第四章牛頓運(yùn)動定律章末檢測(人教版必修1)

學(xué)以致用學(xué)海無涯章末檢測(時間：90分鐘滿分：100分)一、單項選擇題(本題共6小題，每小題4分，共24分)1．(2013～2014山西大同高一期末)關(guān)于牛頓運(yùn)動定律，以下說法中正確的是()A．運(yùn)動越快的汽車越不容易停下來，是因?yàn)槠囘\(yùn)動得越快，慣性就越大B．人從水平地面上猛得豎直向上跳起，地面對人的支持力將會大于人對地面的壓力C．N/kg與m/s2都是加速度的國際制單位D．物體的加速度方向有時與合外力方向相同，有時與合外力方向相反解析物體的慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，物體的慣性越大，與物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，A錯誤；人向上跳起時，受到地面對人的支持力和人對地面的壓力是一對作用力和反作用力，兩者等大、方向相反，B錯誤；在國際單位制中，力的單位是牛頓，質(zhì)量的單位是千克，長度的單位是米，時間的單位是秒，根據(jù)a＝eq\f(F,m)和a＝eq\f(Δv,Δt)，可知在國際單位制中加速度的單位是N/kg和m/s2，C正確；根據(jù)牛頓第二定律可知，加速度的方向總是與合外力的方向一致，D錯誤．答案C2.圖1小明在做雙腳跳臺階的健身運(yùn)動，若忽略空氣阻力，則下列說法正確的是()A．小明在下降過程中處于失重狀態(tài)B．小明起跳以后在上升過程處于超重狀態(tài)C．小明落地時地面對他的支持力小于他的重力D．起跳過程地面對小明的作用力就是他對地面的作用力解析超失重要看加速度，若加速度方向向上即為超重，若加速度方向向下即為失重．小明在下降過程中因加速度向下，故失重，A正確；起跳以后的上升過程中加速度也向下，也是失重，B錯誤；小明落地時因做減速下降，加速度向上，所以是超重，C錯誤；起跳過程中地面對小明的作用力與他對地面的作用力是一對作用力與反作用力，不是同一個力，D錯誤．答案A圖23．如圖2所示的水平面上，橡皮繩一端固定，另一端連接兩根彈簧，連接點(diǎn)P在F1、F2和F3三個力作用下保持靜止．下列判斷正確的是()A．F1>F2>F3B．F3>F1>F2C．F2>F3>F1D．F3>F2>F1解析因?yàn)镕1與F2的合力與F3等大、反向，由幾何關(guān)系知F1＝F3cos30°＝eq\f(\r(3),2)F3，F(xiàn)2＝F3sin30°＝eq\f(1,2)F3，故B正確．圖3答案B4．如圖3所示．在光滑水平面上有兩個質(zhì)量分別為m1和m2的物體A、B，m1>m2，A、B間水平連接著一輕質(zhì)彈簧測力計．若用大小為F的水平力向右拉B，穩(wěn)定后B的加速度大小為a1，彈簧測力計示數(shù)為F1；如果改用大小為F的水平力向左拉A，穩(wěn)定后A的加速度大小為a2，彈簧測力計示數(shù)為F2.則以下關(guān)系式正確的是()A．a(chǎn)1＝a2，F(xiàn)1>F2B．a(chǎn)1＝a2，F(xiàn)1<F2C．a(chǎn)1<a2，F(xiàn)1＝F2D．a(chǎn)1>a2，F(xiàn)1>F2解析對整體，水平方向只受拉力F作用，因此穩(wěn)定時具有相同的加速度為a＝F/(m1＋m2)，C、D錯；當(dāng)拉力F作用于B時，對A，F(xiàn)1＝m1a，當(dāng)拉力作用于A時，對B，F(xiàn)2＝m2a，由于m1>m2，所以F1>F2，A正確．答案A圖45．(2013·四川綿陽期末)如圖4所示，兩個疊放在一起的長方體滑塊A、B，置于固定的且傾角為θ的斜面上．已知滑塊A、B的質(zhì)量分別為m、M，A與B之間的動摩擦因數(shù)為μ1，B與斜面之間的動摩擦因數(shù)為μ2，兩滑塊以一定的初速度相對靜止地一起沿著斜面向上做勻減速直線運(yùn)動，則在這過程中，滑塊A受到的摩擦力()A．大小等于μ1mgcosθ，方向沿著斜面向下B．大小等于μ1mgcosθ，方向沿著斜面向上C．大小等于μ2mgcosθ，方向沿著斜面向下D．大小等于μ2mgcosθ，方向沿著斜面向上解析以整體為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得：加速度a＝eq\f(（M＋m）gsinθ＋μ2（M＋m）gcosθ,M＋m)＝g(sinθ＋μ2cosθ)，設(shè)B對A的摩擦力方向沿斜面向下，大小為f，則有mgsinθ＋f＝ma，得到f＝ma－mgsinθ＝μ2mgcosθ，正號表示摩擦力方向沿斜面向下．答案C圖56．如圖5所示，物體m在傳送帶上向右運(yùn)動，兩者保持相對靜止．則下列關(guān)于m所受摩擦力的說法中正確的是()A．