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第6讲牛顿运动定律的理解A组基础题组1.(2017浙江11月选考,2,3分)在国际单位制中,属于基本量及基本单位的是()A.质量,千克B.能量,焦耳C.电阻,欧姆D.电量,库仑答案A在国际单位制中,基本量有:质量、长度、时间、电流、发光强度、热力学温度、物质的量,所以答案为A。2.甲车快速倒车时车尾撞上静止的同型号的乙车车头,导致两车司机受伤。甲车司机、乙车司机最有可能的伤情分别是()A.胸部受伤,胸部受伤B.胸部受伤,背部受伤C.背部受伤,胸部受伤D.背部受伤,背部受伤答案C甲车向后倒车撞到乙车而停止运动,甲车司机相对于甲车向后运动,甲车司机由于惯性继续向后运动而使背部受伤。乙车静止,乙车车头由于受到撞击而向后运动,乙车司机相对于乙车向前运动,乙车司机由于惯性保持静止而和乙车的方向盘相碰而造成乙车司机胸部受伤。故选C。3.物体A的质量为10 kg,物体B的质量为20 kg,A、B分别以20 m/s和10 m/s的速度运动,则下列说法中正确的是()A.A的惯性比B大B.B的惯性比A大C.A和B的惯性一样大D.不能确定A、B的惯性大小关系答案B质量是物体惯性大小的唯一量度,质量越大,惯性越大,惯性大小与速度大小无关,故B的惯性比A大,选项B正确,A、C、D都错。4.如图所示,小车放在水平地面上,甲、乙二人用力向相反方向拉小车,不计小车与地面之间的摩擦力,下列说法正确的是()A.甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对作用力和反作用力B.小车静止时甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对平衡力C.若小车加速向右运动,表明小车拉甲的力大于甲拉小车的力D.若小车加速向右运动,表明乙拉小车的力大于小车拉乙的力答案B甲拉小车的力和乙拉小车的力作用在同一物体上,不是作用力和反作用力,A错误;不计小车与地面之间的摩擦力,小车静止时受到两个拉力而处于平衡状态,这两个拉力是一对平衡力,B正确;小车拉甲的力跟甲拉小车的力是作用力和反作用力,两力大小是相等的,C错误;同理,D错误。5.如图所示,物体A和B的重力分别为11 N和7 N,不计弹簧测力计、细绳的重力和一切摩擦,则下列说法正确的是()A.弹簧测力计的读数为14 N,A对地面的压力为11 NB.弹簧测力计的读数为18 N,A对地面的压力为0C.弹簧测力计的读数为7 N,A对地面的压力为4 ND.弹簧测力计的读数为0,A对地面的压力为11 N答案C物体B保持静止,说明B物体合外力为零,即线上拉力为7 N,此刻弹簧测力计静止,因此弹簧测力计的读数为7 N,说明弹簧测力计对A拉力为7 N,地面对A物体应有4 N的支持力(根据牛顿第三定律可知A对地面的压力为4 N),所以C正确。6.黑板擦被竖直悬挂着的磁性黑板紧紧吸住不动,下列说法正确的是()A.黑板擦受到四个力作用,其中有三个力的施力物体是黑板B.黑板擦与黑板间在水平方向只有一对相互作用力C.黑板擦受到的磁力和弹力是一对作用力与反作用力D.黑板擦受到的摩擦力大于重力,黑板擦才不会掉下来答案A黑板擦受到四个力:重力G、支持力N、摩擦力f、磁力F,其中支持力、摩擦力和磁力的施力物体都是磁性黑板,故A正确;黑板擦与黑板间在水平方向有两对相互作用力,分别是黑板擦对黑板的磁力与黑板对黑板擦的磁力和黑板擦对黑板的弹力与黑板对黑板擦的弹力,故B错误;黑板擦所受的磁力和弹力是一对平衡力,不是相互作用力,故C错误;黑板擦在竖直方向受重力和摩擦力,是平衡的,即f=G,故D错误。7.人站在地面,竖直向上提起质量为1 kg的物体,物体获得的加速度为5 m/s2(g取10 m/s2)。则此过程中人对物体的作用力为()A.5 NB.10 NC.15 ND.20 N答案C根据牛顿第二定律,物体竖直方向上有F-mg=ma,求得F=15 N,故选C。8.如图所示,光滑水平面上,A、B两物体用轻弹簧连接在一起,A、B的质量分别为m1、m2,在拉力F作用下,A、B共同做匀加速直线运动,加速度大小为a,某时刻突然撤去拉力F,此时A和B的加速度大小为a1和a2,则()A.a1=0,a2=0B.a1=a,a2=m2m1+m2aC.a1=m1m1+m2a,a2=m2m1+m2aD.a1=a,a2=m1m2a答案D撤去拉力F的瞬间,物体A的受力不变,所以a1=a,对物体A受力分析得:F弹=m1a;撤去拉力F的瞬间,物体B受到的合力大小为F弹=m2a2,所以a2=m1am2,故选项D正确。9.