2019-2020學(xué)年新教材高中物理 第四章 運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系 章末檢測(cè)卷（含解析）新人教版必修第一冊(cè)

《2019-2020學(xué)年新教材高中物理 第四章 運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系 章末檢測(cè)卷（含解析）新人教版必修第一冊(cè)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020學(xué)年新教材高中物理 第四章 運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系 章末檢測(cè)卷（含解析）新人教版必修第一冊(cè)（12頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第四章　章末檢測(cè)卷 本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分，滿分100分，考試時(shí)間90分鐘。 第Ⅰ卷(選擇題，共40分) 一、選擇題(本題共10小題，每小題4分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～6題只有一項(xiàng)符合題目要求，第7～10題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分) 1．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．牛頓通過(guò)理想斜面實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因 B．千克、秒、米和牛頓都是力學(xué)中的基本單位 C．物體靜止時(shí)有慣性，一旦開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，便不再保持原有的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，也就失去了慣性 D．法國(guó)科學(xué)家笛卡兒指出：如果運(yùn)動(dòng)中的物體沒(méi)有受到力的

2、作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運(yùn)動(dòng)，既不會(huì)停下來(lái)，也不會(huì)偏離原來(lái)的方向 答案　D 解析　伽利略通過(guò)理想斜面實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，A錯(cuò)誤；千克、米、秒分別是質(zhì)量、長(zhǎng)度和時(shí)間的單位，都是國(guó)際單位制中力學(xué)的基本單位，牛頓是導(dǎo)出單位，B錯(cuò)誤；慣性是物體的固有屬性，與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，只與質(zhì)量有關(guān)，C錯(cuò)誤；法國(guó)科學(xué)家笛卡兒指出：如果運(yùn)動(dòng)中的物體沒(méi)有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運(yùn)動(dòng)，既不會(huì)停下來(lái)，也不會(huì)偏離原來(lái)的方向，D正確。 2．中華民族的優(yōu)秀文化博大精深，其中古典詩(shī)詞是優(yōu)秀文化的代表。從物理角度看古詩(shī)詞會(huì)發(fā)現(xiàn)別有一番韻味。下面四句詩(shī)詞中涉及慣性知識(shí)的是(　　) A．唐

3、代李白的《望廬山瀑布》中“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天” B．唐代李白的《早發(fā)白帝城》中“朝辭白帝彩云間，千里江陵一日還” C．宋代陳與義的《襄邑道中》中“臥看滿天云不動(dòng)，不知云與我俱東” D．明代馮夢(mèng)龍的《醒世恒言》中“臨崖立馬收韁晚，船到江心補(bǔ)漏遲” 答案　D 解析　“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”描述水流受到重力從很高的地方落下形成瀑布，與慣性無(wú)關(guān)，A錯(cuò)誤；“朝辭白帝彩云間，千里江陵一日還”指千里之遙的江陵，一天時(shí)間就已經(jīng)到達(dá)，描述船速很快，與慣性知識(shí)無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤；“臥看滿天云不動(dòng)，不知云與我俱東”描述的是以船為參考系的云的運(yùn)動(dòng)，與慣性無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；慣性是物體保持原來(lái)

4、勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，一切物體都有慣性，“臨崖立馬收韁晚”說(shuō)明物體具有慣性，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不能突變，D正確。 3．如圖所示，一條魚(yú)在水中正沿直線水平向左加速游動(dòng)。在這個(gè)過(guò)程中，關(guān)于水對(duì)魚(yú)的作用力的方向，合理的是(　　) 答案　A 解析　魚(yú)在重力和水的作用力下向左加速運(yùn)動(dòng)，合力方向水平向左，所以水的作用力斜向左上方，A正確。 4．如圖所示，某興趣小組制作了一個(gè)小降落傘，傘面底端是一個(gè)半徑為R的剛性圓環(huán)，在圓環(huán)上等間距地系有四根長(zhǎng)度均為2R的細(xì)線，將四根細(xì)線的另一端連接在一起，并懸掛一質(zhì)量為m的物體。它們一起豎直向下加速降落，當(dāng)物體下落的加速度大小為0.2g時(shí)(g為重力加速

