专题三牛顿运动定律 练习.docx
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专题三牛顿运动定律练习
专题三:
牛顿运动定律练习题
、选择题
1、某人用绳子将一桶水从井内加速向上提的过程中,不计绳子的重力,以下说法正确的是
A.绳子对桶的拉力大于桶对绳子的拉力
B.人对绳子的拉力与绳子对桶的拉力是一对作用力与反作用力
C.这桶水处于超重状态,绳子对桶的拉力大于桶的重力
D.这桶水能加速上升,是因为人对绳子的拉力大于桶对绳子的拉力
2、关于物体的惯性,下列说法中正确的是( )
A.运动速度大的物体不能很快停下来,是因为物体速度越大,惯性也越大
B.静止的火车启动时,速度变化慢,是因为静止时物体惯性大的缘故
C.乒乓球可以快速抽杀,是因为乒乓球惯性小的缘故
D.物体受到的外力大,则惯性小;受到的外力小,则惯性就大
3、如图,在水平面上的箱子内,带异种电荷的小球a、b用绝缘细线分别系于上、下两边,处于静止状态.地面受到的压力为N,球b所受细线的拉力为F.剪断连接球b的细线后,在球b上升过程中地面受到的压力( )
A.小于N B.等于NC.等于N+FD.大于N+F
4、如图所示,轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连,下端与另一质量为M的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态.现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,木块1、2的加速度大小分别为a1、a2.重力加速度大小为g.则有( )
A.a1=0,a2=g B.a1=g,a2=g
C.a1=0,a2=
gD.a1=g,a2=
g
5、将一只皮球竖直向上抛出,皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比,下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系图象,可能正确的是( )
6、如图所示,A、B两小球分别连在弹簧两端,B端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上,若不计弹簧质量,在线被剪断瞬间,A、B两球的加速度分别为( )
A.都等于
B.
和0
C.
·
和0D.0和
·
7、如图所示为杂技“顶竿”表演,一人站在地上,肩上扛一质量为M的竖直竹竿,当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时,竿对地面上的人的压力大小为( )
A.(M+m)g-ma B.(M+m)g+ma
C.(M+m)gD.(M-m)g
8、如图甲所示,劲度系数为k的轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,一质量为m的小球,从离弹簧上端高h处自由下落,接触弹簧后继续向下运动.若以小球开始下落的位置为原点,沿竖直向下建立一坐标轴Ox,小球的速度v随时间t变化的图象如图乙所示.其中OA段为直线,切于A点的曲线AB和BC都是平滑的曲线,则关于A、B、C三点对应的x坐标及加速度大小,下列说法正确的是( )
A.xA=h,aA=0B.xA=h,aA=g
C.xB=h+
,aB=gD.xC=h+
,aC=0
9、如图所示,一夹子夹住木块,在力F作用下向上提升,夹子和木块的质量分别为m、M,夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f.若木块不滑动,力F的最大值是( )
A.
B.
C.
-(m+M)gD.
+(m+M)g
10、某同学为了探究物体与斜面间的动摩擦因数进行了如下实验,取一质量为m的物体使其在沿斜面方向的推力作用下向上运动,如图甲所示,通过力传感器得到推力随时间变化的规律如图乙所示,通过频闪照相处理后得出速度随时间变化的规律如图丙所示,若已知斜面的倾角α=30°,取重力加速度g=10m/s2,则下列说法中不正确的是( )
A.物体的质量为3kg
B.物体与斜面间的动摩擦因数为
C.撤去推力F后,物体将做匀减速运动,最后可以静止在斜面上
D.撤去推力F后,物体下滑时的加速度为
m/s2
11、空中缆车是旅游景点给游人准备的上山和进行空中参观的交通工具,如图是一质量为m的游客乘坐空中缆车沿着坡度为30°的山坡上行的示意图.开始时空中缆车平稳上行,由于故障,缆车以加速度a=g/2加速上行,则下列说法中正确的是( )
A.加速状态下游客对缆车底面的压力是平稳状态的
倍
B.加速状态下游客对缆车底面的压力是平稳状态的
倍
C.加速状态下游客受到的摩擦力与平稳状态下的相等
D.加速状态下游客受到的摩擦力比平稳状态下的大
12、物体A、B、C均静止在同一水平面上,它们的质量分别为mA、mB、mC,与水平面的动摩擦因数分别为μA、μB、μC,用平行于水平面的拉力F分别拉物体A、B、C,所得加速度a与拉力F的关系如图所示,A、B两直线平行,则以下关系正确的是
A.mA<mB<mC
B.mA<mB=mC
C.μA=μB=μC
D.μA<μB=μC
13、如图所示的弹簧秤质量为m1,挂钩下面悬挂一个质量为m的重物,现用一方向竖直向上的外力F拉着弹簧秤,使其向上做匀加速直线运动,则弹簧秤的示数与拉力F之比为()
A.m0:
mB.m:
m0C.m0:
(m+m0)D.m:
