牛顿运动定律测试卷
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牛顿运动定律测试题时间:45分钟 分数:100分一、选择题(6×8=48)1.对于惯性,下列说法中正确的是(A)惯性是指物体原来静止的总有保持静止、原来运动的总有保持匀速直线运动的性质 (B)静止的火车启动时速度变化缓慢,是因为火车静止时惯性大 (C)乒乓球可快速抽杀,是因为乒乓球的惯性小的缘故 (D)在宇宙飞船内的物体没有惯性2.用水平力F 拉着重为G 的物体以速度v 在粗造的水平面上匀速运动,当拉力F 逐渐减小时,物体的(A)加速度和速度都减小 (B)加速度越来越大,速度越来越小 (C)加速度越来越小,速度越来越大 (D)加速度和速度都越来越大3.如图所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力即F 1、F 2和摩擦力的作用,木块处于静止状态,其中F1=10N,F2=2N.现撤去F1保留F2,则木块在水平方向受到的合力为 (A)10N ,方向向左 (B)6N ,方向向右(C)2N ,方向向左 (D)04.两辆汽车在同一平直路面上行驶,它们的质量之比为m 1∶m 2=1∶2,速度之比v 1∶v 2=2∶1.当两车急刹车后,甲车滑行的最大距离为s 1,乙车滑行的最大距离为s 2.设两车与路面间的动摩擦因数相等,不计空气阻力,则(A)s 1∶s 2=1∶2 (B)s 1∶s 2=1∶1 (C)s 1∶s 2=2∶1 (D)s 1∶s2=4∶1 5.如右图,木箱内有一竖直放置的弹簧,弹簧上方有一物块:木箱静止时弹处于压缩状态且物块压在箱顶上.若在某一段时间内,物块对箱顶刚好无压力,则在此段时间内,木箱的运动状态可能为A .加速下降B .加速上升C .减速上升D .减速下降6.木块A 、B 分别重50 N 和60 N ,它们与水平地面之间的动磨擦因数均为0.25;夹在A 、B 之间的轻弹簧被压缩了2cm ,弹簧的劲度系数为400N/m ,系统置于水平地面静止不动。
现用F=1 N 的水平拉力作用在木块B 上.如图所示力F 作用后 (A )木块A 所受摩擦力大小是12.5 N (B )木块A 所受摩擦力大小是11.5 N (C )木块B 所受摩擦力大小是9 N (D )木块B 所受摩擦力大小是7 N7.如图(a )所示,用一水平外力F 拉着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体,逐渐增大F ,物体做变加速运动,其加速度a 随外力F 变化的图像如图(b )所示,若重力加速度g 取10m/s 2.根据图(b )中所提供的信息可以计算出 (A )物体的质量 (B )斜面的倾角(C )加速度为6m/s 2时物体的速度a b(D )加速度由2m/s 2增加到6m/s 2过程物体通过的位移FθO F /Na /m •s-22030 6 2 -68.如图所示,质量201=m kg 和502=m kg 的两物体,叠放在动摩擦因数为0.40的粗糙水平地面上,一处于水平位置的轻弹簧,劲度系数为200N/m ,一端固定于墙壁,另一端与质量为m 1的物体相连,弹簧处于自然状态,现用一水平推力F 作用于质量为m 2的物体上,使它缓慢地向墙壁一侧移动,取g=10m/s 2,当移动0.50m 时,两物体间开始相对滑动,这时水平推力F 的大小为 (A )80N (B)280N (C)380N (D)100N二、填空题(3×8=24) 9.在运动的升降机中天花板上用细线悬挂一个物体A ,下面吊着一个轻质弹簧秤(弹簧秤的质量不计),弹簧秤下吊着物体B ,如图所示,物体A 和B 的质量相等,都为m=5kg ,某一时刻弹簧秤的读数为40N ,设g =10m /s 2,则细线的拉力等于____.若将细线剪断,在剪断细线瞬间物体A 的加速度大小为_____,方向____.物体B 的加速度大小为____,方向_____.10.如图所示,质量为m的物体P 与车厢的竖直面间的动摩擦因数为μ,要使P 物体不下滑,则车厢的加速度最小值为____,方向____.11.如图所示,长L=19m的水平传送带,匀速传动速度v =4m /s ,工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,g=10m /s 2,从左端放上一工件(初速度为零),经过____s工件可达到传送带的右端. 三、计算题 12.(14分)一个人用与水平方向成θ= 300角的斜向下的推力F 推一个质量为20 kg 的箱子匀速前进,如图(a )所示,箱子与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.40.求:(1)推力F 的大小; (2)若该人不改变力F 的大小,只把力的方向变为与水平方向成300角斜向上去拉这个静止的箱子,如图(b)所示,拉力作用2.0 s 后撤去,箱子最多还能运动多长距离?(g 取10 m/s 2).13.(14分)质量为3kg 的木箱静止在水平地面上,在水平恒力F 的作用下运动,4s 末它的速度达到4m /s .此时将力F 撤去,又经过6s 物体停止运动.若地面与木箱之间的动摩擦因数不变,求力F 的大小.《牛顿运动定律》参考答案一、选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案AB D D A C AB C 二、填空题9.80N;18m/s2;向下;2m/s2;向下10.g/μ;向右11.6.75三、计算题12.0.5m/s2;10m/s13.5N。
高考物理牛顿运动定律题20套(带答案)含解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1.如图所示,质量为M=0.5kg 的物体B 和质量为m=0.2kg 的物体C ,用劲度系数为k=100N/m 的竖直轻弹簧连在一起.物体B 放在水平地面上,物体C 在轻弹簧的上方静止不动.现将物体C 竖直向下缓慢压下一段距离后释放,物体C 就上下做简谐运动,且当物体C 运动到最高点时,物体B 刚好对地面的压力为0.已知重力加速度大小为g=10m/s 2.试求:①物体C 做简谐运动的振幅;②当物体C 运动到最低点时,物体C 的加速度大小和此时物体B 对地面的压力大小. 【答案】①0.07m ②35m/s 2 14N 【解析】 【详解】①物体C 放上之后静止时:设弹簧的压缩量为0x . 对物体C ,有:0mg kx = 解得:0x =0.02m设当物体C 从静止向下压缩x 后释放,物体C 就以原来的静止位置为平衡位置上下做简谐运动,振幅A =x当物体C 运动到最高点时,对物体B ,有:0()Mg k A x =- 解得:A =0.07m②当物体C 运动到最低点时,设地面对物体B 的支持力大小为F ,物体C 的加速度大小为a .对物体C ,有:0()k A x mg ma +-= 解得:a =35m/s 2对物体B ,有:0()F Mg k A x =++ 解得:F =14N所以物体B 对地面的压力大小为14N2.如图,质量分别为m A =1kg 、m B =2kg 的A 、B 两滑块放在水平面上,处于场强大小E=3×105N/C 、方向水平向右的匀强电场中,A 不带电,B 带正电、电荷量q=2×10-5C .零时刻,A 、B 用绷直的细绳连接(细绳形变不计)着,从静止同时开始运动,2s 末细绳断开.已知A 、B 与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.1,重力加速度大小g=10m/s 2.求:(1)前2s 内,A 的位移大小; (2)6s 末,电场力的瞬时功率. 【答案】(1) 2m (2) 60W 【解析】 【分析】 【详解】(1)B 所受电场力为F=Eq=6N ;绳断之前,对系统由牛顿第二定律:F-μ(m A +m B )g=(m A +m B )a 1 可得系统的加速度a 1=1m/s 2; 由运动规律:x=12a 1t 12 解得A 在2s 内的位移为x=2m ;(2)设绳断瞬间,AB 的速度大小为v 1,t 2=6s 时刻,B 的速度大小为v 2,则v 1=a 1t 1=2m/s ;绳断后,对B 由牛顿第二定律:F-μm B g=m B a 2 解得a 2=2m/s 2;由运动规律可知:v 2=v 1+a 2(t 2-t 1) 解得v 2=10m/s电场力的功率P=Fv ,解得P=60W3.如图所示,水平地面上固定着一个高为h 的三角形斜面体,质量为M 的小物块甲和质量为m 的小物块乙均静止在斜面体的顶端.现同时释放甲、乙两小物块,使其分别从倾角为α、θ的斜面下滑,且分别在图中P 处和Q 处停下.甲、乙两小物块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为μ.设两小物块在转弯处均不弹起且不损耗机械能,重力加速度取g.求:小物块(1)甲沿斜面下滑的加速度; (2)乙从顶端滑到底端所用的时间;(3)甲、乙在整个运动过程发生的位移大小之比. 【答案】(1) g(sin α-()2sin sin cos hg θθμθ-【解析】 【详解】(1) 由牛顿第二定律可得F 合=Ma 甲Mg sin α-μ·Mg cos α=Ma 甲 a 甲=g(sin α-μcos α)(2) 设小物块乙沿斜面下滑到底端时的速度为v ,根据动能定理得W 合=ΔE k mgh -μmgcos θ·θsin h=212mv v=cos 21sin gh θμθ⎛⎫- ⎪⎝⎭a 乙=g (sin θ-μcos θ) t =()2sin sin cos hg θθμθ-(3) 如图,由动能定理得Mgh -μ·Mg cos α·sin hα-μ·Mg (OP -cos sin h αα)=0mgh -μmg cos θ·θsin h-μmg (OQ -cos sin h θθ)=0 OP=OQ根据几何关系得222211x h OP x h OQ ++甲乙4.高铁的开通给出行的人们带来了全新的旅行感受,大大方便了人们的工作与生活.高铁每列车组由七节车厢组成,除第四节车厢为无动力车厢外,其余六节车厢均具有动力系统,设每节车厢的质量均为m ,各动力车厢产生的动力相同,经测试,该列车启动时能在时间t 内将速度提高到v ,已知运动阻力是车重的k 倍.求: (1)列车在启动过程中,第五节车厢对第六节车厢的作用力;(2)列车在匀速行驶时,第六节车厢失去了动力,若仍要保持列车的匀速运动状态,则第五节车厢对第六节车厢的作用力变化多大? 【答案】(1)13m (v t +kg ) (2)1415kmg 【解析】 【详解】(1)列车启动时做初速度为零的匀加速直线运动,启动加速度为a =vt① 对整个列车,由牛顿第二定律得:F -k ·7mg =7ma ②设第五节对第六节车厢的作用力为T ,对第六、七两节车厢进行受力分析,水平方向受力如图所示,由牛顿第二定律得26F+T -k ·2mg =2ma , ③ 联立①②③得T =-13m (vt+kg ) ④ 其中“-”表示实际作用力与图示方向相反,即与列车运动相反. (2)列车匀速运动时,对整体由平衡条件得F ′-k ·7mg =0 ⑤设第六节车厢有动力时,第五、六节车厢间的作用力为T 1,则有:26F '+T 1-k ·2mg =0 ⑥ 第六节车厢失去动力时,仍保持列车匀速运动,则总牵引力不变,设此时第五、六节车厢间的作用力为T 2, 则有:5F '+T 2-k ·2mg =0, ⑦ 联立⑤⑥⑦得T 1=-13kmg T 2=35kmg 因此作用力变化ΔT =T 2-T 1=1415kmg5.在水平长直的轨道上,有一长度为L 的平板车在外力控制下始终保持速度v 0做匀速直线运动.某时刻将一质量为m 的小滑块轻放到车面的中点,滑块与车面间的动摩擦因数为μ,此时调节外力,使平板车仍做速度为v 0的匀速直线运动.(1)若滑块最终停在小车上,滑块和车之间因为摩擦产生的内能为多少?(结果用m ,v 0表示)(2)已知滑块与车面间动摩擦因数μ=0.2,滑块质量m =1kg ,车长L =2m ,车速v 0=4m/s ,取g =10m/s 2,当滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个与车运动方向相同的恒力F ,要保证滑块不能从车的左端掉下,恒力F 大小应该满足什么条件? 【答案】(1)2012m v (2)6F N ≥【解析】解:根据牛顿第二定律,滑块相对车滑动时的加速度mga g mμμ==滑块相对车滑动的时间:0v t a=滑块相对车滑动的距离2002v s v t g=-滑块与车摩擦产生的内能Q mgs μ= 由上述各式解得2012Q mv =(与动摩擦因数μ无关的定值) (2)设恒力F 取最小值为1F ,滑块加速度为1a ,此时滑块恰好达到车的左端,则: 滑块运动到车左端的时间011v t a = 由几何关系有:010122v t Lv t -= 由牛顿定律有:11F mg ma μ+= 联立可以得到:10.5s t=,16F N =则恒力F 大小应该满足条件是:6F N ≥.6.某天,张叔叔在上班途中沿人行道向一公交车站走去,发现一辆公交车正从身旁的平直公路驶过,此时,张叔叔的速度是1m/s ,公交车的速度是15m/s ,他们距车站的距离为50m .假设公交车在行驶到距车站25m 处开始刹车.刚好到车站停下,停车10s 后公交车又启动向前开去.张叔叔的最大速度是6m/s ,最大起跑加速度为2.5m/s 2,为了安全乘上该公交车,他用力向前跑去,求:(1)公交车刹车过程视为匀减速运动,其加速度大小是多少. (2)分析张叔叔能否在该公交车停在车站时安全上车. 【答案】(1)4.5m/s 2 (2)能 【解析】试题分析:(1)公交车的加速度221110 4.5/2v a m s x -==- 所以其加速度大小为24.5/m s (2)汽车从相遇处到开始刹车时用时:11153x x t s v -==汽车刹车过程中用时:1210103v t s a -== 张叔叔以最大加速度达到最大速度用时:32322v v t s a -== 张叔叔加速过程中的位移:2323·72v v x t m +== 以最大速度跑到车站的时间243437.26x x t s s v -==≈ 因341210t t t t s +<++,张叔叔可以在汽车还停在车站时安全上车. 考点:本题考查了牛顿第二定律、匀变速直线运动的规律.7.2019年1月3日10时26分.中国嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面南极艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内。
