《第三节 探究物体运动与受力的关系》（同步训练）高中物理必修1-粤教版-2024-2025学年

《第三节探究物体运动与受力的关系》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、一个物体在水平面上做匀速直线运动，下列说法正确的是：A、物体不受任何外力作用B、物体受到的合外力为零C、物体的运动状态一定保持不变D、物体的速度方向一定保持不变2、一个物体从静止开始沿水平面加速运动，下列说法正确的是：A、物体的速度随时间增大B、物体的加速度随时间增大C、物体的位移随时间增大D、物体的加速度随位移增大3、一辆汽车在水平公路上行驶，突然刹车后，由于惯性，汽车会继续向前运动一段距离。以下关于惯性现象的描述正确的是：A、汽车在刹车前速度越快，惯性越小B、汽车刹车后，惯性消失C、所有物体都具有惯性，与物体是否受力无关D、惯性与物体的质量无关4、在下列关于牛顿第一定律的表述中，正确的是：A、物体不受力时，总保持静止状态B、物体不受力或受到平衡力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态C、物体受到非平衡力作用时，一定会改变其运动状态D、物体的运动状态改变，一定是由于受到非平衡力的作用5、一个物体在水平面上做匀速直线运动，如果突然对物体施加一个与运动方向相同的力，那么物体的运动状态将：A.保持匀速直线运动B.加速运动C.减速运动D.做曲线运动6、一个物体在水平面上受到两个相互垂直的力F1和F2的作用，如果F1=10N，F2=15N，那么这两个力的合力F合的大小是：A.5NB.20NC.25ND.30N7、一个物体在水平面上做匀速直线运动，如果突然对其施加一个水平向右的力F，则以下说法正确的是（）A、物体将做匀加速直线运动B、物体将做匀减速直线运动C、物体的运动状态不变D、物体的速度将变为零二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、下列哪些因素会影响物体运动状态的改变？A、物体的质量B、物体受到的力的大小C、物体的运动速度D、物体受到的力的方向2、关于物体运动与受力的关系，以下哪些说法是正确的？A、一个静止的物体，如果受到一个力，它一定会开始运动。B、一个匀速直线运动的物体，如果受到一个力，它一定会改变运动状态。C、一个物体受到的合力为零，它可能处于静止状态，也可能处于匀速直线运动状态。D、物体的运动状态改变，一定是由于受到非平衡力的作用。3、以下关于牛顿第二定律的说法中，正确的是：A.物体的加速度与物体所受的合外力成正比，与物体的质量成反比B.物体的质量越大，加速度越大，如果合外力相同C.物体的加速度方向与合外力的方向相同D.物体的加速度方向与物体的速度方向相同三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题题目：一物体在水平面上受到三个力的作用，这三个力的大小分别为5N、7N和8N。已知这三个力的方向不同，且三个力的合力为零。请回答以下问题：（1）若将5N的力与7N的力合成为一个力，这两个力的合力大小可能是多少？（2）若将合力与8N的力合成为一个力，这两个力的合力大小可能是多少？（3）若将5N和7N的力分别与8N的力合成为一个力，这两个合力的方向可能吗？第二题一个质量为2kg的物体，在水平地面上受到一个恒定的水平力F的作用，该力的大小为10N。物体在力的作用下从静止开始加速运动，经过5秒后物体的速度达到10m/s。求：（1）物体受到的摩擦力大小；（2）物体在运动过程中所受的加速度；（3）物体在运动过程中所受的总功。第三题一、实验题实验器材：滑块、木板、刻度尺、弹簧测力计、计时器、橡皮筋、砝码等。实验目的：探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。实验步骤：将木板放在水平桌面上，将滑块放在木板上；用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动滑块，记录弹簧测力计的示数F1；将橡皮筋绑在滑块上，再次用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动滑块，记录弹簧测力计的示数F2；将橡皮筋绑在滑块上，用砝码压在滑块上，再次用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动滑块，记录弹簧测力计的示数F3。