1、第四章 牛顿运动定律(A卷),一选择题(本题有10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,选错或不答的得0分)1.一个球挂在三角形木块的左侧面,如图4(A)-1所示,球与木块均能保持静止,则( )A.地面对木块的摩擦力向左B.地面对木块的摩擦力向右C.地面对木块无摩擦D.若地面光滑,木块一定滑动答案:C,解析:把球和三角形木块作为研究对象,如果整体受到地面摩擦力,则木块会在摩擦力作用下沿水平方向运动.而木块能保持静止,故木块与地面之间无摩擦力作用,选C.,2.关于牛顿第一定律,下列说法中正确的是( )
2、A.牛顿第一定律是在伽利略“理想实验”的基础上总结出来的B.不受力作用的物体是不存在的,故牛顿第一定律的建立毫无意义C.牛顿第一定律表明,物体只有在不受外力作用时才具有惯性D.牛顿第一定律表明,物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性答案:A,解析:牛顿在伽利略“理想实验”的基础上总结了动力学的一条基本定律,该定律就是著名的牛顿第一定律,是牛顿物理学的基石,故A对B错.牛顿第一定律表明物体具有惯性,且与物体的受力情况运动状态无关,故CD错.,3.如图4(A)-2所示,自由下落的小球下落一段时间后,与弹簧接触,从它接触弹簧开始到弹簧被压缩到最短的过程中,即弹簧的上端位置经A-O-B,且弹簧压缩
3、到O处时小球受到的重力大小等于弹簧向上的弹力大小,则小球速度最大时,弹簧上端位于( ),A.A位置B.B位置C.O位置D.OB之间某一位置答案:C解析:AO为加速过程,OB为减速过程,在O位置小球受到合力为零,加速度为零,此时速度最大.,4.(2009广东卷)建筑工人用如图4(A-3)所示的定滑轮装置运送建筑材料.质量为70.0 kg的工人站在地面上,通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料.以0.500 m/s2的加速度拉升,忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,则工人对地面的压力大小为(g取10 m/s2).( ),A.501N B.490NC.890N D.910N答案:B解析:对建筑材料进
4、行受力分析,根据牛顿第二定律有F-mg=m a,得绳子的拉力大小等于F=210 N,然后再对人受力分析,由平衡的知识得Mg=F+FN,得FN=490N,根据牛顿第三定律可知人对地面间的压力大小为490N,B对.,5.如图4(A)-4所示,物体M处于静止状态,三条细绳的拉力之比F1F2F3为( )A.123B.12C.543D.11答案:B,解析:由平衡条件得F2sin60=F3,F1=F2cos60,则F1F2F3=12 ,B正确.,6.以v表示速度,a表示加速度,x表示位移,t表示时间,在下列各式中单位肯定错误的是( ),答案:BD,7.沿平直轨道运动的车厢中的光滑水平面上弹簧拴着一个小球,
5、弹簧处于自然状态,如图4(A)-5所示,当旅客看到弹簧的长度变长时,下面对火车运动状态的判断可能正确的是( ),A.火车向右方运动,速度在增加中B.火车向右方运动,速度在减小中C.火车向左方运动,速度在增加中D.火车向左方运动,速度在减小中答案:BC解析:弹簧长度变长,弹簧对小球有水平向左的拉力,可知小球有水平向左的加速度,故火车可能向左加速,也可能向右减速,故选BC.,8.一航天探测器完成对月球的探测任务后,在离开月球的过程中,由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行,先加速直线运动,再匀速直线运动,探测器通过喷气而获得推动力,以下关于喷气方向的描述中正确的是( )A.探测器匀速直线运动
6、时,不需要喷气B.探测器匀速直线运动时,竖直向下喷气C.探测器加速直线运动时,竖直向下喷气D.探测器加速直线运动时,沿直线向后喷气答案:B,解析:由于探测器受月球的引力作用,探测器匀速直线运动中,推动力必定与引力等值反向,因此应竖直向下喷气.若做加速直线运动,加速度方向必须沿直线方向,CD选项不能满足该条件.,9.某实验小组的同学在电梯的天花板上固定一根弹簧秤,使其测量挂钩向下,并在挂钩上悬挂一个重为10 N的钩码,弹簧秤弹力随时间变化的规律可通过传感器直接得出,如图4(A)-6所示,则下列分析正确的是( ),A.从时刻t1到t2钩码处于失重状态B.从时刻t3到t4钩码处于超重状态C.电梯可能
7、开始在15楼,先加速向下,接着匀速向下,再减速向下,最后停在1楼D.电梯可能开始在1楼,先加速向上,接着匀速向上,再减速向上,最后停在15楼答案:ABC,解析:t1t2时间,由图弹簧秤读数小于钩码的重力,即钩码处于失重状态,该时间电梯具有向下的加速度;t3t4时间读数大于重力,钩码处于超重状态,电梯具有向上的加速度,0t1,t2t3,t4时间内物体在竖直方向的加速度为零.故电梯可能在高处向下加速,接着匀速,再减速,最后停在低处,所以正确选项为ABC.,10.如图4(A)-7所示,一个质量为m=2.0 kg的物体,放在倾角为=30的斜面上静止不动,若用竖直向上的力F=5.0 N提物体,物体仍静止
