第二章牛顿运动定律

第二章 牛顿运动定律第一节 牛顿运动定律1在一艘匀速向北行驶的轮船甲板上，一运动员向不同方向做立定跳远，若向各个方向跳出时的起跳情况都相同，则( )A向北跳最远B向南跳最远C向东向西跳一样远，但没有向南跳远D无论向哪个方向都一样远2汽车拉着拖车在水平道路上沿直线加速行驶，关于它们所受力的大小，下列说法中正确的是( )A汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力B汽车拉拖车的力等于拖车拉汽车的力C汽车拉拖车的力大于拖车受到的阻力D汽车拉拖车的力等于拖车受到的阻力3一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、质量和以相同的动摩擦因数采取纯滑动式刹车的滑行路程的讨论，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，刹车后滑行的路程越长D车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大4如图21所示，一物块位于光滑水平桌面上，用一大小为F、方向如图所示的力去推它，使它以加速度a向右运动。若保持力的方向不变而增大力的大小，则( )图21Aa变大Ba不变Ca变小D因为物块的质量未知，故不能确定a变化的趋势5惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要零件之一是加速度计。加速度计的构造原理的示意图如图22所示：沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套有一质量为m的滑块，滑块两侧分别与劲度系数为k的弹簧相连；两弹簧的另一端与固定壁相连。滑块原来静止，弹簧处于自然长度。滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导。设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离0点的距离为s，则这段时间内导弹的加速度( )图22A方向向左，大小为ks/mB方向向右，大小为ks/mC方向向左，大小为2ks/mD方向向右，大小为2ks/m6如图23所示，一个质量为4.0kg的物体静止在水平地面上，现用大小为20N，与水平方向成30角斜向上的力F拉物体，使物体沿水平地面做匀加速直线运动。已知物体与水平面间的动摩擦因数为0.50，求物体做匀加速直线运动的加速度?(g取10m/s2)图237如图24所示，一个质量为4.0kg的物体静止在水平地面上，现用与水平方向成37角斜向上的力F拉物体，使物体沿水平地面做匀加速直线运动。力F作用2.0s后撤去此力，又经过4.0s物体刚好停下。已知物体与水平地面间的动摩擦因数为0.50，求力F的大小、物体运动的最大速度vm和总位移s(cos370.8，sin370.6，g取10m/s2)。图24第二节 共点力平衡1如图25所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，F是作用在物块B上沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度作匀速直线运动。由此可知，A、B间的滑动摩擦因数m 1和B、C间的滑动摩擦因数m 2有可能是( )图25Am 10，m 20Bm 10，m 20Cm 10，m 20Dm 10，m 202如图26所示，在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一原长为l、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与地面间的滑动摩擦因数为m 。现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是( )图26ABCD3如图27所示，电灯悬挂于两墙之间，更换绳OA，使连接点A向上移，但保持O点位置不变，则A点向上移时，绳OA的拉力( )图27A逐渐增大B逐渐减小C先增大后减小D先减小后增大4如图28所示，一个重为G的球放在光滑的斜面上，斜面倾角为a ，在斜面上有一光滑的不计厚度的木板档住了球，使之处于静止状态。今使木板与斜面的夹角b 缓慢增大，分析在此过程中，球对木板、斜面的压力如何变化。图285两根长度相等的轻绳，下端悬挂一质量为m的物体，上端分别固定在水平天花板上的M、N点，M、N两点间的距离为s，如图29所示。已知两绳所能经受的最大拉力均为T，重力加速度为g，则每根绳的长度不得小于多少?图296当物体从高空下落时，空气阻力随速度的增大而增大，因此经过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。已知球形物体速度不大时所受空气阻力正比于速度v，且正比于球的半径r，即空气阻力fkrv，k是比例系数。对于常温下的空气，比例系数k3.4104Ns/m2。已知水的密度r 1.0103kg/m3，取重力加速度g10m/s2，试求半径r0.10mm的球形雨滴在无风情况下的终极速度vr。