牛顿运动定律检测题一.docx

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牛顿运动定律检测题一

牛顿运动定律检测题

（一）

李树祥

一、选择题（本题共8小题，在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）

*1、关于力的特性，下列说法中正确的是（）

A．力是物体间的相互作用B．力能使物体发生形变

C．力是维持物体运动的原因D．力是物体产生加速度的原因

提示：

由力的定义和牛顿第一定律知，答案应选ABD

**2、一物块以某一初速度沿粗糙的斜面向上沿直线滑行，到达最高点后自行向下滑动，不计空气阻力，设物块与斜面间的动摩擦因数处处相同，下列哪个图像能正确地表示物块在这一过程中的速率与时间的关系[]

提示：

物体沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小为a=gsinθ+μgcosθ，向下运动时加速度大小为a=gsinθ-μgcosθ，故答案选C

**3、如图所示，小车上固定着三角硬杆，杆的端点固定着一个质量为m的小球．当小车有水平向右的加速度且逐渐增大时，杆对小球的作用力的变化（用F1至F4变化表示）可能是下图中的（OO＇为沿杆方向）（）

提示：

开始时，小球处于平衡状态，杆对球的作用力方向向上，大小等于重力。

加速后，由于球的加速度始终沿着水平方向，故杆对球的作用力沿着竖直方向的分力应始终和重力大小相等，方向相反。

故选C

***4、质量为0.3kg的物体在水平面上运动，图中的两条直线分别表示物体受水平拉力和不受水平拉力的速度—时间图像，则下列说法中正确的是（　）

A．物体不受水平拉力时的速度图像一定是b

B．物体受水平拉力时的速度图像可能是a

C．物体的摩擦力可能等于0.2N

D．水平拉力一定等于0.1N

提示：

当水平拉力与运动方向相同时，由于拉力方向与摩擦力方向相反，故b图线加速度大，为不受拉力时的情况，此时有f=ma=0.2N，a为有拉力时的情况，有f-F=ma=0.1，得F=0.1N；当水平拉力与运动方向相反时，由于拉力与摩擦力方向相同，故b为有拉力时的情况，有f+F=ma=0.2,a为不受拉力时的情况，有f=ma=0.1N,得F=0.1N，由以上分析知，答案为B、C、D

