高中物理力学练习及答案
1.如图1-73所示，一质量为M=10kg的木楔ABC静止放置在粗糙水平地面上，摩擦因数μ=0.02。在倾斜角θ为30°的斜面上，一质量为m=1.0kg的木块从静止开始沿斜面下滑，当下滑距离s=1.4m时，其速度v=1.4m/s。在此过程中，木楔不动。求地面对木楔的摩擦力的大小及方向。
２
图1-73
2、某航空公司一架客机在正常航线上水平飞行，由于突然受到强烈垂直气流的冲击，飞机在10秒钟内下降了1700m，造成多名乘客和机组人员受伤。如果我们只研究飞机的垂直运动，并假设此运动为匀加速直线运动，试计算：
飞机受到的垂直加速度是多少？它的方向是什么？
乘客的安全带必须提供相当于乘客体重多少倍的垂直拉力才能防止乘客从座位上掉下来？
不系安全带的乘客相对座舱会朝哪个方向移动？人体哪个部位最容易受伤？
3. 一宇航员从月球上高度h处水平抛出一小球，初速度为v0，测得水平射程为L，已知月球半径为R，若从月球发射一颗月球卫星，它在月球表面附近绕月球运行的周期为多少？
4. 一个质量为 2 kg 的块体放在水平面上。用 12 N 的水平力使物体从静止状态移动。块体与水平面之间的动摩擦系数为 0.2。块体移动 2 秒后撤去力。g 为 10 m/s。
2秒结束时物体的瞬时速度。
此后，物体在水平面上可以滑动的最大距离是
5、如图1-74所示，一人以恒定速度推一个重量为G=200N的箱子，推力F向下，与水平方向成θ=30°。箱子与地面之间的动摩擦系数为μ=0.40。求
２２２
图1-74
推力F的大小。
如果一个人不改变推力F的大小，而只改变力的方向为水平来推动静止的盒子，并且作用t=3.0秒后推力撤回，则盒子可以移动的最大距离是多少？
6. 一名网球运动员在距网 12 米处水平发球，发球高度为 2.4 米，网高为 0.9 米。
如果网球在距离网 0.1 米处越过网，求网球的初速度。
如果以上述初速度发球，求网球落地点到网的距离。
取g = 10/m2s，忽略空气阻力。
7、在光滑水平面上，一质量为m=1kg的质点以速度v0=10m/s沿x轴正方向运动，经过原点后，沿y轴正方向受到恒定力F=5N的作用，直线OA与x轴成37°角，如图1-70所示。求：2
图1-70
设粒子的轨迹与直线OA相交于点P，则粒子从点O移动到点P所用的时间与P的坐标；
粒子通过点 P 时的速度。
8、如图1-71a所示，一质量为1kg的物体放在固定斜面上，对物体施加与斜面平行的拉力F，1秒后撤去拉力，物体运动的vt图如图1-71b所示，试计算拉力F。
图1-71
9、一条直的传送带以v=2m/s的恒定速度运转。将一个物体轻轻地放在传送带的A点上，经过t=6s后，物体到达B点，A、B两点间的距离为L=10m。物体在传送带上以恒定的加速度运动需要多长时间？如果提高传送带速度，可以更快地将物体运送到B点。为了用最短的时间将物体从A点运送到B点，请解释并计算传送带的最小速度。如果在此基础上将传送带速度提高1倍，物体从A点运送到B点需要多长时间？
10.如图1-72所示，火箭内部的平台上放置着一个测试仪器，火箭从地面启动后，以加速度g/2垂直向上运动，到达一定高度时，测试仪器对平台施加的压强为启动前压强的17/18。设地球半径为R，求此时火箭距离地面的高度。
图1-711。地球的质量为M，半径为R，万有引力常数为G。发射人造卫星，绕地球表面做圆周运动，卫星的速度称为第一宇宙速度。
试推导上述量所表示的第一宇宙速度的计算公式，并写出推导依据。
