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第四章检测牛顿运动定律(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(每小题只有一个选项正确,共60分)1.下列每组中三个单位均为国际单位制基本单位的是()A.千克、米、秒B.克、秒、牛顿C.瓦特、焦耳、克D.库仑、毫米、特斯拉2.如图所示,用水平力F将一木块压在竖直墙上保持静止,下列说法正确的是()A.水平力F与木块所受到的重力是一对平衡力B.物体对墙壁的压力和水平力F是一对作用力和反作用力C.若水平力F增大,则木块所受到的摩擦力也随着增大D.木块受到的重力和摩擦力是一对平衡力3.关于牛顿第三定律,下列说法正确的是()A.对重力、弹力、摩擦力不适用B.当相互作用的两个物体相距很远时不适用C.当相互作用的两个物体做加速运动时不适用D.相互作用的两个物体没有直接接触时也适用4.一根轻质弹簧竖直悬挂在天花板上,下端悬挂一小球,小球和弹簧的受力如图所示,下列说法正确的是()A.F1的施力者是弹簧B.F2的反作用力是F1C.F3的施力者是地球D.F2的反作用力是F35.近年来的冬季,我国南方地区常发生冰雪灾害,持续的雨雪冰冻导致城区大面积停水断电,许多街道大树树枝被冰雪压断,给市民生活带来极大不便。下列说法正确的是()A.武警官兵在高速公路上撒工业用盐,目的是增大过往车辆轮胎与地面间的动摩擦因数B.为了安全起见,结冰的高速公路上,车辆应减速慢行,以减小行驶车辆的惯性C.在结冰的路面上,车辆如果保持原来的功率行驶而不打滑,那么其最大运行速度将增大D.根据测定,某汽车轮胎与普通路面的动摩擦因数为0.7,而与冰面间的动摩擦因数为0.1,那么该汽车以相同的速度在普通路面和冰面上行驶,急刹车后滑行的距离之比为716.下列关于超重和失重的说法正确的是()A.超重就是物体所受的重力增大了,失重就是物体所受的重力减小了B.物体做自由落体运动时处于完全失重状态,所以做自由落体运动的物体不受重力作用C.物体具有向上的速度时处于超重状态,物体具有向下的速度时处于失重状态D.物体处于超重或失重状态时,物体的重力始终存在且不发生变化7.在用实验探究加速度和力、质量的关系时,下列关于实验的思路和数据分析错误的是()A.实验的基本思想是保持物体的质量不变,测量物体在不同力作用下的加速度,分析加速度与力的关系B.实验的基本思想是保持物体所受力相同,测量质量不同的物体在该力作用下的加速度,分析加速度与质量的关系C.在处理实验数据中,以a为纵坐标,F为横坐标,根据数据在坐标系中描点,若这些点在一条过原点的直线上,说明a与F成正比D.在处理实验数据时,以a为纵坐标,m为横坐标,根据数据在坐标系中描点,若这些点在一条过原点的直线上,说明a与m成正比8.在探究加速度与力、质量的关系的实验中,关于平衡摩擦力的说法正确的是()A.平衡摩擦力的本质就是想法让小车受到的摩擦力为零B.平衡摩擦力的本质就是使小车所受的细绳的拉力与所受到的摩擦阻力相平衡C.平衡摩擦力的目的就是要使小车所受的合力等于所挂钩码通过细绳对小车施加的拉力D.平衡摩擦力时应将小车在钩码通过细绳和滑轮而拉动运动过程中进行调整9.四个质量相等的金属环,环环相扣,在一竖直向上的恒力F作用下,四个金属环匀加速上升。则环1和环2间的相互作用力大小为()A.14FB.12FC.34FD.F10.如图所示,质量为m的小球用水平弹簧系住,并用倾角为30的光滑木板AB托住,小球恰好处于静止状态。当木板AB突然向下撤离的瞬间,小球的加速度为()A.0B.大小为g,方向竖直向下C.大小为33g,方向水平向右D.大小为233g,方向垂直木板向下11.一物块沿倾角为的斜坡向上滑动,当物块的初速度为v时,上升的最大高度为H,如图所示。当物块的初速度为v2时,上升的最大高度记为h。重力加速度大小为g。物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为()A.tan 和H2B.(v22gH-1)tan 和H2C.tan 和H4D.