力学情景分析试题与解析答案

精选力学情景分析试题与解析答案

一、单选题（每题2分，共20分）

1.质量为m的物体在水平面上受到恒力F作用沿直线运动，若物体与水平面间的动摩擦因数为μ，则物体受到的摩擦力大小为（）（2分）A.μmgB.μmgcosθC.FsinθD.μF-mgsinθ【答案】A【解析】物体在水平面上运动时，摩擦力大小等于动摩擦因数乘以正压力由于水平面支持力等于重力，故摩擦力为μmg

2.如图所示，一个质量为m的物体从高度h处自由落下，不计空气阻力，物体落地时的动能为（）（2分）A.mghB.½mghC.√2mghD.2mgh【答案】A【解析】根据机械能守恒定律，物体落地时动能等于其重力势能，即mgh

3.两个质量分别为m1和m2的物体用轻绳连接，跨过无摩擦的定滑轮，如图所示若m1m2，则m1下降的加速度大小为（）（2分）A.gB.m1-m2g/m1C.m1-m2g/m1+m2D.m1+m2g/m2【答案】C【解析】根据牛顿第二定律，对m1和m2分别列式，联立可得a=m1-m2g/m1+m

24.一根轻质弹簧原长为L0，劲度系数为k，将其一端固定，另一端挂一个质量为m的小球，弹簧伸长ΔL后保持静止，则小球所受重力与弹簧弹力的关系为（）（2分）A.G=kΔLB.G=kL0C.G=kL0+ΔLD.G=kΔL²【答案】A【解析】小球静止时，重力与弹力平衡，即G=kΔL

5.一个质量为m的小球以速度v0水平抛出，不计空气阻力，小球落地时的速度大小为（）（2分）A.v0B.√v0²+2ghC.√v0²+ghD.2v0【答案】B【解析】根据机械能守恒，小球落地时动能等于抛出时的动能加上重力势能转化的动能，即v=√v0²+2gh

6.如图所示，一个质量为m的物体沿倾角为θ的斜面匀速下滑，则物体受到的摩擦力大小为（）（2分）A.mgsinθB.mgcosθC.μmgcosθD.μmgsinθ【答案】A【解析】物体匀速下滑时，重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡，即f=mgsinθ

7.一个质量为m的物体在粗糙的水平面上受到水平恒力F作用做匀加速直线运动，加速度为a，则物体受到的摩擦力大小为（）（2分）A.F-μαB.μαC.F-μα/mD.μα/m【答案】B【解析】根据牛顿第二定律，F-f=ma，解得f=F-μα

8.一个质量为m的物体从高度h处自由落下，经过时间t落地，则物体在落地前瞬间的速度大小为（）（2分）A.½gtB.gtC.√2ghD.√gh【答案】B【解析】根据自由落体运动规律，v=gt

9.两个质量分别为m1和m2的物体用轻绳连接，跨过无摩擦的定滑轮，如图所示若m1m2，则m2上升的加速度大小为（）（2分）A.gB.m2-m1g/m2C.m2-m1g/m1+m2D.m2+m1g/m1【答案】C【解析】根据牛顿第二定律，对m1和m2分别列式，联立可得a=m2-m1g/m1+m

210.一个质量为m的小球从高度h处自由落下，不计空气阻力，小球落地时的机械能守恒，则小球落地时的速度大小为（）（2分）A.√ghB.√2ghC.½√ghD.2√gh【答案】B【解析】根据机械能守恒定律，小球落地时动能等于其重力势能，即½mv²=mgh，解得v=√2gh

二、多选题（每题4分，共20分）

1.以下哪些情况中，系统的机械能守恒？（）（4分）A.自由落体运动B.平抛运动C.匀速圆周运动D.物体沿粗糙斜面匀速下滑【答案】A、B【解析】机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功自由落体和平抛运动中只有重力做功，故机械能守恒；匀速圆周运动中动能不变，重力势能变化，机械能不守恒；沿粗糙斜面匀速下滑时，重力势能减少，动能不变，摩擦力做负功，机械能不守恒

2.以下哪些情况下，物体的动能会改变？（）（4分）A.物体速度方向改变B.物体速度大小改变C.物体质量改变D.物体高度改变【答案】A、B【解析】动能公式为½mv²，速度方向改变时动能可能改变，速度大小改变时动能一定改变，质量改变时动能可能改变，高度改变时重力势能改变，但动能不一定改变

3.以下哪些情况下，物体的重力势能会改变？（）（4分）A.物体速度方向改变B.物体速度大小改变C.物体质量改变D.物体高度改变【答案】D【解析】重力势能公式为mgh，只有高度改变时重力势能会改变

4.以下哪些情况下，物体的动量会改变？（）（4分）A.物体速度方向改变B.物体速度大小改变C.物体质量改变D.物体高度改变【答案】A、B【解析】动量公式为mv，速度方向或大小改变时动量会改变，质量改变时动量可能改变，高度改变时重力势能改变，但动量不一定改变

5.以下哪些情况下，物体的加速度会改变？（）（4分）A.物体受到的合外力改变B.物体的质量改变C.物体做匀速直线运动D.物体做变加速直线运动【答案】A、B、D【解析】根据牛顿第二定律，加速度与合外力和质量有关，合外力或质量改变时加速度会改变；匀速直线运动时加速度为零，变加速直线运动时加速度不为零

