高中物理 第4章 牛顿运动定律章末自测 新人教版必修1

第4章 牛顿运动定律一、选择题(每小题7分，共56分。其中15题只有一个选项正确，68题有多个选项正确。)1(2016汕头高一检测)下列说法正确的是()A牛顿第一定律是实验定律B牛顿第一定律反映了物体的加速度与受到的外力以及物体质量之间的关系C在水平面上滑动的木块最终停下来是因为没有外力维持它运动D在水平面上滑动的木块最终停下来是滑动摩擦力作用的结果答案：D2.如图所示，放在水平面上的物体受到一个水平向右的拉力F作用而处于静止状态，下列说法中正确的是()A物体对水平面的压力就是物体的重力B拉力F和水平面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力C物体受到四对平衡力的作用D物体受到的合外力为零解析：物体对水平面的压力与物体的重力是不同性质的力，A错误；拉力F和水平面对物体的摩擦力是一对平衡力，B错误；物体受到两对平衡力的作用，C错误答案：D3(2016黄冈中学高一检测)用40 N的水平力F拉一个静止在光滑水平面上、质量为20 kg的物体，力F作用3 s后撤去，则第5 s末物体的速度和加速度的大小分别是()Av6 m/s，a0Bv10 m/s，a2 m/s2Cv6 m/s，a2 m/s2 Dv10 m/s，a0解析：由牛顿第二定律得：Fma，a2 m/s2。3 s末物体速度为vat6 m/s，此后F撤去，a0，物体做匀速运动，故选项A正确。答案：A4.(2016广州高一检测)如图所示，用力F推放在光滑水平面上的物体P、Q、R，使其一起做匀加速运动。若P和Q之间的相互作用力为6 N，Q和R之间的相互作用力为4 N，Q的质量是2 kg，那么R的质量是()A2 kgB3 kgC4 kg D5 kg解析：令F16 N，F24 N，mQ2 kg，对Q受力分析由牛顿第二定律可得F1F2mQa，所以a1 m/s2；对R，由牛顿第二定律可得F2mRa，所以mR4 kg，C正确。答案：C5.质量为0.8 kg的物体在一水平面上运动，如图a、b分别表示物体受到水平拉力作用和不受拉力作用的v t图象，则拉力与摩擦力之比为()A98 B32C21 D43解析：由v t图象知，图线a为仅受摩擦力的运动，加速度大小a11.5 m/s2；图线b为受水平拉力和摩擦力的运动，加速度大小a20.75 m/s2。列方程ma1Ff，ma2FFf，解得。答案：B6.(2016淄博高一检测)如图所示，物块A、B叠放在粗糙水平桌面上，水平外力F作用在B上，使A、B一起沿水平桌面向右加速运动，设A、B之间的摩擦力为Ff1，B与水平桌面间的摩擦力为Ff2。若水平外力F逐渐增大，但A、B仍保持相对静止，则()AFf1不变 BFf2不变CFf1变大 DFf2变小答案：BC7.如图所示，电灯悬挂于两墙壁之间，更换水平绳OA使连接点A向上移动，而保持O点的位置不变，则A点向上移动时()A绳OB的拉力逐渐增大B绳OB的拉力逐渐减小C绳OA的拉力先增大后减小D绳OA的拉力先减小后增大解析：该题是动态平衡问题，取结点O为研究对象，绳OA、OB的拉力的合力F与灯的重力G大小相等、方向相反，始终不变。由平行四边形定则画出矢量图如图所示。由图可知，在A点上移的过程中，FTOA先减小后增大，FTOB逐渐减小，故选B、D。答案：BD8.(2016长春市高中毕业班第一次调研测试)如图所示，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与水平方向成角。则m1所受支持力FN和摩擦力Ff正确的是()AFNm1gm2gFsin BFNm1gm2gFcos CFfFcos DFfFsin 解析：由于m1、m2共同匀速运动，则受力平衡，故将m1、m2视为整体，则竖直方向：Fsin FN(m1m2)g，选项A正确，B错误；水平方向：FfFcos ，选项C正确，D错误。答案：AC二、非选择题(共44分)9(8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如图所示的a F图象。(1)图线不过坐标原点的原因是_。(2)本实验中是否仍需要细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)由图象求出小车和传感器的总质量为_kg。解析：(1)a F图象与横轴交点为(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，说明实验前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，因此不需要保证细砂和桶的质量远小于小车和传感器的总质量。(3)a F图象斜率为，由图知图象斜率k1，则小车和传感器的总质量为1 kg。答案：(1)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足(2)否(3)110.(10分)如图所示是质量为3 kg的物体在水平地面上运动的v t图象，a、b两条图线，一条是有推力作用的图线，一条是没有推力作用的图线，则物体受到的推力大小是多少？摩擦力大小是多少？解析：由图象可求得a、b两条图线对应的加速度大小：aa m/s2，ab m/s2。由于两种情况都是减速运动，当推力与速度同向时受推力时加速度较小。由牛顿第二定律得：FFfmaa，Ffmab，解得F1 N，Ff2 N。当推力与速度反向时，受推力时加速度较大，由牛顿第二定律得：FFfmabFfmaa解得：F1 N，Ff1 N。故推力和摩擦力的大小分别为1 N、2 N或1 N、1 N。答案：1 N、2 N或1 N、1 N11.(12分)如图所示，倾角为的楔形木块A放在水平地面上，一物体B的质量为m，置于楔形木块的斜面上，现对木块A施以水平推力恰能使B与A不发生相对滑动，不计一切摩擦力，求：(1)B物体所受的合力；(2)B物体对A木块的压力。解析：取物体B为研究对象，B受重力mg、支持力FN。由题意知，B和A一起向左做匀加速运动，加速度的方向水平向左。由F合ma知，B的合力方向水平向左。根据力的合成知识，可用一个直角三角形把这几个力的大小关系表示出来，如图所示。(1)由以上分析可知，B物体所受的合力F合mamgtan 。(2)斜面对B的支持力FN。由牛顿第三定律知，B对斜面的压力FN，方向垂直于斜面向下。答案：(1)mgtan (2)12(14分)航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m2 kg，动力系统提供的恒定升力F28 N。试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升。设飞行器飞行时所受的阻力大小不变。(1)第一次试飞中，飞行器飞行t18 s时到达的高度H64 m，求飞行器所受阻力Ff的大小；(2)第二次试飞中，飞行器飞行t26 s时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力，求飞行器能达到的最大高度h。解析：(1)第一次飞行中，设加速度为a1由Ha1t得：a12 m/s2由牛顿第二定律得：FmgFfma1解得Ff4 N。(2)第二次飞行中，设失去升力时的速度为v1，上升的高度为x1x1a1t36 m，v1a1t212 m/s设失去升力后的加速度为a2，上升的高度为x2由牛顿第二定律得：mgFfma2解得a212 m/s2又因为x26 m，所以hx1x242 m。答案：(1)4 N(2)42 m