5、度)，每根細(xì)線的張力為(　　) A. B. C. D. 答案　A 解析　由幾何關(guān)系可知，每根細(xì)線與豎直方向的夾角均為30°，則對(duì)下面懸掛的物體，根據(jù)牛頓第二定律可知mg－4Fcos30°＝ma，整理可以得到F＝，A正確，B、C、D錯(cuò)誤。 5．如圖所示，小球的質(zhì)量為m，用彈簧和細(xì)線懸掛在天花板上，保持靜止，彈簧和細(xì)線的質(zhì)量忽略不計(jì)，且與水平方向的夾角均為60°。當(dāng)細(xì)線被剪斷的瞬間，關(guān)于小球的加速度大小和方向，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．0 B．g，豎直向下 C.g，豎直向下 D.g，右下方與水平方向成60° 答案　D 解析　細(xì)線被剪斷之前，小球處于靜止

6、狀態(tài)，對(duì)小球進(jìn)行受力分析，如圖甲所示，正交分解可得F1＝F2＝mg；細(xì)線被剪斷的瞬間，彈簧彈力和小球重力都不變，受力分析如圖乙所示，兩力的合力大小為F＝F1＝mg，力F1方向相反，根據(jù)牛頓第二定律F＝ma得：a＝g，方向向右下方與水平方向成60°角，D正確，A、B、C錯(cuò)誤。 6．人在平地上靜止站立時(shí)，受到的支持力等于人的重力。做原地縱跳時(shí)，在快速下蹲后立即蹬伸的過(guò)程中，人受到的地面支持力會(huì)發(fā)生變化(如圖，G為重力，F(xiàn)為支持力)。下列F-t圖像中能正確反映從人下蹲開(kāi)始到人離地過(guò)程中地面對(duì)人的支持力隨時(shí)間變化的是(　　) 答案　A 解析　人在地面上靜止站立時(shí)，受到的支持力等于人的重力

7、，在快速下蹲時(shí)人先向下加速后向下減速到達(dá)最低點(diǎn)，故先具有向下的加速度后具有向上的加速度，則人先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)，受到的支持力先減小后增加；在人蹬伸的過(guò)程中，從最低點(diǎn)到達(dá)重力與地面的支持力相等的平衡點(diǎn)，人具有向上的加速度，處于超重狀態(tài)，從受力平衡點(diǎn)繼續(xù)上升過(guò)程中支持力減小，處于失重狀態(tài)，至人完全離開(kāi)地面時(shí)，支持力減小到零，A正確。 7．如圖所示的裝置叫作阿特伍德機(jī)，是阿特伍德創(chuàng)制的一種著名力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，用來(lái)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。繩子兩端的物體下落(或上升)的加速度總是小于自由落體的加速度g。已知物體A、B的質(zhì)量相等，均為4m，物體C的質(zhì)量為m，一切摩擦不計(jì)，輕繩不可伸長(zhǎng)且足夠長(zhǎng)，

8、現(xiàn)將裝置從靜止釋放。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．物體C的加速度為 B．物體C的加速度為 C．物體C對(duì)B的拉力為 D．物體C對(duì)B的拉力為 答案　BD 解析　設(shè)物體C下落的加速度為a，繩子的張力為T，以物體A作為研究對(duì)象有：T－4mg＝4ma，以B、C整體為研究對(duì)象有：(4m＋m)g－T＝(4m＋m)a，聯(lián)立以上兩式可解得：a＝，A錯(cuò)誤，B正確；對(duì)物體C，根據(jù)牛頓第二定律得：mg－F＝ma，解得：F＝mg，由牛頓第三定律可知，物體C對(duì)B的拉力大小等于B對(duì)C的拉力F，C錯(cuò)誤，D正確。 8．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為50 kg的沙發(fā)靜止在水平地面上，甲、乙兩人同時(shí)從背面和側(cè)面分別用F1＝

