2012【优化方案】精品练：物理教科必修1第3章第三节知能优化训练

1．下列单位中，是国际单位制中加速度单位的是(　　)
A．cm/s2 B．m/s2
C．N/kg D．N/m
解析：选B.国际单位制中，质量的单位为kg，长度的单位为m，时间的单位为s，根据a＝可知，加速度的单位为m/s2.
2．静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力，在力刚开始作用的瞬间，下列说法中正确的是(　　)
A．物体立即获得加速度和速度
B．物体立即获得加速度，但速度仍为零
C．物体立即获得速度，但加速度仍为零
D．物体的速度和加速度均为零
解析：选B.由牛顿第二定律的瞬时性可知，当力作用的瞬时即可获得加速度，但无速度．
3．一个质量为2 kg的物体同时受到两个力的作用，这两个力的大小分别为2 N和6 N，当两个力的方向发生变化时，物体的加速度大小可能为(　　)
A．1 m/s2 B．2 m/s2
C．3 m/s2 D．4 m/s2
解析：选BCD.先求两力合力大小的范围为4 N≤F合≤8 N，所以≤≤，即2 m/s2≤a≤4 m/s2，在此范围内的是B、C、D三项．
4．如图3－3－9所示，长木板静止在光滑的水平地面上，一木块以速度v滑上木板，已知木板质量是M，木块质量是m，二者之间的动摩擦因数为μ，那么，木块在木板上滑行时(　　)
图3－3－9
A．木板的加速度大小为μg/M
B．木块的加速度大小为μg
C．木板做匀加速直线运动
D．木块做匀减速直线运动
解析：选BCD.木板所受合力是m施加的摩擦力μmg，所以木板的加速度为，做匀加速直线运动；木块同样受到摩擦力作用，其加速度为＝μg，做匀减速直线运动，故A错误，B、C、D正确．
5．如图3－3－10所示，质量m＝2 kg的物体放在光滑的水平面上，受到相互垂直的两个水平力F1、F2的作用，且F1＝3 N，F2＝4 N．试求物体的加速度大小．
图3－3－10
解析：先求出F1、F2的合力，再求加速度，利用平行四边形定则，求出F1、F2合力．如图所示，则有合力
F＝＝ N＝5 N．由牛顿第二定律得物体加速度a＝＝ m/s2＝2.5 m/s2.
答案：2.5 m/s2
??
一、选择题
1．在牛顿第二定律F＝kma中有关比例系数k的下列说法中正确的是(　　)
A．在任何情况下都等于1
B．k的数值是由质量、加速度和力的大小决定的
C．k的数值是由质量、加速度和力的单位决定的
D．在任何单位制中，k都等于1
解析：选C.在F＝kma中，k的数值是由F、m、a三者的单位决定的，如果m的单位用kg，a的单位用m/s2，力的单位用N，则可使k＝1，故只有C正确．
2．在光滑水平面上，有一个物体同时受到两个水平力F1与F2的作用，在第1 s内物体保持静止状态．若力F1、F2随时间的变化如图3－3－11所示．则物体(　　)
图3－3－11
A．在第2 s内做加速运动，加速度大小逐渐减小，速度逐渐增大
B．在第3 s内做加速运动，加速度大小逐渐增大，速度逐渐增大
C．在第4 s内做加速运动，加速度大小逐渐增大，速度逐渐增大
D．在第5 s末加速度为零，运动方向与F1方向相同
答案：BD
3．质量为m的物体静止在粗糙的水平面上，受到水平拉力F的作用，物体开始做匀加速运动，加速度为a；当水平拉力增加到2F时，加速度应该(　　)
A.等于2a B．大于2a
C．小于2a D．无法判断
解析：选B.a＝，a′＝＝2＋μg>2a，故正确答案为B项．
4．在研究匀变速直线运动的实验中，取计数时间间隔为0.1 s，测得相邻相等时间间隔的位移差的平均值Δx＝1.2 cm，若还测出小车的质量为500 g，则关于加速度、合外力大小及单位，既正确又符合一般运算要求的是(　　)
A．a＝ m/s2＝120 m/s2
B．a＝ m/s2＝1.2 m/s2
C．F＝500×1.2 N＝600 N
D．F＝0.5×1.2 N＝0.60 N
答案：BD
5．如图3－3－12所示，轻弹簧下端固定在水平面上，一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落．在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是(　　)
图3－3－12
A．小球刚接触弹簧瞬间速度最大
B．从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上
C．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小
D．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大
