高中一輪復(fù)習(xí)物理階段綜合評(píng)估（三）牛頓運(yùn)動(dòng)定律

階段綜合評(píng)估（三）牛頓運(yùn)動(dòng)定律一、單項(xiàng)選擇題1．下列關(guān)于牛頓運(yùn)動(dòng)定律的說(shuō)法中，正確的是()A．慣性就是物體保持靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)B．一對(duì)作用力和反作用力的作用效果總相同C．物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度與質(zhì)量無(wú)關(guān)D．力的國(guó)際制單位“牛頓”是根據(jù)牛頓第二定律定義的解析：選D慣性就是物體保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；一對(duì)作用力與反作用力的作用效果不相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度與質(zhì)量有關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；單位“牛頓”是根據(jù)牛頓第二定律定義的，選項(xiàng)D正確。2．(2018·鹽城高三模擬)如圖所示，物體只受到同一平面內(nèi)三個(gè)力的作用，圖中線段的長(zhǎng)短表示力的大小，其中力F1與OO′成θ＝30°的角。選項(xiàng)圖中能正確描述該物體獲得加速度方向的是()解析：選B根據(jù)力的平行四邊形定則，將力F1、F2、F3合成，可得合力的大小及方向，B項(xiàng)正確，A、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量分別為m1、m2的物塊A和B，通過(guò)一輕彈簧連接在一起并放置于水平傳送帶上，水平輕繩一端連接A，另一端固定在墻上，A、B與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ。傳送帶沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定后，突然剪斷輕繩的瞬間，設(shè)A、B的加速度大小分別為aA和aB(彈簧在彈性限度內(nèi)，重力加速度為g)。則()A．a(chǎn)A＝μeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(m2,m1)))g，aB＝μgB．a(chǎn)A＝μg，aB＝0C．a(chǎn)A＝μeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(m2,m1)))g，aB＝0D．a(chǎn)A＝μg，aB＝μg解析：選C系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，A和B均受到向右的滑動(dòng)摩擦力，B受到的滑動(dòng)摩擦力大小為μm2g，等于彈簧向左的彈力F，B受到的合外力為0，A受到彈簧向右的彈力大小也為F。剪斷輕繩瞬間，彈簧彈力和B受到的滑動(dòng)摩擦力都不變，則B的加速度為aB＝0；A的加速度為aA＝eq\f(F＋μm1g,m1)＝μeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(m2,m1)))g，選項(xiàng)C對(duì)。4．如圖甲所示，傾角為θ的粗糙斜面體固定在水平面上，初速度為v0＝10m/s、質(zhì)量為m＝1kg的小木塊沿斜面上滑，若從此時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，整個(gè)過(guò)程中小木塊速度的平方隨路程變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，取g＝10m/s2，則下列說(shuō)法不正確的是()A．0～5s內(nèi)小木塊做勻減速運(yùn)動(dòng)B．在t＝1s時(shí)刻，摩擦力反向C．斜面傾角θ＝37°D．小木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5解析：選A由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式得v2－v02＝2ax，由題圖乙可知，a＝eq\f(0－v02,2x1)＝－10m/s2，故勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)間：t＝eq\f(0－v0,a)＝1s，故A錯(cuò)誤；在0～1s內(nèi)小木塊沿斜面向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，1s后小木塊反向做勻加速運(yùn)動(dòng)，t＝1s時(shí)摩擦力反向，故B正確；小木塊反向做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度：a′＝eq\f(v2,2x2)＝eq\f(32,2×13－5)m/s2＝2m/s2，由牛頓第二定律得：mgsinθ＋μmgcosθ＝m|a|，mgsinθ－μmgcosθ＝ma′，解得：μ＝0.5，θ＝37°，故C、D正確。5．(2018·常州高三模擬)物體從地面以某一初速度豎直向上拋出，受到與速度v成正比的空氣阻力，則在從拋出到返回的全過(guò)程中，表示該物體加速度a和速度v的關(guān)系圖像正確的是(取向上為正方向)()解析：選B上升過(guò)程中，取向上為正方向，－mg－kv＝ma，a＝－eq\f(k,m)v－g，在最高點(diǎn)時(shí)a＝－g，v＝0，下降過(guò)程中，取向上為正方向，－mg＋k|v|＝ma，－mg－kv＝ma，a＝－eq\f(k,m)v－g，所以全過(guò)程都滿(mǎn)足a＝－eq\f(k,m)v－g，B項(xiàng)正確。二、多項(xiàng)選擇題6．(2018·石家莊質(zhì)檢)如圖所示是某同學(xué)站在力板傳感器上做下蹲—起立的動(dòng)作時(shí)，記錄的壓力F隨時(shí)間t變化的圖線。由圖線可知該同學(xué)()A．體重約為650NB．做了兩次下蹲—起立的動(dòng)作C．做了一次下蹲—起立的動(dòng)作，且下蹲后約2s起立D．下蹲過(guò)程中先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)解析：選AC當(dāng)該同學(xué)站在力板傳感器上靜止不動(dòng)時(shí)，其合力為零，即壓力讀數(shù)等于該同學(xué)的體重值，由題圖圖線可知：該同學(xué)的體重為650N，A正確；每次下蹲，該同學(xué)都將經(jīng)歷先向下做加速(加速度方向向下)、后減速(加速度方向向上)的運(yùn)動(dòng)，即先經(jīng)歷失重狀態(tài)，后經(jīng)歷超重狀態(tài)，讀數(shù)F先小于體重，后讀數(shù)F大于體重；每次起立，該同學(xué)都將經(jīng)歷先向上做加速(加速度方向向上)、后減速(加速度方向向下)的運(yùn)動(dòng)，即先經(jīng)歷超重狀態(tài)，后經(jīng)歷失重狀態(tài)，讀數(shù)F先大于體重、后小于體重，結(jié)合圖線可知，C正確，B、D錯(cuò)誤。