高一物理第四章第4课力学单位制-课后培优分级练.pdf

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1、 学科网（北京）股份有限公司 1 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571 第第 4 4 课课 力学单位制力学单位制 培优第一阶培优第一阶基础过关练基础过关练 1公元前 4 世纪末，我国的墨经中提到“力，形之所以奋也”，意为力是使有形之物突进或加速运动的原因。力的单位用国际单位制的基本单位符号来表示，正确的是()Akgms1 Bkgms2 CPam2 DJm1 2汽车紧急刹车后，停止运动的车轮在水平地面上滑动直至停止，在地面上留下的痕迹称为刹车线.由刹车线的长短可知汽车刹车前的速度，已知汽车轮胎与地面之间的动摩擦因数为0.80，测得刹车线长 25 m.汽车在刹

2、车前的瞬间的速度大小为(重力加速度 g 取 10 m/s2)()A.10 m/s B.20 m/s C.30 m/s D.40 m/s 3.如图所示，是采用动力学方法测量空间站质量的原理图，若已知飞船质量为 4.0103 kg，其推进器的平均推力为 800 N，在飞船与空间站对接后，推进器工作 5 s 内测出飞船和空间站的速度变化是 0.05 m/s，则空间站的质量为()A7.6104 kg B8.0104 kg C4.0104 kg D4.0103 kg 4(!)如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪，用于对旅客的行李进行安全检查。其传送装置可简化为如图乙的模型，紧绷的传送带始终保持 v1

3、m/s 的恒定速率运行。旅客把行李无初速度地放在 A 处，设行李与传送带之间的动摩擦因数 0.1，A、B 间的距离 L2 m，g 取 10 m/s2。若乘客把行李放到传送带的同时也以 v1 m/s 的恒定速率平行于传送带运动到 B处取行李，则()A乘客与行李同时到达 B 处 课后培优练 学科网（北京）股份有限公司 2 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571 B乘客提前 0.5 s 到达 B 处 C行李提前 0.5 s 到达 B 处 D若传送带速度足够大，行李最快也要 2 s 才能到达 B 处 5.(多选)应用于机场和火车站的安全检查仪，其传送装置可简化为如图

4、所示的模型.传送带始终保持 v0.4 m/s 的恒定速率运行，行李与传送带之间的动摩擦因数 0.2，A、B 间的距离为2 m，g 取 10 m/s2.旅客把行李(可视为质点)无初速度地放在 A 处，则下列说法正确的是()A.开始时行李的加速度大小为 2 m/s2 B.行李经过 2 s 到达 B 处 C.行李到达 B 处时速度大小为 0.4 m/s D.行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为 0.08 m 6.如图所示，传送带保持 v1 m/s 的速度顺时针转动。现将一质量 m0.5 kg 的物块轻轻地放在传送带的左端 a 点上，则物块从 a 点运动到右端 b 点所经历的时间为(设物块与传送带间的动

5、摩擦因数 0.1，a、b 间的距离 L2.5 m，g 取 10 m/s2)()A.5 s B(61)s C3 s D2.5 s 培优第二阶培优第二阶拓展培优练拓展培优练 7一些问题你可能不会求解，但是你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断，例如从解得物理量单位，解随某些已知量变化的趋势，解在一些特殊条件下的结果等方面进行分析，并与预期结果、实验结论等进行比较，从而判断解的合理性或正确性，举例如下：声音在空气中的传播速度 v 与空气的密度、压强 p 有关，下列速度表达式中，k 为比例系数，无单位，则这四个表达式中可能正确的是()A.vkp B.vkp C.vkp D.v kp 8(多选)

6、如图甲所示，物块的质量 m1 kg，初速度 v010 m/s，在一水平向左的恒力 F 作用 学科网（北京）股份有限公司 3 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571 下从 O 点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻 F 突然反向，大小不变，整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图象如图乙所示，g10 m/s2.下列说法中正确的是()A.05 m 内物块做匀减速运动 B.在 t1 s 时刻，恒力 F 反向 C.恒力 F 大小为 10 N D.物块与水平面间的动摩擦因数为 0.3 9 航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量 m2 kg，动力系统提供的恒定升力 F

