1、1 2020 届一轮复习人教版 牛顿运动定律 课时作业 一 、 选 择 题 (本 题 共 12 小 题 ， 每 小 题 4 分 ， 共 48 分。在每个小题给出的四个选 项 中 ， 第 1 8 小 题 ， 只 有 一 个 选 项 符 合 题 意 ； 第 912 小 题 ， 有 多 个 选 项 符 合 题 意 ， 全 部 选 对 的 得 4 分 ， 选 对 而 不 全 的 得 2 分 ， 错 选 或 不 选 的 得 0 分 ) 1. 下 列 说 法 不 正 确 的 是 ( ) A伽利略认为物体的自然状态是静止的，力是维持物体运动的原因 B 亚里士多德认为力是维 持物体运动的原因 C牛顿认为力的真
2、正的效应总是改变物体的速度，即产生加速 度 D 伽 利 略 根 据 理 想 实 验 推 论 出 ， 如 果 没 有 摩 擦 ， 在 水 平 面 上 的 物 体 ， 一 旦 具 有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去 答案 A 解析 亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，伽利略认为力不是维持物 体运动的原因， A 错 误，B 正确；牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度，即 产生加速度， C 正确；伽利略根据理想实验推论出，如果没有摩擦， 在水平面上的 物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去， D 正确。 2. 如图所示，手拿起玻璃瓶，使瓶在空中处于静止状态，关于瓶的受力，下 列
3、说法中正确的是 ( ) A 滑动摩擦力，方向竖直向上 B 静摩擦力， 方向竖直向下 C 摩擦力和重力是一对平衡力 D 摩擦力和重力是作用力和反作用力 答案 C 解析 手拿起玻璃瓶，使瓶在空中处于静止状态，则瓶子竖直方向受向下的 重力和向上的静摩 擦力作用，这两个力是平衡力，故 C 正确。 2 3. 几位同学为了探究电梯启动和制动时的运动状态变化情况，他们将体重计 放在电梯中，一位同学站在体重计上，然后乘坐电梯从 1 层直接到 10 层，之后又 从 10 层 直接回到 1 层。用照相机进行了相关记录，如图所示。图 1 为电梯静止时体重计的照片，图 2、图 3、图 4 和图 5 分别为电梯运动过程
4、中体重计的照片。根据照片推断正确的是 ( ) A. 根据图 2 推断电梯一定处于加速上升过程， 电梯内同学可能处于超重状态 B. 根据图 3 推断电梯一定处于减速下降过程，电梯内同学可能处于失重状态 C. 根 据 图 4 推断电梯可能处于减速上升过程，电梯内同学一定处于失重状态 D. 根据图 5 推断电梯可能处于加速下降过程， 电梯内同学一定处于超重状态 答案 C 解析 由题图可知，图 2、图 5 示数大于重力为超重状态，电梯可能处于加速上升过程或减速下降过程， 图 3、图 4 示数小于重力，该同学处于失重状态，电梯可能处于向下加速过程，也可能处于向上减速过程， C 正确。 4. 如 图 所
5、示 ， 一 箱 苹 果 沿 着 倾 角 为 的 斜 面 ， 以 速 度 v 匀 速 下 滑 。 在 箱 子 的 中 央 有 一 个 质 量 为 m 的 苹 果 ， 它 受 到 周 围 苹 果 对 它 作 用 力 的 方 向 ( ) A沿斜面向上 B沿斜面向下C竖直向上 D垂直斜面向上答 案 C 解析 苹果随箱子一起沿斜面匀速下滑，故其所受合力一定为零，由于苹果 所受重力方向竖直向 下，故箱子中央质量为 m 的苹果受到周围苹果对它作用力的 方向一定 竖直向上， C 正确，A 、 B、 D 错误。 3 M 5. 如图所示，质量分别为 M 和 m 的物块由相同的材料制成，且 Mm， 将它 们 用通过
6、轻而光滑的定滑轮的细线连接。如果按图甲装置在水平桌面上，两物块 刚好做匀速运动。如果互换两物块按图乙装置在同一水平桌面上，它们的共同加 速度大小为 ( ) A. M M m M mg B. m g Mm C. M g D上述均不对 答案 C 解析 对题图甲由牛顿第二定律可得 mg M 0，则 m。对题图乙由牛 顿第二定律可得 Mg mg (Mm)a，解得 a Mm M g， C 正确。 6. 如图所示，斜面固定，倾角为 3 0，物块 m 和 M 用轻质绳通过斜面上 的定滑轮相连接 (滑轮光滑 )， 一力 F 施加在绳上一点 O 使 O 点所受三力相互成 120角，已知 M 质量为 10 kg，