**5、如图所示，用细绳将条形磁铁Ａ竖直挂起，再将小铁块Ｂ吸在条形磁铁Ａ的下端，静止后将细绳烧断，Ａ、Ｂ同时下落，不计空气阻力，则下落过程中：

（ 　）

Ａ　小铁块Ｂ的加速度一定为g

Ｂ小铁块Ｂ只受一个力的作用

Ｃ小铁块Ｂ可能只受二个力的作用

Ｄ小铁块Ｂ共受三个力的作用

提示：

把AB作为一个整体，可得到A正确，隔离分析B，可得到答案D，即答案为AD

**6、氢气球下系一小重物G，重物只在重力和绳的拉力作用下做直线运动，重物运动的方向如图中箭头所示虚线方向，图6中气球和重物G在运动中所处的位置可能是：

提示：

重物做匀速运动时，合外力为零，为A，做减速运动时，合外力与速度方向相反，为B,做加速直线运动时合外力方向与速度方向相同，故为C，故答案选ABC

***7、在竖直平面内有一段光滑圆弧轨道上的M、N点等高，它们所对圆心角小于100，P点是圆弧最低点，在QP之间搭一光滑斜面，将两小滑块（可视为质点）分别同时从Q点和M点由静止释放，则两小滑块的相遇点一定在（B）

A．P点B．斜面PQ上一点

C．PM弧上的一点D．滑块质量较大的那一侧

提示：

从M到P，是做类单摆运动，设PQ斜面倾角为θ

则2Rsin＝

at12＝

gt12sin（R为圆半径）

解得t1＝

物体沿圆弧CEA运动时，由于圆弧CEA对应的圆心角小于5，所以小球的运动可以看成单摆的简谐振动，所以有t2＝

＝

所以t1＞t2。

***8、.如图所示，质量为M的小车放在光滑水平面上，小车上用细线悬吊一质量为m的小球，M>m，用一力F水平向右拉小球，使小球和车一起以加速度a向右运动时，细线与竖直方向成α角，细线的拉力为T。

若用一力F′水平向左拉小车，使小球和车一起以加速度a′向左运动时，细线与竖直方向也成α角，细线的拉力为T′。

则（）

A．a′>a，T′=T

B．a′=a，T′=T

C．a′T

D．a′

提示：

由于小球在水平方向做加速运动，故竖直方向合外力为零，即细线沿着竖直方向的分力等于重力，由于细线与竖直方向的夹角相同，故拉力相同；当用一力F水平向右拉小球

时，对小车有a=Tsinа/M,若用一力F′水平向左拉小车，使小球和车一起以加速度a′向左运动时，对小球有a’=Tsinа/m，由于M>m，故答案选A

二、填空题

***9、（6分）在电梯中，把一重物置于台秤上，台秤与力的传感器相连，电梯从静止加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动；传感器的屏幕上显示出其受的压力与时间的关系（N－t）图像，如图所示。

则电梯在启动阶段经历了_______s加速上升过程；电梯的最大加速度是______m/s2

提示：

电梯在启动阶段做加速运动，处于超重状态，重物对台秤的压力大于重力，匀速运动阶段，压力等于重力，减速阶段失重，压力小于重力，由图像可以看出，前4s加速，4—18s匀速，18—20s减速，最大加速度a=（50-30）/3=6.7m/s2，故答案为4；6.7

***10、（18分）实验题：

某研究小组欲探究光滑斜面上物体下滑的加速度与物体质量和斜面倾角是否有关系。

实验室提供如下器材：

A．表面光滑的长板（长度为L）；B．小车；C．质量为m的钩码若干个；D．方木块（备用于垫斜长板）；E．米尺；F．秒表。

实验过程如下：

质量

时间t

次数

M

M+m

M+2m

1

1.42

1.41

1.42

2

1.40

1.42

1.39

3

1.41

1.38

1.42

（1）在保持斜面倾角不变时，探究加速度与质量的关系。

实验中，通过向小车放入钩码来改变物体质量，只要测出小车由斜面顶端滑至底端用时t，就可以由公式a=_____________求出加速度a。

某同学记录了数据如右表所示。

根据所给信息可得，在误差范围内质量改变之后平均下滑用时___________（填“改变”或“不改变”），经过分析你得出加速度和质量的关系为_____________。

试验次数

1

2

3

4

5

L（m）

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

h（m）

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

t（s）

1.44

1.0

0.83

0.51

0.64

Sinα

a（m/s2）

）

（2）在物体质量不变时，探究加速度与倾角的关系。

实验中通过改变方木块垫放位置来整长板倾角，由于没有量角器，我们可以测量出长板的长度L和长板顶端到水平面高度h来表示角度关系。

某同学记录下长度L、高度h和下滑的时间t如右表所示。

请在方格纸内画出a－sinα图线。

根据你所作的图线求出当地的重力加速度g=_________。

（3）该研究小组所采用的研究方法是____________。

1）2L/t2；不改变；无关；

（2）9.8（±0.1）m/s2；

（3）控制变量法

次数

1

2

3

4

5

Sinα

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

a（m/s2）

0.96

2.0

2.9

7.69

4.88

三、计算题：

要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案，而未写出主要演算过程的，不能得分.有关物理量的数值计算问题，答案中必须明确写出数值和单位.