皮帶傳送速度越大，m受到的摩擦力越大B．皮帶傳送的加速度越大，m受到的摩擦力越大C．皮帶速度恒定，m質(zhì)量越大，所受摩擦力越大D．無論皮帶做何種運(yùn)動，m都一定受摩擦力作用解析物塊若加速運(yùn)動，其合外力由傳送帶給它的摩擦力來提供，故加速度大，摩擦力大，B正確；當(dāng)物塊勻速運(yùn)動時，物塊不受摩擦力，故A、C、D錯誤．答案B二、多項選擇題(本題共4個小題，每小題6分，選不全得3分，錯選得0分)圖67．靜止在光滑水平面上的物體受到一個水平拉力的作用，該力隨時間變化的關(guān)系如圖6所示，則以下說法中正確的是()A．物體在2s內(nèi)的位移為零B．4s末物體將回到出發(fā)點(diǎn)C．2s末物體的速度為零D．物體一直在朝同一方向運(yùn)動解析根據(jù)圖象可知，物體先朝正方向做勻加速直線運(yùn)動，接著做勻減速直線運(yùn)動，再做正方向的勻加速直線運(yùn)動，周期性的朝單方向運(yùn)動，由于加速和減速階段的加速度大小相等，所以2s末的速度為零，位移不為零，A、B錯誤，C、D正確．答案CD圖78．如圖7所示，m＝2kg的物體，在F1＝40N，F(xiàn)2＝30N的兩個相反的水平拉力及豎直向下的力F3的作用下仍處于靜止?fàn)顟B(tài)．若撤去水平外力F2，則物體的加速度可能是A．0B．5m/s2C．15m/s2D．解析由靜止?fàn)顟B(tài)時受力可知，F(xiàn)μ≥10N，撤去F2后，∑F＝F1－Fμ≤40－10＝30N，amax＝30/2＝15m/s2.答案ABC9．兩個完全相同的力分別作用在質(zhì)量為m1、m2的兩個物體上，使它們由靜止開始運(yùn)動，各經(jīng)t1、t2時間后，兩物體速度相同，則兩物體通過的位移比是()A．m1∶m2B．m2∶m1C．t1∶t2D．teq\o\al(2,1)∶teq\o\al(2,2)解析根據(jù)牛頓第二定律及運(yùn)動學(xué)公式知，速度相同時，a1t1＝a2t2.物體加速度為：a1＝eq\f(F,m1)，a2＝eq\f(F,m2).物體的位移為：s1＝eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)，s2＝eq\f(1,2)a2teq\o\al(2,2).整理得，eq\f(s1,s2)＝eq\f(t1,t2)＝eq\f(m1,m2).故答案為A、C.答案AC10．如圖8所示，兩個傾角相同的滑竿上分別套有A、B兩個質(zhì)量均為m圓環(huán)，兩個圓環(huán)上分別用細(xì)線懸吊兩個質(zhì)量均為M的物體C、D，當(dāng)它們都沿滑竿向下滑動并保持相對靜止時，A的懸線與桿垂直，B的懸線豎直向下．下列結(jié)論正確的是()圖8A．A環(huán)受滑竿的作用力大小為(m＋M)gcosθB．B環(huán)受到的摩擦力f＝mgsinθC．C球的加速度a＝gsinθD．D受懸線的拉力T＝Mg解析對C受力分析，如圖由牛頓第二定律，得到：Mgsinθ＝Ma①；細(xì)線拉力為T＝Mgcosθ②再對A環(huán)受力分析，如下圖根據(jù)牛頓定律，有mgsinθ－f＝ma③N＝mgcosθ＋T④由①②③④解得：f＝0N＝(M＋m)gcosθ，故A、C正確；對D球受力分析，受重力和拉力，合力與速度在一條直線上，故合力為零，物體做勻速運(yùn)動，細(xì)線拉力等于Mg；再對B球受力分析，如圖，受重力、拉力、支持力，由于做勻速運(yùn)動，合力為零，故必有向后的摩擦力；根據(jù)平衡條件，有(M＋m)gsinθ＝f，N＝(M＋m)cosθ，故B錯誤，D正確．故選A、C、D.答案ACD三、實(shí)驗(yàn)、填空題(本題共2小題，共12分)11．(4分)如圖9甲為實(shí)驗(yàn)中用打點(diǎn)計時器打出的一條較理想的紙帶，紙帶上A、B、C、D、E、F、G為七個相鄰的計數(shù)點(diǎn)，相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔是0.1s，距離如圖，單位是cm，小車的加速度是________m/s2，在驗(yàn)證質(zhì)量一定時加速度a和合外力F的關(guān)系時，某學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的aF圖象，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________.圖9解析a的計算利用逐差法．a(chǎn)＝eq\f(xDE－xAB＋xEF－xBC＋xFG－xCD,9T2)＝eq\f(xDE＋xEF＋xFG－xAB＋xBC＋xCD,9T2)＝eq\f(xAG－xAD－xAD,9T2)＝eq\f(40.65－2×13.15,9×0.12)×10－2m/s2＝1.60m/s2.