7、 m 与斜面间恰无摩擦力，则 m 的质量和 F 的值各为 (g 取 10 m/s2)( ) 4 A 10 kg 100 N B 20 kg 100 N C5 kg 50 N D 20 kg 50 3 N 答案 B 解析 “O”点受力互成 120角且静止，且 m 与斜面恰无摩擦力，则 F Mg mgsin，即 FMg 1 00 N， m M 2M 20 kg。 sin 5 7. 如图所示，物体甲、乙质量均为 m， 弹簧和悬线的质量可忽略。当悬线被 烧断的瞬间，甲、 乙的加速度分别为 ( ) A a 甲 g ， 方 向 竖 直 向 下 B a 甲0 C a 乙0 D a 乙g ， 方向竖直向下 答
8、案 D 解 析 弹 簧 弹 力 为 2mg， 当 线 断 时 ， 弹 力 大 小 不 变 ， 对 甲 物 体 ： 2mg mg ma 甲 ， a 甲 g， 方 向 竖 直 向 上 ， A 错 误 ； 对 乙 物 体 ， 它 将 做 自 由 落 体 运 动 ， a 乙 g， 方 向 竖 直 向 下 ， D 错误。 8. 一质量为 m 的物块在倾角为 的足够长斜面上匀减速下滑，现对物块施加一 个竖直向下的 恒力 F，如图所示。则物块减速为零的时间将 ( ) A 变长 B 变 短 C不 变 D 不能确定 答案 B 解析 对物块施加一个竖直向下的恒力 F，根据牛顿第二定律有， (mg cos (mg
9、F)sinma ， 未 施 加 F 时 ， mgos mgsin ma0， 解 得 a0 g cos 6 gsin， a g cos gsin F cos Fsin m a0，物块的加速度增大，初速度不变， 则物块减速为零的时间将变短， B 正确。 7 9. 如图所示， 放置在水平地面上的质量为 M 的直角劈上有一个质量为 m 的物体， 若 物体在直角劈上匀速下滑，直角劈仍保持静止，那么下列说法正确的是 ( ) A 直角劈对地面的压力等于 (M m)g B 直角劈对地面的压力大于 (M m)g C地面对直角劈没有摩擦力 D 地面对直角劈 有向左的摩擦力 答案 AC 解析 解法一：隔离法。对物体
10、进行受力分析，建立坐标系如图甲所示，因 物体沿斜面匀速下滑，由平衡条件得：支持力 FN mgcos，摩擦力 Ff mgsin。 对直角劈 进行受力分析，建立坐标系如图乙所示，由牛顿第三定律得 FN FN， Ff Ff 。在水平方向上，压力 FN的水平分量 FNsin mgcossin，摩擦力 Ff的水平分量 Ffcos mgsincos，可见 Ffcos FNsin，所以直角劈相对地面没有运动趋势，所以地面对直角劈没有摩擦力。 在竖直方向上，直角劈受 力平衡，由平衡条件得： FN 地 Ffsin FNcos Mg mg Mg。 解法二：整体法。整体在竖直方向上受到重力和支持力，因物体在斜面上匀
11、速下滑、直角劈静止 不动，即整体处于平衡状态，所以竖直方向上地面对直角劈的支持力等于物体和直角劈整体的重力。水 平方向上地面若对直角劈有摩擦力， 无论摩擦力的方向向左还是向右，水平方向上整体都不能处于平 8 衡状态，所以整 9 sin 体在水平方向上不受摩擦力，整体受力如图丙所示。 10. 如图所示，清洗楼房光滑玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及 其装备的总重量为 G，且视为质点。悬绳与竖直墙壁的夹角为 ，悬绳对工人的拉 力大小为 F1， 墙壁 对工人的弹力大小为 F2，则 ( ) A F1 G B F2Gtan C. 若工人缓慢下移，增加悬绳的长度，但 F1 与 F2 的合力不变
12、D. 若工人缓慢下移，增加悬绳的长度，则 F1 减小，F 2 增大 10 答案 BC 解析 作出人的受力图如图所示，可得 F1 G ， F2 Gtan，当增加悬绳长 cos 度， 减小， F1 与 F2 均减小，F1 与 F2 的合力始终等于重力，综上所述 B、 C 正确。 11. 如图所示，在光滑水平面上有一静止小车 M， 小车上静止地放置着木块 m， 和小车间的动摩擦因数为 0 .3，用水平恒力 F 拉动小车，下列关于木块的加速 度 a1 和小车的加速度 a2， 可能正确的有 ( ) 2 2 A a12 m/s ，a22 m/s 11 2 2 2 B a12 m/s ，a23 m/s Ca
13、 13 m/s2， a24 m/s2 D a13 m/s2， a22 m/s2 答案 AC 解析 对上面的木块 m 受力分析， 在水平方向只可能有摩擦力， 且 Ff0.3mg， 因此木块 m 的最大加速度为 g0.3 3 m/s2， 若小车与木块一起运动， 二者加速度相等， A 中的 加速度都小于 3 m/s ，所以是可能的， A 正确；若木块与小车发生相 2 对滑动，则木块的加速度一定是 3 m/s ，故 B 错误；发生相对滑动时，由于拉力 作用在小车上，故小车的加速度要大于木块的加速度，所以 C 正确，D 错误。 12如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率 v1 运行。初速度大小为 v