****11、（15分）如图甲所示，质量为m＝1kg的物体置于倾角为θ＝37°固定斜面上，对物体施以平行于斜面向上的拉力F，t1＝1s时撤去拉力，物体运动的部分v—t图像如图乙，

试求

（1）拉力F的平均功率；

（2）t＝4s时物体的速度v。

【解析】

（1）设力F作用时物体的加速度为a1，对物体进行受力分析，由牛顿第二定律可知F－mgsinθ－μmgcosθ＝ma1

撤去力后，由牛顿第二定律有

mgsinθ＋μmgcosθ＝ma2

根据图像可知：

a1＝20m/s2，a2＝10m/s2

t1＝1s时物体的速度：

v1＝a1t1

拉力F的平均功率为P＝Fv1/2

解得P＝300W

（2）设撤去力后物体运动到最高点时间为t2，

v1＝a2t2，解得t2＝2s

则物体沿着斜面下滑的时间为t3＝t－t1－t2＝1s

设下滑加速度为a3，由牛顿第二定律

mgsinθ－μmgcosθ＝ma3

t＝4s时速度v＝a3t3＝2m/s，沿着斜面向下

****12、（15分）密度为

的小木球，从离水面高

处由静止开始自由下落，然后落入一足够深的水池中，如图所示，不计空气和水的阻力，球在与水面撞击时无机械能损失，求：

（1）小木球落入水池中能下沉多深？

（2）小球从落入水中到刚好浮出水面所需的时间？

（

）

解析：

本题分两个过程：

过程①：

小木球在水面以上做自由落体运动。

过程②：

小木球进入水中以后由于浮力作用，小木球做匀减速运动。

（1）设小木球自由下落到水面时的速度为v，根据自由落体运动的规律应有

①

小木球落入水中时，木球受到重力和浮力两个力的作用，设水密度为

，对木球，应用牛顿第二定律，有

②

式中V为木球体积，a为进入水中木球的加速度

由②式得

设木球在水中下沉的深度为H，有

③

由①②③式可得

（2）木球从水面下沉到最大深度处的时间t1与由最大深度处上浮到水面所需的时间t2相等。

木球从水面下沉到重新浮出水面的时间为t，则

*****13、（18分）据报道，一儿童玩耍时不慎从36米高的阳台上无初速掉下，在他刚掉下时恰被楼下社区管理人员发现，该人员迅速由静止冲向儿童下落处的正下方楼底，准备接住儿童。

已知管理人员到楼底的距离为18米，为确保能稳妥安全接住儿童，管理人员将尽力节约时间，但又必须保证接儿童时没有水平方向的冲击（即水平速度为零）。

设儿童下落过程中所受空气阻力约为儿童本身重力的0.2倍，将儿童和管理人员都看作质点，ｇ取10ｍ／ｓ2。

（1）管理人员至少用多大的平均速度跑到楼底？

（2）若管理人员在奔跑过程中做匀加速或匀减速运动的加速度大小相等，且最大速

度不超过9ｍ／ｓ，求管理人员奔跑时加速度的大小需满足什么条件？

解

（1）儿童下落过程作匀加速运动，下落时间为t，加速度为a。

由牛顿第二定律得：

由运动学公式

管理人员至少用的平均速度为

（2）设管理人员先匀加速后匀减速奔跑到楼底，奔跑过程中的最大速度为

，

由运动学公式

说明管理人员先加速到

再匀速，最后匀减速奔跑到楼底。

设匀速时间为t2，

所以有：

由管理人员奔跑时的加速度为：

附加题

***1、如图所示，A、B两条直线是在A、B两地分别用竖直向上的力F去拉质量分别为mA和mB的两个物体得出的加速度a与拉力F之间的关系图线，由图线可知（　　　）

A．两地的重力加速度gA>gB

B．两地的重力加速度gA=gB

C．两物体的质量mA

D．两物体的质量mA>mB

提示：

对物体有a=（F-mg）/m=F/m-g,，由此公式知，图线的斜率为1/m，斜率大的质量小，故A的质量小，当a=0时，F=mg,，由于两图线交与a轴同一点，故两地重力加速度相同，故答案选BC

**2、如图所示，由相同材料做成的A、B两物体放在长木板上，随长木板一起以速度v向右做匀速直线运动，它们的质量分别为mA和mB，且mA＞mB。

某时刻木板停止运动，2设木板足够长，下列说法中正确的是（　　　　）

（A）若木板光滑，由于A的惯性较大，A、B间的距离将增大

（B）若木板粗糙，由于B的惯性较小，A、B间的距离将减小

（C）若木板光滑，A、B间距离保持不变

（D）若木板粗糙，A、B间距离保持不变

提示：

光滑时ＡＢ都做匀速直线运动，速度相同，距离不变，若木板粗糙，则两物体都做匀减速直线运动，加速度相同，故距离也保持不变

答案：

CD

***３、在一个光滑水平面内建立平面直角坐标系xOy，质量为1kg的物体原来静止在坐标原点O（0，0），从t＝0时刻起受到如图所示随时间变化的外力作用，Fy表示沿y轴方向的外力，Fx表示沿x轴方向的外力，下列说法中正确的是

（A）前2s内物体沿x轴做匀加速直线运动

（B）后2s内物体继续做匀加速直线运动，但加速度沿y轴方向

（C）4s末物体坐标为（4m，4m）

（D）4s末物体坐标为（12m，4m）

[]

