1、【 精品教育资源 文库 】 第三章 牛顿运动定律 时间 :45分钟 分值 :80分 一、选择题 (每小题 6分 ,共 42分 ) 1.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地停下来 ,是因为物体的速度越大 ,惯性也越大 B.静止的火车启动时 ,速度变化慢 ,是因为静止的物体惯性大 C.乒乓球可以快速抽杀 ,是因为乒乓球的惯性小 D.在宇宙飞船中的物体不存在惯性 答案 C 一切物体都具有惯性 ,惯性大小只与物体的质量有关。惯性是物体本身的一种属性 ,与外界因素 (受力的大小以及所处的环境 )及自身的运动状态无关 ,故 A、 D选项错 误 ;静止的火车启动时
2、,速度变化缓慢 ,是因为火车的质量大 ,惯性大 ,而不是因为静止的物体惯性大 ,B 选项错误。乒乓球可以快速抽杀 ,是因为其质量小 ,惯性小 ,在相同的力的作用下 ,运动状态容易改变 ,故 C选项正确。 2.在商场中 ,为了节约能源 ,无人时 ,自动扶梯以较小的速度运行 ,当有顾客站到扶梯上时 ,扶梯先加速 ,后匀速将顾客从一楼运送到二楼。速度方向如图所示。若顾客与扶梯保持相对静止 ,下列说法正确的是( ) A.在加速阶段 ,顾客所受支持力大于顾客的重力 B.在匀速阶段 ,顾客所受支持力大于顾客的重力 C.在加速阶段 ,顾 客所受摩擦力与速度方向相同 D.在匀速阶段 ,顾客所受摩擦力与速度方向
3、相同 答案 A 当扶梯匀速运动时 ,顾客所受支持力等于顾客的重力 ,顾客不受摩擦力 ,所以 B、 D选项错误。当扶梯加速运动时 ,有斜向上的加速度 ,合力方向斜向上。顾客所受支持力大于顾客的重力 ,顾客受到水平向左的静摩擦力。所以 A选项正确 ,C选项错误。 【 精品教育资源 文库 】 3.如图所示 ,一轻质弹簧沿竖直方向放置在水平地面上 ,其下端固定 ,当弹簧的长度为原长时 ,其上端位于 O 点。现有一小球从 O点由静止释放 ,将弹簧压缩至最低点 (弹簧始终处于弹性限度内 )。在此过程中 ,关于小球的加 速度 a随下降位移 x的变化关系 ,下图中正确的是 ( ) 答案 A 小球自 O点由静
4、止下降的过程中 ,跟弹簧一起构成了做简谐运动的系统。小球做简谐运动的回复力由重力和弹力的合力提供。由牛顿第二定律有 a= ,可见 a跟 x成线性变化关系。由简谐运动的对称性知小球初、末状态的加速度大小相等而方向相反。综合以上分析可知 A选项正确。 4.如图所示 ,电梯与水平地面成 角 ,一人静止站在电梯水平梯板上 ,电梯以恒定加速度 a启动过程中 ,水平梯板对人的支持力和摩擦力分别为 FN和 f。若电梯启动加速度减小为 ,则下面结论正确的是 ( ) A.水平梯板对人的支持力变为 B.水平梯板对人的摩擦力变为 C.电梯加速启动过程中 ,人处于失重状态 D.水平梯板对人的摩擦力和支持力之比为 答案
5、 B 将人的加速度分解 ,水平方向 ax=a cos , 竖直方向 ay=a sin 。对于人根据牛顿第二定律 ,在水平方向有 f=max,在竖直方向有 FN-mg=may,人处于超重状态 ,C错误 ;当加速度由 a 变为 时 ,摩擦力变为原来的一半 ,但支持力不为原来的一半 ,则它们的比值也发生变化 ,故 A、 D错误 ,B正确。 5.如图所示 ,传送带的水平部分长为 L,传动速率为 v,在其左端无初速度释放一小木块 ,若木块与传送带间的动摩擦因数为 , 则木块从左端运动到右端的时间不可能是 ( ) 【 精品教育资源 文库 】 A. + B. C. D. 答案 B 当小木块刚放到传送带上时
6、 ,由牛顿第二定律有 mg=ma, 得 a=g 设小木块加速到 v时运动的距离为 L0,由 v2=2aL0,得 L0= (1)当 LL 0时 ,小木块一直加速 ,vat 得 t 或由 L= at2得 t= 或由 L vt得 t , 故 C、 D可能。 (2)当 LL0时 ,小木块先加速后匀速 ,加速阶段有 v=at1,得 t1= 匀速阶段有 L-L0=vt2,得 t2= - 由 t=t1+t2得 t= + ,故 A可能。 6.如图所示 ,一人站在电梯中的体重计上 ,随电梯一起运动。下列各种情况中 ,体重计的示数最大的是( ) A.电梯匀减速上升 ,加速度的大小为 1.0 m/s2 B.电梯匀加
7、速上升 ,加速度的大小为 1.0 m/s2 【 精品教育资源 文库 】 C.电梯匀减速下降 ,加速度的大小为 0.5 m/s2 D.电梯匀加速下降 ,加速度的大小为 0.5 m/s2 答案 B 体重计的示数等于受到的压力。当物体具有向上的加速度时物体处于超重状 态 ,由牛顿第二定律可得 N=mg+ma。同理 ,具有向下的加速度时处于失重状态 ,N=mg-ma。由此可见 ,人具有向上的加速度且加速度越大 ,体重计的示数越大 ,B 正确。 7.如图所示 ,水平地面上有两块完全相同的木块 A、 B,水平推力 F作用在 A上 ,用 FAB代表 A、 B间的相互作用力 ,下列说法中正确的是 ( ) A