三、填空题（每题4分，共20分）

1.一个质量为m的物体从高度h处自由落下，不计空气阻力，物体落地时的速度大小为______（4分）【答案】√2gh

2.一个质量为m的物体在水平面上受到恒力F作用沿直线运动，若物体与水平面间的动摩擦因数为μ，则物体受到的摩擦力大小为______（4分）【答案】μmg

3.两个质量分别为m1和m2的物体用轻绳连接，跨过无摩擦的定滑轮，若m1m2，则m1下降的加速度大小为______（4分）【答案】m1-m2g/m1+m

24.一个质量为m的物体沿倾角为θ的斜面匀速下滑，则物体受到的摩擦力大小为______（4分）【答案】mgsinθ

5.一个质量为m的小球从高度h处自由落下，不计空气阻力，小球落地时的机械能守恒，则小球落地时的速度大小为______（4分）【答案】√2gh

四、判断题（每题2分，共10分）

1.两个物体碰撞后，若动量守恒，则机械能一定守恒（）（2分）【答案】（×）【解析】弹性碰撞中动量和机械能都守恒，非弹性碰撞中动量守恒但机械能不守恒

2.一个物体在水平面上做匀速圆周运动，其动能不守恒（）（2分）【答案】（√）【解析】匀速圆周运动中速度大小不变，动能不变，但方向变化，故动能不守恒

3.一个物体从高度h处自由落下，不计空气阻力，其重力势能全部转化为动能（）（2分）【答案】（√）【解析】根据机械能守恒定律，重力势能全部转化为动能

4.一个物体在水平面上受到恒力F作用沿直线运动，若物体与水平面间的动摩擦因数为μ，则物体受到的摩擦力大小为μmgcosθ（）（2分）【答案】（×）【解析】物体在水平面上运动时，摩擦力大小等于动摩擦因数乘以正压力，即μmg，与角度无关

5.一个物体从高度h处自由落下，经过时间t落地，则物体在落地前瞬间的速度大小为½gt（）（2分）【答案】（×）【解析】根据自由落体运动规律，v=gt

五、简答题（每题5分，共15分）

1.简述机械能守恒的条件（5分）【答案】机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功当系统中只有重力或弹力做功时，动能和势能可以相互转化，但总机械能保持不变

2.简述动量守恒的条件（5分）【答案】动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力之和为零当系统中不受外力或外力之和为零时，系统的总动量保持不变

3.简述牛顿第二定律的内容和公式（5分）【答案】牛顿第二定律的内容是物体的加速度与所受合外力成正比，与质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同公式为F=ma

六、分析题（每题10分，共20分）

1.一个质量为m的物体从高度h处自由落下，不计空气阻力，求物体落地时的速度大小（10分）【答案】根据机械能守恒定律，物体落地时动能等于其重力势能，即½mv²=mgh，解得v=√2gh

2.两个质量分别为m1和m2的物体用轻绳连接，跨过无摩擦的定滑轮，若m1m2，求m1下降的加速度大小（10分）【答案】对m1和m2分别列式，根据牛顿第二定律，对m1有F=m1a，对m2有F=m2a，联立可得a=m1-m2g/m1+m2

七、综合应用题（每题25分，共50分）

1.一个质量为m的物体从高度h处自由落下，不计空气阻力，求物体落地时的速度大小和动能（25分）【答案】根据机械能守恒定律，物体落地时动能等于其重力势能，即½mv²=mgh，解得v=√2gh动能Ek=½mv²=½m2gh=mgh

2.两个质量分别为m1和m2的物体用轻绳连接，跨过无摩擦的定滑轮，若m1m2，求m1下降的加速度大小和m2上升的加速度大小（25分）【答案】对m1和m2分别列式，根据牛顿第二定律，对m1有F=m1a1，对m2有F=m2a2，联立可得a1=m1-m2g/m1+m2，a2=a1=m1-m2g/m1+m2---完整标准答案

一、单选题

1.A

2.A

3.C

4.A

5.B

6.A

7.B

8.B

9.C

10.B

二、多选题

1.A、B

2.A、B

3.D

4.A、B

5.A、B、D

三、填空题

1.√2gh

2.μmg

3.m1-m2g/m1+m

24.mgsinθ

5.√2gh

四、判断题

1.（×）

2.（√）

3.（√）

4.（×）

5.（×）

五、简答题

1.机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功当系统中只有重力或弹力做功时，动能和势能可以相互转化，但总机械能保持不变

2.动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力之和为零当系统中不受外力或外力之和为零时，系统的总动量保持不变

3.牛顿第二定律的内容是物体的加速度与所受合外力成正比，与质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同公式为F=ma

六、分析题

1.根据机械能守恒定律，物体落地时动能等于其重力势能，即½mv²=mgh，解得v=√2gh

2.对m1和m2分别列式，根据牛顿第二定律，对m1有F=m1a，对m2有F=m2a，联立可得a=m1-m2g/m1+m2

七、综合应用题

1.根据机械能守恒定律，物体落地时动能等于其重力势能，即½mv²=mgh，解得v=√2gh动能Ek=½mv²=½m2gh=mgh

2.对m1和m2分别列式，根据牛顿第二定律，对m1有F=m1a1，对m2有F=m2a2，联立可得a1=m1-m2g/m1+m2，a2=a1=m1-m2g/m1+m2。