牛顿运动定律检测题一.(下列各题中至少有一个选项是正确的请选出填在括号中,每小题4分共48分) 1.物体所受合力不为零,则物体的( )A .速度一定越来越大B .速度可能越来越小C .速度可能不变D .运动状态一定改变 2.如图所示,质量分别为M A 、M B 的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2g B .2g和0 C .2g M M M B B A⋅+和0 D .0和2gM M M B B A ⋅+ 3.一木块放在粗糙水平地面上,分别受到与水平方向成θ1角、θ2角的拉力F 1、推力F 2(如图,木块的加速度为a 。
若撤去F 2,则木块的加速度 ( ) A .必然增大 B .必然减小 C .可能不变 D .可能增大4.质量不计的弹簧下端固定一小球。
现手持弹簧上端使小球随手在竖直方向上以同样大小的加速度a (a <g )分别向上、向下做匀加速直线运动。
若忽略空气阻力,弹簧的伸长分别为x 1、x 2;若空气阻力不能忽略且大小恒定,弹簧的伸长分别为x 1’、x 2’。
则( )A x 1’+x 1=x 2+x 2’B x 1’+x 1<x 2+x 2’C x 1’+x 2’=x 1+x 2D x 1’+x 2’<x 1+x 2 5. 如图所示,竖直杆AB 固定在斜面上,小球用细绳系住始终静止在倾角为θ的光滑斜面上,当细绳方向由水平逐渐向上偏移时,绳的拉力F 和斜面对小球的支持力F N 将 ( )A.F N 逐渐减小 B .F N 逐渐增大 C.F 逐渐减小 D .F 先减小后增大6.. 匀速上升的升降机顶部悬有一轻质弹簧,弹簧下端挂有一小球。
若升降机突然停止,在地面上的观察者看来,小球在继续上升的过程中( ) A . 速度逐渐减小 B. 速度先增大后减小 C . 加速度逐渐增大 D. 加速度逐渐减小7.如下图质量为M 的粗糙斜面上有一,质量为m 的木块匀减速下滑,则地面 受到的正压力应当是 ( )A .等于(M+m)gB .大于(M+m)g C.小于(M+m)g D .无法确定 8. 一倾角为θ的光滑斜面固定于电梯中,如图所示,一物体始终相对于斜面静止,下列说法中正确的是 ( )A. 电梯以加速度gtan θ向左加速B. 电梯以加速度gtan θ向左减速C. 电梯做自由落体运动D. 电梯以加速度g 向上加速运动9.如图甲所示,在粗糙的水平面上,物块A 在水平向右的外力F 的作用下做直线运动,其v-t 图像如图乙中实线所示,下列判断正确的是 ( )A .在0-1s 内,外力F 不断变化B .在1-3s 内,外力F 的大小恒定C .在3-4s 内,外力F 不断变化D .在3-4s 内,外力F 的大小恒定10.在倾角为θ的固定斜面上放一木板,木板上固定有支架,支架末端用细绳悬挂一小球,当使木板沿斜面下滑时,小球与木板保持相对静止状态。
高一物理牛顿运动定律测试一、选择题:(每题5分,共50分)每小题有一个或几个正确选项。
1.下列说法正确的是A.力是物体运动的原因B.力是维持物体运动的原因C.力是物体产生加速度的原因D.力是使物体惯性改变的原因2.下列说法正确的是A.加速行驶的汽车比它减速行驶时的惯性小B.静止的火车启动时速度变化缓慢,是因为火车静止时惯性大C.已知月球上的重力加速度是地球上的1/6,故一个物体从地球移到月球惯性减小为1/6 D.为了减小机器运转时振动,采用螺钉将其固定在地面上,这是为了增大惯性3.在国际单位制中,力学的三个基本单位是A.kg 、m 、m / s2 B.kg 、 m / s 、 NC.kg 、m 、 s D.kg、 m / s2 、N4.下列对牛顿第二定律表达式F=ma及其变形公式的理解,正确的是()A.由F=ma可知,物体所受的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成正比B.由m=F/a可知,物体的质量与其所受合外力成正比,与其运动加速度成反比C.由a=F/m可知,物体的加速度与其所受合外力成正比,与其质量成反比D.由m=F/a可知,物体的质量可以通过测量它的加速度和它受到的合外力而求得5.大小分别为1N和7N的两个力作用在一个质量为1kg的物体上,物体能获得的最小加速度和最大加速度分别是A.1 m / s2和7 m / s2 B.5m / s2和8m / s2C.6 m / s2和8 m / s2 D.0 m / s2和8m / s26.弹簧秤的秤钩上挂一个物体,在下列情况下,弹簧秤的读数大于物体重力的是A.以一定的加速度竖直加速上升B.以一定的加速度竖直减速上升C.以一定的加速度竖直加速下降D.以一定的加速度竖直减速下降7.一物体以 7 m/ s2的加速度竖直下落时,物体受到的空气阻力大小是 ( g取10 m/ s2 )A.是物体重力的0.3倍 B.是物体重力的0.7倍C.是物体重力的1.7倍 D.物体质量未知,无法判断8.一小车在牵引力作用下在水平面上做匀速直线运动,某时刻起,牵引力逐渐减小直到为零,在此过程中小车仍沿原来运动方向运动,则此过程中,小车的加速度A.保持不变 B.逐渐减小,方向与运动方向相同C.逐渐增大,方向与运动方向相同 D.逐渐增大,方向与运动方向相反9、如图所示,在平直轨道做匀变速运动的车厢中,用轻细线悬挂一个小球,悬线与竖直方向保持恒定的夹角θ,则A.小车一定具有方向向左的加速度B.小车一定具有方向向右的加速度C.小车的加速度大小为gtanθD.小车的加速度大小为gcotθ10.在光滑水平面上有一物块受水平恒力F的作用而运动,在其正前方固定一个足够长的轻质弹簧,如图所示,当物块与弹簧接触并将弹簧压至最短的过程中,下列说法正确的是A.物块接触弹簧后即做减速运动B.物块接触弹簧后先加速后减速C.当弹簧处于压缩量最大时,物块的加速度不等于零D.当物块的速度为零时,它所受的合力不为零选择题答题框1 2 3 4 5 6 7 8 9 10二、填空题:(每空3分,共14分)11.使质量是1 kg的物体产生1 m / s2 的加速度的合力大小叫做_____________。
高考物理牛顿运动定律试题一、单解选择题1.设洒水车的牵引力不变,所受阻力跟车重成正比,洒水车在平直路面上行驶,原来是匀速的,开始洒水后,它的运动情况将 ( ) A . 继续做匀速运动 B .变为做匀加速运动 C .变为做变加速运动 D .变为做匀减速运动2.如图,物体m 原来以加速度a 沿斜面匀加速下滑,现在物体上施加一竖直向下的恒力F ,则下列说法中正确的是( ) ①物体m 受到的摩擦力增大 ②物体m 受到的摩擦力不变 ③物体m 下滑的加速度不变 ④物体m 下滑的加速度增大 A .①③ B .①④ C .②③ D .②④3.一个物体受到的合力F 如图所示,该力的大小不变,方向随时间t周期性变化,正力表示力的方向向东,负力表示力的方向向西,力的总作用时间足够长,将物体在下面哪个时刻由静止释放,物体可以运动到出发点的西边且离出发点很远的地方 ( ) A .t=0时 B. t=t1时 C .t=t2时 D .t=t3时4.如图所示,质量为M 的框架放在水平地面上,一轻弹簧上端固定在框架上,下端固定一个质量m 的小球,小球上下振动时框架始终没有跳起,当框架对地面压力为零的瞬间,小球的加速大小为( ) A .g B .m g m M /)(-C .m Mg /D .m g m M /)(+5.如图所示,物块A 、B 叠放在水平桌面上,装砂的小桶C 通过细线牵引A 、B 一起在水平桌面上向右加速运动,设A 、B 间的摩擦力为1f ,B 与桌面间的摩擦力为2f ,若增大C 桶 内砂的质量,而A 、B 仍一起向右运动,则摩擦力1f 和2f 的大小关系是( )A .1f 不变,2f 变大B .1f 变大,2f 不变C .1f 和2f 都变大D .1f 和2f 都不变6.如图所示,又一箱装的很满的土豆,以一定的安装速度在动摩擦因数为μ的水平地面上做匀减速运动,不计其他外力及空气阻力,则中间一质量为m 的土豆A 受到其他土豆对它的作用力大小应该是( )A .mgB .mg μC .12+μmg D .21μ-mg7.如图所示,在一粗糙水平面上有两个质量分别为m 1和m 2的木块1和2,中间用一原长为L ,劲度系数为k 的轻弹簧连结起来,木块与地面间的滑动摩擦因数为μ,现用一水平力向右位木块2,当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是 ( )A .gm kl 1μ+B .gm m kl )(21++μC .gm kl 2μ+D .gm m m m k l )(2121++μ8.如图所示,传送带与地面间的夹角为37°, AB 间传动带长度为16m ,传送带以10m/s 的速度逆时针匀速转动,在传送带顶端A 无初速地释放一个质量为0.5kg 的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为0.5,则物体由A 运动到B 所需时间为(g=10m/s 2 ,sin37°=0.6)A .1sB .2sC .4sD .s 5549.如图所示,倾角为30°的光滑杆上套有一个小球和两根轻质弹簧,两弹簧的一端各与小球相连,另一端分别用销钉M 、N 固定与杆上,小球处于静止状态,设拔去销钉M (撤去弹簧a )瞬间,小球加速度大小为6m/s2,若不拔去销钉M ,而拔去销钉N (撤去弹簧b )瞬间,小球的加速度可能为(g 取10m/s 2) ( ) ①11 m/s2,沿杆向上 ②11 m/s2,沿杆向下③1 m/s2,沿杆向上 ④1 m/s2,沿杆向下 A .①③ B .①④ C .②③ D .②④10.如图所示,一质量为M 的木板静止在光滑水平地面上,现有一质量为m 的小滑块以一定的初速度0v 从木板的左端开始向木板的右端滑行,滑块和木板的水平速度大小随时间变化的情况如图乙所示,根据图象作出如下判断 ①滑块始终与木板存在相对运动②滑块未能滑出木板 ③滑块的质量m 大于木板的质量M④在1t 时刻滑块从木板上滑出正确的是( ) A .①③④ B .②③④ C .②③ D .②④ 二、填空题11.如图所示,3根轻绳一端分别系住质量为m1,m2,m3的物体,它们的另一端分别通过光滑定滑轮系于O 点,整个装置处于平衡状态时,Oa 与竖直方向成30°Ob 处于水平状态,则321::m m m =_______.12.匀速上升的气球总质量为24kg ,当它抛下一物体后,气球以2m/s 2的加速度上升,则抛下质量为_______kg.(设气球浮力不变,g=10m/s 2)13.一个小孩在蹦床上做游戏,他从高处落到蹦床上后又被弹起到原高度,小孩从高处开始下落到弹回的整个过程中,他的运动速度随时间的变化图象如图所示,图中时刻t 1、t 2、t 3、t 4、t 5、t 6为已知,oa 段和cd 段为直线,则根据此图象可知,小孩和蹦床相接触的时间为_______14.如图所示,质量分别为M 和m 的物体用细绳连接, 悬挂在定滑轮下,已知M >m ,不计滑轮质量及一切摩擦,则它们的加速度大小为a = _______,天棚对滑轮的拉力为F= _______ 15.一质量为1kg 的小球放在正方形盒内,正方形的内边长恰好等于小球的直径,现将盒子如图所示的状态竖直向上抛出,盒子在上升过程中因为受到空气阻力,其加速度大小为112/s m ,则在上升过程中,小球对盒底的压力为F1=_______N ,小球对盒顶的压力F2=_______N (g 取10m/s 2) 三、计算题16.(10分)竖立在地面上的一支玩具火箭,质量kg m 20.0=,火药点燃后在喷气的2秒内使火箭以g a 5.1=的加速度加速上升,不计空气阻力及喷出的气体质量,求:(1)火箭受到的推力是多大?(2)火箭从飞离地面到落回地面共经历多长时间?(保留两位有效数字、g 取10m/s 2) 17.(10分)某中学生身高1.80m ,质量70kg ,他站立举臂70kg 。
