专题03 牛顿运动定律 期末备考专题强化篇 练习1解析版.docx
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专题03牛顿运动定律期末备考专题强化篇练习1解析版
牛顿运动定律同步练习
一、选择题
1.下列关于惯性和质量的说法中正确的是()
A.在太空中飞行的宇航员处于“漂浮”状态,说明失去了惯性
B.一小球从正在匀速行驶的帆船桅杆顶部落下,应落在距桅杆脚后一段距离
C.当汽车紧急刹车时,乘客向前倾倒,当汽车做匀速直线运动时,乘客不发生倾倒
D.对于任何物体,在它们受到相同的作用力时,决定它们运动状态变化难易程度的唯一因素就是它们的质量
【答案】CD
【解析】
【详解】A.惯性的大小只与物体的质量有关,太空中飞行的宇航员质量不变,惯性不变,故A错误;
B.落下的小球水平方向与帆船有相同的速度,应落在桅杆脚处,故B错误;
C.当汽车紧急刹车减速时,由于惯性,乘客的速度不变,故向前倾倒;当汽车做匀速直线运动时,乘客与汽车有相同的速度,不发生倾倒。
故C正确;
D.惯性表示物体保持原来运动状态的能力,大小只与物体的质量有关,受到相同的力的作用时,质量越大,运动状态越不容易改变,故D正确。
2.伽利略以前的部分学者认为:
物体越重,下落得越快。
伽利略等一些物理学家否定了这种看法。
在一高塔顶端同时释放一片羽毛和一个玻璃球,玻璃球先于羽毛落地,这主要是因为
A.它们的重量不同
B.它们的形状不同
C.它们的材料不同
D.它们受到空气阻力不同
【答案】D
【解析】
试题分析:
根据自由落体运动规律
,在没有空气阻力情况下,不论轻重的物体,下落时一样快的。
但是玻璃球先于羽毛落地,是因为羽毛的阻力跟其重力比不可忽略,因此加速度要小,所以后落地,答案为D
3.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,下列说法正确的是()
A.平衡摩擦力时,小桶应用细线通过定滑轮系在小车上,但小桶内不能装沙
B.实验中应始终保持小车和砝码的质量远远大于沙和小桶的质量
C.实验中如用纵坐标表示加速度,用横坐标表示小车和车内砝码的总质量,描出相应的点在一条直线上时,即可证明加速度与质量成反比
D.平衡摩擦力时,小车后面的纸带必须连好,因为运动过程中纸带也要受阻力
【答案】BD
【解析】
【详解】在验证牛顿第二定律实验中平衡摩擦力时,小车前不栓细线,不挂任何物体,A错;在验证牛顿第二定律实验中平衡摩擦力时,小车后面的纸带必须连好,因为运动过程中纸带也要受到阻力,D对;用砂和小桶的重力代替拉力,为了减小实验误差,实验中应始终保持小车和砝码的质量远大于砂和小桶的质量,B对;若实验中如用纵坐标表示加速度,用横坐标表示小车和车内砝码的总质量的倒数,描出相应的点应在一条直线上,即可证明加速度与质量成反比,C错。
4.如图所示是根据探究加速度与力的关系的实验数据描绘的a—F图线,下列说法正确的是()
A.三条倾斜直线所对应的小车和砝码的质量相同
B.三条倾斜直线所对应的小车和砝码的质量不同
C.直线1对应的小车和砝码的质量最大
D.直线3对应的小车和砝码的质量最大
【答案】BD
【解析】
【详解】由
得
,斜率
,斜率越大,质量越小,故BD选项正确.
5.一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶,下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论正确的是( )
A.车速越大,它的惯性越大
B.质量越大,它的惯性不一定越大
C.车速越大,刹车后滑行的路程越长
D.车速越大,刹车后滑行的路程越长,所以惯性越大
【答案】BC
【解析】
AB.质量是物体惯性大小的唯一的量度,与物体的运动状态无关,所以A错误,B正确;
CD.车速越大,所需制动距离越大,与物体惯性的大小无关,所以C正确,D错误。
故选BC.