8、.若地面光滑 ,则 FAB=F B.若地面光滑 ,则 FAB= C.若地面粗糙 ,且 A、 B被推动 ,则 FAB= D.若地面粗糙 ,且 A、 B被推动 ,则 FAB可能为 F 答案 B 若地面光滑 ,整体法求加速度 a= ,隔离法对 B有 FAB=ma= ;若地面粗糙 ,设每个木块与地面间的摩擦力为 f,则 a= ,对 B,FAB=ma= -f ,故选项 B正确。 二、非选择题 (共 38分 ) 8.(9分 )某同学将力传感器固定在小车上 ,然后把绳的一端固定在传感器拉钩上 ,用来测量绳对小车的拉力 ,探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系 ,根据所测数据在坐标系中作出了
9、如图乙所示的 a-F图像。 (1)图线不过坐标原点的原因是 ; 【 精品教育资源 文库 】 (2)本实验中是否仍需要砂和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量 (填 “ 是 ” 或“ 否 ”); (3)由图像 求出小车和传感器的总质量为 kg。 答案 (1)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 (2)否 (3)1 解析 (1)a-F图线与横轴交点为 (0.1,0),说明施加外力在 0.1 N之内小车和传感器没有加速度 ,则知此原因是没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足。 (2)因传感器可直接测出小车和传感器受到的拉力 ,因此不需要保证砂和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量。 (3)a-F图线的斜率 k=
10、 ,再由图乙求出斜率 ,则可求出小车和传感器的总质量。 9.(16分 ) 如图甲所示为学校操场上一质量不计的竖直滑杆 ,滑杆上端固定 ,下端悬空。为了研究学生沿杆的下滑情况 ,在杆顶部装有一拉力传感器 ,可显示杆顶端所受拉力的大小。现有一学生 (可视为质点 )从上端由静止开始滑下 ,5 s末滑到杆底时的速度恰好为零。以学生开始下滑时刻为计时起点 ,传感器显示的拉力随时间变化的情况如图乙所示 ,求 :(g取 10 m/s2) (1)该学生的质量 ; (2)该学生下滑过程中的最大速率 ; (3)滑杆的长度。 答案 (1)50 kg (2)2.4 m/s (3)6.0 m 解析 (1)学生从上端由静
11、止开始滑下 ,5 s末滑到杆底时的速度为零 ,由图像得杆顶端 所受拉力 F=500 N。因学生处于平衡状态 ,所以 mg=F,解得 m= = kg=50 kg。 (2)由图像得 01 s内 ,学生向下做匀加速运动 ,对杆的作用力为 F1=380 N,15 s 内 ,做匀减速运动 ,5 s 后静止 ,所以学生在 1 s末速度达到最大值。 【 精品教育资源 文库 】 由牛顿第二定律得 ,a= = m/s2=2.4 m/s2 (3)滑杆的长度等于人在滑杆加速运动和减速运动通过的位移之和。 加速运动的位移 x1= t1= 1 m=1.2 m 减速运动的位移 x2= t2= 4 m=4.8 m 滑杆的
12、总长度 L=x1+x2=1.2 m+4.8 m=6.0 m 10.(13 分 )如图所示 ,质量 M=8 kg 的小车放在光滑水平面上 ,在小车左端施加一水平恒力 F=8 N,当小车向右运动速度达到 v0=3 m/s时 ,在小车的右端轻轻放一个大小不计、质量 m=2 kg的小物块。小物块与小车间的动摩擦因数 =0.2, 小车足够长。 g取 10 m/s2,则 : (1)放上小物块后 ,小物块及小车的加速度各为多大 ; (2)经多长时间两者达到相同的速度 ; (3)从小物块放上小车开始 ,经过 t=3 s小物块通过的位移大小为多少 ? 答案 (1)2 m/s2 0.5 m/s2 (2)2 s (3)8.4 m 解析 (1)小物块的加速度 am=g=2 m/s 2 小车的加速度 aM= =0.5 m/s2 (2)由 amt=v0+aMt,得 t=2 s,v 同 =22 m/s=4 m/s (3)在开始 2 s内 ,小物块通过的位移 x1= amt2=4 m 在接下来的 1 s内小物块与小车相对静止 ,一起做匀加速运动 ,加速度 a= =0.8 m/s2 小物块的位移 x2=v 同 t+ at2=4.4 m 通过的总位移 x=x1+x2=8.4 m。