(v22gH-1)tan 和H412.如图所示,带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动,小球A用细线悬挂于支架前端,质量为m的物块B始终相对于小车静止地摆放在右端(B与小车平板间的动摩擦因数为)。若某时刻观察到细线偏离竖直方向角,则此刻小车对物块B产生的作用力的大小和方向为()A.mg,竖直向上B.mg1+2,斜向左上方C.mgtan ,水平向右D.mg1+tan2,斜向右上方二、非选择题(共40分)13.(8分)在探究加速度与力的关系时,小车的质量一定,某同学根据精确的测量,记录实验数据如表所示:小车的质量m/kg小车受的拉力F/N小车的加速度a/(ms-2)1.000.100.080.300.220.500.420.700.59(1)在下图坐标中,作出a-F图象;(2)分析图象得到的结论是;(3)图象斜率的物理意义是;(4)在你所作出的a-F图象中,F等于小盘及盘中砝码所受重力,实际上比系小盘的细线的真实拉力(选填“大”或“小”)。14.(10分)粗糙的水平地面上一物体在水平拉力作用下做直线运动,水平拉力F及运动速度v随时间变化的图象如图甲、乙所示。重力加速度g取10 m/s2。求:(1)前2 s内物体运动的加速度和位移的大小;(2)物体的质量m和物体与地面间的动摩擦因数。15.(10分)质量为0.1 kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落,该下落过程对应的v-t图象如图所示。球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的34。设球受到的空气阻力大小恒为Ff,g取10 m/s2,求:(1)弹性球受到的空气阻力Ff的大小;(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h。16.(12分)某兴趣小组研究在高空中下落的鸡蛋。若鸡蛋直接撞击地面,鸡蛋不被摔坏的最大高度为0.18 m。如图所示,兴趣小组设计了一个保护鸡蛋的装置,用两块较粗糙的夹板夹住鸡蛋,当鸡蛋离夹板下端为某个距离时,经多次实验发现,若该装置从距地面H=4.5 m高处由静止开始下落,鸡蛋恰好没有摔坏,且鸡蛋的下落总时间t=1.2 s。设鸡蛋、夹板所受的空气阻力都为自身重力的0.1,装置碰地后速度立即变为零且保持竖直方向,不计装置与地面作用时间。(1)若没有装置保护,求鸡蛋不被摔坏落地时的最大速度;(2)求夹板与鸡蛋之间的滑动摩擦力是鸡蛋重力的几倍。第四章检测牛顿运动定律1.A千克、米、秒均为国际单位制中基本单位,所以A选项是正确的;克和牛顿不是国际单位制中基本单位,故B错误;瓦特、焦耳、克都不是国际单位制中基本单位,故C错误;库仑、毫米不是国际单位制中基本单位,故D错误。2.D水平力F与木块受到的重力方向垂直,这两个力不是一对平衡力,A错误;水平外力F与墙对木块的压力是一对平衡力,木块对墙壁的压力与墙对木块的压力是一对相互作用力,B错误;木块在竖直方向上受到的重力与墙壁对它的静摩擦力是一对平衡力,由于木块受到的重力大小没有变化,根据二力平衡的条件可知,摩擦力也不会变化,故C错误,D正确。3.D对于牛顿第三定律,适用于重力、弹力、摩擦力等所有的力,而且不管相互作用的两物体的质量如何、运动状态怎样、是否相互接触都适用,例如,地球吸引地球表面上的石块,石块同样以相同大小的力吸引地球,且不管接触不接触,都互相吸引,所以A、B、C错误,D正确。4.D由题图知,F1的施力者是地球,故A错误;F2的反作用力是F3,故B错误,D正确;F3的施力者是小球,故C错误。5.C结冰的高速公路上撒工业用盐,目的是加快冰的熔化,故A错误;结冰的高速公路上,车辆应减速慢行,由于车辆的质量不变,因而行驶车辆的惯性不变,故B错误;由功率表达式P=Fv,可知,当P一定时,F越小,则v越大,故C正确;因加速度与动摩擦因数成正比,则由轮胎与普通路面的动摩擦因数为0.7,而与冰面间的动摩擦因数为0.1,可知,加速度之比为71,再根据v2=2ax,当速度相同时,滑行的位移与加速度成反比,则急刹车后滑行的距离之比为17,故D错误。