1.细胞膜具有屏障作用,它可以保护细胞不受外来物质的干扰和有害物质的侵袭。
10.
图3-1-16
用水平力拉动物体在水平面上做加速直线运动.当改变拉力的大小时,物体运动的加速度也随之变化,a和F的关系如图3-1-16所示.g取10 m/s2.
(1)根据图线所给的信息,求物体的质量及物体与水平面间的动摩擦因数;
(2)若改用质量是原来2倍的同种材料的物体,请在图3-1-16的坐标系上画出这种情况下的a-F图线.(要求写出作图的根据)
解析:(1)根据牛顿第二定律:F-μmg=ma,所以a=F-μg
可见a-F图象为一条直线,直线的斜率k==2.0 kg-1,纵轴截距为-μg=-2.0 m/s2,
解得:物体的质量m=0.50 kg,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.20.(也可以用横轴截距求动摩擦因数:当F=1.0 N时,物体的加速度为零,物体所受阻力Ff=F=1.0 N,由Ff=μmg解得物体与水平面间的动摩擦因数μ==0.20.用其他方法结果正确也可)
(2)当物体质量加倍时,物体的加速度a=F-μg
直线斜率k′==1.0 kg-1,纵轴的截距不变,作出如图所示的图线.
答案:(1)0.50 kg 0.20
(2)图见解析
9.
图3-1-15
(2009·安徽,22)在2008年北京残奥会开幕式上运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神.为了探求上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化.一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图3-1-15所示.设运动员的质量为65 kg,吊椅的质量为15 kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦,重力加速度取g=10 m/s2.当运动员与吊椅一起正以加速度a=1 m/s2上升时,试求:
(1)运动员竖直向下拉绳的力;
(2)运动员对吊椅的压力.
解析:解法一:设运动员和吊椅的质量分别为M和m,绳拉运动员的力为F.以运动员和吊椅整体为研究对象,受到重力的大小为(M+m)g,向上的拉力为2F,根据牛顿第二定律
2F-(M+m)g=(M+m)a,F=440 N,根据牛顿第三定律,运动员拉绳的力大小为440 N,方向竖直向下.
(2)以运动员为研究对象,运动员受到三个力的作用,重力大小Mg,绳的拉力F,吊椅对运动员的支持力FN.根据牛顿第二定律:F+FN-Mg=Ma,FN=275 N,根据牛顿第三定律,运动员对吊椅的压力大小为275 N,方向竖直向下.
解法二:设运动员和吊椅的质量分别为M和m;运动员竖直向下对绳的拉力大小为F,对吊椅的竖直向下压力大小为FN.根据牛顿第三定律,绳对运动员的拉力大小为F,吊椅对运动员的支持力大小为FN.分别以运动员和吊椅为研究对象,根据牛顿第二定律:
F+FN-Mg=Ma①
F-FN-mg=ma②
由①②解得F=440 N,FN=275 N
答案:(1)440 N,竖直向下 (2)275 N,竖直向下
8.
图3-1-14
如图3-1-14所示,在倾角为θ的光滑物块P的斜面上有两个用轻弹簧相连接的物体A和B;C为一垂直固定斜面的挡板,A、B质量均为m,弹簧的劲度系数为k,系统静止在水平面上.现对物体A施加一平行于斜面向下的力F压缩弹簧后,突然撤去外力F,则在物体B刚要离开C时(此过程中A始终没有离开斜面)( )
A.物体B加速度大小为gsin θ B.弹簧的形变量为mgsin θ/k
C.弹簧对B的弹力大小为mgsin θ D.物体A的加速度大小为gsin θ
解析:当物体B刚要离开挡板C时,对物体B受力分析可得:kx-mgsin θ=0,则选项A错误,BC正确;对物体A由牛顿第二定律可得:kx+mgsin θ=maA,解得aA=2gsin θ,选项D错误.
答案:BC
7.
