第4章 力与运动 单元检测（word含解析）

(时间：90分钟　满分：100分)　　　　　　　　　　　　　　　　　
一、单选题(每小题7分)
1．我国《道路交通安全法》中规定：各种小型车辆前排乘坐的人(包括司机)必须系好安全带，这是因为 (　　)．
A．系好安全带可以减小惯性
B．是否系好安全带对人和车的惯性没有影响
C．系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害
D．系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害
解析　根据惯性的定义知：安全带与人和车的惯性无关，A错，B选项不符合题目要求，故B项不对，系好安全带主要是防止刹车时，人因惯性向前运动而造成伤害事故，C错，D对．
答案　D
2．一物体在几个力的共同作用下处于静止状态．现使其中向东的一个力F的值逐渐减小到零(其他力不变)，又马上使其恢复到原值(方向不变)，则
(　　)．
A．物体始终向西运动
B．物体先向西运动后向东运动
C．物体的加速度先逐渐增大后逐渐减小
D．物体的速度先增大后减小
解析　其他几个力的合力始终与F未变化时等大反向(向西)，则当向东的力F的值先逐渐减小到零又马上恢复到原值的过程中，此物体的合外力先逐渐增大到与F未变化时等大(向西)又马上恢复到零．所以物体先向西做加速度逐渐增大的加速运动，然后匀速．
答案　A
图1
3．如图1所示，A、B两物体叠放在一起，用手托住，让它们静止靠在墙边，然后释放，使它们同时沿竖直墙面下滑，已知mA＞mB，则物体B (　　)．
A．只受一个重力
B．受到重力、摩擦力各一个
C．受到重力、弹力、摩擦力各一个
D．受到重力、摩擦力各一个，弹力两个
解析　A、B一起做自由落体运动，处于完全失重状态，均只受重力作用，A对．
答案　A
图2
4．一个球挂在三角形木块的左侧面，如图2所示，球与木块均能保持静止，则 (　　)．
A．地面对木块的摩擦力向左
B．地面对木块的摩擦力向右
C．地面对木块无摩擦
D．若地面光滑，木块一定滑动
解析　把球和三角形木块作为研究对象，如果整体受到地面摩擦力，则木块会在摩擦力作用下沿水平方向运动，而木块能保持静止，故木块与地面之间无摩擦力作用，选C.
答案　C
图3
5．如图3所示，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块．假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．现给木块施加一随时间t增大的水平力F＝kt(k是常数)，木板和木块加速度的大小分别为a1和a2.下列反映a1和a2变化的图线中正确的是
(　　)．
解析　在m2与m1相对滑动前，F＝kt＝(m1＋m2)a，a与t成正比关系，at关系图线的斜率为，当m1与m2相对滑动后，m1受的是f2t＝m2gμ＝m1a1，a1＝为一恒量，对m2有F－m2gμ＝m2a2，得a2＝－gμ，斜率为，可知A正确，B、C、D错误．
答案　A
6．水平面上一个质量为m的物体，在一水平恒力F作用下，由静止开始做匀加速直线运动，经时间t后撤去外力，又经时间2t物体停了下来．则物体受到的阻力应为下列四个选项中的哪一个 (　　)．
A．F B.
C. D.
解析　设阻力为f，由牛顿第二定律得：F－f＝ma1，f＝ma2，v＝a1t，v＝a2·2t，以上四式联立可得：f＝，只有C正确．
答案　C
图4
7．跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板，另一端被吊板上的人拉住，如图4所示．已知人的质量为70 kg，吊板的质量为10 kg，绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计．取重力加速度g＝10 m/s2.当人以440 N的力拉绳时，人与吊板的加速度a和人对吊板的压力F分别为 (　　)．
A．a＝1.0 m/s2，F＝260 N
B．a＝1.0 m/s2，F＝330 N
C．a＝3.0 m/s2，F＝110 N
D．a＝3.0 m/s2，F＝50 N
解析　将人与吊板整体考虑，据牛顿第二定律：2FT－(m人＋m板)g＝(m人＋m板)a，代入数据a＝1.0 m/s2，选项C、D被排除．用隔离法研究人向上运动，设吊板对人的支持力为F′，则FT＋F′－m人g＝m人a，得F′＝330 N．根据牛顿第三定律，人对吊板的压力F＝F′＝330 N，选项B正确．
答案　B
二、双选题(每小题7分)
8．伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础．早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是
(　　)．
A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性
B．没有力的作用，物体只能处于静止状态