7、132 N，试飞时飞行器从地面由静止开始竖直上升.设飞行器飞行时所受的空气阻力大小恒为 f4 N，飞行器上升 9 s 后由于出现故障而失去升力，出现故障 9 s 后恢复升力但升力变为 F216 N，取重力加速度大小 g10 m/s2，假设飞行器只在竖直方向运动.求：(1)飞行器 9 s 末的速度大小 v1；(2)飞行器 018 s 内离地面的最大高度 H；(3)飞行器落回地面的速度大小 v2.10某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升机上由静止跳下，跳离飞机一段时间后打开降落伞减速下落 他打开降落伞后的速度图线如图(a)所示 降落伞用 8 根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为 37

8、，如图(b)所示已知运动员的质量为 50 kg，降落伞的质量也为 50 kg，不计运动员所受的阻力，打开伞后伞所受阻力 Ff与速度 v 成正比，即 Ffkv(g 取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)则下列判断中正确的是()Ak100 Ns/m B打开伞瞬间运动员的加速度 a30 m/s2，方向竖直向上 C悬绳能够承受的拉力至少为 312.5 N D悬绳能够承受的拉力至少为 625 N 学科网（北京）股份有限公司 4 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571 11.一氢气球的质量 m0.2 kg，在无风的天气，氢气球在轻绳的牵引下静止在空中

9、，此时轻绳的拉力 F10 N星期天，某儿童带氢气球到公园玩耍，休息时为了防止气球飞掉，他把轻绳系到一质量 M4 kg 的木块上，如图所示，木块与水平地面间的动摩擦因数 0.3.当有水平方向风吹来，气球受到水平风力 Fkv(k 为一常数，v 为风速)，当风速 v13 m/s 时木块在地面上恰好静止木块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g10 m/s2.求：(1)气球受到的浮力；(2)若风速 v26 m/s，木块开始运动时的加速度大小 培优第三阶培优第三阶高高考考沙场沙场点兵点兵 12（2022-浙江 6 月）下列属于力的单位是（）A.B.C.D.13可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏.如图所示，有一企

10、鹅在倾角为 37的倾斜冰面上，先以加速度 a0.5 m/s2从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”，t8 s 时，突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行，最后退滑到出发点，完成一次游戏(企鹅在滑动过程中姿势保持不变).若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数 0.25，已知 sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2.求：(1)企鹅向上“奔跑”的位移大小；(2)企鹅在冰面滑动的加速度大小；(3)企鹅退滑到出发点时的速度大小.(计算结果可用根式表示)2kg m/skg m/s2kg m s2kg s/ 学科网（北京）股份有限公司 5 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：1802013

11、3571 参考答案 培优第一阶培优第一阶基础过关练基础过关练 1公元前 4 世纪末，我国的墨经中提到“力，形之所以奋也”，意为力是使有形之物突进或加速运动的原因。力的单位用国际单位制的基本单位符号来表示，正确的是()Akgms1 Bkgms2 CPam2 DJm1!#选 B 根据牛顿第二定律的表达式 Fma，可知力的单位为 kgms2，A 错误，B 正确；根据压强的表达式 pFS，可知力的单位为 Pam2，但压强单位 Pa 不是基本单位，C 错误；根据做功的表达式 WFx，可知力的单位为 Jm1，但功的单位 J 不是基本单位，D 错误。2汽车紧急刹车后，停止运动的车轮在水平地面上滑动直至停止，

12、在地面上留下的痕迹称为刹车线.由刹车线的长短可知汽车刹车前的速度，已知汽车轮胎与地面之间的动摩擦因数为0.80，测得刹车线长 25 m.汽车在刹车前的瞬间的速度大小为(重力加速度 g 取 10 m/s2)()A.10 m/s B.20 m/s C.30 m/s D.40 m/s$%&B!&由牛顿第二定律得 mgma，即 a8 m/s2，由 v2v022ax 得 v0 2ax 2825 m/s20 m/s，故选项 B 正确.3.如图所示，是采用动力学方法测量空间站质量的原理图，若已知飞船质量为 4.0103 kg，其推进器的平均推力为 800 N，在飞船与空间站对接后，推进器工作 5 s 内测出