(结果取两位数字)7如图210所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态。现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧。在这过程中下面木块移动的距离为多少?图210第三节 牛顿定律在受力分析中的应用1如图211所示，位于斜面上的物块M在沿斜面向上力F的作用下，处于静止状态。则斜面作用于物块的静摩擦力的( )图211A方向可能沿斜面向上B方向可能沿斜面向下C大小不可能等于零D大小可能等于F2两个物体A和B，质量分别为M和m，用跨过定滑轮的轻绳相连，A静止于水平地面上，如图212所示。不计滑轮的摩擦，A对绳的作用力的大小与地面对A的作用力的大小分别为( )图212Amg，(Mm)gBmg，MgC(Mm)g，MgD(Mm)g，(Mm)g3用轻质细线把两个质量未知的小球a、b悬挂起来，如图213所示，今对小球a持续施加一个向左偏下30的恒力，并对小球b持续施加一个向右偏上30的同样大的恒力，最后达到平衡。在图214中表示平衡状态的图可能是( ) 图213 图2144一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳匀车顶相连。小球某时刻正处于如图215所示状态。设斜面对小球的支持力为N，细绳对小球的拉力为T，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是( )图215A若小车向左运动，N可能为零B若小车向左运动，T可能为零C若小车向右运动，N不可能为零D若小车向右运动，T不可能为零5如图216所示，两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块，质量分别为m1和m2，拉力F1和F2方向相反，与轻线沿同一水平直线，且F1F2。试求在两个物块运动过程中轻线的拉力T。图2166一质量为M，倾角为q的楔形木块，静置在水平桌面上，与桌面间的滑动摩擦因数为m 。一质量为m的物块，置于楔形木块的斜面上。物块与斜面的接触是光滑的。为了保持物块相对斜面静止，可用一水平力F推楔形木块，如图217所示。求此水平力F的大小。图2177有五个质量均为m的相同木块，并列地放在水平地面上，如图218所示。已知木块与地面间的动摩擦因数为m ，当木块1受到水平力F的作用时，5个木块同时向右做匀加速运动。求：图218(1)木块匀加速运动的加速度；(2)第4块木块所受合力；(3)第4块木块受到第3块木块的作用力大小。第四节 运动和力的关系1一质量为M的探空气球在匀速下降，若气球所受浮力F始终保持不变，气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关，重力加速度为g。现欲使该气球以同样速率匀速上升，则需从气球篮中减少的质量为( )ABCD02如图219所示，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连。设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是( )图219A向右做加速运动B向右做减速运动C向左做加速运动D向左做减速运动3如图220所示，在倾角为a 的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着一只猫。已知木板的质量是猫的质量的2倍。当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变。若重力加速度为g，则此时木板沿斜面下滑的加速度为( )图220A Bgsina C D2gsina 4如图221所示，水平地面上有一楔形物体b，b的斜面上有一小物块a；a与b之间、b与地面之间均存在摩擦。已知楔形物体b静止时，a静止在b的斜面上。现给a和b一个共同的向左的初速度，与a和b都静止时相比，此时可能( )图221Aa与b之间的压力减少，且a相对b向下滑动Ba与b之间的压力增大，且a相对b向上滑动Ca与b之间的压力增大，且a相对b静止不动Db与地面之间的压力不变，且a相对b向上滑动5如图222所示，一物体放在一倾角为q 的斜面上，向下轻轻一推，它刚好能匀速下滑。若给此物一个沿斜面向上的初速度v0，则它能上滑的最大路程是多少?图2226一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223所示。已知盘与桌布间的动摩擦因数为m 1，盘与桌面间的动摩擦因数为m 2。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)图223第五节 超重和失重1游乐园中，乘客乘坐能加速或减速运动的升降机，可以体会超重或失重的感觉，下列描述正确的是( )A当升降机加速上升时，游客是处在失重状态B当升降机减速下降时，游客是处在超重状态C当升降机减速上升时，游客是处在失重状态D当升降机加速下降时，游客是处在超重状态2下列关于物体超重、失重说法正确的是( )A体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态B蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态3一质量为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。