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111 第四章　牛頓運(yùn)動(dòng)定律 (時(shí)間：90分鐘　滿分：100分) 一、選擇題(本題10小題，每小題4分，共40分) 1．對(duì)下列現(xiàn)象解釋正確的是(　　) A．在一定拉力作用下，車沿水平面勻速前進(jìn)，沒有這個(gè)拉力，小車就會(huì)停下來，所以力是物體運(yùn)動(dòng)的原因 B．向上拋出的物體由于慣性，所以向上運(yùn)動(dòng)，以后由于重力作用，慣性變小，所以速度也越來越小 C．急剎車時(shí)，車上的乘客由于慣性一樣大，所以都會(huì)向前傾倒 D．質(zhì)量大的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不容易改變是由于物體的質(zhì)量大，慣性也就大的緣故 2．下列關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的幾種說法，正確的是(　　) A．物體所受的合力不為零時(shí)，其速度不可能為零 B．物體所受的合力的方向，就是物體運(yùn)動(dòng)的方向 C．物體所受的合力與物體運(yùn)動(dòng)速度無直接聯(lián)系 D．物體所受的合力不為零，則加速度一定不為零 3. 圖1 用計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)做驗(yàn)證牛頓第三定律的實(shí)驗(yàn)：用一輛電動(dòng)玩具汽車拖動(dòng)另一輛無動(dòng)力的玩具汽車，在兩車掛接處裝上傳感器探頭，并把它們的掛鉤連在一起．當(dāng)電動(dòng)玩具汽車通電后拉著另一輛車向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以在顯示器屏幕上出現(xiàn)相互作用力隨時(shí)間變化的圖象，如圖1所示，觀察分析兩個(gè)力傳感器的相互作用力隨時(shí)間變化的曲線，可以得到以下實(shí)驗(yàn)結(jié)論，其中正確的是(　　) A．作用力與反作用力的大小時(shí)刻相等 B．作用力與反作用力作用在同一物體上 C．作用力消失后反作用力可以慢慢消失 D．作用力與反作用力方向相同 4．在以加速度a勻加速上升的電梯中，有一質(zhì)量為m的人，下列說法中正確的是(　　) A．此人對(duì)地板的壓力大小為m(g＋a) B．此人對(duì)地板的壓力大小為m(g－a) C．此人受到的重力大小為m(g＋a) D．此人受到的合力大小為m(g－a) 5．下列說法正確的是(　　) A．起重機(jī)用鋼索加速吊起貨物時(shí)，鋼索對(duì)貨物的力大于貨物對(duì)鋼索的力 B．子彈能射入木塊是因?yàn)樽訌棇?duì)木塊的力大于木塊對(duì)子彈的阻力 C．大人與小孩相撞時(shí)，大人對(duì)小孩的撞擊力大于小孩對(duì)大人的撞擊力 D．將圖釘按入木板，圖釘對(duì)木板的力和木板對(duì)圖釘?shù)牧Υ笮∈窍嗟鹊? 6. 圖2 圖2中，a、b、c為三物塊，M、N為兩輕質(zhì)彈簧，R為跨過光滑定滑輪的輕繩，把它們按如圖所示方式連接，并處于平衡狀態(tài)(　　) A．有可能N處于拉伸狀態(tài)而M處于壓縮狀態(tài) B．有可能N處于壓縮狀態(tài)而M處于拉伸狀態(tài) C．有可能N處于不伸不縮狀態(tài)而M處于拉伸狀態(tài) D．有可能N處于拉伸狀態(tài)而M處于不伸不縮狀態(tài) 7．在小車中的懸線上掛一個(gè)小球，實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)小球隨小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，懸線將與豎直方向成某一固定角度，如圖3所示．若在小車底板上還有一個(gè)跟其相 圖3 對(duì)靜止的物體M，則關(guān)于小車的運(yùn)動(dòng)情況和物體M的受力情況，以下分析正確的是(　　) A．小車一定向右做加速運(yùn)動(dòng) B．小車一定向左做加速運(yùn)動(dòng) C．M除受到重力、底板的支持力作用外，還一定受到向右的摩擦力作用 D．M除受到重力、底板的支持力作用處，還可能受到向左的摩擦力作用 8．一個(gè)物體在水平恒力F的作用下，由靜止開始在一個(gè)粗糙的水平面上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t，速度變?yōu)関，如果要使物體的速度變?yōu)?v，下列方法正確的是(　　) A．將水平恒力增加到2F，其他條件不變 B．將物體質(zhì)量減小一半，其他條件不變 C．物體質(zhì)量不變，水平恒力和作用時(shí)間都增為原來的兩倍 D．將時(shí)間增加到原來的2倍，其他條件不變 9. 圖4 一有固定斜面的小車在水平面上做直線運(yùn)動(dòng)，小球通過細(xì)繩與車頂相連．小球某時(shí)刻正處于圖4所示狀態(tài)．設(shè)斜面對(duì)小球的支持力為FN，細(xì)繩對(duì)小球的拉力為FT，關(guān)于此時(shí)刻小球的受力情況，下列說法正確的是(　　) A．若小車向左運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)N可能為零 B．若小車向左運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)T可能為零 C．若小車向右運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)N不可能為零 D．