9、120 N、F2＝160 N的力推沙發(fā)，F(xiàn)1與F2相互垂直，且平行于地面。沙發(fā)與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.3。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g＝10 m/s2，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．沙發(fā)會(huì)被推動(dòng) B．沙發(fā)將沿著F1的方向移動(dòng)，加速度為0.6 m/s2 C．由于F1小于滑動(dòng)摩擦力，沙發(fā)將沿著F2的方向移動(dòng)，加速度為0.2 m/s2 D．沙發(fā)的加速度大小為1 m/s2 答案　AD 解析　由力的合成可知，甲、乙兩人對(duì)沙發(fā)的力的合力大小為F＝＝200 N，設(shè)合力的方向在水平面內(nèi)與F1的夾角為θ，則sinθ＝＝0.8，即θ＝53°；而fmax＝μFN＝μmg＝0.3×5

10、00 N＝150 N，有F>fmax，則沙發(fā)要做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律有F－fmax＝ma，可得a＝1 m/s2，方向沿水平面與F1成53°，A、D正確；B、C錯(cuò)誤。 9．質(zhì)量m＝2 kg的物塊在粗糙的水平地面上運(yùn)動(dòng)，t＝0時(shí)刻開(kāi)始受到方向相反的水平拉力F1、F2的作用(F1與物塊運(yùn)動(dòng)方向相同)，以3 m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)1、F2隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖所示，取g＝10 m/s2，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．物塊與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3 B．3 s末物塊的加速度大小為1.5 m/s2 C．5 s末物塊的速度大小為1.5 m/s D．0～5 s內(nèi)物塊的位移大小

11、為9 m 答案　BD 解析　0～2 s內(nèi)，物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由物塊受力平衡可得F1＋F2－μmg＝0，代入數(shù)據(jù)解得μ＝0.2，A錯(cuò)誤；第3 s末，根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)1＋F2－μmg＝ma，代入數(shù)據(jù)解得a＝－1.5 m/s2，B正確；2 s后，物塊減速到0的時(shí)間為t0＝ s＝2 s，即物塊在4 s末速度減為0，由于F1＋F2＝1 N<μmg＝4 N，故之后處于靜止?fàn)顟B(tài)，C錯(cuò)誤；0～5 s內(nèi)物塊的位移大小等于0～4 s內(nèi)物塊的位移大小，x＝v0t1＋·t2＝ m＝9 m，D正確。 10．如圖甲所示的水平傳送帶AB逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，一物塊沿曲面從一定高度處由靜止開(kāi)始下滑，以某一初速度從傳送帶

12、左端滑上，在傳送帶上由速度傳感器記錄下物塊速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示(圖中取向左為正方向，以物塊剛滑上傳送帶時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn))，已知傳送帶的速度保持不變，重力加速度g取10 m/s2。關(guān)于物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ及物塊從開(kāi)始在傳送帶上運(yùn)動(dòng)到第一次回到傳送帶左端的時(shí)間t，下列計(jì)算結(jié)果正確的是(　　) A．μ＝0.2 B．μ＝0.4 C．t＝2.5 s D．t＝4.5 s 答案　AD 解析　由速度—時(shí)間圖像可得，0～3 s內(nèi)物塊做勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a＝ m/s2＝2.0 m/s2，由牛頓第二定律得μmg＝ma，可得物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，A正確，B錯(cuò)誤；

13、由速度—時(shí)間圖像可知，物塊滑上傳送帶的初速度大小 v0＝4 m/s，傳送帶的速度大小v＝2 m/s，物塊在傳送帶上滑動(dòng)t1＝3 s后與傳送帶相對(duì)靜止，前2 s內(nèi)物塊的位移大小x1＝t1′＝ m＝4 m，方向向右，第3 s內(nèi)的位移大小x2＝t1″＝ m＝1 m，方向向左，前3 s內(nèi)物塊的位移大小x＝x1－x2＝3 m，方向向右，物塊再向左勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2＝＝ s＝1.5 s，所以物塊從開(kāi)始在傳送帶上運(yùn)動(dòng)到第一次向左返回到傳送帶左端的時(shí)間t＝t1＋t2＝3 s＋1.5 s＝4.5 s，C錯(cuò)誤，D正確。 第Ⅱ卷(非選擇題，共60分) 二、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題，共14分) 11．(6分)在做“