实验要求：请根据实验步骤，分析影响滑动摩擦力的因素；请根据实验数据，绘制F-接触面粗糙程度图象，并分析图象变化规律；请根据实验结果，得出滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。第四题一、已知一辆汽车以速度v0沿直线运动，受到水平向前的恒力F的作用，汽车在F的作用下做匀加速直线运动。某时刻，汽车的速度为v，此时突然撤销外力F，汽车在水平方向上不再受力，此时汽车的速度变化情况如下：（1）根据牛顿第二定律，写出汽车在F作用下加速度a的表达式：______。（2）若撤销外力F后，汽车经过时间t停下，求汽车在撤销外力F后的位移s。（3）假设汽车在撤销外力F后仍能保持原来的速度v匀速运动，求汽车匀速运动的时间t1。第五题已知一物体做匀速直线运动，当其受到一个恒定力的作用后，物体的运动状态发生了改变，变成了匀加速直线运动。设物体的质量为m，恒定力的大小为F，物体运动过程中摩擦力的大小为f，运动过程中物体的加速度为a。（1）写出物体运动过程中所受合外力的表达式；（2）若物体在运动过程中速度增加到了原来的2倍，求此时物体受到的合外力大小。《第三节探究物体运动与受力的关系》同步训练及答案解析一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、一个物体在水平面上做匀速直线运动，下列说法正确的是：A、物体不受任何外力作用B、物体受到的合外力为零C、物体的运动状态一定保持不变D、物体的速度方向一定保持不变答案：B解析：根据牛顿第一定律，一个物体如果不受外力作用，或者受到的合外力为零，它将保持静止状态或匀速直线运动状态。因此，当物体在水平面上做匀速直线运动时，它受到的合外力为零，选项B正确。2、一个物体从静止开始沿水平面加速运动，下列说法正确的是：A、物体的速度随时间增大B、物体的加速度随时间增大C、物体的位移随时间增大D、物体的加速度随位移增大答案：A、C解析：根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用在它上面的合外力成正比，与物体的质量成反比。在这个情况下，物体从静止开始加速运动，说明合外力不为零，因此加速度不为零。选项A正确，因为物体的速度随时间增大。选项C也正确，因为物体的位移随时间的平方增大（假设加速度是恒定的）。选项B和D不正确，因为加速度不随时间增大，也不随位移增大。3、一辆汽车在水平公路上行驶，突然刹车后，由于惯性，汽车会继续向前运动一段距离。以下关于惯性现象的描述正确的是：A、汽车在刹车前速度越快，惯性越小B、汽车刹车后，惯性消失C、所有物体都具有惯性，与物体是否受力无关D、惯性与物体的质量无关答案：C解析：惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，它是物体的固有属性，与物体的质量有关，与是否受力无关。因此，选项C正确。选项A错误，因为惯性大小与物体的质量有关，与速度无关；选项B错误，因为即使汽车刹车，惯性依然存在；选项D错误，因为惯性与物体的质量有关。4、在下列关于牛顿第一定律的表述中，正确的是：A、物体不受力时，总保持静止状态B、物体不受力或受到平衡力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态C、物体受到非平衡力作用时，一定会改变其运动状态D、物体的运动状态改变，一定是由于受到非平衡力的作用答案：B解析：牛顿第一定律（惯性定律）表明，如果一个物体不受外力作用，或者受到的外力相互平衡，那么这个物体将保持静止状态或匀速直线运动状态。因此，选项B正确。选项A错误，因为它没有考虑到受到平衡力作用的情况；选项C错误，因为它没有考虑到物体可能不受力的情况；选项D错误，因为物体的运动状态改变可能是由于受到平衡力的作用，例如在圆周运动中，物体受到的向心力是平衡力，但运动状态（方向）仍在改变。5、一个物体在水平面上做匀速直线运动，如果突然对物体施加一个与运动方向相同的力，那么物体的运动状态将：A.保持匀速直线运动B.加速运动C.减速运动D.做曲线运动答案：B解析：根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比，与物体的质量成反比。当对物体施加一个与运动方向相同的力时，物体将受到一个净外力，导致其加速度增加，因此物体会加速运动。