人对电梯底部的压力为( )Amg/3B2mgCmgD4mg/34一物体放置在倾角为q 的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中,加速度为a，如图224所示。在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法中正确的是( )图224A当q 一定时，a越大，斜面对物体的正压力越小B当q 一定时，a越大，斜面对物体的摩擦力越大C当a一定时，q越大，斜面对物体的正压力越小D当a一定时，q越大，斜面对物体的摩擦力越小5将金属块m用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中，如图225所示，在箱的上顶板和下底板装有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动。当箱以a2.0m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时，上顶板的传感器显示的压力为6.0N，下底板的传感器显示的压力为10N。(取重力加速度g10m/s2)图225(1)若上顶板传感器的示数是下底板传感器的示数的一半，试判断箱的运动情况；(2)若上顶板传感器的示数为零，箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的。6一质量为m40kg的小孩子站在电梯内的体重计上。电梯从t0时刻由静止开始上升，在0到6s内体重计示数F的变化如图226所示。试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少?取重力加速度g10m/s2。图226第六节 变力作用下牛顿定律的应用1一个静止的质点，在04s时间内受到力F的作用，力的方向始终在同一直线上，力F随时间t的变化如图227所示，则质点在( )图227A第2s末速度改变方向B第2s末位移改变方向C第4s末回到原出发点D第4s末运动速度为零2利用传感器和计算机可以研究力的大小变化的情况，实验时让某消防队员从平台上跳下，自由下落H后双脚触地，他顺势弯曲双腿，他的重心又下降了h。计算机显示消除队员受到地面支持力F随时间变化的图象如图228所示。根据图象提供的信息，判断下列说法正确的是( )图228A在t1至t2时间内消防队员的重心在加速下降B在t3至t4时间内消防队员的重心在减速下降Ct3时刻消防员的加速度为零Dt4时刻消防员的速度最大3在光滑的水平面上，有一个物体同时受到两个水平力F1和F2的作用，在第1s内保持静止。若两个力F1、F2随时间变化如图229所示，则下列说法中正确的是( )图229A在第2s内，物体做匀加速运动，加速度的大小恒定，速度均匀增大B在第3s内，物体做变加速运动，加速度均匀减小，速度逐渐减小C在第5s内，物体做变加速运动，加速度均匀减小，速度逐渐增大D在第6s末，物体的加速度与速度均为零4在粗糙水平面上静放着一个质量为m的物体，已知该物体与水平面之间的动摩擦因数为m (计算时设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。现沿某一水平方向对该物体施加一个量值变化的力F，其量值可能是F0且历时t0；Fm mg且作用时间t0；F2m mg且作用时间t0。若此外力F按以下顺序施加在物体上，则使该物体在3t0时间内所发生的位移最大的情况是( )ABCD5杂技演员在进行“顶杆”表演时，用的是一根质量可忽略不计的长竹竿，质量为30kg的演员自杆顶由静止开始下滑，滑到杆底时速度正好为零。已知竹竿底部与下面顶杆人肩部之间有一传感器，传感器显示顶杆人肩部的受力情况如图230所示。取g10m/s2，求：(1)杆上的人下滑过程中的最大速度；(2)竹竿的长度。图2306一弹簧秤的秤盘A的质量m1.5kg，盘上放一物体B，B的质量为M10.5kg，弹簧本身质量不计，其劲度系数k800N/m，系统静止时如图231所示。现给B一个竖直向上的力F使它从静止开始向上做匀加速运动，已知在头0.20s内，F是变力，以后F是恒力，求F的最大值和最小值。(g取10m/s2)图231牛顿运动定律 单元练习一、选择题1如图232，木块在推力F作用下，沿水平面向右做匀速直线运动。下列判断正确的是( )图232A物体一定不受摩擦力B物体共受三个力作用C物体所受的合外力方向水平向右D物体所受摩擦力和推力的合力方向一定在竖直方向2如图233所示，A、B两个物体叠放在一起放于光滑水平面上，A的质量为B的质量的2倍。现用水平力F拉A时，AB间刚好不发生相对滑动。