14、2 的小物块从与传送 带等高的光滑水平地面上的 A 处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始 计时，小物块在传送带上运动的 v t 图象 (以地面为参考系 )如图乙 所示。已知 v2 v1， 则 ( ) A. t1 时刻，小物块离 A 处的距离达到最大 B. t2 时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大 C. 0 t2 时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左 D. 0 t3 时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用 答案 AB 解析 该题考查传送带问题，主要是利用隔离法分析，由 vt 图象可知，物体先 向左减速到零，然后再向右加速到 v1，以后与传送带一起做匀速运动，由于 v2v1 ，所
15、以相对地 12 面来说，向左减速的位移大于向右加速运动的位移。 t1 时刻， 小物块离 A 点的距离最大， A 正确；t 2 时 刻二者相对位移最大， B 正确；0 t2 时间内，加速度不变，摩擦力不变， C 错误； t2 t3 时间内物体不受摩擦力的作用， 13 D 错误。 第卷 (非选择题，共 52 分 ) 二、实验题 (本题共 2 小题，共 14 分) 13 (7 分 )某 研 究 性 学 习 小 组 用 如 图 所 示 的 装 置 探 究 牛 顿 第 二 定 律 。 该 小 组 在 实验中确定的研究对 象是小车，而且认为细线对小车的拉力等于砂桶和砂的总重 力，也是小车所受的合外力。则对
16、该实验，以下说法中正确的是 。 A. 在 长 木 板 不 带 定 滑 轮 的 一 端 下 面 垫 一 木 块 ， 反 复 移 动 木 块 的 位 置 ， 直 到 小 车在砂桶和砂的拉动 下带动纸带做匀速直线运动，以平衡小车运动中受到的摩擦力 B. 实验中必须使砂桶和砂的总质量远小于小车的质量C 细线对小车 的真实拉力一定略小于砂桶和砂的总重力D 该实验是应用“控制变量法” 来探究牛顿第二定律的 答案 BCD 解析 做该实验需要平衡摩擦力，所以在长木板不带定滑轮的一端下面垫一 木块，反复移动木块的 位置，让小车做匀速直线运动，砂桶和砂不能挂在小车上， 故 A 错误；当小车的质量远大于砂桶和砂的总
17、 质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砂桶和砂的总重力大小，故 B 正确；实际上砂桶 和砂也做匀加速运动， mg FTma，所以细线对小车的真实拉力一定略小于砂桶和砂的总重力， 故 C 正 确；该实验有两个变量，要保持质量不变，研究力与加速度的关系，保持力不变，研究质量与加速度的关系， 是应用 “控制变量法 ”来探究牛顿第二定 律 的，故 D 正确。 14 (7 分 )某同学用如图所示的装置做“探究加速度与力、 质量的关系”实验， 当小 车的质量一定时，测得小车的加速度 a 与拉力 F 的数据如表： 14 F/N 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 a/(m 2 s )
18、0.10 0.23 0.27 0.40 0.49 (1)根据表中数据，在如图所示坐标系中作出图象。 15 (2)图线存在截距，其原因是 。 (3) 考 虑 (2) 中 的 原 因 ， 由 图 象 可 得 出 的 结 论 是 。 答案 (1)图见解析 (2)水平面与小车之间存在摩擦阻力作用 (3)在物体质量一定时，加速度与所受到的合外力成正比 解析 (1)描点作图如图所示，画出一条直线。 (2)由 图 象 可 知 ， 当 细 线 的 拉 力 增 大 到 一 定 数 值 时 才 产 生 加 速 度 ， 说 明 有 阻 力 作用。 (3)所有点大致分布在一条直线上，考虑 (2)中分析的摩擦力，因此在
19、误差允许 16 2 的范围内可以认为在物体质量一定时，加速度与所受到的合外力成正比。 三、计算题 (本题共 4 小题，共 38 分。解答时应写出必要的文字说明，方程式 和演算步骤，有数值计 算的要注明单位 ) 15(8 分) 如图所示，在倾角为 的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板 上趴着一只老鼠。 已知木板的质量是老鼠质量的两倍，当绳子突然断开时，老鼠 立即沿着板向上爬，以保持其相对斜面的位 置不变。此木板沿斜面下滑的加速度 为多少？ 答案 3gsin 解析 设老鼠的质量为 m， 则木板的质量为 2m。老鼠处于静止状态，受力如 图甲所示。 由平衡条件得 Ff mgsin 木板受力如