图3-1-13
如图3-1-13所示,物体A与斜面B保持相对静止并一起沿水平面向右做匀加速运动,当加速度a增大时,下列说法可能正确的是( )
A.B对A的弹力不变,B对A的摩擦力可能减小
B.B对A的弹力增大,B对A的摩擦力大小可能不变
C.B对A的弹力增大,B对A的摩擦力一定增大
D.B对A的弹力增大,B对A的摩擦力可能减小
解析:本题考查牛顿第二定律的应用.物体和斜面保持相对静止,沿水平方向加速运动,则合力沿水平方向,竖直方向的合力为零,设斜面的倾角为θ,若开始静摩擦力的方向沿斜面向下,则FNsin θ+Ffcos θ=ma,FNcos θ=Ffsin θ+mg.若N增大,则Ff增大,因此此时,a增大,FN、Ff都在增大.同理,若开始时静摩擦力方向沿斜面向上,则FNsin θ-Ffcos θ=ma,FNcos θ+Ffsin θ=mg,若FN逐渐增大,则Ff沿斜面向上先逐渐减小到零,再沿斜面向下逐渐增大,此时B对A的弹力增大,B对A的摩擦力大小可能减小,可能为零,可能不变,可能增大,因此B、D项正确.
答案:BD
6.
图3-1-12
如图3-1-12所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上向右滑行,木块受到向右的拉力F的作用,长木板处于静止状态,已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ1,长木板与地面间的动摩擦因数为μ2,则( )
A.长木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg
B.长木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m+M)g
C.当F>μ2(m+M)g时,长木板便会开始运动
D.无论怎样改变F的大小,长木板都不可能运动
解析:木块受到的滑动摩擦力大小为μ1mg,由牛顿第三定律,长木板受到m对它的摩擦力大小也是μ1mg,对长木板使用平衡条件得地面对长木板的静摩擦力为μ2mg,A正确.改变F的大小,木块m受到的滑动摩擦力不会发生变化,长木板受力不变,D正确.
答案:AD
5.
图3-1-11
(2010·广州三校联考)如图3-1-11所示,一条轻质弹簧左端固定,右端系一小物块,物块与水平面各处动摩擦因数相同,弹簧无形变时,物块位于O点.今先后分别把物块拉到P1和P2点由静止释放,物块都能运动到O点左方,设两次运动过程中物块速度最大的位置分别为Q1和Q2点,则Q1与Q2点( )
A.都在O点 B.都在O点右方,且Q1离O点近
C.都在O点右方,且Q2离O点近 D.都在O点右方,且Q1、Q2在同一位置
解析:物块在水平方向受弹力和滑动摩擦力,弹力是变力,故物块做变加速运动,当加速度a=0时,速度最大.根据牛顿第二定律,当弹力和摩擦力大小相等,方向相反时,加速度a=0,故速度最大位置应在O点右方同一位置,故D正确.
答案:D
4.
图3-1-10
建筑工人用图3-1-10所示的定滑轮装置运送建筑材料.质量为70.0 kg的工人站在地面上,通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料以0.500 m/s2的加速度拉升,忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,则工人对地面的压力大小为(g取10 m/s2)( )
A.490 N B.510 N C.890 N D.910 N
解析:绳子的拉力T=mg+ma=20(10+0.500) N=210 N.地面对人的支持力也就等于工人对地面的压力大小FN=Mg-T=700 N-210 N=490 N.
答案:A
3.关于速度、加速度、合外力间的关系,下列说法正确的是( )
A.物体的速度越大,则加速度越大,所受的合外力也越大
B.物体的速度为零,则加速度为零,所受的合外力也为零
C.物体的速度为零,但加速度可能很大,所受的合外力也可能很大
D.物体的速度很大,但加速度可能为零,所受的合外力也可能为零
解析:加速度由力决定,加速度与速度无必然联系;物体的速度为零时,加速度可以为零,也可以不为零或很大,所以A、B错,C、D对.
答案:CD
2.16世纪末,伽利略用实验和推理,推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论,开启了物理学发展的新纪元.在以下说法中,与亚里士多德观点相反的是( )
A.四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快;这说明,物体受的力越大,速度就越大
B.一个运动的物体,如果不再受力了,它总会逐渐停下来;这说明,静止状态才是物
体长时间不受力时的“自然状态”
C.两物体从同一高度自由下落,较重的物体下落较快
D.一个物体维持匀速直线运动,不需要受力
解析:亚里士多德认为物体受的力越大,速度就越大;力是物体运动的原因,静止是不受力的自然状态;从同一高度较重的物体下落得较快.物体做匀速直线运动不需要受力与亚里士多德的观点相反,所以本题选D.
答案:D
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