若小車向右運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)T不可能為零 10. 圖5 如圖5所示，A、B兩條直線是在A、B兩地分別用豎直向上的力F拉質(zhì)量分別為mA和mB的物體，實(shí)驗(yàn)得出的兩個(gè)加速度a與力F的關(guān)系圖線，由圖分析可知(　　) A．兩地重力加速度是gA>gB B．mAmB 題號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 二、填空與實(shí)驗(yàn)(本題2小題，每小題8分，共16分) 11. 圖6 有一個(gè)同學(xué)用如下方法測定動(dòng)摩擦因數(shù)μ，如圖6所示，物塊m與斜面AB和平面BD都是由同種材料做成的，斜面長為L1，A點(diǎn)距平面高為h，BD是一足夠長的平面，現(xiàn)讓m從A處由靜止開始滑下，達(dá)到B點(diǎn)后順利進(jìn)入水平面，最后停止在水平面上，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，測出物塊m靜止點(diǎn)的平均位置在C處，并測得BC＝L2，通過以上數(shù)據(jù)可求得物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝____________. 12．“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖7甲所示． 　　　 圖7 (1)在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示．計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02 s．從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離．該小車的加速度a＝______m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (2)平衡摩擦力后，將5個(gè)相同的砝碼都放在小車上．掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個(gè)砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度．小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表： 砝碼盤中砝碼總重力F(N) 0.196 0.392 0.588 0.784 0.980 加速度a(ms－2) 0.69 1.18 1.66 2.18 2.70 請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖8所示的坐標(biāo)系中作出a－F的關(guān)系圖象． 圖8 (3)根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的a－F圖線不通過原點(diǎn)，請(qǐng)說明主要原因． 三、計(jì)算題(本題4小題，共44分) 13．(10分)太空是一個(gè)微重力、高真空、強(qiáng)輻射的環(huán)境，人類可以利用這樣的天然實(shí)驗(yàn)室制造出沒有內(nèi)部缺陷的晶體，生產(chǎn)出能承受強(qiáng)大拉力的細(xì)如蠶絲的金屬絲．假如未來的某天你乘坐飛船進(jìn)行“微重力的體驗(yàn)”行動(dòng)，飛船由6 000 m的高空靜止下落，可以獲得持續(xù)的25 s之久的失重狀態(tài)，你在這段時(shí)間里可以進(jìn)行關(guān)于微重力影響的實(shí)驗(yàn)．已知下落的過程中飛船受到的空氣阻力為重力的0.04倍，重力加速度g取10 m/s2，試求： (1)飛船在失重狀態(tài)下的加速度； (2)飛船在微重力狀態(tài)中下落的距離． 14．(10分)某一旅游景區(qū)，建有一山坡滑草運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目．該山坡可看成傾角θ＝30的斜面，一名游客連同滑草裝置總質(zhì)量m＝80 kg，他從靜止開始勻加速下滑，在時(shí)間t＝5 s內(nèi)沿斜面滑下的位移x＝50 m．(不計(jì)空氣阻力，取g＝10 m/s2，結(jié)果保留2位有效數(shù)字)問： (1)游客連同滑草裝置在下滑過程中受到的摩擦力Ff為多大？ (2)滑草裝置與草皮之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為多大？ 15.(12分)如圖9所示，放在水平面上的物體質(zhì)量m＝2 kg，受到一個(gè)斜向下的與水平方向成θ＝37角的推力F＝10 N的作用，從靜止開始運(yùn)動(dòng)．已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.25，sin 37＝0.6，cos 37＝0.8，g取10 m/s2.問： 圖9 (1)物體10 s末的速度是多大？物體10 s內(nèi)的位移是多少？ (2)若10 s末撤去推力，物體在水平面上運(yùn)動(dòng)的總位移是多少？ 16．(12分)物體靜止在一水平面上，它的質(zhì)量為m，物體與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力．現(xiàn)用平行于水平面的力F拉物體，得到加速度a和拉力F的關(guān)系圖象如圖10所示． 