6.下列说法正确的是()
①在相同的力作用下,物体的质量越大,速度越小
②在相同的力作用下,物体的质量越大,加速度越小,它的速度一定增加的越小
③在相同的力作用下,物体质量越大,速度变化越慢
④在相同的力作用下,物体质量增大为原来的两倍,加速度一定减小为原来的二分之一
A.①②B.③④
C.①③D.②④
【答案】B
【解析】
【详解】①.在相同的力作用下,物体的质量越大,加速度越小,速度不一定小;故①错误;
②③.在相同的力作用下,物体的质量越大,加速度越小,它的速度变化的越慢,可能是速度减小的越慢,故②错误,③正确;
④.根据牛顿第二定律,在相同的力作用下,物体质量增大为原来的两倍,加速度一定减小为原来的二分之一,故④正确。
所以B项正确,ACD三项错误。
7.我国有一种传统的民族体育项目叫做“押加”,实际上相当于两个人拔河,如果甲、乙两人在“押加”比赛中,甲获胜,则下列说法中正确的是( )
A.甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力,所以甲获胜
B.当甲把乙匀速拉过去时,甲对乙的拉力等于乙对甲的拉力
C.当甲把乙加速拉过去时,甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
D.甲对乙的拉力始终等于乙对甲的拉力,只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力,所以甲获胜
【答案】BD
【解析】
试题分析:
甲对乙的拉力与乙对甲的拉力是相互作用力,等大反向,选项A错。
无论什么情况,甲对乙的拉力大小和乙对甲的拉力都大小相等,选项B对C错。
既然受到的拉力相等,那么甲获胜,说明地面对甲的摩擦力等于拉力,而地面对乙的摩擦力小于拉力,所以乙被拉动,即地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力,选项D对。
8.正在加速上升的气球,下面悬挂重物的绳子突然断开,此时( )
A.重物的加速度立即发生改变
B.重物的速度立即发生改变
C.气球的速度立即改变
D.气球的加速度立即增大
【答案】AD
【解析】
【详解】在绳子断开瞬时,气球和物体速度都等于断开前瞬间的速度,不会突变;由于绳子的拉力消失,物体只受重力,此时的加速度发生变化;气球由于浮力不变,绳子的拉力消失后气球加速度立即增大;故AD正确,BC错误.
9.力F作用在原来静止
质量为m的物体上经过时间t,物体的位移为x,则( )
A.相同的力在相同时间内使质量为nm的物体移动x/n的距离
B.相同的力在nt时间内使质量为nm的物体移动nx的距离
C.nF的力在时间nt内使质量为nm的物体移动nx的距离
D.nF的力在时间t内使质量为nm的物体移动x的距离
【答案】ABD
【解析】
【详解】由牛顿第二定律有:
F=ma
由运动学有:
x=
at2,v=at
解得:
x=
A. m变成nm,则位移为x/n,故A正确;
B.相同力,nt时间内使nm的物体的位移为nx,故B正确;
C. nF的力,在nt时间内使nm的物体的位移为n2x,故C错误;
D. nF的力,在t时间内使nm的物体的位移为x,故D正确。
10.一个小金属车的质量是小木车的质量的2倍,把它们放置在光滑水平面上,用一个力作用在静止的小金属车上,得到2m/s2的加速度。
如果用相同的力作用在静止的小木车上,经过2s,小木车的速度是( )
A.2m/sB.4m/sC.6m/sD.8m/s
【答案】D
【解析】
【详解】根据牛顿第二定律F=ma,F相同,m甲=2m乙,得加速度之比为a甲:
a乙=1:
2,则a乙=2a甲=4m/s2,过2秒后,乙物体的速度是v=a乙t=8m/s.故D项正确,ABC三项错误。
11.放在粗糙水平面上的物体,在水平力F作用下产生的加速度为a1,当水平力变为2F时,物体的加速度为a2,则( )
A.a2=2a1B.a2>2a1
C.a1<a2<2a1D.上述三种可能都存在
【答案】B
【解析】
【详解】设物体所受的滑动摩擦力大小为f,当拉力变为2F时物体的加速度为a′,根据牛顿第二定律得
F−f=ma
2F−f=ma′
则
,即a′>2a
故B项正确,ACD三项错误。
12.如图所示,位于光滑固定斜面上的小物块P受到一水平向右的推力F的作用,已知物块P沿斜面加速下滑,现保持F的方向不变,使其减小,则加速度()
A.一定变小B.一定变大
C.一定不变D.可能变小,可能变大,也可能不变
【答案】B
【解析】
【详解】小物块P在推力F的作用下,沿光滑固定斜面加速下滑,设小物块的质量为m,斜面的倾角为θ,对小物块受力分析如图所示,由牛顿第二定律,有:
mgsinθ-Fcosθ=ma,解得:
当保持F的方向不变,使其减小时,加速度a一定变大.故B正确,ACD错误.