解析：选CD.小球的加速度大小取决于小球受到的合外力．从接触弹簧到到达最低点，弹力从零开始逐渐增大，所以合力先减小后增大，因此加速度先减小后增大．当小球所受弹力和重力大小相等时速度最大．
6. 如图3－3－13所示，在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2的木块A和B之间用轻弹簧相连，在拉力F作用下，以加速度a做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此瞬时A和B的加速度为a1和a2，则(　　)
图3－3－13
A．a1＝a2＝0
B．a1＝a，a2＝0
C．a1＝a，a2＝a
D．a1＝a，a2＝－a
解析：选D.两物体在光滑的水平面上一起以加速度a向右匀加速运动时，弹簧的弹力F弹＝m1a，在力F撤去的瞬间，弹簧的弹力来不及改变，大小仍为m1a，因此对A来讲，加速度此时仍为a，对B物体：取向右为正方向，－m1a＝m2a2，a2＝－a，所以只有D项正确．
7．如图3－3－14所示，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连，设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是(　　)
图3－3－14
A．向右做加速运动 B．向右做减速运动
C．向左做加速运动 D．向左做减速运动
解析：选AD.弹簧处于压缩状态，则弹簧对小球的力的方向水平向右，由牛顿第二定律可知，小车的加速度方向水平向右，其运动的速度方向可能向左，也可能向右，故A、D正确，B、C错误．
8．两物体A、B静止于同一水平面上，与水平面间的动摩擦因数分别为μA、μB，它们的质量分别为mA、mB，用平行于水平面的力F拉动物体A、B，所得加速度a与拉力F的关系如图3－3－15所示，则(　　)
图3－3－15
A．μA＝μB，mA>mB
B．μA>μB，mAC．μA＝μB，mA＝mB
D．μA<μB，mA>mB
解析：选B.根据牛顿第二定律有F－μmg＝ma，则a＝－μg.
当F＝0时，a＝－μg，由图像可知μA>μB.
当F为某一值时a＝0，则－μg＝0，m＝，
由于μA>μB，所以mA9．如图3－3－16所示，吊篮P悬挂在天花板上，与吊篮质量相等的物体Q被固定在吊篮中的两轻弹簧系住，当悬挂吊篮的细绳烧断的瞬间，吊篮P和物体Q的加速度大小分别是(　　)
图3－3－16
A．aP＝g、aQ＝2g
B．aP＝2g、aQ＝g
C．aP＝g、aQ＝0
D．aP＝2g、aQ＝0
解析：选D.悬挂吊篮的细绳烧断瞬间，两弹簧的长度不突然改变，两弹簧的弹力也不改变，细绳中原有的大小为2mg的拉力消失，则吊篮P的合力与细绳的原拉力等大反向，即合外力大小为2mg，方向竖直向下，所以吊篮P的加速度aP＝＝2g.细绳被烧断瞬间，两弹簧对物体Q的作用力不变，所以合外力依然为零，其加速度aQ＝0，故D项对．
10．(2011年高考天津卷)如图3－3－17所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力(　　)
图3－3－17
A．方向向左，大小不变
B．方向向左，逐渐减小
C．方向向右，大小不变
D．方向向右，逐渐减小
解析：选A.对A、B整体受力分析如图所示，滑动摩擦力f使整体产生加速度a，a等于μg不变，对B受力分析知，B所受静摩擦力f＝mB·a＝μmBg，大小不变，方向向左，故A对，B、C、D错．
二、非选择题
11．一个质量为20 kg的物体，从斜面的顶端由静止匀加速滑下，物体与斜面间的动摩擦因数为0.2，斜面与水平面间的夹角θ为37°.求物体从斜面下滑过程中的加速度．(g取10 m/s2)
解析：物体受力如图所示．
x轴方向：Gx－f＝ma.
y轴方向：N－Gy＝0.其中f＝μN，
所以a＝gsinθ－μgcosθ＝4.4 m/s2.
答案：4.4 m/s2　方向沿斜面向下
12．如图3－3－18所示，一质量为m的小球在水平细线和与竖直方向成θ角的弹簧作用下处于静止状态，已知弹簧的劲度系数为k，试确定剪断细线的瞬间，小球加速度的大小和方向．
图3－3－18
解析：取小球为研究对象，作出其平衡时的受力示意图，如图所示，细线拉力大小F′＝mgtanθ，
弹簧拉力F＝mg/cosθ.
若剪断细线，则拉力F′突变为零，但弹簧的伸长量不突变，故弹簧的弹力不突变，此时小球只受两个力的作用．在竖直方向上，弹簧拉力的竖直分量仍等于重力，故竖直方向上仍受力平衡；在水平方向上，弹簧弹力的水平分量
F水平＝Fsinθ＝mgsinθ/cosθ＝mgtanθ，
力F水平提供加速度，故剪断细线瞬间，小球的加速度大小为a＝＝gtanθ，加速度方向为水平向右．
答案：gtanθ　方向水平向右