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2019-2020年高中物理 第四章 章末檢測 牛頓運動定律 新人教版必修1 一、單項選擇題(本題共6小題，每小題4分，共24分) 1．(xx～xx山西大同高一期末)關于牛頓運動定律，以下說法中正確的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．運動越快的汽車越不容易停下來，是因為汽車運動得越快，慣性就越大 B．人從水平地面上猛得豎直向上跳起，地面對人的支持力將會大于人對地面的壓力 C．N/kg與m/s2都是加速度的國際制單位 D．物體的加速度方向有時與合外力方向相同，有時與合外力方向相反 解析　物體的慣性只與物體的質(zhì)量有關，質(zhì)量越大，物體的慣性越大，與物體的運動狀態(tài)無關，A錯誤；人向上跳起時，受到地面對人的支持力和人對地面的壓力是一對作用力和反作用力，兩者等大、方向相反，B錯誤；在國際單位制中，力的單位是牛頓，質(zhì)量的單位是千克，長度的單位是米，時間的單位是秒，根據(jù)a＝和a＝，可知在國際單位制中加速度的單位是N/kg和m/s2，C正確；根據(jù)牛頓第二定律可知，加速度的方向總是與合外力的方向一致，D錯誤． 答案　C 2. 圖1 小明在做雙腳跳臺階的健身運動，若忽略空氣阻力，則下列說法正確的是(　　) A．小明在下降過程中處于失重狀態(tài) B．小明起跳以后在上升過程處于超重狀態(tài) C．小明落地時地面對他的支持力小于他的重力 D．起跳過程地面對小明的作用力就是他對地面的作用力 解析　超失重要看加速度，若加速度方向向上即為超重，若加速度方向向下即為失重．小明在下降過程中因加速度向下，故失重，A正確；起跳以后的上升過程中加速度也向下，也是失重，B錯誤；小明落地時因做減速下降，加速度向上，所以是超重，C錯誤；起跳過程中地面對小明的作用力與他對地面的作用力是一對作用力與反作用力，不是同一個力，D錯誤． 答案　A 圖2 3．如圖2所示的水平面上，橡皮繩一端固定，另一端連接兩根彈簧，連接點P在F1、F2和F3三個力作用下保持靜止．下列判斷正確的是(　　) A．F1>F2>F3 　　B．F3>F1>F2 C．F2>F3>F1 　　D．F3>F2>F1 解析　因為F1與F2的合力與F3等大、反向，由幾何關系知F1＝F3cos 30＝F3，F(xiàn)2＝F3sin 30＝F3，故B正確． 圖3 答案　B 4．如圖3所示．在光滑水平面上有兩個質(zhì)量分別為m1和m2的物體A、B，m1>m2，A、B間水平連接著一輕質(zhì)彈簧測力計．若用大小為F的水平力向右拉B，穩(wěn)定后B的加速度大小為a1，彈簧測力計示數(shù)為F1；如果改用大小為F的水平力向左拉A，穩(wěn)定后A的加速度大小為a2，彈簧測力計示數(shù)為F2.則以下關系式正確的是(　　) A．a(chǎn)1＝a2，F(xiàn)1>F2 B．a(chǎn)1＝a2，F(xiàn)1a2，F(xiàn)1>F2 解析　對整體，水平方向只受拉力F作用，因此穩(wěn)定時具有相同的加速度為a＝F/(m1＋m2)，C、D錯；當拉力F作用于B時，對A，F(xiàn)1＝m1a，當拉力作用于A時，對B，F(xiàn)2＝m2a，由于m1>m2，所以F1>F2，A正確． 答案　A 圖4 5．(xx四川綿陽期末)如圖4所示，兩個疊放在一起的長方體滑塊A、B，置于固定的且傾角為θ的斜面上．已知滑塊A、B的質(zhì)量分別為m、M，A與B之間的動摩擦因數(shù)為μ1，B與斜面之間的動摩擦因數(shù)為μ2，兩滑塊以一定的初速度相對靜止地一起沿著斜面向上做勻減速直線運動，則在這過程中，滑塊A受到的摩擦力(　　) A．大小等于μ1mgcos θ，方向沿著斜面向下 B．大小等于μ1mgcos θ，方向沿著斜面向上 C．大小等于μ2mgcos θ，方向沿著斜面向下 D．大小等于μ2mgcos θ，方向沿著斜面向上 解析　以整體為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得：加速度a＝＝g(sin θ＋μ2cos θ)，設B對A的摩擦力方向沿斜面向下，大小為f，則有mgsin θ＋f＝ma，得到f＝ma－mgsin θ＝μ2mgcos θ，正號表示摩擦力方向沿斜面向下． 答案　C 圖5 6．如圖5所示，物體m在傳送帶上向右運動，兩者保持相對靜止．則下列關于m所受摩擦力的說法中正確的是(　　) A．皮帶傳送速度越大，m受到的摩擦力越大 B．皮帶傳送的加速度越大，m受到的摩擦力越大 C．皮帶速度恒定，m質(zhì)量越大，所受摩擦力越大 D．