牛顿运动定律(阶段检测三)(时间90分钟,满分100分)第Ⅰ卷(选择题,共60分)一、选择题(每小题6分,共60分)1.(2010·杭州)游乐园中,游客乘坐能做加速或减速运动的升降机,可以体会超重与失重的感觉.下列描述正确的是() A.当升降机加速上升时,游客处在失重状态B.当升降机减速下降时,游客处在超重状态C.当升降机减速上升时,游客处在失重状态D.当升降机加速下降时,游客处在超重状态解析:当物体具有竖直向上的加速度时,物体处于超重状态;当物体具有竖直向下的加速度时,物体处于失重状态.所以A、D错,B、C对.答案:BC2.一汽车在路面情况相同的公路上沿直线行驶,下面关于车速、惯性、质量和滑行位移的讨论,正确的是() A.车速越大,它的惯性越大B.质量越大,它的惯性越大C.车速越大,刹车后滑行的位移越长D.车速越大,刹车后滑行的位移越长,所以惯性越大解析:本题结合生活常识考查了对惯性的理解和灵活运用生活常识的能力.惯性是物体的固有属性,其大小由物体的质量决定,质量越大惯性越大,所以A错B正确.滑行位移应由刹车时的速度确定,因为刹车过程中,其加速度是相同的,根据v2t-v20=2as,所以车速越大,其滑行位移越大,而与其惯性大小无关,所以C对D错.答案:BC3.有两个物体,质量分别为m1和m2,m1原来静止,m2以速度v向右运动,它们同时各受到一个向右的大小相等的恒力作用,它们能达到相同速度的条件是() A.m1<m2B.m1=m2C.m1>m2D.m1≫m2解析:它们达到相同的速度时Fm1t=v+Fm2t,所以Fm1>Fm2,得m1<m2.答案:A4.(2010·3月西城理综)在光滑水平面上放置两长度相同、质量分别为m1和m2的木板P、Q,在木板的左端各有一大小、形状、质量完全相同的物块a和b,木板和物块均处于静止状态.现对物块a和b分别施加水平恒力F1和F2,使它们向右运动.当物块与木板分离时,P、Q的速度分别为v1、v2,物块a、b相对地面的位移分别为s1、s2.已知两物块与木板间的动摩擦因数相同,下列判断正确的是()A.若F1=F2、m1>m2,则v1>v2、s1=s2B.若F1=F2、m1<m2,则v1>v2、s1=s2C .若F 1>F 2、m 1=m 2,则v 1<v 2、s 1>s 2D .若F 1<F 2、m 1=m 2,则v 1>v 2、s 1>s 2答案:D5.(2010·朝阳)如图所示,两相互接触的物块放在光滑的水平面上,质量分别为m 1和m 2,且m 1<m 2.现对两物块同时施加相同的水平恒力F .设在运动过程中两物块之间的相互作用力大小为F N ,则( )A .F N =0B .0<F N <FC .F <F N <2FD .F N >2F答案:B6.(2010·朝阳)如图所示,将质量为m 的小球以速度v 0由地面竖直向上抛出.小球落回地面时,其速度大小为34v 0.设小球在运动过程中所受空气阻力的大小不变,则空气阻力的大小等于( )A.34mgB.316mg C.716mg D.725mg 答案:D7.在抗震救灾过程中,经常看到部队官兵用直升机向灾区运送救灾物资.假设某次在无风无雨的理想情况下,直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子,如图所示.设投放时箱子的初速度为零,箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比,且运动过程中箱子始终保持图示形态.则下列说法正确的是( )A .悬停的直升机只受到重力的作用B .箱子下落过程中先做匀加速运动,后做匀速运动C .箱子下落过程中先做变加速运动,后做减速运动D .在箱子开始下落的一小段时间内,箱内物体对箱子底部的压力逐渐增大解析:悬停的直升机受到重力和空气的推力作用,故A 错误.箱子下落过程中先做变加速(加速度减小)运动,后做匀速运动,故BC 错误.在箱子开始下落的一小段时间内,对箱内物体由牛顿第二定律有:mg -F N =ma ,即F N =mg -ma ,故箱内物体对箱子底部的压力逐渐增大,即D 正确.答案:D8.质量为m =1 kg 的滑块在水平地面上沿直线滑行,t =0时其速度为1 m/s.从此刻开始在滑块运动方向上施加一水平作用F ,力F 和滑块的速度v 随时间的变化规律分别如图a 和图b 所示.则以下说法正确的是( )A .滑块只在第3秒受到的摩擦力为2 NB .滑块与地面间的动摩擦因数为0.2C .滑块前两秒做往返运动,其位移为零D .滑块一直向前运动,3秒内的平均速度为1 m/s 解析:由图象可知:滑块在第1秒做匀减速运动,第2秒做匀加速运动,第3秒做匀速运动,因而滑块在运动过程中受到的摩擦力为2 N ,由f =μmg 得μ=f mg=0.2.所以B 正确,A 错误.滑块在3秒内的位移为2 m ,所以滑块在3秒内的平均速度为23m/s. 答案:B9.如图所示,用半径为0.4 m 的电动滚轮在长薄铁板上表面压轧一道浅槽.薄铁板的长为2.8 m 、质量为10 kg.已知滚轮与铁板、铁板与工作台面间的动摩擦因数分别为0.3和0.1.铁板从一端放入工作台的砂轮下,工作时砂轮对铁板产生恒定的竖直向下的压力为100 N ,在砂轮的作用下铁板由静止向前运动并被压轧出一浅槽.已知滚轮转动的角速度恒为5 rad/s ,g 取10 m/s 2.则( )A .整个过程中铁板将先做匀加速运动,然后做匀速运动B .加工一块铁板需要的时间为2 sC .加工一块铁板需要的时间为2.4 sD .加工一块铁板电动机要消耗136 J 的电能(不考虑电动机自身的能耗)解析:开始砂轮给铁板向前的滑动摩擦力F 1=0.3×100 N =30 N ,工作台给铁板的摩擦阻力F 2=20 N ,铁板先向右做匀加速运动:a =F 1-F 2m=1 m/s 2,铁板达到的最大速度v m =ωR =5×0.4 m/s =2 m/s ,铁板的位移s 1=v 2m 2a=2 m<2.8 m ,此后砂轮给铁板的摩擦力将变为静摩擦力,F 1′=F 2,铁板将做匀速运动.即整个过程中铁板将先做加速度a =1 m/s 2匀加速运动,然后做v m =2 m/s 的匀速运动,故A 正确.加速运动过程的时间由v m =at 1得t 1=v m a=2 s ,匀速运动过程的位移为s 2=L -s 1=2.8 m -2 m =0.8 m ,则匀速运动过程的时间由s 2=v t 2,得t 2=0.4 s ,所以加工一块铁板所用的时间为T =t 1+t 2=2 s +0.4 s =2.4 s ,故C 正确.电动机消耗的电能为E =ΔE k +Q 1+Q 2=12m v 2m+F 1S 相对+F 2L =136 J ,故D 正确. 答案:ACD10.一个物体在多个力的作用下处于静止状态.如果仅使其中的一个力大小逐渐减小到零,然后又从零逐渐恢复到原来的大小(此力的方向始终未变),在这过程中其余各力均不变.那么,下列各图中能正确描述该过程中物体速度变化情况的是( )解析:当其中一力大小逐渐减小到零,然后又从零逐渐恢复到原来大小的过程中,合外力先增后减,因而加速度先增后减.其v -t 图像的斜率先增后减,正确答案为D.答案:D第Ⅱ卷(非选择题,共40分)二、非选择题(共40分)11.(10分)(2010·杭州)滑雪运动常在两个斜面和一个平面的组合场地中进行,我们把它简化为理想的情景如图所示.假定运动员和滑板的总质量为m ,从O 点以初速度v 1冲上一个倾斜角为θ的斜面,第一次回滑到底端O 时的速率为v 2,不计运动员在最高点所有技术动作,求滑板与斜面间的动摩擦因数μ及运动员能滑上斜面的最大高度h .解析:设上滑的加速度为a 1,下滑的加速度为a 2,由牛顿第二定律和匀变速运动规律得上滑阶段:mg sin θ+mgμcos θ=ma 1v 21=2a 1x下滑阶段:mg sin θ-μmg cos θ=ma 2v 22=2a 2xh =x sin θ由上述各式得,μ=v 21-v 22v 21+v 22tan θ h =v 21+v 224g答案:v 21+v 224g12.(15分)高层住宅和高层办公楼已成为城市现代化的象征,电梯与人们生活息息相关.一同学想研究电梯上升过程的运动规律.某天乘电梯上楼时他携带了一个质量为 5 kg 的砝码和一套便携式DIS 实验系统,砝码悬挂在力传感器上.电梯从第一层开始启动,中间不间断,一直到最高层停止.在整个过程中,显示器上显示出的力随时间变化的关系如图所示.取重力加速度g =10 m/s 2,根据图中的数据,求:(1)电梯在最初加速阶段的加速度a 1与最后减速阶段的加速度a 2的大小;(2)电梯在3.0 s ~13.0 s 时间段内的速度v 的大小;(3)电梯在19.0 s 内上升的高度H ;(4)画出电梯上升的速度图象.解析:(1)在0~3 s 内电梯匀加速上升.由牛顿第二定律得电梯匀加速上升的加速度a 1=F 1-mg m =58-505m/s 2=1.6 m/s 2 由mg -F 2=ma 2得最后减速阶段的加速度a 2的大小a 2=mg -F 2m =50-465m/s 2=0.8 m/s 2. (2)电梯在3.0 s ~13.0 s 时间段内的速度v =a 1·t 1=1.6×3 m/s =4.8 m/s.(3)电梯在19.0 s 内上升的高度H =12a 1t 21+v t 2+12a 2t 23=12×1.6×32 m +4.8×10 m +12×0.8×62 m =7.2 m +48 m +14.4 m =69.6 m.(4)电梯上升的速度图象如图所示.【命题动向】 高层住宅越来越多,电梯伴随高层建筑与人们生活息息相关.电梯运动一般都是先加速,然后匀速最后减速停止.图象是物理学研究的重要方法,一定要注意掌握.答案:(1)a 1=1.6 m/s 2,a 2=0.8 m/s 2(2)4.8 m/s (3)69.6 m(4)见解析13.(15分)(2010·湘潭)为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离.我国公安部门规定:高速公路上行驶的汽车的安全距离为200 m ,汽车行驶的最高速度为120 km/h.请你根据下面提供的资料,通过计算来说明安全距离为200 m 的理论依据.(取g =10 m/s 2)资料一:驾驶员的反应时间在0.3~0.6 s 之间. 资料二:各种路面与轮胎之间的动摩擦因数如下表.路面 动摩擦因数干沥青与混凝土路面0.7~0.8 干碎石路面0.6~0.7 湿沥青与混凝土路面 0.32~0.4(1)在计算时驾驶员的反应时间、路面与轮胎之间的动摩擦因数应各取多少?(2)通过你的计算来说明200 m 为必要的安全距离.解析:(1)取最长的反应时间0.6 s ,最小的动摩擦因数0.32(2)根据牛顿第二定律,汽车刹车时的加速度a =-F f m =-μmg m=-μg =-0.32×10 m/s 2=-3.2 m/s 2 考虑最高车速v 、最长反应时间t 、及最小动摩擦因数μ的极限情况下反应距离s 1=v 0t =33.33×0.6 m =20 m制动距离s 2=ν21-v 202a =-0-33.3322×(-3.2)m =174 m刹车距离s=s1+s2=20 m+174 m=194 m 因此200 m的安全距离是必要的.答案:(1)0.6 s,0.32(2)略。
牛顿运动定律测试题(难)一.(下列各题中至少有一个选项是正确的请选出填在表格中,每小题6分,共48分) 1.(T)如图所示,小球密度小于烧杯中水的密度,球固定在弹簧上,弹簧下端固定在杯底。
当装置静止时,弹簧伸长△x ,当整个装置在自由下落的过程中弹簧的伸长将( )A .仍为△xB .大于△xC .小于△xD .等于零2.一个在水平地面上做直线运动的物体,在水平方向只受摩擦力f 的作用,当对这个物体施加一个水平向右的推力F 的作用时,下面叙述的四种情况中,不可能出现的是( )A.物体向右运动,加速度为零B.物体向左运动,加速度为零C.物体加速度的方向向右D.物体加速度的方向向左 3.(T)如图,质量为M 的斜面放在粗糙的水平地面上。
几个质量都是m 的不同物块,先后在斜面上以不同的加速度向下滑动,斜面始终保持静止不动。
下列关于水平地面对斜面底部的支持力和静摩擦力的几种说法中正确的有( )A .匀速下滑时,支持力N m M g =+(),静摩擦力为零;B .匀加速下滑时,支持力N m M g <+(),静摩擦力的方向水平向左;C .匀减速下滑时,支持力N m M g >+(),静摩擦力的方向水平向右;D .无论怎样下滑,总是N m M g =+(),静摩擦力为零。
4.(T)如图所示,在光滑水平面上有一质量为M 的斜劈,其斜面倾角为α,一质量为m 的物体放在其光滑斜面上,现用一水平力F 推斜劈,恰使物体m 与斜劈间无相对滑动,则斜劈对物块m 的弹力大小为( )A. mgcos αB. αcos mgC.αcos )m M (mF + D.αsin )m M (mF + 5、(T) 一倾角为θ的光滑斜面固定于电梯中,如图所示,一物体始终相对于斜面静止,下列说法中正确的是( )A. 电梯以加速度gtan θ向左加速B. 电梯以加速度gtan θ向左减速C. 电梯做自由落体运动D. 电梯以加速度g 向上加速运动6、(T)如图所示,车厢里悬挂着两个质量不同的小球,上面的球比下面的球质量大,当车厢向右作匀加速运动(空气阻力不计)时,下列各图中正确的是()7.如图4所示,小球用两根轻质橡皮条悬吊着,且AO 呈水平状态,BO 跟竖直方向的夹角为α,那么在剪断某一根橡皮条的瞬间,小球的加速度情况是( )A . 不管剪断哪一根,小球加速度均是零B . 前断AO 瞬间,小球加速度大小a=g tan αC . 剪断BO 瞬间,小球加速度大小a=g cos αD . 剪断BO 瞬间,小球加速度大小a=g /cos α8、(T)如图所示,传送带与地面倾角为︒=37θ,AB 的长度为16m ,传送带以10m /s 的速度转动,在传送带上端A 无初速度地放一个质量为0.5 kg 的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为0.5,求物体从A 运动到B 所用的时间可能为.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m /s).( )A .2.1s B. 2.0s C.1.8s D.4.0s二、本题共4小题,共52分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤. 只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.9.(10分)一人在井下站在吊台上,用如图所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。