提示：

前2s仅受X轴方向的力的作用，故前2s内物体沿x轴做匀加速直线运动

，Vx=at=4m/s,位移为X1=at2/2=4m,后两S外力沿着y轴方向，y=at2/2=4m,x方向做匀速直线运动，位移为X2=Vxt=8m,故X方向的总位移为12m,由以上分析知，答案：

AD

***4、（实验题）利用如图18所示的装置可以测量滑块和滑板

间的动摩擦因数。

将质量为M的滑块A放在倾斜滑板B上，

C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实

时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示出滑块A的速率-时间（v-t）图像。

（取重力加速度g=10m/s2）。

（1）先给滑块A一个沿滑板B向上的初速度，得到的v-t图像如图19所示。

利用该图像可算出滑块A上滑时的加速度的大小为________m/s2；

图19

（2）从图线可得滑块与滑板之间的动摩擦因数μ=_______。

17．（4分）

（1）8m/s2

（2）0.25

***5、（实验题）某学生想了解所居住高楼内电梯运行的大致规律，他设计一个利用称体重的磅秤来进行测量和研究的方案：

①把磅秤平放在电梯的地板上，他站在磅秤上，请两位同学协助他观察磅秤示数的变化情况，并记录电梯运行时不同时刻磅秤的示数。

②将两位同学随机记录的7个数据列表．由于不知记录时刻的先后，故表格数据按从小到大的次序排列，并相应标明t1、t2……t7。

（记录时电梯作平稳运动）

③对实验数据进行分析研究，了解电梯的运行情况，并粗略测定电梯的加速度。

思考回答下列问题：

（1）在测量时该学生所受的重力将__________（填“变大”、“变小”、“不变”）

（2）如果先记录到的是较小的示数，后记录到的是较大的示数，则记录时电梯相应的运动可能是［］

A．先加速下降后减速下降B．先减速下降后匀速下降

观察

次数

时刻

磅秤

读数（N）

1

t1

449

2

t2

450

3

t3

450

4

t4

549

5

t5

550

6

t6

551

7

t7

551

C．先匀速上升后减速上升D．先减速上升后加速上升

（3）如果电梯在运行过程中经历过匀加速、匀速和匀减速三个过程，而两位同学记录的数据不知处于哪一运动阶段，则此电梯加速度的可能值为［］

A．1.0m/s2B．1.82m/s2C．2.22m/s2D．2.50m/s2

（4）由于每部电梯运行时加速度都是设定好的，如果要知道该高楼电梯的加速度，还需要测定的物理量是______________．

1．不变2．AD3．ABC　4．某学生的质量

****6、（15分）一位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，弹簧床对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来，如图所示。

结合图像，试求：

（1）运动员的质量；

（2）运动过程中，运动员最大加速度；

（3）不计空气阻力，运动过程中，运动员离开蹦床上升的最大高度

（1）由图

得

（2）最大弹力：

由

得

（3）空中时间：

下落时间：

最大高度

m＝3.2m

*****7、（计算题）（18分）一物体以一定的初速度，沿倾角可在0—90°之间任意调整的木板向上滑动，设它沿木板向上能达到的最大位移为x。

若木板倾角不同时对应的最大位移x与木板倾角α的关系如图所示。

g取10m/s2.求：

（1）物体初速度的大小v0。

。

（2）物体与木板间的动摩擦因数为μ。

（3）当α=60°时，物体达到最高点后，又回到出发点，物体速度将变为多大？

（1）当α=90°时，x=1.25m

（2）当α=30°时，x=1.25m

（3）当α=60°时