圖10 (1)根據(jù)圖象可以求出物體的質(zhì)量m.王敏同學(xué)分析的過程是：從圖象中得到F＝12 N時(shí)，物體的加速度a＝4 m/s2，根據(jù)牛頓第二定律F＝ma，求得質(zhì)量m＝3 kg. 請(qǐng)判斷王敏同學(xué)的分析過程是否正確，并分析原因；若不正確，請(qǐng)給出正確的結(jié)果． (2)根據(jù)圖象計(jì)算物體與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ的數(shù)值．(g＝10 m/s2) 第四章　牛頓運(yùn)動(dòng)定律 1．D 2．CD　[本題考查物體所受的合力、加速度和速度的關(guān)系，同時(shí)理解掌握牛頓第二定律F＝ma.當(dāng)物體所受合力不為零時(shí)，加速度一定不為零；但在某一時(shí)刻瞬時(shí)速度可能為零，所以選項(xiàng)D是對(duì)的，A是錯(cuò)的．物體所受合力的方向就是加速度的方向，但不一定是速度的方向(運(yùn)動(dòng)的方向)，合力與運(yùn)動(dòng)速度無直接聯(lián)系．所以選項(xiàng)B是錯(cuò)誤的，C是對(duì)的．] 3．A　4.A 5．D　[起重機(jī)鋼索對(duì)貨物的拉力和貨物對(duì)鋼索的拉力、子彈對(duì)木塊的力與木塊對(duì)子彈的力、大人對(duì)小孩的撞擊力與小孩對(duì)大人的撞擊力、圖釘對(duì)木板的力和木板對(duì)圖釘?shù)牧Χ际亲饔昧头醋饔昧?；作用力與反作用力總是大小相等的，故A、B、C選項(xiàng)不正確，D選項(xiàng)正確．] 6．AD 7．C　[對(duì)小球進(jìn)行受力分析可知，小球有水平向右的加速度，但小車的初速度可能向右也可能向左，所以小車的具體運(yùn)動(dòng)情況不能確定；M和小球、小車都保持相對(duì)靜止，也有向右的加速度，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律可以分析，物體M一定受到向右的摩擦力作用．] 8．D 9．AB　[本題考查牛頓運(yùn)動(dòng)定律，對(duì)小球受力分析，當(dāng)FN為零時(shí)，小球的合外力水平向右，加速度向右，故小車可以向右加速運(yùn)動(dòng)或向左減速運(yùn)動(dòng)，A對(duì)、C錯(cuò)；當(dāng)FT為零時(shí)，小球的合外力水平向左，加速度向左，故小車可能向右減速運(yùn)動(dòng)或向左加速運(yùn)動(dòng)，B對(duì)，D錯(cuò)．] 10．BC　11. 12．(1)0.16(0.15也可) (2)如圖所示 (3)未計(jì)入砝碼盤的重力 解析　本題主要考查“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”這一探究性實(shí)驗(yàn)，題中用到的知識(shí)點(diǎn)有紙帶的處理、表格數(shù)據(jù)的處理以及圖象問題．意在考查考生對(duì)實(shí)驗(yàn)的探究能力．以及熟練運(yùn)用學(xué)過知識(shí)處理問題、分析問題的能力及繪圖的能力，根據(jù)Δx＝aT2可計(jì)算小車的加速度，a＝0.16 m/s2，運(yùn)用表格中繪出的數(shù)據(jù)可繪出圖象，圖象不過原點(diǎn)的主要原因是未計(jì)入砝碼盤的重力． 13．(1)9.6 m/s2　(2)3 000 m 解析　(1)設(shè)飛船在失重的狀態(tài)下的加速度為a，由牛頓第二定律得 mg－Ff＝ma 又Ff＝0.04mg 即mg－0.04mg＝ma 解得a＝9.6 m/s2 (2)由x＝at2得 x＝9.6252 m＝3 000 m. 14．(1)80 N　(2)0.12 解析　(1)由位移公式x＝at2 沿斜面方向，由牛頓第二定律得：mgsin θ－Ff＝ma， 聯(lián)立并代入數(shù)值后，得 Ff＝m(gsin θ－)＝80 N (2)在垂直斜面方向上，F(xiàn)N－mgcos θ＝0，又Ff＝μFN 聯(lián)立并代入數(shù)值后，得μ＝＝＝0.12. 15．(1)7.5 m/s　37.5 m　(2)48.75 m 解析　(1)物體在F的作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)， 設(shè)加速度為a1 Fcos 37－Ff＝ma1， FN－Fsin 37＝mg， Ff＝μFN， 聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得a1＝0.75 m/s2. 此時(shí)速度v＝a1t＝0.7510 m/s＝7.5 m/s， 加速位移x1＝a1t2＝0.75100 m＝37.5 m. (2)F撤去后物體做勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a2， μmg＝ma2，a2＝μg＝2.5 m/s2， 減速位移x2＝＝ m＝11.25 m， 所以總位移x＝x1＋x2＝48.75 m. 16．(1)見解析　(2)0.2 解析　(1)王敏同學(xué)的分析和解答是錯(cuò)誤的，王敏錯(cuò)在把水平力F當(dāng)作合外力． 正確的求解過程是：由圖象可知，物體在水平方向受拉力F＝12 N時(shí)，物體的加速度a＝4 m/s2，摩擦力的大小Ff＝4 N， 由牛頓第二定律F合＝ma， 得m＝＝ kg＝2 kg (2)因?yàn)镕f＝4 N，F(xiàn)f＝μFN，F(xiàn)N＝mg＝20 N. 所以μ＝＝0.2. 111