如果已知第一宇宙速度为v = 7.9公里/秒高中物理的射程推导公式，地球半径为R = 6.4310公里，引力常数为G = 310
23-10 宇宙速度。N2m/kg，计算地球的质量。
12.如图 1-75 所示，一辆 2.0 kg 的手推车放在光滑的水平面上，手推车右端放置一个 1.0 kg 的木块，木块与手推车之间的动摩擦系数为 0.5。当木块和手推车同时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 时高中物理的射程推导公式，两个力在 0.4 s 后同时撤消。为了防止木块从手推车上滑落，手推车的最小长度是多少？
２
图1-75
13、如图1-76所示，一辆带有弧形轨道的小车放在一艘上表面光滑的船上，浮在水面上，车的左端被固定在船上的物体挡住。车的弧形轨道与水平部分相切于B点，AB截面光滑，BC截面粗糙。现一块距小车BC面高度为h的木块从A点滑下，最后停在小车表面BC截面的某处。木块、小车、小船的质量分别为m1=m、m2=2m、m3=3m；木块与小车表面之间的动摩擦系数为μ=0.4，水对小船的阻力可忽略不计，请问木块在BC面上滑动的距离s是多少？
图1-76
14、如图1-77所示，有一根长度为L的不可伸缩的轻绳，一端用手握住，另一端系在一个质量为m的小球上。现使手持端在水平桌面上做半径为R、角速度为ω的匀速圆周运动，绳子始终与半径为R的圆相切。小球也在同一水平面上做匀速圆周运动。设手所作功的功率为P，求：
图1-77
小球做匀速圆周运动的线速度。
球在运动过程中遇到的摩擦阻力的大小。
15、如图1-78所示，一块长度为L=0.50m的木板AB静止不动，固定在水平面上。在AB的左端贝语网校，有一块质量为M=0.48kg的小木块C。现一枚质量为m=20g的子弹以v0=75m/s的速度射向小木块C，并滞留在小木块内。已知小木块C与木板AB之间的动摩擦系数为μ=0.1。
２
图1-78
求小木块C移动到AB右端面时的速度v2的大小。
设一块木板AB固定在一以u=1.0m/s匀速向右运动的小车上，木板AB的A端仍放置一小木块C，一子弹以v0′=76m/s的速度射击小木块C，并留在小木块内，求小木块C移动到AB右端面的过程中，小车向右移动的距离s。
16、如图1-79所示，一块质量为M=2kg的长木板B静止在光滑的水平面上，一块垂直挡板放在B的右侧。现一质量为m=1kg的小物体A以v0=6m/s的速度从B左端水平滑向B。已知A、B间的动摩擦系数为μ=0.2，B与垂直挡板碰撞时间极短，碰撞过程中无机械能损失。
图1-79
如果B的右端距离挡板距离s=4m，那么木板B的最小长度是多少，才能保证A最终不离开B？
如果 B 的右端距离挡板 s = 0.5m，那么木板 B 的最小长度是多少，使得 A 最终不会与 B 分离？
17.如图1-80所示，长木板A右侧固定有一块挡板，包括挡板在内的总质量为1.5M，静止在光滑的水平地面上。小木块B的质量为M，它以初速度v0从A左端开始滑动，滑向右端与挡板相撞。已知碰撞过程耗时很短，碰撞之后木块B刚好滑到A的左端后停止滑动。已知B与A间的动摩擦系数为μ，B在木板A上的单程滑动长度为l。求：
图 1-80
设μl=3v0/160g，则B在与挡板碰撞后的运动过程中，摩擦力对板A做正功还是负功？做功量为多少？
讨论 A 和 B 在整个运动过程中是否有可能在某一时刻向左移动。如果不可能，请解释原因；如果可能，请找出发生这种情况的条件。