牛顿运动定律测试卷总分150分一:选择题【在每小题给出的四个选项中.只有一个选项正确。
4分×15=60分】1.下列说法正确的是:(D)A.在17世纪之前,普遍认为力是维持物体运动所不可缺少的,第一个根据实验指出这种认识是错误的科学家是牛顿;B.惯性是物体保持原来运动状态的力;C.一个日本旅游者,想来中国,他设想将自己悬挂在空中的大气球上,由于地球的自转,只要在空中停留几个小时,就可以到达中国;D.由于地球的自转是由西向东,如果让同一跳远运动员用同样的方式从西向东跳和从东向西跳,测出的成绩是一样的。
2. 如图所示,在平直的轨道上,匀速向右行驶的封闭的车厢AB中,悬挂着一个带有滴管的盛油容器,容器正下方地板上有一点O.当滴管按相等时间间隔依次滴下三滴油时(设这三滴油都能落在车厢地板上),下列说法中正确的是:( D )A.这三滴油依次落在OA之间,且后一滴比前一滴离O远;B.这三滴油依次落在OA之间,且后一滴比前一滴离O近;C. 这三滴油依次落在OA之间同一位置上;D. 这三滴油依次落在O点上。
3.物体的位移随时间变化的函数关系是s=4t+2t2(m),则它运动的加速度是(A.0m/s2 ,B. 2m/s2 ,C. 4m/s2 ,D. 8m/s2 .4.根据牛顿运动定律可知,以下说法正确的是( D )A.我们骑自行车带人时,如车速过快会导致惯性大,不易刹车B.沿滑梯下滑的幼儿,是因为受到了下滑力作用的缘故C.以卵击石是鸡蛋破碎,说明它们之间的相互作用力不等D.牛顿运动定律只能解决宏观物体的低速的问题5.我国自行研制的“神舟五号”载人飞船在太空遨游,宇航员杨利伟在绕地球做匀速圆周运动时的受力情况是( D )A.受到地区引力和重力的作用; B.受到地球引力和向心力的作用;C.物体不受任何力作用; D.只受到地球引力作用。
6.下列说法正确的是( D )A.某人用力推原来静止在水平面上的小车,使小车开始运动,此后改用较小的力就可以维持小车作匀速直线运动。
高考物理牛顿运动定律题20套(带答案)一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1.如图所示,传送带的倾角θ=37°,上、下两个轮子间的距离L=3m ,传送带以v 0=2m/s 的速度沿顺时针方向匀速运动.一质量m=2kg 的小物块从传送带中点处以v 1=1m/s 的初速度沿传送带向下滑动.已知小物块可视为质点,与传送带间的动摩擦因数μ=0.8,小物块在传送带上滑动会留下滑痕,传送带两个轮子的大小忽略不计,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g 取10m/s 2.求(1)小物块沿传送带向下滑动的最远距离及此时小物块在传送带上留下的滑痕的长度. (2)小物块离开传送带时的速度大小. 【答案】(1)1.25m;6m (2)55/5m s 【解析】 【分析】 【详解】(1)由题意可知0.8tan 370.75μ=>=o ,即小物块所受滑动摩擦力大于重力沿传送带向下的分力sin 37mg o,在传送带方向,对小物块根据牛顿第二定律有:cos37sin 37mg mg ma μ-=o o解得:20.4/a m s =小物块沿传送带向下做匀减速直线运动,速度为0时运动到最远距离1x ,假设小物块速度为0时没有滑落,根据运动公式有:2112v x a=解得:1 1.25x m =,12Lx <,小物块没有滑落,所以沿传送带向下滑动的最远距离1 1.25x m =小物块向下滑动的时间为11=v t a传送带运动的距离101s v t = 联立解得15s m =小物块相对传送带运动的距离11x s x ∆=+解得: 6.25x m ∆=,因传送带总长度为26L m =,所以传送带上留下的划痕长度为6m ; (2)小物块速度减小为0后,加速度不变,沿传送带向上做匀加速运动 设小物块到达传送带最上端时的速度大小为2v 假设此时二者不共速,则有:22122L v a x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭解得:255/v m s =20v v <,即小物块还没有与传送带共速,因此,小物块离开传送带时的速度大小为55/m s .2.如图甲所示,一长木板静止在水平地面上,在0t =时刻,一小物块以一定速度从左端滑上长木板,以后长木板运动v t -图象如图所示.已知小物块与长木板的质量均为1m kg =,小物块与长木板间及长木板与地面间均有摩擦,经1s 后小物块与长木板相对静止()210/g m s=,求:()1小物块与长木板间动摩擦因数的值; ()2在整个运动过程中,系统所产生的热量.【答案】(1)0.7(2)40.5J 【解析】 【分析】()1小物块滑上长木板后,由乙图知,长木板先做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律求出长木板加速运动过程的加速度,木板与物块相对静止时后木板与物块一起匀减速运动,由牛顿第二定律和速度公式求物块与长木板间动摩擦因数的值.()2对于小物块减速运动的过程,由牛顿第二定律和速度公式求得物块的初速度,再由能量守恒求热量. 【详解】()1长木板加速过程中,由牛顿第二定律,得1212mg mg ma μμ-=; 11m v a t =;木板和物块相对静止,共同减速过程中,由牛顿第二定律得2222mg ma μ⋅=; 220m v a t =-;由图象可知,2/m v m s =,11t s =,20.8t s = 联立解得10.7μ=()2小物块减速过程中,有:13mg ma μ=; 031m v v a t =-;在整个过程中,由系统的能量守恒得2012Q mv = 联立解得40.5Q J =【点睛】本题考查了两体多过程问题,分析清楚物体的运动过程是正确解题的关键,也是本题的易错点,分析清楚运动过程后,应用加速度公式、牛顿第二定律、运动学公式即可正确解题.3.四旋翼无人机是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器,目前正得到越来越广泛的应用.一架质量m =2 kg 的无人机,其动力系统所能提供的最大升力F =36 N ,运动过程中所受空气阻力大小恒为f =4 N .(g 取10 m /s 2)(1)无人机在地面上从静止开始,以最大升力竖直向上起飞.求在t =5s 时离地面的高度h ; (2)当无人机悬停在距离地面高度H =100m 处,由于动力设备故障,无人机突然失去升力而坠落.求无人机坠落到地面时的速度v ;(3)接(2)问,无人机坠落过程中,在遥控设备的干预下,动力设备重新启动提供向上最大升力.为保证安全着地(到达地面时速度为零),求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t 1.【答案】(1)75m (2)40m/s (355s 【解析】 【分析】 【详解】(1)由牛顿第二定律 F ﹣mg ﹣f=ma 代入数据解得a=6m/s 2上升高度代入数据解得 h=75m . (2)下落过程中 mg ﹣f=ma 1 代入数据解得落地时速度 v 2=2a 1H , 代入数据解得 v=40m/s(3)恢复升力后向下减速运动过程 F ﹣mg+f=ma 2 代入数据解得设恢复升力时的速度为v m ,则有由 v m =a 1t 1 代入数据解得.4.如图,竖直墙面粗糙,其上有质量分别为m A =1 kg 、m B =0.5 kg 的两个小滑块A 和B ,A 在B 的正上方,A 、B 相距h =2. 25 m ,A 始终受一大小F 1=l0 N 、方向垂直于墙面的水平力作用,B 始终受一方向竖直向上的恒力F 2作用.同时由静止释放A 和B ,经时间t =0.5 s ,A 、B 恰相遇.已知A 、B 与墙面间的动摩擦因数均为μ=0.2,重力加速度大小g =10 m/s 2.求:(1)滑块A 的加速度大小a A ; (2)相遇前瞬间,恒力F 2的功率P .【答案】(1)2A 8m/s a =;(2)50W P =【解析】 【详解】(1)A 、B 受力如图所示:A 、B 分别向下、向上做匀加速直线运动,对A : 水平方向:N 1F F = 竖直方向:A A A m g f m a -= 且:N f F μ=联立以上各式并代入数据解得:2A 8m/s a =(2)对A 由位移公式得:212A A x a t = 对B 由位移公式得:212B B x a t =由位移关系得:B A x h x =- 由速度公式得B 的速度:B B v a t = 对B 由牛顿第二定律得:2B B B F m g m a -= 恒力F 2的功率:2B P F v = 联立解得:P =50W5.如图所示,水平面上AB 间有一长度x=4m 的凹槽,长度为L=2m 、质量M=1kg 的木板静止于凹槽右侧,木板厚度与凹槽深度相同,水平面左侧有一半径R=0.4m 的竖直半圆轨道,右侧有一个足够长的圆弧轨道,A 点右侧静止一质量m1=0.98kg 的小木块.射钉枪以速度v 0=100m/s 射出一颗质量m0=0.02kg 的铁钉,铁钉嵌在木块中并滑上木板,木板与木块间动摩擦因数μ=0.05,其它摩擦不计.若木板每次与A 、B 相碰后速度立即减为0,且与A 、B 不粘连,重力加速度g=10m/s 2.求:(1)铁钉射入木块后共同的速度v ;(2)木块经过竖直圆轨道最低点C 时,对轨道的压力大小F N; (3)木块最终停止时离A 点的距离s.【答案】(1)2/v m s = (2)12.5N F N = (3) 1.25L m ∆= 【解析】(1) 设铁钉与木块的共同速度为v ,取向左为正方向,根据动量守恒定律得:0001()m v m m v =+解得:2m v s =;(2) 木块滑上薄板后,木块的加速度210.5m a g s μ==,且方向向右板产生的加速度220.5mgma s Mμ==,且方向向左设经过时间t ,木块与木板共同速度v 运动则:12v a t a t -=此时木块与木板一起运动的距离等于木板的长度22121122x vt a t a t L ∆=--=故共速时,恰好在最左侧B 点,此时木块的速度11m v v a t s'=-=木块过C 点时对其产生的支持力与重力的合力提供向心力,则:'2N v F mg m R-=代入相关数据解得:F N =12.5N.由牛顿第三定律知,木块过圆弧C 点时对C 点压力为12.5N ; (3) 木块还能上升的高度为h ,由机械能守恒有:201011()()2m m v m m gh +=+ 0.050.4h m m =<木块不脱离圆弧轨道,返回时以1m/s 的速度再由B 处滑上木板,设经过t 1共速,此时木板的加速度方向向右,大小仍为a 2,木块的加速度仍为a 1, 则:21121v a t a t -=,解得:11t s = 此时2211121110.522x v t a t a t m ∆=--='' 3210.5m v v at s=-=碰撞后,v 薄板=0,木块以速度v 3=0.5m/s 的速度向右做减速运动 设经过t 2时间速度为0,则3211v t s a == 2322210.252x v t a t m =-=故ΔL=L ﹣△x'﹣x=1.25m即木块停止运动时离A 点1.25m 远.6.某种弹射装置的示意图如图所示,光滑的水平导轨MN 右端N 处于倾斜传送带理想连接,传送带长度L=15.0m ,皮带以恒定速率v=5m/s 顺时针转动,三个质量均为m=1.0kg 的滑块A 、B 、C 置于水平导轨上,B 、C 之间有一段轻弹簧刚好处于原长,滑块B 与轻弹簧连接,C 未连接弹簧,B 、C 处于静止状态且离N 点足够远,现让滑块A 以初速度v 0=6m/s 沿B 、C 连线方向向B 运动,A 与B 碰撞后粘合在一起.碰撞时间极短,滑块C 脱离弹簧后滑上倾角θ=37°的传送带,并从顶端沿传送带方向滑出斜抛落至地面上,已知滑块C 与传送带之间的动摩擦因数μ=0.8,重力加速度g=10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.(1)滑块A 、B 碰撞时损失的机械能; (2)滑块C 在传送带上因摩擦产生的热量Q ;(3)若每次实验开始时滑块A 的初速度v 0大小不相同,要使滑块C 滑离传送带后总能落至地面上的同一位置,则v 0的取值范围是什么?(结果可用根号表示) 【答案】(1)9J E ∆= (2)8J Q =03313m/s 397m/s 22v ≤≤ 【解析】试题分析:(1)A 、B 碰撞过程水平方向的动量守恒,由此求出二者的共同速度;由功能关系即可求出损失的机械能;(2)A 、B 碰撞后与C 作用的过程中ABC 组成的系统动量守恒,应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求出C 与AB 分开后的速度,C 在传送带上做匀加速直线运动,由牛顿第二定律求出加速度,然后应用匀变速直线运动规律求出C 相对于传送带运动时的相对位移,由功能关系即可求出摩擦产生的热量.(3)应用动量守恒定律、能量守恒定律与运动学公式可以求出滑块A 的最大速度和最小速度.