8、(g=10 m/s2),下述结论正确的是( ),A.斜面受到的压力减小5.0 NB.物体受到的摩擦力减小5.0 NC.物体对斜面的作用力减小5 ND.物体受到的合外力减小5.0 N答案:C,解析:未加F之前,斜面对物体的支持力N1=mgcos30= N,加F之后,N2=mgcos30-Fcos30= N,故A错.同理对于摩擦力有f=mgsin30-Fsin30=7.5 N.加F之前,物体受重力和斜面对它的作用力,且都在竖直方向上,加F之后斜面物体的作用力减小5 N,即物体对斜面的反作用力减小5 N,物体所受合外力一直为零.,二实验题(本题有2小题,共16分.请将答案写在题中的横线上)11.(6
9、分)探究加速度与力质量的关系时,控制_不变,探究加速度与力的关系;控制_不变,探究加速度与质量的关系,这种方法叫_.,质量,力,控制变量法,12.(10分)在探究加速度与物体质量物体受力的关系的实验中,实验装置如图4(A)-8所示,一木块放在水平光滑长木板上,左侧拴有一不可伸长的细软线,跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连,重物的质量为m,木块右侧与穿过打点计时器的纸带相连,在重物牵引下,木块在木板上向左做匀加速运动.图4(A)-8(b)给出了打点计时器在纸带上打出的一些连续的点,它们之间的距离分别为x1x2x3x4x5x6,打点计时器所用交流电周期为T,根据以上数据求:,(1)木块的加速度a
10、=_(2)细线对木块的拉力T=_,三计算题(本题有4小题,共44分.解答应写出必要的文字说明方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位),13.(10分)如图4(A)-9所示,电梯与水平面夹角为30,当电梯加速向上运动时,人对梯面的压力是其重力的1.2倍,那么,人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍?,解析:对人进行受力分析,人受重力mg支持力FN摩擦力F(摩擦力方向一定与接触面平行,由加速度的方向推知F水平向右).建立直角坐标系:取向右(即F的方向)为x轴的正方向,竖直向上为y轴正方向,此时只需分解加速度,其中ax=acos30,ay=asin
11、30(如图4(A)-10所示).根据牛顿第二定律有:Fx=F=max=macos30,Fy=FN-mg=may=masin30,又FN=1.2mg,取立上述三式解得 .,14.(10分)如图4(A)-11所示,质量分别为m和2m的两物体AB叠放在一起,放在光滑的水平地面上.已知AB间的最大静摩擦力为A的重力的倍,现用水平力分别作用在A或B上,使AB保持相对静止做加速运动,则作用于AB上的最大拉力FA与FB之比是多少?,答案:12,解析:力F作用在A上时,A对B的摩擦力提供了B的加速度,力F作用于B上时,B对A的摩擦力提供了A的加速度.因为AB间的最大静摩擦力是一定的,故要保持AB相对静止,它们
12、共同运动的加速度不能超过某值,因此需要先把A或B隔离出来用牛顿第二定律来确定加速度.,当FA作用于物体A上时,设AB共同运动的最大加速度为a1,隔离物体B,其所受最大静摩擦力Ff=mg,由牛顿第二定律得Ff=mg=2ma1,所以a1=g.由于AB相对静止,它们具有相同的加速度,对整体,由牛顿第二定律得FA=(m+2m)a1=mg.当FB作用于物体B上时,隔离A,设最大加速度为a2,有mg=ma2,所以a2=g,对整体有FB=(m+2m)a2=3mg.所以有FA/FB=12.,15.(12分)质量为200 kg的物体,置于升降机内的台秤上,从静止开始上升,运动过程中台秤的示数F与时间t的关系如图
13、4(A)-12所示,求升降机在7 s内上升的高度(g取10 m/s2).,答案:50 m,解析:在02 s这段时间内台秤示数为3 000 N,即超重1 000 N,这时向上的加速度a1= =5 m/s2;在25 s这段时间内台秤的示数为2 000 N,等于物体的重力,说明物体做匀速运动;,在57 s这段时间内,台秤的示数为F3=1 000 N,比物重小1 000 N,即失重,这时物体做匀减速上升运动,向下的加速度a2= =5 m/s2.画出这三段时间内的速度时间图线如图4(A)-13所示,v-t图线所围成的面积值即表示上升的高度,由图知上升高度为:h=50 m.,16.(12分)如图4(A)-14所示,重为G的匀质链条挂在等高的两钩上,并与水平方向成角,试求:(1)链条两端受到的力;(2)链条最低处的张力.,解析:在求链条两端受到的力时,可以把链条当作一个质点处理,受力分析如图4(A)-15(a)所示.求链条最低点张力时,可取链条的一半研究,受力分析如图4(A)-16(b)所示.,(1)取整体研究,由平衡条件得,在水平方向:F2cos=F1cos在竖直方向:F1sin+F2sin=G由得链条两端的力F1=F2=G/(2sin).(2)取左边一半的链条研究,由平衡条件知F=F1cos=,