18、某市区，一小车在直路上以vA匀速向东行驶，一名游客在斑马线上由南向北横穿马路，小车驾驶员发现前方有危险，0.7s后反应过来，紧急刹车，但还是撞到了向B方向行走的游客，小车最后停在C处。为了清楚了解事故现场，下图1-81所示：为判断小车驾驶员是否超速，警方派出警车在同一路段以法定最高速度vm=14.0m/s行驶，在事故车起始刹车点A处紧急刹车，行驶31.5m后停下。在事故现场测得AB=17.5m、BC=14.0m、BD=2.6m。问题
２
图1-81
涉事车辆的初速度vA是多少？
游客过马路的速度有多快？
19、如图1-82所示，一质量为mA=10kg的物块A和质量为mB=2kg的物块B，置于一倾斜角为θ=30°的光滑斜面上，静止不动。一轻弹簧的一端连接在物块B上，另一端连接在一固定挡板上。弹簧常数k=400N/m。现对物块A施加一个与斜面平行的力F，使物块A沿斜面以匀加速向上运动。已知力F在前0.2s为变力，0.2s后为恒定力。求
２２
图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过程中，物体A的重力势能不断增大。
20、如图1-83所示，滑块A、B的质量分别为m1、m2，m1<m2，用轻弹簧连接，放置在水平的气垫轨道上。用一条轻绳将两滑块拉到最接近的位置，使弹簧处于最大压缩状态然后绑紧。两滑块一起以匀速v0向右滑动，突然，轻绳断掉，当弹簧伸长到自然长度时，滑块A的速度恰好为零。在随后的运动过程中，是否会有滑块B的速度等于零的时刻？试通过定量分析证明你的结论。
图1-83
21.如图1-84所示，一个表面粗糙的圆盘以恒定的角速度ω旋转，质量为m的物体与转轴之间接有一轻弹簧，已知弹簧原长大于圆盘半径，弹簧常数为k。物体在距转轴距离R处刚好能随圆盘转动，不发生相对滑动。现将物体沿径向移动一小段距离，如果物体移动后还能随圆盘转动，且保持相对静止，需满足什么条件？
图1-84
22、设一颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力定律、牛顿运动定律和周期的概念，讨论随着轨道半径的增大，人造卫星的线速度减小，周期增大。
23、一质点做匀加速直线运动，加速度为a，在某一时刻经过A点，经过时间T后经过B点，位移为s1。经过时间T后经过C点，再经过第三个时间T后经过D点，在第三个时间T时的位移为s3。利用匀加速直线运动公式证明：a=/2T。
24. 一辆汽车沿直线拖动纸带，一个点计时器在纸带上标记出一系列点。你如何根据纸带上的点来证明汽车在匀加速运动？请说明你判断的依据，并作出相应的证明。
25.如图1-80所示，一质量为1kg的小物体以初速度5m/s滑行到一块原本静止在水平面上的木板上，木板的质量为4kg。2秒后，该物体从木板的另一端滑出，相对地面的速度为1m/s，此过程中木板的位移为0.5m。求木板与水平面之间的动摩擦系数。
图 1-80 图 1-81
26、如图1-81所示，两块完全相同的木块并排放置在光滑的地面上，木块的长度均为l=1.00m。在左边木块的最左端放置一个小金属块，其质量等于一块木块的质量。开始时，小金属块向右滑动，初速度为v0=2.00m/s。金属块与木块之间的滑动摩擦系数为μ=0.10，g为10m/s。求：木块的终速度。
27. 如图 1-82 所示，两个物体 A 和 B 紧靠在一起放置在光滑水平面上。它们的质量分别为 mA = 3 千克和 mB = 6 千克。现在，用水平力 FA 推动 A，用水平力 FB 拉动 B。FA 和 FB 随时间的变化关系为 FA = 9-2t，FB = 3 + 2t。从 t = 0 到 A 和 B 分离时，它们的位移是多少？