现改用水平力F拉B，要使A、B间也刚好不发生滑动，则拉力大小为( )图233AF/2B2FC4FDF/43物体的质量为m，放在倾角为30的斜面上，放手后，物体下滑的加速度大小为a。若用平行于斜面向上的力F作用在物体上，使它沿斜面向上做加速度大小为a的匀加速运动。则力F的大小为( )AmgBCD4一块长而平直的木板上放置一物块，两者之间的动摩擦因数为m ，从水平位置开始缓慢地抬起木板一端，而保持另一端不动，如图234所示。则物块所受的摩擦力随倾角a 不断增大的变化情况是( )图234A不断增大B不断减小C先增大后减小D先减小后增大5如图235所示，用竖直向上的力F作用在一个物体上，物体产生向上的加速度为a。现在竖直向上的力变为2F，则物体的加速度( )图235A一定大于2aB一定等于2aC一定小于2a 而大于aD可能小于a6在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据。刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上滑行时留下的痕迹。在某次交通事故中，汽车刹车线的长度是14m。假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数为0.7，g取10m/s2。则汽车开始刹车时的速度为( )A7m/sB10m/sC14m/sD20m/s7在如图236所示的四个图象中可以表示物体处于平衡状态的是( )图2368如图237所示，物体P以一定的初速度沿光滑水平面向右运动，与一个右端固定的轻质弹簧相撞，并被弹簧反向弹回。若弹簧在被压缩过程中始终遵守胡克定律，那么在P与弹簧发生相互作用的整个过程中( )图237AP做匀变速直线运动BP的加速度大小不变，但方向改变一次CP的加速度大小不断改变，当加速度数值最大时，速度最小D有一段过程，P的加速度逐渐增大，速度也逐渐增大9如图238所示，质量为m的小球被两根橡皮筋系住，当小球静止时，橡皮筋AC处在水平方位上。下列判断中正确的是( )图238A在AC被突然剪断的瞬间，BC对小球的拉力保持不变B在AC被突然剪断的瞬间，小球的加速度为零C在AC被突然剪断的瞬间，小球的加速度为gsinqD在AC被突然剪断的瞬间，小球的加速度为gtanq二、填空题10如图239所示，质量为m的长方体是由质量相等的A、B两部分组成，其纵剖面上两部分的分界线与水平底面的夹角为q。在水平推力F作用下沿光滑桌面运动时，若A、B间光滑且无相对运动，则桌面对A和B的弹力分别为NA_；MN_。(重力加速度为g)图23911在水平铁轨上行驶的车厢里，车顶上挂一个单摆，车底板上放一个质量是m的木箱。当列车减速时，摆线与竖直方向夹角为q，如图240所示。由此可知这时列车向_方行驶；列车底板对木箱的静摩擦力大小是_，方向向_图24012重为500N的人站在电梯内，电梯下降时vt图线如图241所示。在12s内，人对电梯底板的压力N1_N；在68s内，人对电梯底板的压力N2_N；在1416s内，人对电梯底板的压力N3_N。(取g10m/s2)图241三、计算题13在水平地面上有一质量为4.0kg的物体，物体在水平拉力F的作用下由静止开始运动。10s后水平拉力减为。该物体的vt图象如图242所示。求：(1)物体受到的水平拉力F的大小；(2)物体与地面间的动摩擦因数。(g取10m/s2)图24214光滑水平地面上静置一辆质量为0.50kg的车，从t0时刻开始，对小车施加一个水平向东的恒力F，F的大小为1.0N，作用2.0s后，力的大小不变，方向改为向南，又作用2.0s，在t4.0s末时，力的大小不变，方向改为向西又作用2.0s，求这6.0s内小车的平均速度大小以及第6.0s末的即时速度大小。15如图243所示，一辆在水平公路上匀速行驶的汽车，突然做匀减速直线运动，车后壁架子上的小球A向前飞了出去，落在车厢地板上，后壁架子离车厢地板高1.25m。落地点与车厢后壁架子之间的水平距离为1.0m，求汽车做匀减速运动的加速度大小是多大?(g取10m/s2)图243参考答案第二章 牛顿运动定律第一节 牛顿运动定律1D 2BC 3BC 4A 5D 6a0.58m/s2 754.5N，20m/s，60m第二节 共点力平衡1BD 2A 3D 4球对档板的压力先减小后增大，球对斜面压力一直减小5 61.2m/s 7第三节 牛顿定律在受力分析中的应用1ABD 2A 3A 4AB 56Fm (mM)g(mM)gtanq 7(1) (2)F/5m mg (3)2F/5第四节 运动和力的关系1A 2AD 3C 4BC 5 6a(m 12m 2)m1g/m 2第五节 超重和失重1BC 2B 3D 4BC 5(1)箱体将做匀速直线运动或保持静止状态。(2)箱体将向上匀加速或向下匀减速运动，且加速度大小大于或等于10m/s2。 69m第六节 变力作用下牛顿定律的应用1D 2AB 3C 4D 5(1)4m/s (2)6m 672N，174N牛顿运动定律 单元练习1D 2A 3A 4C 5A 6C 7AB 8C 9AD 10NA(mgFcotq)2，NB(mgFcotq)2 11右，mgtanq，左 12400，500，550 13(1)9N；(2)0.125143.3m/s，4m/s 158m/s2。