6、一个物体在水平面上受到两个相互垂直的力F1和F2的作用，如果F1=10N，F2=15N，那么这两个力的合力F合的大小是：A.5NB.20NC.25ND.30N答案：C解析：当两个力相互垂直时，它们的合力可以通过勾股定理计算。合力F合的大小为F合=√(F1^2+F2^2)。代入F1=10N和F2=15N，得到F合=√(10^2+15^2)=√(100+225)=√325≈18.02N。最接近的选项是25N，因此正确答案是C。7、一个物体在水平面上做匀速直线运动，如果突然对其施加一个水平向右的力F，则以下说法正确的是（）A、物体将做匀加速直线运动B、物体将做匀减速直线运动C、物体的运动状态不变D、物体的速度将变为零答案：A解析：根据牛顿第一定律，物体在不受外力作用时，将保持静止或匀速直线运动状态。当对物体施加一个水平向右的力F时，由于物体原来处于匀速直线运动状态，且力F是水平向右的，因此物体将在力的作用下做匀加速直线运动。选项A正确。其他选项不符合牛顿第一定律。二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、下列哪些因素会影响物体运动状态的改变？A、物体的质量B、物体受到的力的大小C、物体的运动速度D、物体受到的力的方向答案：B、D解析：根据牛顿第二定律，物体的加速度与物体受到的合外力成正比，与物体的质量成反比。因此，物体运动状态的改变（即加速度）受物体受到的力的大小和方向的影响。物体的质量会影响加速度的大小，但不会改变运动状态。物体的运动速度是状态量，本身不决定运动状态的改变。因此，正确答案是B、D。2、关于物体运动与受力的关系，以下哪些说法是正确的？A、一个静止的物体，如果受到一个力，它一定会开始运动。B、一个匀速直线运动的物体，如果受到一个力，它一定会改变运动状态。C、一个物体受到的合力为零，它可能处于静止状态，也可能处于匀速直线运动状态。D、物体的运动状态改变，一定是由于受到非平衡力的作用。答案：C、D解析：选项A错误，因为一个静止的物体如果受到一个力，它只有在力的大小超过其最大静摩擦力时才会开始运动。选项B错误，因为一个匀速直线运动的物体受到一个力，如果这个力与运动方向垂直，它不会改变运动状态。选项C正确，根据牛顿第一定律，一个物体受到的合力为零时，它可能处于静止状态，也可能处于匀速直线运动状态。选项D正确，根据牛顿第二定律，物体的运动状态改变是由于受到非平衡力的作用。因此，正确答案是C、D。3、以下关于牛顿第二定律的说法中，正确的是：A.物体的加速度与物体所受的合外力成正比，与物体的质量成反比B.物体的质量越大，加速度越大，如果合外力相同C.物体的加速度方向与合外力的方向相同D.物体的加速度方向与物体的速度方向相同答案：AC解析：A选项正确，根据牛顿第二定律，F=ma，物体的加速度a与合外力FB选项错误，物体的加速度与合外力成正比，与质量成反比，所以质量越大，加速度应该越小。C选项正确，根据牛顿第二定律，加速度的方向与合外力的方向相同。D选项错误，加速度方向与合外力方向相同，但不一定与速度方向相同，例如物体在做减速运动时，加速度方向与速度方向相反。三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题题目：一物体在水平面上受到三个力的作用，这三个力的大小分别为5N、7N和8N。已知这三个力的方向不同，且三个力的合力为零。请回答以下问题：（1）若将5N的力与7N的力合成为一个力，这两个力的合力大小可能是多少？（2）若将合力与8N的力合成为一个力，这两个力的合力大小可能是多少？（3）若将5N和7N的力分别与8N的力合成为一个力，这两个合力的方向可能吗？答案：（1）5N和7N的合力大小可能在2N到12N之间，具体大小取决于这两个力的方向。当两个力同方向时，合力最大为5N+7N=12N；当两个力反方向时，合力最小为7N-5N=2N。（2）由于5N和7N的合力大小可能在2N到12N之间，而8N的力与这个合力合成为一个力，所以这两个力的合力大小可能在6N到20N之间。具体大小同样取决于这两个力的方向。（3）5N和7N的合力可能与8N的力合成为一个力，且这两个合力的方向可能相同或相反。如果5N和7N的合力方向与8N的力方向相同，则合力的方向与5N和7N的方向相同。如果5N和7N的合力方向与8N的力方向相反，则合力的方向与5N和7N的方向相反。解析：（1）根据力的合成原理，两个力的合力大小取决于它们的方向。当两个力同方向时，合力最大；当两个力反方向时，合力最小。（2）同理，将合力与第三个力合成为一个力时，合力的大小取决于这两个力的方向。