飛艇所受空氣阻力為其重力的0.04倍。這樣，可以獲得持續(xù)約25s之久的失重狀態(tài)，大學(xué)生們便在這段時間內(nèi)進(jìn)行關(guān)于微重力影響的實(shí)驗(yàn)。緊接著，飛艇又做勻減速運(yùn)動。若飛艇離地面的高度不得低于500m，重力加速度g

取10m/s2，試求：

（1）飛艇在25s內(nèi)下落的高度。

（2）在飛艇后來的減速過程中，大學(xué)生對座位的壓力是重力的多少倍。解(1)