13.有一恒力F施于质量为m1物体上,产生的加速度为a1,施于质量为m2物体上,产生的加速度为a2;若此恒力F施于质量为(m1+m2)物体上,产生的加速度应是()
A.a1+a2B.
(a1+a2)C.a1a2D.a1a2/(a1+a2)
【答案】D
【解析】
【详解】由牛顿第二定律,有对m1,F=m1a1
对m2,F=m2a2
对m1+m2,F=(m1+m2)a
联立解得:
a=a1a2/(a1+a2)
故D项正确,ABC三项错误.
14.如图所示,在一辆表面光滑足够长的小车上,有质量为
,
的两个小球
,原来随车一起运动,当车突然停止时,如不考虑其他阻力,则两个小球
A.一定相碰B.一定不相碰
C.不一定相碰D.无法确定,因为不知小车的运动方向
【答案】B
【解析】
【详解】车停止前,两个小球和小车一起作匀速直线运动,并且两个小球和小车具有共同的速度,当小车突然停止时,由于小球在光滑接触面上,因此两个小球由于惯性,还要保持原来大小不变的速度做匀速直线运动,由于两球的速度相同,相等时间内通过的位移相等,因此两个小球间的距离不变,一定不会相碰,故B正确,ACD错误。
15.下面关于共点力的平衡与平衡条件的说法正确的是()
A.如果物体的运动速度为零,则物体必处于平衡状态
B.如果物体的运动速度大小不变,则物体必处于平衡状态
C.如果物体处于平衡状态,则物体沿任意方向的合力都必为零
D.如果物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态。
则任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反
【答案】CD
【解析】
【详解】A.物体的运动速度为0,加速度不一定为零,所以不一定处于平衡状态,如重物释放瞬间,速度为零,合力不为零,故A错误;
B.如果物体的运动速度大小不变,不一定处于平衡状态,如物体做速度大小不变、方向改变的曲线运动时,不处于平衡状态。
故B错误;
C.如果物体处于平衡状态,则合力为零,所以物体沿任意方向的合力都必为零,故C正确;
D.物体受三个共点力而平衡,根据平衡条件可知,合力为零,则其中任意两个力的合力与第三个力大小相等方向相反,故D正确。
16.关于超重和失重,下列说法中正确的是
A.处于超重状态的物体受的重力大
B.在加速上升的升降机中,一物体挂在弹簧秤上,则弹簧秤的示数大于物体的重力
C.在减速上升的升降机中,物体处于失重状态
D.对地静止的悬浮在空气中气球处于完全失重状态
【答案】BC
【解析】
【详解】A.物体处于超重或者失重是指视重与重力
关系,并不是重力发生变化。
故A错误;
B.在加速上升的升降机中,加速度向上,挂在弹簧秤上的物体处于超重状态,弹簧秤的拉力大于重力,则弹簧秤的示数大于物体的重力,故B正确;
C.在减速上升的升降机中,加速度向下,物体处于失重状态,故C正确;
D.对地静止的悬浮在空气中气球处于静止状态,浮力等于重力,故D错误.
17.如图所示,沿平直轨道运动的车厢中的光滑水平地板上,用弹簧拴着一个小球,弹簧处于自然状态
当旅客看到弹簧的长度变短时,对火车运动状态判断可能正确的是
A.火车在向右运动,速度在增加中
B.火车在向右运动,速度在减小中
C.火车在向左运动,速度在增加中
D.火车在向左运动,速度在减小中
【答案】AD
【解析】
弹簧处于自然长度,当旅客发现弹簧的长度变长时,弹簧伸长,小球受到向左的弹力,根据牛顿第二定律得知小球的加速度向左,火车向左做加速运动,或向右做减速运动,BC正确.
二、填空题
18.质量为m1、m2的两物体分别受到相同的合外力F的作用,产生的加速度分别是6m/s2和3m/s2,当质量是M=m1+m2的物体也受到相同的合外力F的作用时,产生的加速度是_____________。
【答案】2m/s2
【解析】
【详解】根据牛顿第二定律可知:
F=m1a1=m2a2=(m1+m2)a,解得a=2m/s2.