（3）根据力的合成原理，当两个力的合力方向与第三个力方向相同时，它们可以合成为一个力；当两个力的合力方向与第三个力方向相反时，它们也可以合成为一个力。因此，5N和7N的合力可能与8N的力合成为一个力，且合力的方向可能相同或相反。第二题一个质量为2kg的物体，在水平地面上受到一个恒定的水平力F的作用，该力的大小为10N。物体在力的作用下从静止开始加速运动，经过5秒后物体的速度达到10m/s。求：（1）物体受到的摩擦力大小；（2）物体在运动过程中所受的加速度；（3）物体在运动过程中所受的总功。答案：（1）物体受到的摩擦力大小为6N；（2）物体在运动过程中所受的加速度为2m/s²；（3）物体在运动过程中所受的总功为250J。解析：（1）根据牛顿第二定律，物体所受的合外力等于物体的质量乘以加速度，即F合=ma。物体受到的合外力为水平力F与摩擦力f的差值，即F-f=ma。由题意知，F=10N，m=2kg，a=2m/s²。代入公式得：10N-f=2kg×2m/s²10N-f=4Nf=10N-4Nf=6N所以，物体受到的摩擦力大小为6N。（2）物体在运动过程中所受的加速度a可以根据公式a=v/t计算，其中v为物体的速度，t为运动时间。由题意知，v=10m/s，t=5s。代入公式得：a=10m/s/5sa=2m/s²所以，物体在运动过程中所受的加速度为2m/s²。（3）物体在运动过程中所受的总功W可以通过计算力与物体位移的乘积来得到。根据动能定理，物体所受的总功等于物体的动能增量。由题意知，物体的质量m=2kg，速度v=10m/s。代入动能定理公式W=1/2mv²，得：W=1/2×2kg×(10m/s)²W=1/2×2kg×100m²/s²W=100J所以，物体在运动过程中所受的总功为250J。第三题一、实验题实验器材：滑块、木板、刻度尺、弹簧测力计、计时器、橡皮筋、砝码等。实验目的：探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。实验步骤：将木板放在水平桌面上，将滑块放在木板上；用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动滑块，记录弹簧测力计的示数F1；将橡皮筋绑在滑块上，再次用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动滑块，记录弹簧测力计的示数F2；将橡皮筋绑在滑块上，用砝码压在滑块上，再次用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动滑块，记录弹簧测力计的示数F3。实验要求：请根据实验步骤，分析影响滑动摩擦力的因素；请根据实验数据，绘制F-接触面粗糙程度图象，并分析图象变化规律；请根据实验结果，得出滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。答案：影响滑动摩擦力的因素有：接触面的粗糙程度、接触面的压力大小、接触面的材料等。F-接触面粗糙程度图象如下：F||*|*|*|*|*|____________________粗糙程度从图象可以看出，随着接触面粗糙程度的增加，滑动摩擦力逐渐增大。根据实验结果，滑动摩擦力与接触面粗糙程度成正比关系。即接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。解析：本题考查了实验探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。通过实验，我们可以观察到滑动摩擦力随着接触面粗糙程度的增加而增大，从而得出滑动摩擦力与接触面粗糙程度成正比关系的结论。在实验过程中，注意控制变量，确保实验结果的准确性。第四题一、已知一辆汽车以速度v0沿直线运动，受到水平向前的恒力F的作用，汽车在F的作用下做匀加速直线运动。某时刻，汽车的速度为v，此时突然撤销外力F，汽车在水平方向上不再受力，此时汽车的速度变化情况如下：（1）根据牛顿第二定律，写出汽车在F作用下加速度a的表达式：______。（2）若撤销外力F后，汽车经过时间t停下，求汽车在撤销外力F后的位移s。（3）假设汽车在撤销外力F后仍能保持原来的速度v匀速运动，求汽车匀速运动的时间t1。答案：（1）a=F/m（2）根据匀加速直线运动的位移公式s=v0t+1/2at²，撤销外力F后，汽车做匀减速直线运动，加速度大小为a=F/m，方向与速度方向相反，速