C．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性
D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动
解析　物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性．即物体抵抗运动状态变化的性质，则A项正确．没有力的作用，物体可能保持匀速直线运动状态或静止状态，则B错．行星在圆周轨道上保持匀速率运动是由于受到改变运动状态的向心力作用，状态是不断变化的，则C错．D项符合惯性定义，是正确的．
答案　AD
图5
9．“蹦极”是一项非常刺激的体育运动，某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图5中a点是弹性绳的原长位置，c点是人能到达的最低点，b点是人静止悬吊着时的平衡位置，人在从P点下落到最低点c的过程中 (　　)．
A．人在Pa段做自由落体运动，处于完全失重状态
B．在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态
C．在bc段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态
D．在c点，人的速度为零，其加速度为零
解析　可通过以下表格对各选项逐一进行分析
选项
过程透析
结论
A
人在Pa段只受重力作用，a＝g，完全失重
√
B
人在ab段受重力和向上的拉力，拉力小于重力，合力向下，加速度向下，失重
√
C
人在bc段受重力和向上的拉力，拉力大于重力，合力向上，加速度向上，超重
×
D
人到c点时，拉力大于重力，合力不为零，加速度不为零
×
答案　AB
三、非选择题(本题共3小题，共37分)
10．(12分)在探究加速度与力的关系实验中，某同学提出如下猜想：加速度与力成正比．为了检验其猜想正确与否，他用如图6所示的实验装置进行实验，其中斜面上两光电门相距l，斜面的高度h可以调节，其高度可以用刻度尺测量，在斜面及带有遮光片的小车底端装有弹性物质，两者相碰后小车沿斜面反向弹回，遮光片的宽度很小，可测出其宽度为d.则
图6
(1)某同学在实验中测出某一高度小车下滑的加速度a1和小车上滑的加速度a2，若下滑过程中遮光片通过上下光电门的时间分别为Δt1、Δt2，则小车下滑过程的加速度大小a1为________；
(2)由于小车与斜面存在摩擦，________(填“能”或“不能”)先通过平衡摩擦力，再改变斜面高度的方式获得恒力F；
(3)该同学为消除摩擦力对此实验的影响，他先由其猜想出发，导出相关结论，进而通过检验其正确与否来检验猜想的正确性．然后，运用图象方法对实验数据进行处理，其图象的横轴为斜面高度h，为检验其猜想正确与否，他应选择________为纵坐标．
解析　(1)由v－v＝2a1l，v1＝，v2＝，可得a1＝；
(2)因为高度改变后，小车的摩擦力也变化了，所以不能先通过平衡摩擦力，再改变斜面高度的方式获得恒力F；
(3)当小车下滑时mgsin θ－f＝ma1，当小车上滑时mgsin θ＋f＝ma2，两式相加可得2mgsin θ＝m(a1＋a2)，由sin θ＝(L为斜面长度)，为消除摩擦力的影响，所以应该作(a1＋a2)－h的图象．
答案　(1)　(2)不能　(3)a1＋a2
图7
11．(12分)如图7所示，在劲度系数为k的弹簧下端挂有质量为m的物体，开始用托盘托住物体，使弹簧保持原长，然后托盘以加速度a匀加速下降(a解析　选物体为研究对象，物体在下落过程中受到重力mg、弹簧的拉力F1和盘给物体的支持力F2，如图甲所示，由牛顿第二定律得mg－F1－F2＝ma，物体向下匀加速运动，则弹簧的伸长量将逐渐减小，直到F2减小到0时，盘与物体将要分离．找出“刚好”要分离时的临界状态，并以此为解题的突破口．
物体与托盘分离时，物体受重力和弹簧的拉力，如上图乙所示，由牛顿第二定律得mg－F1＝ma
所以F1＝m(g－a)
此时弹簧的伸长量为x＝＝
由运动学公式s＝at2得，时间为t＝.
甲　　　　　乙
答案　
12．(13分)如图7所示，在水平地面上有一向右匀加速行驶的车，车在2 s的时间内速度由2 m/s增为6 m/s，车内用绳AB与绳BC拴住一个小球，BC绳水平，AB绳与竖直方向夹角θ为37°，小球质量为0.8 kg，小球在车中位置始终未变(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．
图7
求：(1)小球对AB绳的拉力大小；
(2)小球对BC的拉力大小．
解析　
小球受力如图所示，
水平方向上，F2－F1sin θ＝ma ①
竖直方向上，F1cos θ－mg＝0 ②
而小车的加速度a＝＝2 m/s2，将数据代入①、②求得：F1＝10 N，F2＝7.6 N，
根据牛顿第三定律，小球对AB、BC绳的拉力分别为10 N和7.6 N.
答案　(1)10 N　(2)7.6 N