19.某人在一以2.5m/s2的加速度匀加速下降的电梯里最多能举起80kg的物体,在地面上最多能举起______kg的物体;若此人在一匀加速上升的电梯里能举起40kg的物体,则此电梯上升的加速度为____m/s2.(g=10m/s2)
【答案】
(1).60
(2).5
【解析】
【详解】根据牛顿第二定律可得
,所以
,即人的最大举力为600N;
,解得:
,所以人在地面上最多能举起60kg的物体;根据牛顿第二运动定律可得
,解得在电梯加速度为
。
20.电梯中有一个倾角为θ的粗糙斜面,质量为m的物体静止在斜面上如图所示。
当电梯静止时,物体受到的斜面的支持力为N0,斜面对它的静摩擦力为f0;当电梯经加速度a竖直向上做匀加速运动时,物体仍(相对)静止在斜面上;这时斜面对物体的支持力比N0增加了________________,斜面对物体的静摩擦力比f0增加了___________,物体“超重”__________________。
【答案】
(1).
(2).
(3).
【解析】
【详解】静止时有 mgsinθ=f0 mgcosθ=N0
上升过程建立如图的坐标系:
对物体分析,在水平方向上有:
Nsinθ=fcosθ,
在竖直方向上有:
Ncosθ+fsinθ−mg=ma,
联立解得f=m(g+a)sinθ,则N=m(g+a)cosθ.
斜面对物体的支持力比N0增加了N0'-N0=macosθ
斜面对物体的静摩擦力比f0增加了f0'-f0=masinθ
斜面对物体的作用力为F,根据牛顿第二定律:
F-mg=ma,F=mg+ma
物体超重ma
三、计算题
21.如图所示,两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块,质量分别为m1和m2.拉力F1和F2方向相反,与轻线沿同一水平直线,且F1>F2,试求在两个物块运动过程中轻线的T.
【答案】
【解析】
本题属典型的连接体问题,主要考查牛顿第二定律的应用,整体法与隔离法结合应用是解答本题的切入点,设两物块一起运动加速度为a,则有F1-F2=(m1+m2)a①
根据牛顿第二定律,对质量为m1的物块有F1–T=m1a②
由①、②两式得
22.某航空公司的一架客机,在正常航线上做水平飞行时,突然受到强大的垂直气流的作用,使飞机在10s内下降高度为1800m,造成众多乘客和机组人员的伤害事故,如果只研究在竖直方向上的运动,且假设这一运动是匀变速直线运动.
(1)求飞机在竖直方向上产生的加速度为多大?
(2)试估算质量为65kg的乘客所系安全带必须提供多大拉力才能使乘客不脱离座椅.
【答案】
(1)36m/s2
(2)1690N
【解析】
(1)根据匀变速直线运动的位移公式有 s=
at2
得
(2)由牛顿第二定律:
F+mg=ma
得F=m(a-g)=1690N
23.一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央.桌布的一边与桌的AB边重合,如图8所示.已知盘与桌布间的动摩擦因数为μ1,盘在桌面间的动摩擦因数为μ2.现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面,加速度的方向是水平的且垂直于AB边.若圆盘最后未从桌面掉下,则加速度a满足的条件是什么?
(用g表示重力加速度)
【答案】
【解析】
设圆盘的质量为m,桌长为l,
在桌布从圆盘上抽出的过程中,盘的加速度为
,有
①(1分)
桌布抽出后,盘在桌面上作匀减速运动,以a2表示加速度的大小,有
②(1分)
设盘刚离开桌布时的速度为v1,移动的距离为x1,离开桌布后在桌面上再运动距离x2后便停下,有
③
④(2分)
盘没有从桌面上掉下的条件是
⑤(2分)
设桌布从盘下抽出所经历时间为t,在这段时间内桌布移动的距离为x,有
⑥
⑦(2分)
而
⑧(2分)
由以上各式解得
⑨(2分)
24.一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ.初始时,传送带与煤块都是静止的。
现让传送带以恒定的加速a0开始运动,当其速度达到v0后,便以此速度作匀速运动。
经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动,求此黑色痕迹的长度?
【答案】
【解析】
【详解】根据“传送带上有黑色痕迹”可知,煤块与传送带之间发生了相对滑动,煤块的加速度a小于传送带的加速度a0.根据牛顿运动定律,可得:
,设经历时间t,传送带由静止开始加速到速度等于v0,煤块则由静止加速到v,有:
、
。
由于
,故
,煤块继续受到滑动摩擦力的作用。
再经过时间
,煤块的速度由v增加到v0,有:
,此后,煤块与传送带运动速度相同,相对于传送带不再滑动,不再产生新的痕迹。
设在煤块的速度从0增加到v0的整个过程中,传送带和煤块移动的距离分别为s0和s,有:
、
传送带上留下的黑色痕迹的长度
由以上各式得