(1)A 与B 位于光滑的水平面上,系统在水平方向的动量守恒,设A 与B 碰撞后共同速度为1v ,选取向右为正方向,对A 、B 有:012mv mv = 碰撞时损失机械能()220111222E mv m v ∆=- 解得:9E J ∆=(2)设A 、B 碰撞后,弹簧第一次恢复原长时AB 的速度为B v ,C 的速度为C v 由动量守恒得:122B C mv mv mv =+ 由机械能守恒得:()()222111122222B C m v m v mv =+ 解得:4/c v m s =C 以c v 滑上传送带,假设匀加速的直线运动位移为x 时与传送带共速由牛顿第二定律得:210.4/a gcos gsin m s μθθ=-= 由速度位移公式得:2212C v v a x -=联立解得:x=11.25m <L 加速运动的时间为t ,有:12.5Cv v t s a -== 所以相对位移x vt x ∆=- 代入数据得: 1.25x m ∆=摩擦生热·8Q mgcos x J μθ=∆= (3)设A 的最大速度为max v ,滑块C 与弹簧分离时C 的速度为1c v ,AB 的速度为1B v ,则C 在传送带上一直做加速度为2a 的匀减速直线运动直到P 点与传送带共速则有:22212c v v a L -=根据牛顿第二定律得:2212.4/a gsin gcos m s θμθ=--=-联立解得:1/c v s =设A 的最小速度为min v ,滑块C 与弹簧分离时C 的速度为2C v ,AB 的速度为1B v ,则C 在传送带上一直做加速度为1a 的匀加速直线运动直到P 点与传送带共速则有:22112c v v a L -=解得:2/c v s =对A 、B 、C 和弹簧组成的系统从AB 碰撞后到弹簧第一次恢复原长的过程中 系统动量守恒,则有:112max B C mv mv mc =+ 由机械能守恒得:()()22211111122222B C m v m v mv =+解得:13/2max c v v s ==同理得:/min v s =0//s v s ≤≤7.如图甲所示,质量为m=2kg 的物体置于倾角为θ=37°的足够长的固定斜面上,t=0时刻对物体施以平行于斜面向上的拉力F ,t 1=0.5s 时撤去该拉力,整个过程中物体运动的速度与时间的部分图象如图乙所示,不计空气阻力,g=10m /s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ (2)拉力F 的大小(3)物体沿斜面向上滑行的最大距离s . 【答案】(1)μ=0.5 (2) F =15N (3)s =7.5m 【解析】 【分析】由速度的斜率求出加速度,根据牛顿第二定律分别对拉力撤去前、后过程列式,可拉力和物块与斜面的动摩擦因数为 μ.根据v-t 图象面积求解位移. 【详解】(1)由图象可知,物体向上匀减速时加速度大小为:2210510/10.5a m s -==- 此过程有:mgs inθ+μmgcosθ=ma 2 代入数据解得:μ=0.5(2)由图象可知,物体向上匀加速时加速度大小为:a 1=210/0.5m s =20m/s 2 此过程有:F-mgsinθ-μmgcosθ=ma 1 代入数据解得:F=60N(3)由图象可知,物体向上滑行时间1.5s ,向上滑行过程位移为:s =12×10×1.5=7.5m 【点睛】本题首先挖掘速度图象的物理意义,由斜率求出加速度,其次求得加速度后,由牛顿第二定律求解物体的受力情况.8.一长木板静止在水平地面上,木板长5l m =,小茗同学站在木板的左端,也处于静止状态,现小茗开始向右做匀加速运动,经过2s 小茗从木板上离开,离开木板时小茗的速度为v=4m/s ,已知木板质量M =20kg ,小茗质量m =50kg ,g 取10m/s 2,求木板与地面之间的动摩擦因数μ(结果保留两位有效数字).【答案】0.13 【解析】 【分析】对人分析,由速度公式求得加速度,由牛顿第二定律求人受到木板的摩擦力大小;由运动学的公式求出长木板的加速度,由牛顿第二定律求木板与地面之间的摩擦力大小和木板与地面之间的动摩擦因数. 【详解】对人进行分析,由速度时间公式:v=a 1t 代入数据解得:a 1=2m/s 2 在2s 内人的位移为:x 1=2112a t 代入数据解得:x 1=4m由于x 1=4m <5m ,可知该过程中木板的位移:x 2=l-x 1=5-4=1m 对木板:x 2=2212a t可得:a 2=0.5m/s 2对木板进行分析,根据牛顿第二定律:f-μ(M+m )g=Ma 2 根据牛顿第二定律,板对人的摩擦力f=ma 1 代入数据解得:f=100N 代入数据解得:μ=90.1370≈. 【点睛】本题主要考查了相对运动问题,应用牛顿第二定律和运动学公式,再结合位移间的关系即可解题.本题也可以根据动量定理解答.9.一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重.一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由落下.落到一定位置时,制动系统启动,到地面时刚好停下.已知座舱开始下落时的高度为75m ,当落到离地面30m 的位置时开始制动,座舱均匀减速.重力加速度g 取102/m s ,不计空气阻力. (1)求座舱下落的最大速度; (2)求座舱下落的总时间;(3)若座舱中某人用手托着重30N 的铅球,求座舱下落过程中球对手的压力. 【答案】(1)30m/s (2)5s .(3)75N . 【解析】试题分析:(1)v 2=2gh; v m =30m/s⑵座舱在自由下落阶段所用时间为:2112h gt =t 1=3s 座舱在匀减速下落阶段所用的时间为:t 2=2hv ==2s 所以座舱下落的总时间为:t =t 1+t 2=5s⑶对球,受重力mg 和手的支持力N 作用,在座舱自由下落阶段,根据牛顿第二定律有mg-N=mg解得:N=0根据牛顿第三定律有:N′=N=0,即球对手的压力为零在座舱匀减速下落阶段,根据牛顿第二定律有mg-N=ma根据匀变速直线运动规律有:a=222vh-=-15m/s2解得:N=75N(2分)根据牛顿第三定律有:N′=N=75N,即球对手的压力为75N考点:牛顿第二及第三定律的应用10.如图所示,质量1m kg=的小球套在细斜杆上,斜杆与水平方向成30α=o角,球与杆之间的滑动摩擦因数36μ=,球在竖直向上的拉力20F N=作用下沿杆向上滑动.(210/g m s=)求:(1)求球对杆的压力大小和方向;(2)小球的加速度多大;(3)要使球以相同的加速度沿杆向下加速运动,F应变为多大.【答案】(1)53N方向垂直于杆向上(2)22.5m/s(3) 0N【解析】(1)小球受力如图所示:建立图示坐标,沿y方向,有:(F−mg)cos30∘−FN=0解得:FN=53N根据牛顿第三定律,球对杆的压力大小为3N,方向垂直于杆向上.(2)沿x方向由牛顿第二定律得(F−mg)sin30∘−f=ma而f=μFN解得:a=2.5m/s2(3)沿y方向,有:(mg −F)cos30∘−FN=0沿x方向由牛顿第二定律得(mg −F)sin30∘−f=ma而f=μFN解得:F=0N。
甲乙牛顿运动定律测试题姓名 分数一、选择题(本题共计10小题,每小题4分,共计40分,其中1-7为单选,8-10为多选)1、如图所示,与轻绳相连的物体A 和B 跨过定滑轮,质量B A m <m ,A 由静止释放,不计绳与滑轮间的摩擦,则在A 向上运动的过程中,轻绳的拉力( B )A .g T A m =B .g T A m >C .g T B m =D .g T B m >2、如图所示,底板光滑的小车上用两个量程为20N 、完全相同的弹簧秤甲和乙系住一个质量为1kg 的物块,在水平地面上,当小车做匀速直线运动时,两弹簧秤的示数均为10N 。
当小车作匀加速直线运动时,弹簧秤甲的示数变为8N ,这时小车运动的加速度大小是( B ) A .2m/s2 B .4m/s2C .6m/s2D .8m/s23、如图所示,车沿水平地面做直线运动,车箱内悬挂在车顶上的小球悬线与竖直方向夹角为θ。
放在车箱底板上的物体,A 相对车箱静止。
A 的质量为m ,A 受的摩擦力大小和方向是 ( B ) A.sin mg θ,向右 B.tan mg θ,向右C.cos mg θ,向右D.tan mg θ,向左4、如图所示,位于水平桌面上的物块P ,由跨过定滑轮的轻绳与物块Q 相连,从滑轮到P 和到Q 的两段绳都是水平的。
已知Q 与P 之间以及P 与桌面之间的动摩擦因数都是μ,两物块的质量都是m ,滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计,若用一水平向右的力F 拉P 使它做匀速运动,则F 的大小为( A ) A .4mgμ B.mg 3μC .2mg μD .mg μ5、如图所示,光滑水平面上,A 、B 两物体用轻弹簧连接在一起,A 、B 的质量分别为1m 、2m ,在拉力F 作用下,A 、B 共同做匀加速直线运动,加速度大小为a ,某时刻突然撤去拉力F ,此瞬间A 和B 的加速度大小为1a 和2a ,则( D ) A. 0a 1=,0a 2=B. a =1a ,a m m m 2122a +=C. a m m m 2111a +=,a m m m 2122a +=D. a =1a ,122m a a m =6、竖直起飞的火箭在推动力F 的作用下产生10m/s2的加速度,若推动力增大到2F ,则火箭的加速度将达到(g 取10m/s2) ( C ) A .20m/s2 B .25m/s2 C .30m/s2 D .40m/s27、如图所示,水平放置的传送带以速度v=2m/s 向右运行,现将一小物体轻轻地放在传送带A 端,物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,若A 端与B 端相距4 m ,则物体由A 运动到B 的时间和物体到达B 端时的速度是:( A )A .2.5 s ,2m/sB .1s ,2m/sC .2.5s ,4m/sD .1s ,4/s8、如图所示,四块质量均为m 的木块A 、B 、C 、D 被两块相同的竖直木板静止夹住。
牛顿运动定律测试题集锦含答案1.关于物体的惯性,下列说法正确的是()A.运动速度大的物体不容易停,是因为物体速度越大,惯性越大B.静止的火车启动时,速度变化慢,因为静止的物体惯性大C.乒乓球可以快速抽杀,是因为乒乓球惯性小D.在宇宙飞船中的物体不存在惯性,因此可以漂浮起来2.质量为m的物体沿倾角为α的斜面匀速下滑,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,则物体受的摩擦力为()A.mgsinαB.mgC.μmgcosαD.μmg3.测理国际单位制规定的三个力学基本物理量分别可用的仪器是()A.刻度尺、弹簧秤、秒表B.刻度尺、测力计、打点计时器C.量筒、天平、秒表D.刻度尺、天平、秒表4.一物体受绳的拉力作用由静止开始前进,先加速运动,然后改为匀速运动,再改作减速运动。
则()A.加速前进时,绳拉物体的力大于物体拉绳的力B.减速前进时,绳拉物体的力大小于物体拉绳的力C.只有匀速运动时,绳拉物体的力大等于物体拉绳的力D.不管物体如何运动,绳拉物体的力大等于物体拉绳的力5.两个质量分别为m1、m2的物体分别置于质量为M的物体两侧,三个物体均处于静止状态, m1>m2,α<β,下列说法正确的是()A.m1对M的压力一定大于m2对M的压力B.m1对M的摩擦力一定大于m2对M的摩擦力C.水平面对M的支持力一定等于(M+m1+m2)gD.水平面对M的摩擦力一定等于零6.如果将“超市”中运送货物所用的平板车固定在水平地面上,配送员用300 N水平力拖动其上的一箱 60 kg的货物时,该货物刚好能在平板车上开始滑动.若配送员拖动平板车由静止开始加速前进,要保证此箱货物一定不从车上滑落,则车的加速度的取值可以为()A.3.5m/s2 B.5.5 m/s2 C.7.5m/s2 D.9.5m/s27.如图所示,小车上有一个定滑轮,跨过定滑轮的绳一端系一重球,另一端系在弹簧秤上,弹簧秤固定在小车上.开始时小车处于静止状态。
物理牛顿运动定律题20套(带答案)一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1.如图所示,一足够长木板在水平粗糙面上向右运动。
某时刻速度为v 0=2m/s ,此时一质量与木板相等的小滑块(可视为质点)以v 1=4m/s 的速度从右侧滑上木板,经过1s 两者速度恰好相同,速度大小为v 2=1m/s ,方向向左。
重力加速度g =10m/s 2,试求:(1)木板与滑块间的动摩擦因数μ1 (2)木板与地面间的动摩擦因数μ2(3)从滑块滑上木板,到最终两者静止的过程中,滑块相对木板的位移大小。
【答案】(1)0.3(2)120(3)2.75m 【解析】 【分析】(1)对小滑块根据牛顿第二定律以及运动学公式进行求解; (2)对木板分析,先向右减速后向左加速,分过程进行分析即可; (3)分别求出二者相对地面位移,然后求解二者相对位移; 【详解】(1)对小滑块分析:其加速度为:2221114/3/1v v a m s m s t --===-,方向向右 对小滑块根据牛顿第二定律有:11mg ma μ-=,可以得到:10.3μ=;(2)对木板分析,其先向右减速运动,根据牛顿第二定律以及运动学公式可以得到:1212v mg mg mt μμ+⋅= 然后向左加速运动,根据牛顿第二定律以及运动学公式可以得到:21222v mg mg mt μμ-⋅= 而且121t t t s +== 联立可以得到:2120μ=,10.5s t =,20.5t s =; (3)在10.5s t=时间内,木板向右减速运动,其向右运动的位移为:1100.52v x t m +=⋅=,方向向右; 在20.5t s =时间内,木板向左加速运动,其向左加速运动的位移为:22200.252v x t m +=⋅=,方向向左; 在整个1t s =时间内,小滑块向左减速运动,其位移为:122.52v v x t m +=⋅=,方向向左 则整个过程中滑块相对木板的位移大小为:12 2.75x x x x m ∆=+-=。