细化物体受力与平衡测试点
1.如图所示，质量为m，横截面积为直角三角形块ABC，∠ABC??，
AB面靠在垂直壁面上，物块与壁面之间的动摩擦系数为？。F垂直于斜面BC
物体沿壁面匀速下滑，摩擦力的大小为
A. mg?Fsin? B. mg?Fsin? C． ?mg D. ?Fcos?
2. 当你担心垂直握住的瓶子会掉落时，你总是会试图握得更紧。这样做的最终目的是
A.增加瓶子所受的总外力 B.增加手对瓶子的压力
C.增加手与瓶子之间的摩擦力 D.增加手与瓶子之间的最大静摩擦力
3.物体M位于斜面上，在与斜面平行的水平力F作用下，处于静止状态，如图所示。若撤去外力F，物体
A. 会从斜坡上滑下来B. 摩擦力的方向肯定会改变C. 摩擦力会增加D. 摩擦力会减小
4.如图所示，斜楔ABC放在粗糙的水平地面上，在斜楔上放置一个质量为G的块体，块体在斜楔上静止不动，此时块体受到一个垂直向下的力F，下列哪项表述是正确的？
A.斜砍物体所受的弹力增大 B.物体所受的合力不变 C.物体所受的摩擦力增大
D.当力F增大到一定程度时，物体会移动
5、如图所示，将一根轻而软、不能拉伸的绳索两端分别系在A、B点，用动滑轮在绳索上悬挂物体。当达到平衡时，两绳段间的夹角为?1，绳索张力为F1；将绳索末端B移至C点，当整个系统达到平衡时，两绳段间的夹角为?2，绳索张力为F2；将绳索末端B移至D点，当整个系统达到平衡时，两绳段间的夹角为?3，绳索张力为F3。忽略摩擦力，则
B.
?1=?2F>FD。 F1 =F6。 如图所示，物体静止在光滑水平面上，水平力F作用于物体的O点。若要使物体所受合力的方向沿OO?方向，则需在物体上再加一个力F?。此力的最小值为 A. Fcosθ B. Fsinθ C. Ftanθ D. Fcotθ
7、一块横截面为直角三角形的木块放在水平地面上，斜面上放一个光滑的小球，小球的一面靠在垂直的墙上，木块处于静止状态，如图所示。如果在光滑小球最高处施加一个垂直向下的力F，木块仍处于静止状态，则木块对地面的压力N和摩擦力f会发生变化。
A. 随着 N 的增加，f 也增加B. 随着 N 的增加，f 保持不变C. 随着 N 保持不变，f 也增加D. 随着 N 保持不变，f 也保持不变
8.如图所示，物体A、B、C叠放在水平桌面上，水平力F作用于物体C，使A、B、
C以共同的速度向右移动，三者相对静止，那么摩擦力是多少？
正确的说法是
A.C 不受摩擦影响 B.B 不受摩擦影响
C. A 上的净摩擦力为零
D.将A、B、C视为一个整体，整体上的摩擦力为零
9、如图所示，皮带为水平状态，当皮带静止时，作用于物体使物体向右匀速运动的水平拉力为F1；当皮带向左运动时，作用于物体使物体向右匀速运动的水平拉力为F2，则
A.F1 = FB。F1 > F2
C.F1 地面朝向
A的支撑力为N，若将A稍微向右移动，系统保持静止，则下列说法正确的是？
A. F 和 N 均增加B. F 和 N 均减少C. F 增加，N 减少D. F 减少，N 增加
11.如图所示，两个光滑球P、Q分别卡在两个宽度不同、内壁光滑的凹槽内。在图A、B中，B、B′处左侧壁面所受压力分别为FB、FB′。在图B、C中，球P对凹槽底部所受压力分别为FA、FA。
球Q在点C和C′处对右壁施加的压力分别为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. 某学生做了一个实验来验证平行四边形力的定律，主要步骤是：
A.在桌子上放置一块方形木板，在木板上铺一张白纸，用图钉将白纸钉在木板上。B.用图钉将橡皮条的一端固定在木板上的A点上，在橡皮条的另一端系上两根细绳，在细绳的另一端系上套索。