無論皮帶做何種運動，m都一定受摩擦力作用 解析　物塊若加速運動，其合外力由傳送帶給它的摩擦力來提供，故加速度大，摩擦力大，B正確；當物塊勻速運動時，物塊不受摩擦力，故A、C、D錯誤． 答案　B 二、多項選擇題(本題共4個小題，每小題6分，選不全得3分，錯選得0分) 圖6 7．靜止在光滑水平面上的物體受到一個水平拉力的作用，該力隨時間變化的關系如圖6所示，則以下說法中正確的是(　　) A．物體在2 s內(nèi)的位移為零 B．4 s末物體將回到出發(fā)點 C．2 s末物體的速度為零 D．物體一直在朝同一方向運動 解析　根據(jù)圖象可知，物體先朝正方向做勻加速直線運動，接著做勻減速直線運動，再做正方向的勻加速直線運動，周期性的朝單方向運動，由于加速和減速階段的加速度大小相等，所以2 s末的速度為零，位移不為零，A、B錯誤，C、D正確． 答案　CD 圖7 8．如圖7所示，m＝2 kg的物體，在F1＝40 N，F(xiàn)2＝30 N的兩個相反的水平拉力及豎直向下的力F3的作用下仍處于靜止狀態(tài)．若撤去水平外力F2，則物體的加速度可能是(　　) A．0 B．5 m/s2 C．15 m/s2 D．20 m/s2 解析　由靜止狀態(tài)時受力可知，F(xiàn)μ≥10 N，撤去F2后，∑F＝F1－Fμ≤40－10＝30 N，amax＝30/2＝15 m/s2. 答案　ABC 9．兩個完全相同的力分別作用在質(zhì)量為m1、m2的兩個物體上，使它們由靜止開始運動，各經(jīng)t1、t2時間后，兩物體速度相同，則兩物體通過的位移比是(　　) A．m1∶m2 B．m2∶m1 C．t1∶t2 D．t∶t 解析　根據(jù)牛頓第二定律及運動學公式知，速度相同時，a1t1＝a2t2. 物體加速度為：a1＝，a2＝. 物體的位移為：s1＝a1t，s2＝a2t. 整理得，＝＝.故答案為A、C. 答案　AC 10．如圖8所示，兩個傾角相同的滑竿上分別套有A、B兩個質(zhì)量均為m圓環(huán)，兩個圓環(huán)上分別用細線懸吊兩個質(zhì)量均為M的物體C、D，當它們都沿滑竿向下滑動并保持相對靜止時，A的懸線與桿垂直，B的懸線豎直向下．下列結論正確的是(　　) 圖8 A．A環(huán)受滑竿的作用力大小為(m＋M)gcos θ B．B環(huán)受到的摩擦力f＝mgsin θ C．C球的加速度a＝gsin θ D．D受懸線的拉力T＝Mg 解析　對C受力分析，如圖 由牛頓第二定律，得到：Mgsin θ＝Ma①； 細線拉力為T＝Mgcos θ② 再對A環(huán)受力分析，如下圖 根據(jù)牛頓定律，有mgsin θ－f＝ma　　③ N＝mgcos θ＋T　　④ 由①②③④解得：f＝0 N＝(M＋m)gcos θ，故A、C正確； 對D球受力分析，受重力和拉力，合力與速度在一條直線上，故合力為零，物體做勻速運動，細線拉力等于Mg； 再對B球受力分析，如圖，受重力、拉力、支持力，由于做勻速運動，合力為零，故必有向后的摩擦力； 根據(jù)平衡條件，有(M＋m)gsin θ＝f，N＝(M＋m)cos θ，故B錯誤，D正確．故選A、C、D. 答案　ACD 三、實驗、填空題(本題共2小題，共12分) 11．(4分)如圖9甲為實驗中用打點計時器打出的一條較理想的紙帶，紙帶上A、B、C、D、E、F、G為七個相鄰的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔是0.1 s，距離如圖，單位是cm，小車的加速度是________m/s2，在驗證質(zhì)量一定時加速度a和合外力F的關系時，某學生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的aF圖象，其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 圖9 解析　a的計算利用逐差法． a＝ ＝ ＝ ＝10－2 m/s2 ＝1.60 m/s2. 答案　1.60　平衡摩擦力過度 12．(8分)為了探究加速度與力的關系，使用如圖10所示的氣墊導軌裝置進行實驗．其中G1、G2為兩個光電門，它們與數(shù)字計時器相連，當滑行器通過G1、G2光電門時，光束被遮擋的時間Δt1、Δt2都可以被測量并記錄．滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片寬度為D，光電門間距離為x，牽引砝碼的質(zhì)量為m.回答下列問題： 圖10 (1)實驗開始應先調(diào)節(jié)氣墊導軌下面的螺釘，使氣墊導軌水平，在不增加其他儀器的情況下，如何判定調(diào)節(jié)是否到位？ (2)若取M＝0.4 kg，改變m的值，進行多次實驗，以下m的取值不合適的一個是________． A．m1＝5 g B．m2＝15 g C．m3＝40 g D．m4＝400 g (3)在此實驗中，需要測得每一個牽引力對應的加速度，其中求得的加速度的表達式為________．(用Δt1、Δt2、D、x表示) 解析　(1)取下牽引砝碼，滑行器放在任意位置都不動，或取下牽引砝碼，輕推滑行器M，數(shù)字計時器記錄每一個光電門的光束被遮擋的時間Δt都相等． (2)本實驗只有在滿足m?M的條件下，才可以用牽引砝碼的重力近似等于對滑行器的拉力，所以D是不合適的． (3)由于擋光片通過光電門的時間很短，所以可以認為擋光片通過光電門這段時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度，即有v1＝，v2＝，再根據(jù)運動學方程v－v＝2ax得：a＝. 答案　(1)見解析　(2)D　(3)a＝ 四、計算題(本題共4小題，共40分) 圖11 13．(10分) 如圖11所示，升降機中的斜面和豎直墻壁之間放一個質(zhì)量為10 kg的光滑小球，斜面傾角θ＝30，當升降機以a＝5 m/s2的加速度加速豎直上升時，(g取10 m/s2)，求： (1)小球?qū)π泵娴膲毫Γ? (2)小球?qū)ωQ直墻壁的壓力． 解析　小球受力如圖所示 水平方向上：F2sin θ＝F1 豎直方向上：F2cos θ－mg＝ma 將數(shù)據(jù)代入以上兩式求得：F1＝50 N，F(xiàn)2＝100 N 由牛頓第三定律知，小球?qū)π泵婧拓Q直墻的壓力大小分別為100 N、50 N．　 答案　(1)100 N　(2)50 N 圖12 14．(10分)一物體沿斜面向上以12 m/s的初速度開始滑動，它沿斜面向上以及沿斜面向下滑動的vt圖象如圖12所示，求斜面的傾角以及物體與斜面的動摩擦因數(shù)(g取10 m/s2)． 解析　由圖象可知上滑過程的加速度 a上＝ m/s2＝6 m/s2， 下滑過程的加速度 a下＝ m/s2＝4 m/s2 上滑過程和下滑過程對物體受力分析如圖 上滑過程 a上＝＝gsin θ＋μgcos θ 下滑過程a下＝gsin θ－μgcos θ， 解得θ＝30，μ＝. 答案　30　 圖13 15．(10分)如圖13所示，水平傳送帶以2 m/s的速度運動，傳送帶長AB＝20 m，今在其左端將一工件輕輕放在上面，工件被帶動，傳送到右端，已知工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1，(g＝10 m/s2)試求： (1)工件開始時的加速度a； (2)工件的速度為2 m/s時，工件運動的位移； (3)工件由傳送帶左端運動到右端的時間． 解析　(1)工件被放在傳送帶上時初速度為零，相對于傳送帶向左運動，受滑動摩擦力向右，大小為Ff＝μmg，工件加速度a＝μg＝0.110 m/s2＝1 m/s2，方向水平向右． (2)工件加速到2 m/s所需時間t0＝＝ s＝2 s 在t0時間內(nèi)運動的位移x0＝at＝122 m＝2 m. (3)由于x0<20 m，故工件達到與傳送帶同樣的速度后與傳送帶相對靜止，一起運動至B端． 經(jīng)過時間t0后，工件做勻速運動的時間為 t1＝＝ s＝9 s 工件由傳送帶左端運動到右端共用時間為 t＝t0＋t1＝11 s. 答案　(1)1 m/s2，方向水平向右　(2)2 m　(3)11 s 16．(10分)(xx北京西城期末)如圖14所示，質(zhì)量為M＝1 kg的長木板靜止在光滑水平面上，現(xiàn)有一質(zhì)量m＝0.5 kg的小滑塊(可視為質(zhì)點)以v0＝3 m/s的初速度從左端沿木板上表面沖上木板，帶動木板一起向前滑動．已知滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1，重力加速度g取10 m/s2.求： (1)滑塊在木板上滑動過程中，長木板受到的摩擦力大小f和方向； (2)滑塊在木板上滑動過程中，滑塊相對于地面的加速度大小a； (3)若長木板足夠長滑塊與長木板達到的共同速度v. 圖14 解析　(1)滑塊所受摩擦力為滑動摩擦力 f＝μmg＝0.5 N，方向向左 根據(jù)牛頓第三定律，滑塊對木板的摩擦力方向向右． (2)由牛頓第二定律得：μmg＝ma 得出a＝μg＝1 m/s2. (3)與滑塊情況相似 可得出木板的加速度a′＝＝0.5 m/s2 設經(jīng)過時間t，滑塊和長木板達到共同速度v ，則滿足： 對滑塊：v＝v0－at　對長木板：v＝a′t 由以上兩式得：滑塊和長木板達到的共同速度v＝1 m/s.　 答案　(1)0.5 N　方向向右　(2)1 m/s2　(3)1 m/s