如图所示,A、B两球质量相等,光滑斜面的倾角为,图甲中,A、B两球用轻弹簧相连,图乙中A、B两球用轻质杆相连,系统静止时,挡板C与斜面垂直,轻弹簧、轻杆均与斜面平行,则在突然撤去挡板的瞬间()A.两图中两球加速度均为g sin B.两图中A球的加速度均为零C.图乙中轻杆的作用力一定不为零D.图甲中B球的加速度是图乙中B球加速度的2倍答案D撤去挡板前,挡板对B球的弹力大小为2mg sin ,因弹簧弹力不能突变,而杆的弹力会突变,所以撤去挡板瞬间,图甲中A球所受合力为零,加速度为零,B球所受合力为2mg sin ,加速度为2g sin ;图乙中杆的弹力突变为零,A、B球所受合力均为mg sin ,加速度均为g sin ,可知只有D正确。10.杭州乐园是大型的游乐性主题公园,园内有一种大型游戏机叫“跳楼机”,可让人体验短暂的“完全失重”,非常刺激。参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面50 m高处,然后由静止释放,为研究方便,认为人与座椅沿轨道做自由落体运动,2 s后,开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动,且下落到离地面5 m高处时速度刚好减小到0,然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落,将游客送回地面。(取g=10 m/s2)求:(1)座椅在自由下落结束时刻的速度是多大?(2)在匀减速阶段,座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍?答案(1)20 m/s(2)1.8倍解析(1)自由下落2 s后速度v=gt代入数据得:v=20 m/s(2)自由下落2 s的位移:h1=12gt2设H=50 m,h2=5 m,匀减速的位移:h=H-h1-h2又因v2=2ah设座椅对游客的作用力为FN,由牛顿第二定律有FN-mg=ma联立,代入数据得:FNmg=1.8B组提升题组1.在一次交通事故中,一辆载有30吨“工”字形钢材的载重汽车由于避让横穿马路的摩托车而紧急制动,结果车厢上的钢材向前冲出,压扁驾驶室。关于这起事故原因的物理分析正确的是() A.由于车厢上的钢材有惯性,在汽车制动时,钢材继续向前运动,压扁驾驶室B.由于汽车紧急制动,使其惯性减小,而钢材惯性较大,所以继续向前运动C.由于车厢上的钢材所受阻力太小,不足以克服其惯性,所以继续向前运动D.由于汽车制动前的速度太大,汽车的惯性比钢材的惯性大,在汽车制动后,钢材继续向前运动答案A由于车厢上的钢材有惯性,在汽车制动时,钢材继续向前运动,压扁了驾驶室,惯性只与质量有关,与运动状态、受力情况无关,A正确。2.如图所示,物体在水平力F作用下压在竖直墙上静止不动,则()A.物体所受摩擦力的反作用力是重力B.力F就是物体对墙的压力C.力F的反作用力是墙壁对物体的支持力D.墙壁对物体的弹力的反作用力是物体对墙壁的压力答案D作用力与反作用力的性质相同,选项A错误;力F与物体对墙的压力是两个不同的力,选项B错误;力F与墙壁对物体的支持力是一对平衡力,选项C错误;墙壁对物体的弹力与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力,选项D正确。3.如图所示,甲运动员在球场上得到篮球之后,甲、乙以相同的速度并排向同一方向奔跑,甲运动员要将球传给乙运动员,不计空气阻力,问他应将球向什么方向抛出()A.抛出方向与奔跑方向相同,如图中箭头1所指的方向B.抛出方向指向乙的前方,如图中箭头2所指的方向C.抛出方向指向乙,如图中箭头3所指的方向D.抛出方向指向乙的后方,如图中箭头4所指的方向答案C由于球在甲手中时与甲的速度相同,球抛出后由于惯性其水平速度仍与甲、乙奔跑的速度相同,因此甲只要向垂直奔跑方向扔出球,就能被乙接住,C项正确。4.如图所示,质量为m的物体放在质量为M、倾角为的斜面体上,斜面体置于粗糙的水平地面上,用平行于斜面的力F拉物体使其沿斜面向下匀速运动,斜面体始终静止,则下列说法正确的是()A.地面对斜面体的摩擦力大小为F cos B.地面对斜面体的支持力为(M+m)gC.物体对斜面体的摩擦力的大小为FD.斜面体对物体的作用力竖直向上答案A由于斜面体和物体都处于平衡状态,将斜面体和物体看成一个整体,由受力情况可得:地面对斜面体的摩擦力大小为F cos ,地面对斜面体的支持力大小为(M+m)g+F sin ,故A对,B错;隔离物体进行受力分析,物体对斜面体的摩擦力大小为F+mg sin ,故C错;将斜面体作为施力物体,则斜面体对物体的作用力即物体受到的支持力与摩擦力的合力,由力的合成可知斜面体对物体的作用力与物体的重力和F的合力大小相等、方向相反,故斜面体对物体的作用力不在竖直方向上,D错。