13、飞船和空间站的速度变化是 0.05 m/s，则空间站的质量为()A7.6104 kg B8.0104 kg C4.0104 kg D4.0103 kg!#选 A 加速度 avt0.055m/s20.01 m/s2，由牛顿第二定律 F(Mm)a，可知空间站的质量 MFam8000.01 kg4.0103 kg7.6104 kg，故 A 正确，B、C、D 错误。 学科网（北京）股份有限公司 6 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571 4(!)如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪，用于对旅客的行李进行安全检查。其传送装置可简化为如图乙的模型，紧绷的传送带始终保持

14、 v1 m/s 的恒定速率运行。旅客把行李无初速度地放在 A 处，设行李与传送带之间的动摩擦因数 0.1，A、B 间的距离 L2 m，g 取 10 m/s2。若乘客把行李放到传送带的同时也以 v1 m/s 的恒定速率平行于传送带运动到 B处取行李，则()A乘客与行李同时到达 B 处 B乘客提前 0.5 s 到达 B 处 C行李提前 0.5 s 到达 B 处 D若传送带速度足够大，行李最快也要 2 s 才能到达 B 处!#选 BD 行李放在传送带上，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动。加速度为 ag1 m/s2，历时 t1va1 s

15、达到共同速度，位移 x1v2t10.5 m，此后行李匀速运动 t2Lx1v1.5 s 到达 B，共用 2.5 s；乘客到达 B，历时 tLv2 s，B 正确；若传送带速度足够大，行李一直加速运动，最短运动时间 tmin 2La 221 s2 s，D 正确。5.(多选)应用于机场和火车站的安全检查仪，其传送装置可简化为如图所示的模型.传送带始终保持 v0.4 m/s 的恒定速率运行，行李与传送带之间的动摩擦因数 0.2，A、B 间的距离为2 m，g 取 10 m/s2.旅客把行李(可视为质点)无初速度地放在 A 处，则下列说法正确的是()A.开始时行李的加速度大小为 2 m/s2 B.行李经过

16、2 s 到达 B 处 C.行李到达 B 处时速度大小为 0.4 m/s D.行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为 0.08 m$%AC!&开始时，对行李，根据牛顿第二定律 mgma 学科网（北京）股份有限公司 7 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571 解得 a2 m/s2，故 A 正确；设行李做匀加速运动的时间为 t1，行李匀加速运动的末速度为 v0.4 m/s，根据 vat1，代入数据解得 t10.2 s，匀加速运动的位移大小 x12at121220.22 m0.04 m，匀速运动的时间为 t2Lxv20.040.4 s4.9 s，可得行李从 A 到 B

17、的时间为 tt1t25.1 s，故 B 错误；由上分析可知行李在到达 B 处前已经共速，所以行李到达 B 处时速度大小为 0.4 m/s，故 C 正确；行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为 xvt1x(0.40.20.04)m0.04 m，故 D 错误.6.如图所示，传送带保持 v1 m/s 的速度顺时针转动。现将一质量 m0.5 kg 的物块轻轻地放在传送带的左端 a 点上，则物块从 a 点运动到右端 b 点所经历的时间为(设物块与传送带间的动摩擦因数 0.1，a、b 间的距离 L2.5 m，g 取 10 m/s2)()A.5 s B(61)s C3 s D2.5 s!物块开始做匀加速直线运动

18、，ag1 m/s2，速度达到传送带的速度时发生的位移 xv22a121 m0.5 mL，所经历的时间 t1va1 s，物块接着做匀速直线运动，所经历的时间 t2Lxv2.50.51 s2 s，故物块从 a 点运动到 b 点所经历的时间 t总t1t23 s，故 C 对。$%C 培优第二阶培优第二阶拓展培优练拓展培优练 7一些问题你可能不会求解，但是你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断，例如从解得物理量单位，解随某些已知量变化的趋势，解在一些特殊条件下的结果等方面进行分析，并与预期结果、实验结论等进行比较，从而判断解的合理性或正确性，举例如下：声音在空气中的传播速度 v 与空气的密度、压