(m-m0)
14、(2013高考浙江理综第19题)如图所示,总质量为460kg的热气球,从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s2,当热气球上升到180m时,以5m/s的速度向上匀速运动。
若离开地面后热气球所受浮力保持不变,上升过程中热气球总质量不变,重力加速度g=10m/s2。
关于热气球,下列说法正确的是
A.所受浮力大小为4830N
B.加速上升过程中所受空气阻力保持不变
C.从地面开始上升10s后的速度大小为5m/s
D.以5m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230N
15、(2013高考安徽理综第14题)如图所示,细线的一端系一质量为m的小球,另一端固定在倾角为θ的光滑斜面体顶端,细线与斜面平行。
在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中,小球始终静止在斜面上,小球受到细线的拉力T和斜面的支持力为FN分别为(重力加速度为g)
A、T=m(gsinθ+acosθ),FN=m(gcosθ-asinθ)
B、T=m(gsinθ+acosθ),FN=m(gsinθ-acosθ)
C、T=m(acosθ-gsinθ),FN=m(gcosθ+asinθ)
D、T=m(asinθ-gcosθ),FN=m(gsinθ+acosθ)
二、实验题
如图所示为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置.
(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持________不变,用钩码所受的重力
作为________,用DIS测小车的加速度.
(2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量.在某次实验中根据测得的多组数据可画出aF关系图线(如图所示).
①分析此图线的OA段可得出的实验结论是
__________________________________________________________________________________________________________________________________________
②此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是( )
A.小车与轨道之间存在摩擦B.导轨保持了水平状态
C.所挂钩码的总质量太大D.所用小车的质量太大
三、计算题
1、如图(甲)所示,质量m=2kg的物体在水平面上向右做直线运动.过a点时给物体作用一个水平向左的恒力F并开始计时,选水平向右为速度的正方向,通过速度传感器测出物体的瞬时速度,所得vt图象如图(乙)所示.
取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数μ;
(2)10s末物体离a点的距离.
2、为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系,小明同学用石蜡做成两条质量均为m、形状不同的“A鱼”和“B鱼”,如图所示.在高出水面H处分别静止释放“A鱼”和“B鱼”,“A鱼”竖直下潜hA后速度减为零,“B鱼”竖直下潜hB后速度减为零.“鱼”在水中运动时,除受重力外还受浮力和水的阻力,已知“鱼”在水中所受浮力是其重力的10/9倍,重力加速度为g,“鱼”运动的位移远大于“鱼”的长度.假设“鱼”运动时所受水的阻力恒定,空气阻力不计.求:
(1)“A鱼”入水瞬间的速度vA1;
(2)“A鱼”在水中运动时所受阻力fA;
(3)“A鱼”与“B鱼”在水中运动时所受阻力之比fA∶fB.
3、如图所示,质量为M的木板上放着一质量为m的木块,木块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与水平地面间的动摩擦因数为μ2,加在小板上的力F为多大,才能将木板从木块下抽出?
4、如图所示,小车上放着由轻弹簧连接的质量为mA=1kg,mB=0.5kg的A、B两物体,两物体与小车间的最大静摩擦力分别为4N和1N,弹簧的劲度系数k=0.2N/cm。
①为保证两物体随车一起向右加速运动,弹簧的最大伸长是多少厘米?
②为使两物体随车一起向右以最大的加速度向右加速运动,弹簧的伸长是多少厘米?
5、如图所示,B物块放在A物块上面一起以加速度a=2m/s2沿斜面向上滑动.已知A物块质量M=10kg,B物块质量为m=5kg,斜面倾角θ=37°.问:
(1)B物体所受的摩擦力多大?
(2)B物块对A物块的压力多大?
6、如图所示,质量为M的劈块,其左右劈面的倾角分别为θ1=30°,θ2=45°,质量分别为m1=
kg和m2=2.0kg的两物块,同时分别从左右劈面的顶端从静止开始下滑,劈块始终与水平面保持相对静止,各相互接触面之间的动摩擦因数均为μ=0.20,求两物块下滑过程中(m1和m2均未达到底端)劈块受到地面的摩擦力。
(g=10m/s2)
7、如图所示,质量为M的平板小车放在倾角为θ的光滑斜面上(斜面固定),一质量为m的人在车上沿平板向下运动时,车恰好静止,求人的加速度
8、如图所示,劲度系数为K的轻弹簧的一端系于墙上,另端连接一物体A.用质量与A相同的物体B推A使弹簧压缩,分析释放后AB两物体在何处分离.