高考物理牛顿运动定律题20套(带答案)含解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1.如图所示,在光滑的水平面上有一足够长的质量M=4kg 的长木板,在长木板右端有一质量m=1kg 的小物块,长木板与小物块间的动擦因数μ=0.2,开始时长木板与小物块均静止.现用F=14N 的水平恒力向石拉长木板,经时间t=1s 撤去水平恒力F ,g=10m/s 2.求(1)小物块在长木板上发生相对滑幼时,小物块加速度a 的大小; (2)刚撤去F 时,小物块离长木板右端的距离s ; (3)撒去F 后,系统能损失的最大机械能△E . 【答案】(1)2m/s 2(2)0.5m (3)0.4J 【解析】 【分析】(1)对木块受力分析,根据牛顿第二定律求出木块的加速度;(2)先根据牛顿第二定律求出木板的加速度,然后根据匀变速直线运动位移时间公式求出长木板和小物块的位移,二者位移之差即为小物块离长木板右端的距离;(3)撤去F 后,先求解小物块和木板的速度,然后根据动量守恒和能量关系求解系统能损失的最大机械能△E . 【详解】(1)小物块在长木板上发生相对滑动时,小物块受到向右的滑动摩擦力,则:µmg=ma 1, 解得a 1=µg=2m/s 2(2)对木板,受拉力和摩擦力作用, 由牛顿第二定律得,F-µmg=Ma 2, 解得:a 2= 3m/s 2. 小物块运动的位移:x 1=12a 1t 2=12×2×12m=1m , 长木板运动的位移:x 2=12a 2t 2=12×3×12m=1.5m , 则小物块相对于长木板的位移:△x=x 2-x 1=1.5m-1m=0.5m .(3)撤去F 后,小物块和木板的速度分别为:v m =a 1t=2m/s v=a 2t=3m/s 小物块和木板系统所受的合外力为0,动量守恒:()m mv Mv M m v +=+' 解得 2.8/v m s ='从撤去F 到物体与木块保持相对静止,由能量守恒定律:222111()222m mv Mv E M m v +=∆'++ 解得∆E=0.4J 【点睛】该题考查牛顿第二定律的应用、动量守恒定律和能量关系;涉及到相对运动的过程,要认真分析物体的受力情况和运动情况,并能熟练地运用匀变速直线运动的公式.2.质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F,其运动的图象如图所示取m/s2,求:(1)物体与水平面间的动摩擦因数;(2)水平推力F的大小;(3)s内物体运动位移的大小.【答案】(1)0.2;(2)5.6N;(3)56m。
牛顿运动定律试题精选及答案1.如图所示,在质量为m 0的无下底的木箱顶部用一轻弹簧悬挂质量为m (m 0>m )的A 、B 两物体,箱子放在水平地面上,平衡后剪断A 、B 间的连线,A 将做简谐运动,当A 运动到最高点时,木箱对地面的压力为(A )A .m 0gB .(m 0 - m )gC .(m 0 + m )gD .(m 0 + 2m )g2.如图所示,静止在光滑水平面上的物体A ,一端靠着处于自然状态的弹簧.现对物体作用一水平恒力,在弹簧被压缩到最短这一过程中,物体的速度和加速度变化的情况是(D )A .速度增大,加速度增大B .速度增大,加速度减小C .速度先增大后减小,加速度先增大后减小D .速度先增大后减小,加速度先减小后增大3.为了测得物块与斜面间的动摩擦因数,可以让一个质量为m 的物块由静止开始沿斜面下滑,拍摄此下滑过程得到的同步闪光(即第一次闪光时物块恰好开始下滑)照片如图所示.已知闪光频率为每秒10次,根据照片测得物块相邻两位置间的距离分别为AB =2.40cm ,BC =7.30cm ,CD =12.20cm ,DE =17.10cm .若此斜面的倾角θ=370,则物块与斜面间的动摩擦因数为 .(重力加速度g 取9.8m /s 2,sin 370=0.6,cos 370=0.8)答案:0.125 (提示:由逐差法求得物块下滑的加速度为a =4.9m /s 2,由牛顿第二定律知a =g sin 370–μg cos 370,解得μ=0.125)4.如图所示,一物体恰能在一个斜面体上沿斜面匀速下滑,设此过程中斜面受到水平地面的摩擦力为f 1.若沿斜面方向用力向下推此物体,使物体加速下滑,设此过程中斜面受到地面的摩擦力为f 2。
则(D )A .f 1不为零且方向向右,f 2不为零且方向向右B .f 1为零,f 2不为零且方向向左C .f 1为零,f 2不为零且方向向右D .f 1为零,f 2为零5.如图a 所示,水平面上质量相等的两木块A 、B 用一轻弹簧相连接,整个系统处于平衡状态.现用一竖直向上的力F 拉动木块A ,使木块A 向上做匀加速直线运动,如图b 所示.研究从力F 刚作用在木块A的瞬间到木块B 刚离开地面的瞬间这个过程,并且选定这个过程中木块A 的起始位置为坐标原点,则下列图象中可以表示力F 和木块A 的位移x 之间关系的是(A )6.如图所示,质量为m 的物体放在倾角为α的光滑斜面上,随斜面体一起沿水平方向m B A mA B a A B b F O F O F O F O FA B C D运动,要使物体相对于斜面保持静止,斜面体的运动情况以及物体对斜面压力F 的大小是(C )A .斜面体以某一加速度向右加速运动,F 小于mgB .斜面体以某一加速度向右加速运动,F 不小于mgC .斜面体以某一加速度向左加速运动,F 大于mgD .斜面体以某一加速度向左加速运动,F 不大于mg7.如图,质量都是m 的物体A 、B 用轻质弹簧相连,静置于水平地面上,此时弹簧压缩了Δl .如果再给A 一个竖直向下的力,使弹簧再压缩Δl ,形变始终在弹性限度内,稳定后,突然撤去竖直向下的力,在A 物体向上运动的过程中,下列说法中:①B 物体受到的弹簧的弹力大小等于mg 时,A 物体的速度最大;②B 物体受到的弹簧的弹力大小等于mg 时,A 物体的加速度最大;③A 物体受到的弹簧的弹力大小等于mg 时,A 物体的速度最大;④A 物体受到的弹簧的弹力大小等于mg 时,A 物体的加速度最大.其中正确的是(A )A .只有①③正确B .只有①④正确C .只有②③正确D .只有②④正确8.有一种大型游戏器械,它是一个圆筒型大型容器,筒壁竖直,游客进入容器后靠筒壁站立,当筒壁开始转动后,转速加快到一定程度时,突然地板塌落,游客发现自己没有落下去,这是因为(C )A .游客处于超重状态B .游客处于失重状态C .游客受到的摩擦力等于重力D .筒壁对游客的支持力等于重力9.质量为m =20kg 的物体,在恒定的水平外力F 的作用下,沿水平面做直线运动.0~2.0s 内F 与运动方向相反,2.0~4.0s 内F 与运动方向相同,物体的速度—时间图象如图所示,已知g 取10m /s 2.求物体与水平面间的动摩擦因数.解:由图象可知:0~2.0s 内物体做匀减速直线运动,加速度大小为a 1=5m /s 2,由牛顿第二定律得:mf F a +=1(4分)2~4s 内物体做匀加速直线运动,加速度大小为a 2=1m /s 2,由牛顿第二定律得:mf F a -=2 又f =μmg由以上各式解得:μ=0.210.我国铁路上火车经过多次提速,火车的运行速度较大,而车轮与铁轨间的动摩擦因数又不大,所以飞驰的火车在发生险情紧急刹车后,到完全停下的制动距离是很大的.据实际测定,在某一直线路段,某列火车车速为86.4km /h 时,制动距离为960m .(设火车刹车时受到的阻力不变)(1)求紧急刹车时火车的加速度大小.(2)在同一路段,该列火车的行车速度提高到108km /h时,制动距离变为多少?解:(1)设列车在紧急刹车过程中做匀减速直线运动,初速度为v 1=86.4km /h =24m /s ,末速度v =0,位移s =960m ,紧急刹车时加速度为a .由速度——位移公式得 -1212as v = -2代入数据得 a =-0.3m /s 2所以火车加速度大小为0.3m /s 2.(2)火车初速度 v 2=108km /h =30m /s-2222as v =代入数据得制动距离 s =1.5×103m11.为了测定小木板和斜面间的动摩擦因数,某同学设计了如下的实验.在小木板上固定一个弹簧测力计(质量不计),弹簧测力计下端吊一个光滑小球,将木板连同小球一起放在斜面上,如图所示.用手固定住木板时,弹簧测力计的示数为F 1,放手后木板沿斜面下滑,稳定时弹簧测力计的示数为F 2,测得斜面倾角为θ,由测得的数据可求出木板与斜面间的动摩擦因数是多少?解:用手固定住木板时,对小球有 F 1=mgsin θ木板沿斜面下滑时,对小球有 mgsin θ-F 2=ma木板与小球一起下滑有共同的加速度,对整体有(M +m )gsin θ-F f =(M +m )aF f =μ(M +m )gcos θ 联立①②③④式得:θμtan 12F F = 12.如图所示,一粗糙的水平传送带以恒定的速度v 1沿顺时针方向运动,传送带的左、右两端皆有一与传送带等高的光滑水平面,一物体以恒定的速度v 2沿水平面分别从左、右两端滑上传送带,下列说法正确的是(CD )A .物体从右端滑到左端所须的时间一定大于物体从左端滑到右端的时间B .若v 2<v 1,物体从左端滑上传送带必然先做加速运动,再做匀速运动C .若v 2<v 1,物体从右端滑上传送带,则物体可能到达左端D .若v 2<v 1,物体从右端滑上传送带又回到右端.在此过程中物体先做减速运动,再做加速运动13.四个质量、形状相同的斜面体放在粗糙的水平面上,另有四个质量相同的小物体放在斜面顶端,由于小物体与斜面间的摩擦力不同,第一个物体匀加速下滑,第二个物体匀速下滑,第三个物体匀减速下滑,第四个物体静止在斜面上,如图所示,四个斜面均保持不动,下滑过程中斜面对地面压力依次为F 1、F 2、F 3、F 4,则它们的大小关系是(C )A .F 1=F 2=F 3=F 4B .F 1>F 2>F 3>F 4C .F 1<F 2=F 4<F 3D .F 1=F 3<F 2<F 414.如图所示,一弹簧的下端固定在地面上,一质量为0.05kg 的木块 B 固定在弹簧的上端,一质量为0.05kg 的木块A 置于木块B 上,A 、B 两木块静止时,弹簧的压缩量为2cm ;再在木块A 上施一向下的力F ,当木块A 下移4cm 时,木块A 和B 静止,弹簧仍在弹性限度内,g 取10m/s 2.撤去力F 的瞬间,关于B 对A 的作用力的大小,下列说法正确的是(C )A .2.5NB .0.5NC .1.5ND .1N15.举重运动是力量和技巧充分结合的体育项目.就“抓举”而言,其技术动作可分为预备、提杠铃、发力、下蹲支撑、起立、放下杠铃等六个步骤,如图所示表示了其中的几个状态.在“发力”阶段,运动员对杠铃施加恒力作用,使杠铃竖直向上加速运动;然后运动员停止发力,杠铃继续向上运动,当运动员处于“下蹲支撑”处时,杠铃的速度恰好为零.从运动员开始“发力”到“下蹲支撑”处的整个过程历时0.8s ,杠铃升高0.6m ,该杠铃的质量为150kg .求运动员发力时,对杠铃的作用力大小.(g 取10m /s 2)解:设杠铃在题述过程中的最大速度为v m ,则有t v h m 21=,解得v m =1.5m /s 杠铃匀减速运动的时间为: s g v t m 15.0==' 杠铃匀加速运动的加速度为:2/3.2s m t t v a m ='-= 根据牛顿第二定律有:F - mg = ma解得F =1845N16.如图所示,质量为m 的小球用水平弹簧系住,并用倾角为300的光滑木板AB 托住,小球恰好处于静止状态.当木板AB 突然向下撤离的瞬间,小球的加速度为(C )A .0B .大小为g ,方向竖直向下C .大小为g 332,方向垂直木板向下 D .大小为g 33,方向水平向右 17.如图所示,质量相同的木块M 、N 用轻弹簧连结并置于光滑水平面上,开始弹簧处于自然伸长状态,木块M 、N 静止.现用水平恒力F 推木块M ,用a M 、a N 分别表示木块M 、N 瞬时加速度的大小,用v M 、v N 分别表示木块M 、N 瞬时速度,则弹簧第一次被压缩到最短的过程中(A )A .M 、N 加速度相同时,速度v M >v NB .M 、N 加速度相同时,速度v M =v NC .M 、N 速度相同时,加速度a M >a ND .M 、N 速度相同时,加速度a M =a N18.将金属块用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中,如图所示,在箱的上顶板和下顶板安有压力传感器,箱可以沿竖直轨道运动.当箱以a =2.0m /s 2的加速度做竖直向上的匀减速运动时,上顶板的传感器显示的压力为6.0N ,下顶板的传感器显示的压力为10.0N ,g 取10m /s 2.(1)若上顶板的传感器的示数是下顶板的传感器示数的一半,试判断箱的运动情况;(2)要使上顶板传感器的示数为0,箱沿竖直方向的运动1发力 2下蹲支撑 3起立AB 300 F N M可能是怎样的?解:设金属块的质量为m ,根据牛顿第二定律有:mg +F 上-F 下=ma解得m =0.5kg(1)由于上挡板仍有压力,说明弹簧的长度没有变化,因此弹簧的弹力仍为10.0N ,,可见上顶板的压力为5N ,设此时加速度为a 1,根据牛顿第二定律有121ma F F mg =-+下下 解得 a 1=0,即此时箱静止或做匀速直线运动.(2)要使上挡板没有压力,弹簧的长度只能等于或小于目前的长度,即下顶板的压力只能等于或大于10.0N ,设此时金属块的加速度为a 2,应满足:ma 2≥10.0N-mg解得a 2≥10m /s 2,即只要箱的加速度向上、等于或大于10m /s 2(可以向上做加速运动,也可以向下做减速运动),上顶板传感器的示数均为零.19.一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,如图所示.已知盘与桌布间的动摩擦因数为 μ1,盘与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?