答案1.60平衡摩擦力過度12．(8分)為了探究加速度與力的關(guān)系，使用如圖10所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．其中G1、G2為兩個光電門，它們與數(shù)字計時器相連，當(dāng)滑行器通過G1、G2光電門時，光束被遮擋的時間Δt1、Δt2都可以被測量并記錄．滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片寬度為D，光電門間距離為x，牽引砝碼的質(zhì)量為m.回答下列問題：圖10(1)實(shí)驗(yàn)開始應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平，在不增加其他儀器的情況下，如何判定調(diào)節(jié)是否到位？(2)若取M＝0.4kg，改變m的值，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，A．m1＝5gB．m2＝C．m3＝40gD．m4＝(3)在此實(shí)驗(yàn)中，需要測得每一個牽引力對應(yīng)的加速度，其中求得的加速度的表達(dá)式為________．(用Δt1、Δt2、D、x表示)解析(1)取下牽引砝碼，滑行器放在任意位置都不動，或取下牽引砝碼，輕推滑行器M，數(shù)字計時器記錄每一個光電門的光束被遮擋的時間Δt都相等．(2)本實(shí)驗(yàn)只有在滿足m?M的條件下，才可以用牽引砝碼的重力近似等于對滑行器的拉力，所以D是不合適的．(3)由于擋光片通過光電門的時間很短，所以可以認(rèn)為擋光片通過光電門這段時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度，即有v1＝eq\f(D,Δt1)，v2＝eq\f(D,Δt2)，再根據(jù)運(yùn)動學(xué)方程veq\o\al(2,2)－veq\o\al(2,1)＝2ax得：a＝eq\f(（\f(D,Δt2)）2－（\f(D,Δt1)）2,2x).答案(1)見解析(2)D(3)a＝eq\f(（\f(D,Δt2)）2－（\f(D,Δt1)）2,2x)四、計算題(本題共4小題，共40分)圖1113．(10分)如圖11所示，升降機(jī)中的斜面和豎直墻壁之間放一個質(zhì)量為10kg的光滑小球，斜面傾角θ＝30°，當(dāng)升降機(jī)以a＝5m/s2的加速度加速豎直上升時，(g取10m/s2(1)小球?qū)π泵娴膲毫Γ?2)小球?qū)ωQ直墻壁的壓力．解析小球受力如圖所示水平方向上：F2sinθ＝F1豎直方向上：F2cosθ－mg＝ma將數(shù)據(jù)代入以上兩式求得：F1＝50eq\r(3)N，F(xiàn)2＝100eq\r(3)N由牛頓第三定律知，小球?qū)π泵婧拓Q直墻的壓力大小分別為100eq\r(3)N、50eq\r(3)N．答案(1)100eq\r(3)N(2)50eq\r(3)N圖1214．(10分)一物體沿斜面向上以12m/s的初速度開始滑動，它沿斜面向上以及沿斜面向下滑動的vt圖象如圖12所示，求斜面的傾角以及物體與斜面的動摩擦因數(shù)(g取10m/s解析由圖象可知上滑過程的加速度a上＝eq\f(12,2)m/s2＝6m/s2，下滑過程的加速度a下＝eq\f(12,3)m/s2＝4m/s2上滑過程和下滑過程對物體受力分析如圖上滑過程a上＝eq\f(mgsinθ＋μmgcosθ,m)＝gsinθ＋μgcosθ下滑過程a下＝gsinθ－μgcosθ，解得θ＝30°，μ＝eq\f(\r(3),15).答案30°eq\f(\r(3),15)圖1315．(10分)如圖13所示，水平傳送帶以2m/s的速度運(yùn)動，傳送帶長AB＝20m，今在其左端將一工件輕輕放在上面，工件被帶動，傳送到右端，已知工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1，(g＝10m/(1)工件開始時的加速度a；(2)工件的速度為2m/s時，(3)工件由傳送帶左端運(yùn)動到右端的時間．解析(1)工件被放在傳送帶上時初速度為零，相對于傳送帶向左運(yùn)動，受滑動摩擦力向右，大小為Ff＝μmg，工件加速度a＝μg＝0.1×10m/s2＝1m/s2，方向水平向右．(2)工件加速到2m/s所需時間t0＝eq\f(v,a)＝eq\f(2,1)s＝2s在t0時間內(nèi)運(yùn)動的位移x0＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)×1×22m＝2m.(3)由于x0<20m，故工件達(dá)到與傳送帶同樣的速度后與傳送帶相對靜