14、探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，計(jì)算出各紙帶的加速度后，將測(cè)得的反映加速度a和力F關(guān)系的有關(guān)資料記錄在表1中，將測(cè)得的反映加速度a和質(zhì)量M關(guān)系的資料列在表2中。 表1 a/(m·s－2) 1.98 4.06 5.95 8.12 F/N 1.00 2.00 3.00 4.00 表2 a/(m·s－2) 2.04 2.66 3.23 3.98 /(kg－1) 0.50 0.67 0.80 1.00 根據(jù)表中所列數(shù)據(jù)，分別畫出了a-F、a-圖像，如圖甲、乙所示。 (1)從圖像可以判定：當(dāng)M一定時(shí)，a與F的關(guān)系為_(kāi)_______；當(dāng)F一定時(shí)，

15、a與M的關(guān)系為_(kāi)_______。(用文字描述) (2)由a-F圖像可知M＝________kg。 (3)由a-圖像可知F＝________N。 答案　(1)成正比　成反比　(2)0.50　(3)4.00 解析　(1)從圖像可以判定：當(dāng)M一定時(shí)，a與F成正比；當(dāng)F一定時(shí)，a與M成反比。 (2)根據(jù)牛頓第二定律a＝，結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)知a-F圖像的斜率表示研究對(duì)象的質(zhì)量M的倒數(shù)，由a-F圖像可知，k＝2.00，則M＝0.50 kg。 (3)根據(jù)牛頓第二定律a＝，結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)知a-圖像的斜率表示研究對(duì)象的合外力F，由a-圖像可知，k＝4.00，則F＝4.00 N。 12．(8分)某實(shí)驗(yàn)小組欲

16、以圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置“探究小車加速度與受力和質(zhì)量的關(guān)系”。圖中A為小車，B為裝有砝碼的小盤，C為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板，小車通過(guò)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相連，小車的質(zhì)量為m1，小盤(及砝碼)的質(zhì)量為m2。 (1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是________。 A．實(shí)驗(yàn)時(shí)先放開(kāi)小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 B．每次改變小車質(zhì)量后，應(yīng)重新補(bǔ)償阻力 C．本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)滿足m2遠(yuǎn)小于m1的條件 D．在用圖像探究小車加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)作a-m1圖像 (2)實(shí)驗(yàn)中，得到一條打點(diǎn)的紙帶，如圖乙所示，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，且間距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出，則小車加速度的計(jì)算式a

17、＝____________________。 (3)某同學(xué)補(bǔ)償好阻力后，在保持小車質(zhì)量不變的情況下，通過(guò)多次改變砝碼重力，作出小車加速度a與砝碼重力F的圖像如圖丙所示。若牛頓第二定律成立，重力加速度g＝10 m/s2，則小車的質(zhì)量為_(kāi)_______ kg，小盤的質(zhì)量為_(kāi)_______ kg。(保留兩位有效數(shù)字) (4)實(shí)際上，在砝碼的重力越來(lái)越大時(shí)，小車的加速度不能無(wú)限制地增大，將趨近于某一極限值，此極限值為_(kāi)_______m/s2。(g＝10 m/s2) 答案　(1)C　(2) (3)2.0　0.060　(4)10 解析　(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，后釋放小車，A錯(cuò)誤；每次改

18、變小車質(zhì)量后，不需要重新補(bǔ)償阻力，B錯(cuò)誤；小車的質(zhì)量m1應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小盤和砝碼的質(zhì)量m2，因?yàn)閷?shí)際上繩子的拉力F拉＝m1a＝，只有當(dāng)m2?m1時(shí)才滿足F拉≈m2g，即實(shí)驗(yàn)中應(yīng)滿足小盤和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，C正確；因?yàn)镕＝m1a，所以a＝，判斷圖像是否為過(guò)原點(diǎn)的直線比判斷圖像是否為雙曲線更容易、更直觀，所以在用圖像探究小車的加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)作a-圖像，D錯(cuò)誤。 (2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式Δx＝aT2可以求出加速度的大小， a＝(a1＋a2＋a3)＝。 (3)小車所受合力F合＝F＋m盤g＝m1a，a＝＋，對(duì)于a-F圖像，圖像的斜率表示小車質(zhì)量的倒數(shù)，故小車質(zhì)量為：m1＝