(以g 表示重力加速度)解:对盘在桌布上有 μ1mg = ma 1 ①在桌面上有μ2mg = ma 2 ②υ12 =2a 1s 1 ③ υ12 =2a 2s 2 ④ 盘没有从桌面上掉下的条件是s 2≤─12l - s 1 ⑤ 对桌布 s = ─ 12 at 2 ⑥ 对盘 s 1 = ─ 12a 1t 2 ⑦ 而 s = ─ 12l + s 1 ⑧ 由以上各式解得a ≥( μ1 + 2 μ2) μ1g / μ2 ⑨ 20.如图,一个盛水的容器底部有一小孔.静止时用手指堵住小孔不让它漏水,假设容 在下述几种运动过程中始终保持平动,且忽略空气阻力,则 (D )A .容器自由下落时,小孔向下漏水B .将容器竖直向上抛出,容器向上运动时,小孔向下漏水;容器向下运动时,小孔不向下漏水C .将容器水平抛出,容器在运动中小孔向下漏水D .将容器斜向上抛出,容器在运动中小孔不向下漏水21.如图所示,质量为M 的木板上放着一个质量为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,F 为多大时,才能将木板从木块下抽出?(F >( μ1+ μ2)(M +m )g )22.如图所示,A 、B 的质量分别为m A =0.2kg ,m B =0.4kg ,盘C 质量m C =0.6kg ,现悬挂于天花板O 处,处于静止状态.当用火柴烧断的细线瞬间,木块A 的加速度a A = 0 ,木块B 对盘C 的压力N BC = (取g =10m/s 2)23.如图所示,在倾角为θB ,它们的质量分别为m A 、m B ,弹簧的劲度系数为k ,C 处于静止状态.现开始用一恒力F 沿斜面方向拉物块A 使之向上运动,求物块B 刚要离开C 时物块A 的加速度a 和从开始到此时物块A 的位移d .重力加速度g .()AB A m g m m F a θsin +-=,()k g m m d B Aθsin += 24.一质量为m 的人站在电梯中,电梯加速上升,加速度大小为g /3,g 为重力加速度。
高中物理牛顿运动定律题20 套( 带答案 ) 及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1.如图所示,质量为M=0.5kg 的物体 B 和质量为m=0.2kg 的物体 C,用劲度系数为k=100N/m 的竖直轻弹簧连在一起.物体B 放在水平地面上,物体C 在轻弹簧的上方静止不动.现将物体 C 竖直向下缓慢压下一段距离后释放,物体 C 就上下做简谐运动,且当物体 C 运动到最高点时,物体 B 刚好对地面的压力为 0.已知重力加速度大小为g=10m/s2.试求:①物体 C 做简谐运动的振幅;②当物体 C 运动到最低点时,物体 C 的加速度大小和此时物体 B 对地面的压力大小.【答案】① 0.07m ②35m/s 214N【解析】【详解】①物体 C 放上之后静止时:设弹簧的压缩量为x0.对物体 C,有: mg kx0解得: x0=0.02m设当物体 C 从静止向下压缩x 后释放,物体 C 就以原来的静止位置为平衡位置上下做简谐运动,振幅 A=x当物体 C 运动到最高点时,对物体B,有:Mg k( A x0)解得: A=0.07m②当物体 C 运动到最低点时,设地面对物体 B 的支持力大小为F,物体 C 的加速度大小为a.x0 )mg ma对物体,有: k ( AC解得: a=35m/s 2对物体 B,有:F Mg k( A x0 )解得: F=14N所以物体 B 对地面的压力大小为14N2.在机场可以看到用于传送行李的传送带,行李随传送带一起前进运动。
如图所示,水平传送带匀速运行速度为v=2m/s ,传送带两端AB 间距离为 s0=10m,传送带与行李箱间的动摩擦因数μ=0.2,当质量为 m=5kg 的行李箱无初速度地放上传送带 A 端后,传送到 B 端,重力加速度 g 取 10m/ 2;求:(1)行李箱开始运动时的加速度大小a;(2)行李箱从 A 端传送到 B 端所用时间t ;(3)整个过程行李对传送带的摩擦力做功W。
单元综合测试四时间:90分钟分值:100分题号12345678910 答案1.下列物体的运动状态保持不变的是() A.匀速行驶的列车B.地球同步卫星C.自由下落的小球D.在水面上浮动的木块解析:物体运动状态的改变是以速度的改变为标志的,速度是矢量,其大小、方向只要有一个方面改变了我们就说速度改变了,即运动状态改变了.答案:A2.对下列现象解释正确的是() A.在一定拉力作用下,车沿水平面匀速前进,没有这个拉力,小车就会停下来,所以力是物体运动的原因B.向上抛出的物体由于惯性,所以向上运动,以后由于重力作用,惯性变小,所以速度也越来越小C.急刹车时,车上的乘客由于惯性一样大,所以都会向前倾倒D.质量大的物体运动状态不容易改变,是由于物体的质量大,惯性也就大的缘故解析:由牛顿第一定律可知,物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因;任何物体都具有惯性,质量是惯性大小的唯一量度,质量大的物体其惯性大,维持原来运动状态的本领大,运动状态难以改变.答案:D3.关于作用力和反作用力,以下说法正确的是() A.手用力拉弹簧,使弹簧拉长之后,才能对手有反作用力B.物体的重力和地面支持力是一对作用力和反作用力C.作用力和反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失的同类性质的力D.作用力和反作用力是作用在同一物体上的两个等值反向的力解析:作用力与反作用力发生在相互作用的两个物体之间,是同种性质的力,并且总是同时产生、同时变化、同时消失,作用在同一物体上的两个等值反向的力是一对平衡力.答案:C4.(2010·山东高考)如图1所示,质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接,在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面,m2在空中),力F与水平方向成θ角.则m1所受支持力N和摩擦力f正确的是()图1A .N =m 1g +m 2g -F sin θB .N =m 1g +m 2g -F cos θC .f =F cos θD .f =F sin θ解析:对于m 1、m 2和轻弹簧组成的系统受力分析如图2,由平衡条件知:图2水平方向:f =F cos θ 竖直方向:N +F sin θ=m 1g +m 2g .由以上两式得:f =F cos θ,N =m 1g +m 2g -F sin θ,正确选项为AC. 答案:AC5.如图3所示,不计绳的质量及绳与滑轮的摩擦,物体A 的质量为M ,水平面光滑,当在绳端施以F =mg 的竖直向下的拉力作用时,物体A 的加速度为a 1,当在B 端挂一质量为m 的物体时,A 的加速度为a 2,则a 1与a 2的关系正确的是( )图3A .a 1=a 2B .a 1>a 2C .a 1<a 2D .无法判断解析:当施以竖直向下的拉力时F =Ma 1=mg ,所以a 1=mMg ;当挂一质量为m 的物体时,两物体组成一个简单的连接体,它们的加速度大小相等,设此时绳子的拉力为T ,则有mg -T =ma 2,T =Ma 2,联立得a 2=mgM +m <a 1.答案:B 6.(2009·广东高考)某人在地面上用弹簧秤称得其体重为490 N .他将弹簧秤移至电梯内称其体重,t 0至t 2时间段内,弹簧秤的示数如图4所示,电梯运行的v —t 图可能是(取电梯向上运动的方向为正)( )图4解析:t 0~t 1时间内,弹簧秤的示数小于人的重力,人处于失重状态,有向下的加速度,B 、C 选项不正确,应选A 、D.答案:AD7.在同一水平面上几个力同时作用于质量为m 的物体,物体处于静止状态,如果其中一个力从F 减小为25F 后,物体在t 时间内的位移大小是( )A.Ft210 m B.Ft 25 m C.Ft 22 mD.3Ft 210 m 解析:物体原来处于静止状态,当其中一个力变为25F 时,物体的合力为35F ,所以a =3F5 m,所以物体在t 时间内的位移大小x =12at 2=3Ft210 m,故D 正确.答案:D8.某物体同时受到F 1、F 2两个在同一直线上的作用力而做直线运动,其位移与F 1、F 2的关系图线如图5所示.若物体由静止开始运动,当其具有最大速度时,位移是( )图5A .1 mB .2 mC .3 mD .4 m 解析:根据图象可知,在0~2 m 内合力的方向为正,所以加速度为正,一直在加速.在x >2 m 后,合力为负,物体做减速运动,故x =2 m 处物体的速度最大.答案:B9.如图6所示,是一种测定风作用力的仪器原理图.它能自动随着风的转向而转动,使风总从图示方向水平吹向小球P .P 是质量为m 的金属球,固定在一细长而轻的钢性金属丝下端,能绕悬挂点O 在竖直平面内无摩擦地转动,无风时金属丝自然下垂,有风时金属丝将偏离竖直方向一定角度θ,角θ大小与风力大小有关,下列关于风力F 与θ的关系式正确的是( )图6A .F =mg sin θB .F =mg cos θC .F =mg tan θD .F =mg /cos θ解析:金属球受三个力作用处于平衡状态,即受到水平方向的风施加的作用力F 、绳的拉力T 和重力mg 的作用,根据平衡条件得F =mg tan θ.答案:C10.当物体从高空下落时,空气阻力会随物体的速度增大而增大,因此经过下落一段距离后将匀速下落,这个速度称为此物体下落的终极速度.探究小组研究发现,在相同环境条( )A .小球下落达终极速度时,小球受力处于平衡状态B .比较A 、B 可得,当小球半径相同时,终极速度与小球质量成正比C .比较B 、C 可得,当小球运动达终极速度时,所受阻力与小球半径的平方成正比D .比较C 、E 可得,小球质量越大,所受阻力越小解析:小球在下落过程中所受阻力随速度的增大而增大,当阻力大到和重力相等时,受力平衡做匀速运动;另通过对各组数据的对比分析,不难得出A 、B 正确.答案:AB第Ⅱ卷(非选择题,共60分)二、填空题(每小题6分,共24分)11.质量为20 kg 的物体,从离地面16 m 高处由静止开始加速下落,经2 s 落地,则物体下落的加速度大小是________m/s 2,下落过程中物体所受阻力的大小是________N .(g 取10 m/s 2)解析:由h =12at 2,mg -F f =ma ,故a =8 m/s 2,F f =40 N.答案:8 4012.机车牵引力一定,在平直轨道上以a 1=1 m/s 2的加速度行驶,因若干节车厢脱钩,加速度变为a 2=2 m/s 2,设所受阻力为车重的0.1倍,则脱落车厢的质量与原机车总质量之比等于________.(g =10 m/s 2) 答案:1∶313.静止在水平地面上的物体,质量为2 kg ,受到水平力F 后,开始运动,力F 作用4 s 后消失,物体整个运动过程的速度图象如图7所示,则物体受到的力F =________N.图7解析:根据v -t 图象,4 s 前,a =34 m/s 2;4 s 后,a =12 m/s 2.由F -F f =m ·34及F f =m ·12得F =54m =2.5 N.答案:2.5 14.(2010·江苏高考)为了探究受到空气阻力时,物体运动速度随时间的变化规律,某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图8所示).实验时,平衡小车与木板之间的摩擦力后,在小车上安装一薄板,以增大空气对小车运动的阻力.(1)往砝码盘中加入一小砝码,在释放小车________(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源,在纸带上打出一系列的点.(2)从纸带上选取若干计数点进行测量,得出各计数点的时间t 与速度v 的数据如下表:请根据实验数据作出小车的v -t 图象.(3)通过对实验结果的分析,该同学认为:随着运动速度的增加,小车所受的空气阻力将变大.你是否同意他的观点?请根据v -t 图象简要阐述理由.图9图10解析:(1)(2)略(3)由速度图象的斜率可以看出速度越大,加速度越小.所以该同学分析合理.答案:(1)之前 (2)如图10所示 (3)同意.在v —t 图象中,速度越大时,加速度越小,小车受到的合力越小,则小车受空气阻力越大.三、计算题(共36分)15.(8分)如图11所示,质量为m =2.0 kg 的物体静止在水平面上,现用F =5.0 N 的水平拉力作用在物体上,在t =4.0 s 内可使物体产生x =4.0 m 的位移.则物体与水平面间的动摩擦因数μ为多少?图11要想使物体产生20.0 m 的位移,则这个水平拉力最少作用多长时间?(g 取10 m/s 2) 解析:本题是已知力求时间的问题,涉及两种物理情景,在第一种情景中由运动情况x =12at 2,可以求出物体加速度a =0.5 m/s 2,通过受力分析可知:F -μmg =ma 得μ=0.2. 在第二种情景中,我们必须看到有两种运动过程:在拉力F 作用下使物体做匀加速直线运动,撤去外力以后物体做匀减速直线运动,当物体静止时其发生的位移刚好为20 m.加速过程 x 1=12a 1t 21 减速过程 x 2=12a 2t 22a 1=0.5 m/s 2,由牛顿第二定律可知a 2=μmg /m =μg =2 m/s 2 x 1+x 2=20 m 12a 1t 21+12a 2t 22=20 m ① 设加速过程的末速度为v t 由加速过程可知v t =a 1t 1② 由减速过程可知v t =a 2t 2③联立②③可得t 1=4t 2,代入①可得t 1=8 s. 答案:μ=0.2,这个水平拉力最少作用t 1=8 s.16.