高中物理力學練習及答案
1.如圖1-73所示，一質量為M=10kg的木楔ABC靜止放置在粗糙水平地面上，摩擦因數μ=0.02。在傾斜角θ為30°的斜面上，一質量為m=1.0kg的木塊從靜止開始沿斜面下滑，當下滑距離s=1.4m時，其速度v=1.4m/s。在此過程中，木楔不動。求地面對木楔的摩擦力的大小及方向。
２
圖1-73
2、某航空公司一架客機在正常航線上水平飛行，由于突然受到強烈垂直氣流的沖擊，飛機在10秒鐘內下降了1700m，造成多名乘客和機組人員受傷。如果我們只研究飛機的垂直運動，并假設此運動為勻加速直線運動，試計算：
飛機受到的垂直加速度是多??少？它的方向是什么？
乘客的安全帶必須提供相當于乘客體重多少倍的垂直拉力才能防止乘客從座位上掉下來？
不系安全帶的乘客相對座艙會朝哪個方向移動？人體哪個部位最容易受傷？
3. 一宇航員從月球上高度h處水平拋出一小球，初速度為v0，測得水平射程為L，已知月球半徑為R，若從月球發射一顆月球衛星，它在月球表面附近繞月球運行的周期為多少？
4. 一個質量為 2 kg 的塊體放在水平面上。用 12 N 的水平力使物體從靜止狀態移動。塊體與水平面之間的動摩擦系數為 0.2。塊體移動 2 秒后撤去力。g 為 10 m/s。
2秒結束時物體的瞬時速度。
此后，物體在水平面上可以滑動的最大距離是
5、如圖1-74所示，一人以恒定速度推一個重量為G=200N的箱子，推力F向下，與水平方向成θ=30°。箱子與地面之間的動摩擦系數為μ=0.40。求
２２２
圖1-74
推力F的大小。
如果一個人不改變推力F的大小，而只改變力的方向為水平來推動靜止的盒子，并且作用t=3.0秒后推力撤回，則盒子可以移動的最大距離是多少？
6. 一名網球運動員在距網 12 米處水平發球，發球高度為 2.4 米，網高為 0.9 米。
如果網球在距離網 0.1 米處越過網，求網球的初速度。
如果以上述初速度發球，求網球落地點到網的距離。
取g = 10/m2s，忽略空氣阻力。
7、在光滑水平面上，一質量為m=1kg的質點以速度v0=10m/s沿x軸正方向運動，經過原點后，沿y軸正方向受到恒定力F=5N的作用，直線OA與x軸成37°角，如圖1-70所示。求：2
圖1-70
設粒子的軌跡與直線OA相交于點P，則粒子從點O移動到點P所用的時間與P的坐標；
粒子通過點 P 時的速度。
8、如圖1-71a所示，一質量為1kg的物體放在固定斜面上，對物體施加與斜面平行的拉力F，1秒后撤去拉力，物體運動的vt圖如圖1-71b所示，試計算拉力F。
圖1-71
9、一條直的傳送帶以v=2m/s的恒定速度運轉。將一個物體輕輕地放在傳送帶的A點上，經過t=6s后，物體到達B點，A、B兩點間的距離為L=10m。物體在傳送帶上以恒定的加速度運動需要多長時間？如果提高傳送帶速度，可以更快地將物體運送到B點。為了用最短的時間將物體從A點運送到B點，請解釋并計算傳送帶的最小速度。如果在此基礎上將傳送帶速度提高1倍，物體從A點運送到B點需要多長時間？
10.如圖1-72所示，火箭內部的平臺上放置著一個測試儀器，火箭從地面啟動后，以加速度g/2垂直向上運動，到達一定高度時，測試儀器對平臺施加的壓強為啟動前壓強的17/18。設地球半徑為R，求此時火箭距離地面的高度。
圖1-711。地球的質量為M，半徑為R，萬有引力常數為G。發射人造衛星，繞地球表面做圓周運動，衛星的速度稱為第一宇宙速度。
試推導上述量所表示的第一宇宙速度的計算公式，并寫出推導依據。