5.如图甲所示,用一水平外力F推着一个静止在倾角为的光滑斜面上的物体,逐渐增大F,物体做变加速运动,其加速度a随外力F变化的图像如图乙所示,若重力加速度g取10 m/s2。根据图乙中所提供的信息可计算出()A.物体的质量为0.5 kgB.斜面的倾角为30C.物体能静止在斜面上所施加的最小外力为12 ND.物体的质量为2 kg答案D物体受重力、外力F和支持力,根据牛顿第二定律可知a=Fcos-mgsinm=Fcosm-g sin ,图线的纵轴截距为-6 m/s2,则g sin =6 m/s2,解得斜面的倾角=37;图线的斜率k=cosm=25 kg-1,解得m=2 kg,A、B错误,D正确;物体刚好静止在斜面上时,a=0,解得F=mg tan =15 N,C错误。6.如图所示,两小球悬挂在天花板上,a、b两小球用细线连接,上面是一轻质弹簧,a、b两球的质量分别为m和2m,在细线烧断瞬间,a、b两球的加速度为(取向下为正方向)()A.0,gB.-g,gC.-2g,gD.2g,0答案C在细线烧断之前,a、b可看成一个整体,由二力平衡知,弹簧弹力等于整体重力,故大小为3mg,方向向上。当细线烧断瞬间,弹簧的形变量不变,故弹力不变,故a受向上3mg的弹力和向下mg的重力,故加速度aa=3mg-mgm=2g,方向向上。对b而言,细线烧断后只受重力作用,故加速度ab=2mg2m=g,方向向下,因取向下方向为正,有aa=-2g,ab=g,故选项C正确。7.如图所示,粗糙水平地面上的物体在水平拉力F作用下做匀加速直线运动,现使F不断减小到零,则在滑动过程中()A.物体的加速度不断减小,速度不断增大B.物体的加速度不断增大,速度不断减小C.物体的加速度先变大再变小,速度先变小再变大D.物体的加速度先变小再变大,速度先变大再变小答案D物体质量不变,合外力决定加速度的大小,滑动中的物体所受合外力是拉力和地面摩擦力的合力,因为F逐渐减小,所以合外力先减小后反向增大,由a=Fm可知物体的加速度先减小后反向增大;速度是增大还是减小与加速度的大小无关,而是要看加速度与速度的方向是否相同,前一阶段加速度与速度方向相同,所以速度增大,后一阶段加速度与速度方向相反,所以速度减小,因此选项D正确。8.乘坐“空中缆车”饱览大自然的美景是旅游者绝妙的选择。若某一缆车沿着坡度为30的山坡以加速度a上行,如图所示。在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面,斜面上放一个质量为m的小物块,小物块相对斜面静止(设缆车保持竖直状态运行)。则()A.小物块受到的支持力大小为mgB.小物块受到的摩擦力方向平行于斜面向下C.小物块受到的滑动摩擦力为12mg+maD.小物块受到的静摩擦力为12mg+ma答案D小物块相对斜面静止,因此小物块与斜面间的摩擦力是静摩擦力。缆车以加速度a上行,小物块的加速度也为a,以小物块为研究对象,则有Ff-mg sin 30=ma,Ff=12mg+ma,方向平行于斜面向上。小物块受到的支持力与重力垂直斜面的分力平衡,即FN=mg cos 30 ,所以D正确。9.如图甲所示,水平面上有一倾角为的光滑斜面,斜面上用一平行于斜面的轻质细绳系一质量为m的小球。斜面以加速度a水平向右做匀加速直线运动,当系统稳定时,细绳对小球的拉力和斜面对小球的支持力分别为T和N。若T-a图像如图乙所示,AB是直线,BC为曲线,重力加速度g取10 m/s2。则下列说法错误的是()A.a=403 m/s2时,N=0B.小球质量m=0.1 kgC.斜面倾角的正切值为34D.小球离开斜面之前,N=0.8+0.06a(N)答案D小球离开斜面之前,以小球为研究对象,进行受力分析,可得T cos -N sin =ma,T sin +N cos =mg,联立解得N=mg cos -ma sin ,T=ma cos +mg sin ,所以T和a成线性关系,由题图乙可知a=403 m/s2时,N=0,选项A正确。当a=0时,T=0.6 N,此时小球静止在斜面上,其受力如图a所示,有mg sin =T;当a=403 m/s2时,斜面对小球的支持力恰好为零,其受力如图b所示,有mg cot =ma,联立可得tan =34,m=0.1 kg,选项B、C正确。将和m的值代入N=mg cos -ma sin ,得N=0.8-0.06a(N),选项D错误。
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