(1)地面光滑.
(2)地面不光滑,且摩擦系数µA=µB
(3)地面不光滑,且摩擦系数µA>µB
(4)地面不光滑,且摩擦系数µA<µB
9、(2013高考江苏物理第14题)如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验。
若砝码和纸板的质量分别为
和
,各接触面间的动摩擦因数均为μ。
重力加速度为g。
(1)当纸板相对砝码运动时,求纸板所受摩擦力的大小;
(2)要使纸板相对砝码运动,求所需拉力的大小;
(3)本实验中,
=0.5kg,
=0.1kg,μ=0.2,砝码与纸板左端的距离d=0.1m,取g=10m/s2。
若砝码移动的距离超过
=0.002m,人眼就能感知。
为确保实验成功,纸板所需的拉力至少多大?
参考答案
一、选择题
1、C2、C3、D4、C5、C6、D7、A8、B9、A10、C11、D12、D13、D14、AD15、A
二、实验题
解析:
(1)在研究加速度与力的关系时必须保持小车质量不变,才能找出二者的关系.
(2)①OA段在实验的允许范围内,图线是一条直线,因此可得出a与F成正比的关系.
②由实验的原理a=
=
可知AB段明显偏离直线是由于没有满足M车≫m钩造成的.
答案:
(1)小车的总质量(或:
小车的质量) 小车所受外力(或:
外力、合外力)
(2)①在质量不变的条件下,加速度与合力成正比 ②C
三、计算题
1、解析:
(1)设物体向右做匀减速直线运动的加速度大小为a1,则由vt图得:
a1=2m/s2①
根据牛顿第二定律,有F+μmg=ma1②
设物体向左做匀加速直线运动的加速度大小为a2,则由
vt图得:
a2=1m/s2③
根据牛顿第二定律,有F-μmg=ma2④
由①②③④得:
F=3N,μ=0.05.
(2)设10s末物体离a点的距离为x,x应为vt图与横轴所围的面积
则:
x=
×4×8m-
×6×6m=-2m,负号表示物体在a点左侧.
答案:
(1)3N 0.05
(2)在a点左侧2m
2、解析:
(1)A从H处自由下落,机械能守恒:
mgH=
mv
,
解得:
vA1=
(2)小鱼A入水后做匀减速运动,
2gH=2aAhA
得减速加速度:
aA=
g,
F浮A=
mg
由牛顿第二定律:
F浮A+fA-mg=maA
解得:
fA=mg(
-
)
(3)同理可得fB=mg(
-
),得:
fA∶fB=
答案:
(1)
(2)mg(
-
)
(3)
3、F>(μ1+μ2)(M+m)g
4、
(1)为保证两物体随车一起向右加速运动,且弹簧的伸长量最大,A、B两物体所受静摩擦力应达到最大,方向分别向右、向左。
对A、B作为整体应用牛顿第二定律
(3分)对A应用牛顿第二定律
x=0.1m
(2)为使两物体随车一起向右以最大的加速度向右加速运动,A、B两物体所受静摩擦力应达到最大,方向均向右。
对A、B作为整体应用牛顿第二定律
对A应用牛顿第二定律
x=3.33cm
8、解:
若地面光滑,分离时对B分析可知,B受的合外力为0,加速度为0,则A的加速度也为0,故分离时弹簧处于原长.
若地面不光滑,分离时对B、A分析受力分别如图甲、乙.F为弹簧的弹力大小
对B:
fB=µBmg=maBaB=µBg
对A:
fA-F=maA,fA=µAmg,aA=µAg-F/m
由于分离瞬间aB=aA所以弹簧弹力T=m(µA-µB)g
若µA=µB,则F=0,两物体在原长分离.
若µA>µB,则F>0,两物体在原长左侧x=
处分离.
若µA<µB,则F<0,两物体在原长右侧x=
处分离.
9、解析.
(1)砝码对纸板的摩擦力
桌面对纸板的摩擦力
解得
(2)设砝码的加速度为
纸板的加速度为
则
发生相对运动
解得
(3)纸板抽出前,砝码运动的距离
纸板运动的距离
纸板抽出后,砝码在桌面上运动的距离
由题意知
解得
代入数据得F=22.4N。