如果已知第一宇宙速度為v = 7.9公里/秒高中物理的射程推導公式，地球半徑為R = 6.4310公里，引力常數為G = 310
23-10 宇宙速度。N2m/kg，計算地球的質量。
12.如圖 1-75 所示，一輛 2.0 kg 的手推車放在光滑的水平面上，手推車右端放置一個 1.0 kg 的木塊，木塊與手推車之間的動摩擦系數為 0.5。當木塊和手推車同時受到向左的水平拉力 F1 = 6.0 N 和向右的水平拉力 F2 = 9.0 N 時高中物理的射程推導公式，兩個力在 0.4 s 后同時撤消。為了防止木塊從手推車上滑落，手推車的最小長度是多少？
２
圖1-75
13、如圖1-76所示，一輛帶有弧形軌道的小車放在一艘上表面光滑的船上，浮在水面上，車的左端被固定在船上的物體擋住。車的弧形軌道與水平部分相切于B點，AB截面光滑，BC截面粗糙。現一塊距小車BC面高度為h的木塊從A點滑下，最后停在小車表面BC截面的某處。木塊、小車、小船的質量分別為m1=m、m2=2m、m3=3m；木塊與小車表面之間的動摩擦系數為μ=0.4，水對小船的阻力可忽略不計，請問木塊在BC面上滑動的距離s是多少？
圖1-76
14、如圖1-77所示，有一根長度為L的不可伸縮的輕繩，一端用手握住，另一端系在一個質量為m的小球上。現使手持端在水平桌面上做半徑為R、角速度為ω的勻速圓周運動，繩子始終與半徑為R的圓相切。小球也在同一水平面上做勻速圓周運動。設手所作功的功率為P，求：
圖1-77
小球做勻速圓周運動的線速度。
球在運動過程中遇到的摩擦阻力的大小。
15、如圖1-78所示，一塊長度為L=0.50m的木板AB靜止不動，固定在水平面上。在AB的左端貝語網校，有一塊質量為M=0.48kg的小木塊C。現一枚質量為m=20g的子彈以v0=75m/s的速度射向小木塊C，并滯留在小木塊內。已知小木塊C與木板AB之間的動摩擦系數為μ=0.1。
２
圖1-78
求小木塊C移動到AB右端面時的速度v2的大小。
設一塊木板AB固定在一以u=1.0m/s勻速向右運動的小車上，木板AB的A端仍放置一小木塊C，一子彈以v0′=76m/s的速度射擊小木塊C，并留在小木塊內，求小木塊C移動到AB右端面的過程中，小車向右移動的距離s。
16、如圖1-79所示，一塊質量為M=2kg的長木板B靜止在光滑的水平面上，一塊垂直擋板放在B的右側。現一質量為m=1kg的小物體A以v0=6m/s的速度從B左端水平滑向B。已知A、B間的動摩擦系數為μ=0.2，B與垂直擋板碰撞時間極短，碰撞過程中無機械能損失。
圖1-79
如果B的右端距離擋板距離s=4m，那么木板B的最小長度是多少，才能保證A最終不離開B？
如果 B 的右端距離擋板 s = 0.5m，那么木板 B 的最小長度是多少，使得 A 最終不會與 B 分離？
17.如圖1-80所示，長木板A右側固定有一塊擋板，包括擋板在內的總質量為1.5M，靜止在光滑的水平地面上。小木塊B的質量為M，它以初速度v0從A左端開始滑動，滑向右端與擋板相撞。已知碰撞過程耗時很短，碰撞之后木塊B剛好滑到A的左端后停止滑動。已知B與A間的動摩擦系數為μ，B在木板A上的單程滑動長度為l。求：
圖 1-80
設μl=3v0/160g，則B在與擋板碰撞后的運動過程中，摩擦力對板A做正功還是負功？做功量為多少？
討論 A 和 B 在整個運動過程中是否有可能在某一時刻向左移動。如果不可能，請解釋原因；如果可能，請找出發生這種情況的條件。