19、 kg≈2.0 kg，F(xiàn)＝0時(shí)，有：m盤g＝m1a0，解得m盤＝ kg＝0.060 kg。 (4)小車的加速度a＝，m1一定時(shí)，m2越大，a越大，當(dāng)m1?m2時(shí)，a≈g，故極限值為10 m/s2。 三、計(jì)算題(本題共4小題，共46分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位) 13．(8分)如圖，用力F向上提通過(guò)細(xì)繩連在一起的A、B兩物體，使A、B以5 m/s2的加速度勻加速豎直上升，已知A、B的質(zhì)量分別是1 kg和2 kg，繩子所能承受的最大拉力是35 N，取g＝10 m/s2，則： (1)力F的大小是多少？ (2)為使繩子不被拉斷，加速上升的最大加速度是多少？

20、答案　(1)45 N　(2)7.5 m/s2 解析　(1)以A、B整體為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律有： F－(mA＋mB)g＝(mA＋mB)a 代入數(shù)據(jù)解得：F＝45 N。 (2)以B為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，設(shè)繩子的拉力為T，則根據(jù)牛頓第二定律有：Tmax－mBg＝mBamax 據(jù)題意有：Tmax＝35 N， 可得A、B作為一個(gè)整體加速上升的最大加速度為 amax＝7.5 m/s2。 14．(10分)如圖甲所示，傾角θ＝37°的斜面由粗糙的AB段和光滑的BC段組成，質(zhì)量m＝1 kg的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))在平行斜面的恒定外力F作用下由A點(diǎn)加速下滑，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，力F突然反向(大小

21、不變)，其部分v-t圖像如圖乙所示，物體滑到C點(diǎn)時(shí)速度恰好為零，取sin37°＝0.6，重力加速度g＝10 m/s2，求： (1)外力F的大小及物體在AB段與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ； (2)物體從A到C的平均速度大小。 答案　(1)8 N　0.5　(2)5 m/s 解析　(1)由于v-t圖像的斜率表示物體的加速度， 加速階段a1＝ m/s2＝10 m/s2 由牛頓第二定律得：F＋mgsinθ－μmgcosθ＝ma1 減速階段a2＝ m/s2＝－2 m/s2 由牛頓第二定律得：mgsinθ－F＝ma2 代入數(shù)據(jù)得：F＝8 N，μ＝0.5。 (2)由于兩段運(yùn)動(dòng)都是勻變速直線運(yùn)

22、動(dòng)，所以兩段運(yùn)動(dòng)的平均速度都是＝＝ m/s＝5 m/s，所以物體從A到C過(guò)程中的平均速度大小為5 m/s。 15. (14分)嫦娥五號(hào)探測(cè)器計(jì)劃2019年末發(fā)射，將從月球采樣返回。假設(shè)返回艙從太空向地球表面按預(yù)定軌道返回，在離地10 km的高度打開(kāi)阻力降落傘開(kāi)始減速下降，這一過(guò)程中若返回艙所受阻力與速度的平方成正比，比例系數(shù)(空氣阻力系數(shù))為k，設(shè)返回艙總質(zhì)量M＝3000 kg，所受空氣浮力恒定不變，且可認(rèn)為返回過(guò)程為豎直降落。從某時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，返回艙運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖所示，圖中AB是曲線在A點(diǎn)的切線，切線與橫軸交點(diǎn)B的坐標(biāo)為(8 s，0)，CD是平行橫軸的直線，與縱軸交點(diǎn)C的坐標(biāo)為(0,