(8分)杂技演员在进行“顶竿”表演时,用的是一根质量可忽略不计的长竹竿,质量为30 kg 的演员自杆顶由静止开始下滑,滑到竹竿底时速度正好为零.已知竹竿底部与下面顶杆人肩部之间有一传感器,传感器显示顶竿人肩部的受力情况如图12所示,取g =10 m/s 2.求:图12(1)杆上的人下滑过程中的最大速度. (2)竹竿的长度.答案:(1)4 m/s (2)6 m 17.(10分)北京欢乐谷游乐场天地双雄是目前亚洲唯一的双塔太空梭.它是能体验强烈失重、超重感觉的娱乐设施,先把乘有十多人的座舱,送到76 m 高的地方,让座舱自由落下,当落到离地面28 m 时制动系统开始启动,座舱匀减速运动到地面时刚好停止.若某游客手中托着质量为1 kg 的饮料瓶进行这个游戏,g 取9.8 m/s 2,问:图13(1)当座舱落到离地面高度为40 m 的位置时,饮料瓶对手的作用力多大?(2)当座舱落到离地面高度为15 m 的位置时,手要用多大的力才能托住饮料瓶? 解析:(1)在离地面高于28 m 时,座舱做自由落体运动,处于完全失重状态,因为40 m>28 m 所以饮料瓶对手没有作用力,由牛顿第三定律可知,手对饮料瓶也没有作用力.(2)设座舱自由下落高度为h 1后的速度为v ,制动时的加速度为a ,制动高度为h 2,由v 2t -v 20=2ax 得,v 2=2gh 1,v 2=2ah 2联立解得,a =h1h 2g根据牛顿运动定律F -mg =ma 得,F =mg (h1h 2+1)=mg h 1+h 2h 2代入数据得,F =26.6 N. 答案:(1)0 (2)26.6 N18.(10分)如图14所示,质量m 1=2.8 kg 的物体A 放在水平地面上,与地面的动摩擦因数μ1=0.2,质量m 2=2 kg 的物体B 放在A 的竖直前表面上,A 、B 间动摩擦因数μ2=0.5.如图所示.今以F =45.6 N 的水平推力推A 的后表面时,求A 对地面的压力.图14解析:假设A 、B 相对静止,共同加速度为a ,由牛顿第二定律 F -μ1(m 1+m 2)g =(m 1+m 2)a设A 、B 间压力为F 1,有F 1=m 2a解得:F 1=15N u 2F 1=7.5 N<m 2g =20 N故假设不成立,B 将相对A 向下滑动,设A 、B 间压力为F 2,根据牛顿第二定律 F -u 1(m 1g +u 2F 2)=(m 1+m 2)a ′ F 2=m 2a ′A 对地面的压力F N =m 1g +μF 2 解得:F N =36 N.答案:36 N。
牛顿运动定律(时间:90分钟,满分:100分)一、选择题(本题共12小题。
在给出的四个选项中,第1~6题只有一个选项符合要求,每第7-10题有多项符合要求,每个小题5分。
共50分)1.在物理学发展的过程中,许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程.在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中,正确的说法是( )A .在对自由落体运动的研究中,伽利略猜想运动速度与下落时间成正比,并直接用实验进行了验证B .牛顿应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”观点C .胡克认为只有在一定的条件下,弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比D .亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体,重物体与轻物体下落一样快2.人用手托着质量为m 的物体,从静止开始沿水平方向加速运动(物体与手始终相对静止),物体与手掌之间的动摩擦因数为μ,则下列说法正确的是( )A .手对物体的作用力方向竖直向上B .手对物体的作用力方向水平向前C .手对物体作用力方向斜向前上方D .物体所受摩擦力大小为mg μ3.如图所示,位于水平地面上的质量为M 的物体,在大小为F,与水平方向成的拉力作用下沿地面作加速运动,已知物体与地面间的动摩擦系数为,则物体的加速度为( )θμA .F/MB .C .D .4.在地面上以初速度v 0竖直向上抛出一小球,经过2t0时间小球落回抛出点,其速率为v 1,已知小球在空中运动时所受空气阻力与小球运动的速率成正比,则小球在空中运动时速率v 随时间t 的变化规律可能是( )5.如图所示,不计滑轮的质量和摩擦及绳的质量,一个质量为m 的人拉着绳子使质量为M 的物体匀减速下降,已知人对地面的压力大小为F ,则物体下降的加速度大小为()A .Mmg F Mg -+ B C D 6.如图所示,传送带与水平地面的倾角为=37°,AB 的长度为64m ,传送带以20m/s 的速度沿逆时针方向转动,在传送带上端A 点无初速度地放上一个质量为8 kg 的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为0.5,则物体从A 点运动到B 点所用的时间为(sin37°=0.6,cos37°=0. 8,=10m/s 2) ( )M F /cos θ()M Mg F /cos μθ-()[]M F Mg F /sin cos θμθ--θgA.4.0s B.4.2s C.3.2s D.8.0s7.一个质量为m的人乘坐电梯,当电梯以加速度a竖直向下匀减速下降时,下列说法正确的是()A.人的重力为mgB.人的重力为m(g+a)C.人对电梯的压力大小为m(g−a)D.人对电梯的压力大小为m(g+a)8.质量为m的物块A和质量为m的物块B相互接触放在水平面上,如图所示。
若对A施加水平推力F,则两物块沿水平方向做加速运动。
关于A对B的作用力,下列说法正确的是()A.若水平面光滑,物块A对B的作用力大小为FB.若水平面光滑,物块A对B的作用力大小为F/2C.若物块A与地面、B与地面的动摩擦因数均为μ,则物块物块A对B的作用力大小为F/2 D.若物块A与地面的动摩擦因数为μ,B与地面的动摩擦因数为2μ,则物块物块A对B的作用力大小为F/29.如图所示,当小车向右加速运动时,物块M相对于车厢静止于竖直车厢壁上,当车的加速度增大时,则()A.M受摩擦力增大B.物块M对车厢壁的压力增大C.物块M相对于车厢壁下滑D.M受静摩擦力不变10.如图所示,水平传送带以速度v1匀速运动,小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,t=0时刻P在传送带左端具有速度v2,P与定滑轮间的绳水平,t=t0时刻P离开传送带.不计定滑轮质量和滑轮与绳之间的摩擦,绳足够长.正确描述小物体P速度随时间变化的图像可能是()二、实验题(本题共2小题,共12分)11.在“探究超重与失重的规律”实验中,得到了如右图所示的图线.图中的实线所示是某同学利用力传感器悬挂一个砝码在竖直方向运动时,数据采集器记录下的力传感器中拉力的大小变化情况.从图中可以知道该砝码的重力约为N,A、B、C、D四段图线中砝码处于超重状态的为,处于失重状态的为.12.如图(a)为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板.在实验中认为细线对小车拉力F的大小等于砝码和小桶的总重力,小车运动加速度a可用纸带上的点求得.(1)本实验应用的实验方法是A.控制变量法B.假设法C.理想实验法D.等效替代法(2)实验过程中,电火花计时器应接在(选填“直流”或“交流”)电源上.调整定滑轮,使(3)图(b)是实验中获取的一条纸带的一部分,其中0、1、2、3、4是计数点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示,打“3”计数点时小车的速度大小为m/s,由纸带求出小车的加速度的大小a= m/s2.(计算结果均保留2位有效数字)(4)在“探究加速度与力的关系”时,保持小车的质量不变,改变小桶中砝码的质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F关系图线如图(c)所示,该图线不通过坐标原点,试分析图线不通过坐标原点的原因为.三、计算题(本题共4小题,共38分)13.一小孩坐在雪橇上,小孩和雪橇的总质量为40kg,大人用力拉雪橇,使小孩和雪橇在水平雪地上由静止开始做匀加速直线运动,l0s内前进了15m。
求:(8分)(1)小孩和雪橇运动时加速度的大小。
(2)小孩和雪橇所受合外力的大小。
14.如图所示,一质量为5kg的滑块在F=15N的水平拉力作用下,由静止开始做匀加速直线运动,若滑块与水平地面间的动摩擦因数为0.2(取g=10m/s2),求:(10分)(1)滑块运动的加速度多大?(2)如果力F作用经8s后撤去,则滑块在撤去F后还能滑行多远?15.有一质量为1 kg的小球穿在长为12.5 m的轻杆顶部,如图所示,轻杆与水平方向成θ=37°.由静止释放小球,经过5 s小球到达轻杆底端,试求:(10分)(1)小球与轻杆之间的动摩擦因数;(2)在竖直平面内给小球施加一个垂直于轻杆方向的恒力,使小球释放后加速度为2m/s2,此恒力大小为多少?16.在研究摩擦力特点的实验中,将木块放在水平长木板上,如图甲所示,用力沿水平方向拉木块,拉力从0开始逐渐增大.分别用力传感器采集拉力和木块受到的摩擦力,并用计算机绘制出摩擦力F f随拉力F变化的图象,如图乙所示.已知木块质量为0.78 kg,重力加速度g取10 m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80.(10分)(1)求木块与长木板间的动摩擦因数;(2)若将实验中的长木板与水平方向成θ=37°角放置,将木块置于其上,在平行于木板的恒定拉力F作用下,以a=2.0 m/s2的加速度从静止开始向上做匀变速直线运动,如图丙所示.求拉力应为多大?答案精析一、1.【答案】C【解析】伽利略的猜想是根据理想实验推出来的,”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”观点,现实中不能通过实验验证,AB 错误;胡克认为只有在一定的条件下,弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比,C 正确;伽利略认为两个从同一高度自由落下的物体,重物体与轻物体下落一样快,D 错误。
2.【答案】C【解析】物体随手一起沿水平方向加速运动,竖直方向手对物体向上的作用力与重力平衡,水平方向手掌对物体的摩擦力提供加速度,所以,手对物体作用力方向斜向前上方,AB 错误,C 正确;水平方向手掌对物体的摩擦力是静摩擦力,静摩擦力在零与最大值mg μ之间取值,不一定等于mg μ,D 错误。
故选C 。
3.【答案】D 【解析】根据牛顿第二定律;水平方向:cos N F F Ma θμ-=,竖直方向:sin N F F Mg θ+=,解得:D 正确. 4.【答案】A 【解析】小球上升过程中,由牛顿第二定律mg kv ma +=,故随速度的减小,加速度逐渐减小,v-t 线切线的斜率逐渐减小;当物体下降过程中,由牛顿第二定律mg kv ma -=,则随速度逐渐增大,加速度逐渐减小,v-t 线切线的斜率逐渐减小;由于有阻力作用,故回到地面的速度将小于初速度v 0,故选项A 正确。
5.【答案】D【解析】对人由平衡知识可得:T +F =mg ;对物体根据牛顿第二定律:T -Mg =Ma ,解得mg Mg F a M--=,选项D 正确. 6.【答案】A【解析】开始时物体下滑的加速度:21(sin 37cos37)10m/s a g μ=+=o o ,运动到与传送带共速的时间为:1120s 2s 10v t a ===,下滑的距离:211120m 2s a t ==;由于tan 370.750.5=〉o 故物体加速下滑,且此时:22(sin 37cos37)2m/s a g μ=-=o o ,根据222212s vt a t =+,即222164202022t t -=+⨯⨯,解得:t 2=2s ,故共用时间为t =4s ,选项A 正确。
7.【答案】AD【解析】人的重力大小不随运动状态的改变而改变,应为mg ,A 正确,B 错误;有牛顿第二定律知道对人有:F -mg =ma ,所以F =ma+mg ,根据牛顿第三定律可知人对电梯的压力大小为m (g+a ),C 错误,D 正确。
8.【答案】BC【解析】若水平面光滑,根据牛顿定律,对整体F =2ma ,对B 物体:F N =ma ,选项B 正确,A 错误;若物块A 与地面、B 与地面的动摩擦因数均为μ,根据牛顿定律,对整体F -2μmg =2ma ,对B 物体:F N -μmg =ma ,解得12N F F =,选项C 正确;若物块A 与地面的动摩擦因数为μ,B 与地面的动摩擦因数为2μ,根据牛顿定律,对整体F -μmg -2μmg =2ma ,对B 物体:F N -2μmg =ma ,解得1()2N F F mg μ=+,选项D 错误;故选BC. 9.【答案】BD【解析】物体M 竖直方向受到车厢壁的摩擦力和重力作用,即F f =mg ,水平方向受到车厢壁的支持力,即:F N =ma ,故当车的加速度增大时,则M 受静摩擦力不变,物块M 对车厢壁的压力增大,最大静摩擦力变大,物块M 仍能相对于车厢壁静止,选项BD 正确。
10.【答案】AD【解析】若v 2> v 1,小物块P 水平方向受绳的拉力T 与滑动摩擦力F f 都向左,物块P 做匀减速直线运动,当v 2=v 1时,如果绳的拉力T 大于滑动摩擦力F f ,滑动摩擦力F f 方向向右,物块P 继续减速,但加速度减小,A 对B 、C 错;若v 2< v 1,小物块P 水平方向受绳的拉力T 向左,滑动摩擦力F f 向右,如果F f >T ,物块P 先加速运动,速度相等后,摩擦力变为静摩擦力,后物块做匀速运动,D 对。