18、某市區，一小車在直路上以vA勻速向東行駛，一名游客在斑馬線上由南向北橫穿馬路，小車駕駛員發現前方有危險，0.7s后反應過來，緊急剎車，但還是撞到了向B方向行走的游客，小車最后停在C處。為了清楚了解事故現場，下圖1-81所示：為判斷小車駕駛員是否超速，警方派出警車在同一路段以法定最高速度vm=14.0m/s行駛，在事故車起始剎車點A處緊急剎車，行駛31.5m后停下。在事故現場測得AB=17.5m、BC=14.0m、BD=2.6m。問題
２
圖1-81
涉事車輛的初速度vA是多少？
游客過馬路的速度有多快？
19、如圖1-82所示，一質量為mA=10kg的物塊A和質量為mB=2kg的物塊B，置于一傾斜角為θ=30°的光滑斜面上，靜止不動。一輕彈簧的一端連接在物塊B上，另一端連接在一固定擋板上。彈簧常數k=400N/m。現對物塊A施加一個與斜面平行的力F，使物塊A沿斜面以勻加速向上運動。已知力F在前0.2s為變力，0.2s后為恒定力。求
２２
圖1-82
力F的最大值和最小值；
在力F由最小值增大到最大值的過程中，物體A的重力勢能不斷增大。
20、如圖1-83所示，滑塊A、B的質量分別為m1、m2，m1<m2，用輕彈簧連接，放置在水平的氣墊軌道上。用一條輕繩將兩滑塊拉到最接近的位置，使彈簧處于最大壓縮狀態然后綁緊。兩滑塊一起以勻速v0向右滑動，突然，輕繩斷掉，當彈簧伸長到自然長度時，滑塊A的速度恰好為零。在隨后的運動過程中，是否會有滑塊B的速度等于零的時刻？試通過定量分析證明你的結論。
圖1-83
21.如圖1-84所示，一個表面粗糙的圓盤以恒定的角速度ω旋轉，質量為m的物體與轉軸之間接有一輕彈簧，已知彈簧原長大于圓盤半徑，彈簧常數為k。物體在距轉軸距離R處剛好能隨圓盤轉動，不發生相對滑動。現將物體沿徑向移動一小段距離，如果物體移動后還能隨圓盤轉動，且保持相對靜止，需滿足什么條件？
圖1-84
22、設一顆人造衛星繞地球做勻速圓周運動，根據萬有引力定律、牛頓運動定律和周期的概念，討論隨著軌道半徑的增大，人造衛星的線速度減小，周期增大。
23、一質點做勻加速直線運動，加速度為a，在某一時刻經過A點，經過時間T后經過B點，位移為s1。經過時間T后經過C點，再經過第三個時間T后經過D點，在第三個時間T時的位移為s3。利用勻加速直線運動公式證明：a=/2T。
24. 一輛汽車沿直線拖動紙帶，一個點計時器在紙帶上標記出一系列點。你如何根據紙帶上的點來證明汽車在勻加速運動？請說明你判斷的依據，并作出相應的證明。
25.如圖1-80所示，一質量為1kg的小物體以初速度5m/s滑行到一塊原本靜止在水平面上的木板上，木板的質量為4kg。2秒后，該物體從木板的另一端滑出，相對地面的速度為1m/s，此過程中木板的位移為0.5m。求木板與水平面之間的動摩擦系數。
圖 1-80 圖 1-81
26、如圖1-81所示，兩塊完全相同的木塊并排放置在光滑的地面上，木塊的長度均為l=1.00m。在左邊木塊的最左端放置一個小金屬塊，其質量等于一塊木塊的質量。開始時，小金屬塊向右滑動，初速度為v0=2.00m/s。金屬塊與木塊之間的滑動摩擦系數為μ=0.10，g為10m/s。求：木塊的終速度。
27. 如圖 1-82 所示，兩個物體 A 和 B 緊靠在一起放置在光滑水平面上。它們的質量分別為 mA = 3 千克和 mB = 6 千克。現在，用水平力 FA 推動 A，用水平力 FB 拉動 B。FA 和 FB 隨時間的變化關系為 FA = 9-2t，FB = 3 + 2t。從 t = 0 到 A 和 B 分離時，它們的位移是多少？