19、强 p 有关，下列速度表达式中，k 为比例系数，无单位，则这四个表达式中可能正确的是()A.vkp B.vkp 学科网（北京）股份有限公司 8 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571 C.vkp D.v kp$%&B!&根据力学单位制，速度的单位是 m/s，密度的单位是 kg/m3，压强的单位是 kg/(ms2)，所以kp的单位是 m2/s2，kp的单位是 m/s，kp的单位是 s/m，kp的单位是 kg/(m2s)，选项 B 正确，A、C、D 错误.8(多选)如图甲所示，物块的质量 m1 kg，初速度 v010 m/s，在一水平向左的恒力 F 作用下从 O

20、 点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻 F 突然反向，大小不变，整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图象如图乙所示，g10 m/s2.下列说法中正确的是()A.05 m 内物块做匀减速运动 B.在 t1 s 时刻，恒力 F 反向 C.恒力 F 大小为 10 N D.物块与水平面间的动摩擦因数为 0.3$%ABD!&05 m 内，由 v12v022a1x1，得 v122a1x1v02，由题图乙知，2a120 m/s2，则 a110 m/s2，则物块做匀减速运动，A 正确；由题图乙知，物块的初速度 v010 m/s，恒力 F 在 5 m 处反向，在 05 m内物块运动的时间 t0v0a11 s

21、，即在 t1 s 时刻，恒力 F 反向，B 正确；513 m 内，由 v222a2x2得物块的加速度 a2v222x26428 m/s24 m/s2，由牛顿第二定律得Fmgma1，Fmgma2，联立两式解得 F7 N，0.3，D 正确，C 错误.9 航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量 m2 kg，动力系统提供的恒定升力 F132 N，试飞时飞行器从地面由静止开始竖直上升.设飞行器飞行时所受的空气阻力大小恒为 f4 N，飞行器上升 9 s 后由于出现故障而失去升力，出现故障 9 s 后恢复升力但升力变为 F216 N，取重力加速度大小 g10 m/s2，假设飞行器只在竖直方向运动.求： 学

22、科网（北京）股份有限公司 9 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571(1)飞行器 9 s 末的速度大小 v1；(2)飞行器 018 s 内离地面的最大高度 H；(3)飞行器落回地面的速度大小 v2.$%(1)36 m/s(2)216 m(3)48 m/s!&(1)09 s 内，飞行器受重力、升力和阻力作用做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：F1mgfma1 解得 a14 m/s2 飞行器 9 s 末的速度大小 v1at136 m/s.(2)最初 9 s 内位移 h112a1t12162 m 设失去升力后上升阶段加速度大小为 a2，上升阶段的时间为 t2，由牛

23、顿第二定律得：fmgma2 解得 a212 m/s2 由运动学公式可得飞行器失去升力后上升阶段 v1a2t2 由运动学公式可得 h212a2t22 飞行器 018 s 内离地面的最大高度 Hh1h2 解得 t23 s，H216 m.(3)飞行器到最高点后下落，设加速度大小为 a3，由牛顿第二定律得：mgfma3 解得 a38 m/s2 恢复升力前飞行器下落的时间为 t39 st26 s，所以其速度 v2a3t3.解得 v248 m/s，由于 H12a3t32144 m，恢复升力后 F2mgf，所以飞行器匀速下降，可知落回地面的速度大小为 48 m/s.10某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直

24、升机上由静止跳下，跳离飞机一段时间后打开降落伞减速下落 他打开降落伞后的速度图线如图(a)所示 降落伞用 8 根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为 37，如图(b)所示已知运动员的质量为 50 kg，降落伞的质量 学科网（北京）股份有限公司 10 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571 也为 50 kg，不计运动员所受的阻力，打开伞后伞所受阻力 Ff与速度 v 成正比，即 Ffkv(g 取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)则下列判断中正确的是()Ak100 Ns/m B打开伞瞬间运动员的加速度 a30 m/s2，方向竖直向上