20、图乙所示。由牛顿 第二定律得 Ff 2mgsin 2ma 其中 FfFf 3 联立得此木板沿斜面向下滑的加速度 a 2gsin。 17 16(8 分) 皮带运输机是靠货物和传送带之间的摩擦力把货物送往别处的。如图所示， 已知传送带与水平面的倾角为 37， 以 4 m/s 的速率向上运行， 在传送带的底端 A 处无初速度地放 上一质量为 0.5 kg 的物体，它与传送带间的动摩擦因数为 0.8。 若传送带底端 A 到顶端 B 的长度为 25 m，则物体从 A 到 B 的时间为多少？ (取 g 10 m/s2， sin37 0.6， cos37 0.8) 答案 11.25 s 解析 物体加速过程受
21、力如图所示，由牛顿第二定律得： 沿传送带方向： Ff mgsin ma垂 直 传 送 带 方 向 ： FN mgcos 0 又 有 ： Ff N 解得： a0.4 m/s2。 v 物体加速到与传送带共速的时间 t1 a 10 s； 18 v 物体加速的位移 x1 2t1 20 m； 此后物体匀速运动至 B 端的时间 t2 Lx1 v 1.25 s； 物 体 从 A 到 B 的时间 t t1 t2 11.25 s。 17 (10 分 )冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目。 比赛场地示意图如图所 19 0 示，比赛时，运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线 AB 处放手让冰壶以一定的速度滑 出，
22、使冰壶的停止位置尽量靠近 30 m 处的圆心 O 处，设冰壶与冰面间的动摩擦因数 为 1 0.008， 在某次比赛中，运动员使冰壶 C 在投掷线中点处以 2 m/s的速度沿虚线滑出。 (1)求冰壶的加速度大小？并通过计算说明冰壶能否到达圆心 O； (2)为使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶 与冰面间的动摩擦因数减小，用毛刷擦冰面后动摩擦因数减小至 2 0.004。为使冰壶 C 能够沿虚线恰好到达圆心 O 点，运动员用毛刷擦冰壶运行前方的冰面的长度应为多少？ (从开始用毛刷擦冰面到圆心 O 的距离， g 取 10 m/s2) 答案 (1)0.08 m/s2 不能到达圆
23、心 O (2) 10 m 解析 (1)冰壶在运动中只受到滑动摩擦力， 由牛顿第二定律可得 1mg ma1解得 a1 1g，代入 数据得 a10 .08 m/s2 冰壶做匀减速运动，由 0 v22a1x 得 x 25 m30 m， 所以不能到达圆心 O。 (2)用 毛 刷 擦 冰 壶 运 行 前 方 的 冰 面 ， 冰 壶 在 运 动 中 受 到 的 滑 动 摩 擦 力 减 小 ， 由 牛顿第二定律可得 2 mgma 2 没用毛刷擦冰面，冰壶滑行 x1， 速度减小为 v，则有 2 2 v v 02a 1x1 用毛刷擦冰面，冰壶滑行 x2， 速度减小为零，则 有 0 v2 2a2x2 x1 x23
24、0 20 2 代 入 数 据 得 x2 10 m。 18 (12 分 )如图所示，一小轿车从高为 10 m、 倾角为 37的斜坡顶端从静止开始向下行驶，当小轿车到 达底端时进入一水平面，在距斜坡底端 115 m 的地方有 一池塘，发动机在斜坡上产生的牵 引力为 2103 N， 在水平地面上调节油门后， 发动机产生的牵引力为 1.4104 N， 小轿车的质量为 2 t， 小轿车与斜坡及水平地 面间的 动摩擦因数均为 0.5(g 取 10 m/s2)。求： (1)小轿车行驶至斜坡底端时的速度； (2)为使小轿车在水平地面上行驶而不掉入池塘，在水平地面上加速的时间不 能超过多少？ (轿车 在行驶过程
25、中不采用刹车装置 ) 答案 (1)10 m/s (2)5 s 解 析 (1) 小轿车在斜坡上行驶时，由牛顿第二定律得 F1 m gsin37 mgos37 ma1 代入数据得斜坡上小轿车的加速度 a1 3 m/s 2 2a1h 由 v12a 1x1 sin37 得行驶至斜坡底端时的速度 v1 10 m/s。 (2)在水平地面上加速时 F2m g 代 入 数 据 得 a2 2 m/s2 ma2 关闭油门后减速 mg代 入数据得 a3 5 m/s2 ma3， 21 v2 2 2 2 v1 v2 设关闭油门时轿车的速度为 v2， 2a2 2a x 2 得 v2 20 m/s， t v2v1 a2 5 s 3 22 即在水平地面上加速的时间不能超过 5 s 。