細化物體受力與平衡測試點
1.如圖所示，質量為m，橫截面積為直角三角形塊ABC，∠ABC??，
AB面靠在垂直壁面上，物塊與壁面之間的動摩擦系數為？。F垂直于斜面BC
物體沿壁面勻速下滑，摩擦力的大小為
A. mg?Fsin? B. mg?Fsin? C． ?mg D. ?Fcos?
2. 當你擔心垂直握住的瓶子會掉落時，你總是會試圖握得更緊。這樣做的最終目的是
A.增加瓶子所受的總外力 B.增加手對瓶子的壓力
C.增加手與瓶子之間的摩擦力 D.增加手與瓶子之間的最大靜摩擦力
3.物體M位于斜面上，在與斜面平行的水平力F作用下，處于靜止狀態，如圖所示。若撤去外力F，物體
A. 會從斜坡上滑下來B. 摩擦力的方向肯定會改變C. 摩擦力會增加D. 摩擦力會減小
4.如圖所示，斜楔ABC放在粗糙的水平地面上，在斜楔上放置一個質量為G的塊體，塊體在斜楔上靜止不動，此時塊體受到一個垂直向下的力F，下列哪項表述是正確的？
A.斜砍物體所受的彈力增大 B.物體所受的合力不變 C.物體所受的摩擦力增大
D.當力F增大到一定程度時，物體會移動
5、如圖所示，將一根輕而軟、不能拉伸的繩索兩端分別系在A、B點，用動滑輪在繩索上懸掛物體。當達到平衡時，兩繩段間的夾角為?1，繩索張力為F1；將繩索末端B移至C點，當整個系統達到平衡時，兩繩段間的夾角為?2，繩索張力為F2；將繩索末端B移至D點，當整個系統達到平衡時，兩繩段間的夾角為?3，繩索張力為F3。忽略摩擦力，則
B.
?1=?2F>FD。 F1 =F6。 如圖所示，物體靜止在光滑水平面上，水平力F作用于物體的O點。若要使物體所受合力的方向沿OO?方向，則需在物體上再加一個力F?。此力的最小值為 A. Fcosθ B. Fsinθ C. Ftanθ D. Fcotθ
7、一塊橫截面為直角三角形的木塊放在水平地面上，斜面上放一個光滑的小球，小球的一面靠在垂直的墻上，木塊處于靜止狀態，如圖所示。如果在光滑小球最高處施加一個垂直向下的力F，木塊仍處于靜止狀態，則木塊對地面的壓力N和摩擦力f會發生變化。
A. 隨著 N 的增加，f 也增加B. 隨著 N 的增加，f 保持不變C. 隨著 N 保持不變，f 也增加D. 隨著 N 保持不變，f 也保持不變
8.如圖所示，物體A、B、C疊放在水平桌面上，水平力F作用于物體C，使A、B、
C以共同的速度向右移動，三者相對靜止，那么摩擦力是多少？
正確的說法是
A.C 不受摩擦影響 B.B 不受摩擦影響
C. A 上的凈摩擦力為零
D.將A、B、C視為一個整體，整體上的摩擦力為零
9、如圖所示，皮帶為水平狀態，當皮帶靜止時，作用于物體使物體向右勻速運動的水平拉力為F1；當皮帶向左運動時，作用于物體使物體向右勻速運動的水平拉力為F2，則
A.F1 = FB。F1 > F2
C.F1 地面朝向
A的支撐力為N，若將A稍微向右移動，系統保持靜止，則下列說法正確的是？
A. F 和 N 均增加B. F 和 N 均減少C. F 增加，N 減少D. F 減少，N 增加
11.如圖所示，兩個光滑球P、Q分別卡在兩個寬度不同、內壁光滑的凹槽內。在圖A、B中，B、B′處左側壁面所受壓力分別為FB、FB′。在圖B、C中，球P對凹槽底部所受壓力分別為FA、FA。
球Q在點C和C′處對右壁施加的壓力分別為FC和FC′。
?, FB=FB?, FC=FC? A. FA=FA
?, FB=-FC, FB?=-FC? B. FA=FA
?,FB=-FC,FB?=-FC?C.FA?FA
12. 某學生做了一個實驗來驗證平行四邊形力的定律，主要步驟是：
A.在桌子上放置一塊方形木板，在木板上鋪一張白紙，用圖釘將白紙釘在木板上。B.用圖釘將橡皮條的一端固定在木板上的A點上，在橡皮條的另一端系上兩根細繩，在細繩的另一端系上套索。