23、8 m/s)。g取10 m/s2，請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)在初始時(shí)刻，即v0＝160 m/s時(shí)，返回艙的加速度多大？ (2)求空氣阻力系數(shù)k的數(shù)值；(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) (3)返回艙在距離地面高度h＝1 m時(shí)，底部的4個(gè)反推力小火箭點(diǎn)火工作，使其速度由8 m/s迅速減至1 m/s后落在地面上，若忽略燃料質(zhì)量的減少對(duì)返回艙總質(zhì)量的影響，并忽略此階段速度變化而引起空氣阻力的變化，試估算每支小火箭的平均推力大小(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 答案　(1)20 m/s2　(2)2.35 kg/m　(3)2.4×104 N 解析　(1)在v0＝160 m/s時(shí)，過(guò)A點(diǎn)切線的斜率即為返回艙此

24、時(shí)的加速度，設(shè)其大小為a1， 則a1＝＝ m/s2＝20 m/s2。 (2)由圖像知，返回艙的v-t圖線的斜率逐漸減小，最后以v1＝8 m/s的速度做勻速運(yùn)動(dòng)。 設(shè)返回艙所受空氣浮力為f，在t＝0時(shí)， 根據(jù)牛頓第二定律有kv＋f－Mg＝Ma1， 速度為v1＝8 m/s時(shí)，返回艙受力平衡， 有kv＋f－Mg＝0， 則有k＝，代入數(shù)據(jù)解得k≈2.35 kg/m。 (3)設(shè)每支小火箭的平均推力大小為F0，此階段返回艙的加速度大小為a2，著地速度為v2， 由題意知，返回艙在距離地面高度h＝1 m前，已處于勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故返回艙所受合外力為4個(gè)小火箭的推力， 根據(jù)牛頓第二定律有4F0

25、＝Ma2， 又由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知v－v＝－2a2h， 代入數(shù)據(jù)解得F0≈2.4×104 N。 16．(14分)如圖所示，特戰(zhàn)隊(duì)員從懸停在空中離地235 m高的直升機(jī)上沿繩下滑進(jìn)行降落訓(xùn)練。某特戰(zhàn)隊(duì)員和他攜帶的武器裝備質(zhì)量共為80 kg，設(shè)特戰(zhàn)隊(duì)員用特制的手套輕握繩子時(shí)可獲得200 N的摩擦阻力，緊握繩子時(shí)可獲得1000 N的摩擦阻力，下滑過(guò)程中特戰(zhàn)隊(duì)員必須握住繩子才能確保安全。g取10 m/s2。則： (1)特戰(zhàn)隊(duì)員輕握繩子降落時(shí)的加速度是多大？ (2)如果要求特戰(zhàn)隊(duì)員著地時(shí)的速度不大于5 m/s，則特戰(zhàn)隊(duì)員在空中下滑過(guò)程中按怎樣的方式運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間最短？最短時(shí)間為多少？ 答案　(1

26、)7.5 m/s2 (2)特戰(zhàn)隊(duì)員按照先輕握繩子加速到一定速度后立即緊握繩子減速，到達(dá)地面時(shí)速度正好為5 m/s的方式運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間最短　14 s 解析　(1)特戰(zhàn)隊(duì)員輕握繩子降落時(shí)的加速度為 a1＝＝ m/s2＝7.5 m/s2。 (2)運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意圖如圖所示。特戰(zhàn)隊(duì)員按照先輕握繩子加速到一定速度后立即緊握繩子減速，到達(dá)地面時(shí)速度正好為5 m/s的方式運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間最短。 特戰(zhàn)隊(duì)員緊握繩子降落時(shí)的加速度大小為 a2＝＝ m/s2＝2.5 m/s2。 設(shè)特戰(zhàn)隊(duì)員加速下滑的時(shí)間為t1，加速后的最大速度為vm，減速下滑的時(shí)間為t2，著地時(shí)的速度v＝5 m/s。 特戰(zhàn)隊(duì)員加速過(guò)程和減速過(guò)程的位移之和等于235 m， 即＋＝235 m， 解得vm＝30 m/s。 特戰(zhàn)隊(duì)員在空中下滑過(guò)程中的最短時(shí)間為 t總＝t1＋t2＝＋＝14 s。 - 12 -