25、C悬绳能够承受的拉力至少为 312.5 N D悬绳能够承受的拉力至少为 625 N$%BC!以运动员和降落伞整体为研究对象，系统受两个力的作用，即重力和阻力，以竖直向上为正方向，由题图(a)可知：2mgkv匀，又 v匀5 m/s，故 k200 Ns/m，选项 A 错误；在打开伞的瞬间，对运动员和降落伞整体由牛顿第二定律可得 kv02mg2ma，所以 akv02mg2m30 m/s2，方向竖直向上，选项 B 正确；设每根绳的拉力为 FT，以运动员为研究对象有 8FTcos mgma，FTm(ga)8cos 37312.5 N，选项 C 正确，D 错误 11.一氢气球的质量 m0.2 kg，在无风

26、的天气，氢气球在轻绳的牵引下静止在空中，此时轻绳的拉力 F10 N星期天，某儿童带氢气球到公园玩耍，休息时为了防止气球飞掉，他把轻绳系到一质量 M4 kg 的木块上，如图所示，木块与水平地面间的动摩擦因数 0.3.当有水平方向风吹来，气球受到水平风力 Fkv(k 为一常数，v 为风速)，当风速 v13 m/s 时木块在地面上恰好静止木块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g10 m/s2.求：(1)气球受到的浮力；(2)若风速 v26 m/s，木块开始运动时的加速度大小$%(1)12 N，方向竖直向上(2)2.14 m/s2!(1)无风时气球在竖直方向受重力、绳的拉力和浮力，三力平衡，则有 F浮

27、mgF0，解得 F浮12 N，方向竖直向上 学科网（北京）股份有限公司 11 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨询电话：18020133571 (2)当 v13 m/s 时对整体受力分析 F1kv1 在水平方向上 F1Ff0 在竖直方向上 F浮FN(mgMg)0 又知 FfFN 得：Ff9 N，k3 Ns/m 若 v26 m/s 时，F2kv218 N，由牛顿第二定律有：F2Ff(mM)a 得：a2.14 m/s2 培优第三阶培优第三阶高高考考沙场沙场点兵点兵 12（2022-浙江 6 月）下列属于力的单位是（）A.B.C.D.【答案】A【解析】根据牛顿第二定律有 F=ma 则力的单

28、位为 故选 A。13可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏.如图所示，有一企鹅在倾角为 37的倾斜冰面上，先以加速度 a0.5 m/s2从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”，t8 s 时，突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行，最后退滑到出发点，完成一次游戏(企鹅在滑动过程中姿势保持不变).若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数 0.25，已知 sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2.求：(1)企鹅向上“奔跑”的位移大小；(2)企鹅在冰面滑动的加速度大小；2kg m/skg m/s2kg m s2kg s/m2kg m/ 学科网（北京）股份有限公司 12 学习资料分享/升学政策解读/优质师资推荐 咨

29、询电话：18020133571(3)企鹅退滑到出发点时的速度大小.(计算结果可用根式表示)$%&(1)16 m(2)8 m/s2 4 m/s2(3)2 34 m/s!&(1)在企鹅向上“奔跑”过程中：x12at2，解得 x16 m.(2)在企鹅卧倒以后将进行两个过程的运动，第一个过程是从卧倒到最高点，第二个过程是从最高点滑到出发点，两次过程根据牛顿第二定律分别有：mgsin 37mgcos 37ma1 mgsin 37mgcos 37ma2 解得：a18 m/s2，a24 m/s2.(3)企鹅从卧倒到滑到最高点的过程中，做匀减速直线运动，设时间为 t，位移大小为 x，则有 tata1，x12a1t2，解得：x1 m.企鹅从最高点滑到出发点的过程中，设末速度为 vt，初速度为 0，则有：vt2022a2(xx)解得：vt2 34 m/s.