6.D物体具有向上的加速度时处于超重状态,具有向下的加速度时处于失重状态,超重和失重并非物体的重力发生变化,而是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化,综上所述,A、B、C均错,D正确。7.D本实验就是利用控制变量法得到a、F、m三者的关系,A、B、C项所述实验的思路和道理符合要求,D项中这些点不在过原点的一条直线上,D项错误。8.C9.C设四个环的质量均为m,则以四个环整体为研究对象,有F-4mg=4ma,以2、3、4环为研究对象,有F-3mg=3ma,解得F=34F,选项C正确。10.D在未撤离木板时,小球受到重力mg、弹簧的弹力F和木板的弹力FN而静止,在撤离木板的瞬间,弹簧弹力的大小和方向均没有发生变化,而小球的重力是恒力,故此时小球受到重力mg和弹簧的弹力F两个力的作用,这两个力的合力与木板提供的弹力大小相等,方向相反,故加速度的方向垂直于木板向下,选项D正确。11.D设物块与斜坡间的动摩擦因数为,则物块沿斜坡上滑时,mgsin +mgcos =ma,则加速度大小a=gcos +gsin ,当物块的初速度为v时,由运动学公式知v2=2aHsin,当物块的初速度为v2时,由运动学公式知(v2)2=2ahsin,解得h=H4,=(v22gH-1)tan 。12.D以A为研究对象,分析受力如图,根据牛顿第二定律得mAgtan =mAa,得a=gtan ,方向水平向右。对B分析得,小车对B的摩擦力Ff=ma=mgtan ,方向水平向右;小车对B的支持力大小为FN=mg,方向竖直向上,则小车对物块B产生的作用力的大小为F=FN2+Ff2=mg1+tan2,方向斜向右上方,故D项正确。13.答案 见解析解析 (1)图象如图所示。(2)质量m一定时,加速度a与拉力F成正比。(3)质量的倒数1m。(4)因为小盘和盘中砝码也要向下做加速运动,所以取F等于小盘及盘中砝码所受重力,实际上比系小盘的细线的真实拉力大。14.答案 (1)2 m/s24 m(2)5 kg0.1解析 (1)由v-t图象可知,物体在前2 s内做匀加速直线运动,前2 s内物体运动的加速度为a=vt=42 m/s2=2 m/s2前2 s内物体运动的位移为x=12at2=4 m(2)对物体进行受力分析,如图所示。对于前2 s,由牛顿第二定律得F-Ff=ma,Ff=FN=mg2 s之后物体做匀速直线运动,由平衡条件得F=Ff由F-t图象知F=15 N,F=5 N,代入数据解得m=5 kg,=0.1。15.答案 (1)0.2 N(2)38 m解析 (1)设弹性球第一次下落的加速度大小为a1,由题图知a1=vt=40.5 m/s2=8 m/s2,根据牛顿第二定律,得mg-Ff=ma1,则Ff=m(g-a1)=0.2 N。(2)由题图知弹性球第一次到达地面时的速度大小为v1=4 m/s,设球第一次离开地面时的速度大小为v2,则v2=34v1=3 m/s,第一次离开地面后,设上升过程中球的加速度大小为a2,则mg+Ff=ma2,a2=12 m/s2,于是有0-v22=-2a2h,解得h=38 m。16.答案 (1)1.8 m/s(2)4.5倍解析 (1)没有装置保护时,设鸡蛋下落的加速度为a1,落地不被摔坏的最大速度为v1,则有mg-F空=ma1,F空=0.1mg,v12=2a1h1,解得a1=9 m/s2,v1=1.8 m/s。(2)若该装置从距地面H=4.5 m高处由静止开始下落,由题意知加速度等于a1,设该装置落地时的速度为v2,运动时间为t1,则有v22=2a1H解得v2=9 m/s,t1=v2a1=1 s。所以鸡蛋继续下落时间t2=t-t1=0.2 s,落地速度为1.8 m/s设夹板与鸡蛋间的滑动摩擦力为Ff,对鸡蛋进行受力分析,由牛顿第二定律得mg-Ff-F空=ma2,a2=v1-v2t2=-36 m/s2解得:F=4.5mg,即Fmg=4.5。
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