7．(2018·南京調(diào)研)如圖所示，一木塊在光滑水平面上受一恒力F作用，前方固定一足夠長(zhǎng)的彈簧，則當(dāng)木塊接觸彈簧后()A．木塊立即做減速運(yùn)動(dòng)B．木塊在一段時(shí)間內(nèi)速度仍可增大C．當(dāng)F等于彈簧彈力時(shí)，木塊速度最大D．彈簧壓縮量最大時(shí)，木塊加速度為零解析：選BC木塊接觸彈簧后向右運(yùn)動(dòng)，彈力逐漸增大，開(kāi)始時(shí)恒力F大于彈簧彈力，合外力方向水平向右，與木塊速度方向相同，木塊速度不斷增大，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；當(dāng)彈力增大到與恒力F相等時(shí)，合力為零，速度增大到最大值，C項(xiàng)正確；之后木塊繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)，但合力方向與速度方向相反，木塊速度逐漸減小到零，此時(shí)彈簧壓縮量最大，彈力大于恒力F，加速度大于零，D項(xiàng)錯(cuò)誤。8．(2018·泰興檢測(cè))如圖甲所示，A、B兩長(zhǎng)方體疊放在一起，放在光滑的水平面上。B從靜止開(kāi)始受到一個(gè)水平變力的作用，該力與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A、B始終保持相對(duì)靜止。則在0～2t0時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是()A．t0時(shí)刻，A、B間的靜摩擦力最大，加速度最小B．t0時(shí)刻，A、B的速度最大C．0時(shí)刻和2t0時(shí)刻，A、B間的靜摩擦力最大D．2t0時(shí)刻，A、B離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)，速度為0解析：選BCD以整體為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律分析得知，0、2t0時(shí)刻整體所受的合力最大，加速度最大，再以A為研究對(duì)象，分析可知，A受到的靜摩擦力最大，則A、B間的靜摩擦力最大，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；在0～t0時(shí)間內(nèi)，整體做加速運(yùn)動(dòng)，在t0～2t0時(shí)間內(nèi)，向原方向做減速運(yùn)動(dòng)，則t0時(shí)刻，速度最大，故B項(xiàng)正確；0～2t0時(shí)間內(nèi)，整體做單向直線運(yùn)動(dòng)，位移逐漸增大，則2t0時(shí)刻，A、B位移最大，由運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性知，此時(shí)速度為0，故D項(xiàng)正確。9．如圖所示，三角形傳送帶以1m/s的速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，兩邊的傳送帶長(zhǎng)都是2m，且與水平方向的夾角均為37°?，F(xiàn)有兩個(gè)小物塊A、B從傳送帶頂端都以1m/s的初速度沿傳送帶下滑，A、B與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5。下列說(shuō)法正確的是()A．A先到達(dá)傳送帶底端B．A、B同時(shí)到達(dá)傳送帶底端C．A、B運(yùn)動(dòng)的加速度大小不同D．A、B在傳送帶上的劃痕長(zhǎng)度不相同解析：選BD動(dòng)摩擦因數(shù)0.5＜tan37°，所以A、B受力情況相同，均受重力、支持力、沿斜面向上的摩擦力，由對(duì)稱(chēng)性知，A、B的加速度相同，運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，將同時(shí)到達(dá)傳送帶底端，選項(xiàng)A、C錯(cuò)，B正確；由于A與傳送帶的運(yùn)動(dòng)方向相同，B與傳送帶的運(yùn)動(dòng)方向相反，故A、B在傳送帶上的劃痕長(zhǎng)度不相同，選項(xiàng)D正確。三、非選擇題10．(2018·南通調(diào)研)某小組利用如圖甲所示的裝置驗(yàn)證牛頓第二定律。實(shí)驗(yàn)中，他們平衡了摩擦力，用天平測(cè)出小車(chē)的總質(zhì)量，用細(xì)線所掛鉤碼的總重力代替小車(chē)所受的牽引力大小F。(1)他們還在實(shí)驗(yàn)時(shí)調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳≤?chē)的細(xì)線與木板平行。這樣做的目的是________。A．避免小車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生抖動(dòng)B．使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)跡清晰C．保證小車(chē)最終能夠做勻速直線運(yùn)動(dòng)D．使細(xì)線拉力等于小車(chē)受到的合力(2)實(shí)驗(yàn)得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖乙所示，O、A、B、C、D是在紙帶上選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，AB、CD間的距離分別為x1、x2，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T(mén)，則小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度大小為_(kāi)_______。(3)下表記錄了小車(chē)質(zhì)量一定時(shí)，牽引力大小F與對(duì)應(yīng)的加速度a的幾組數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D丙的坐標(biāo)中描點(diǎn)作出aF圖線。鉤碼個(gè)數(shù)12345F/N0.490.981.471.962.45a/(m·s－2)0.921.682.322.883.32(4)實(shí)驗(yàn)中畫(huà)出的aF圖線與理論計(jì)算的圖線(圖中已畫(huà)出)有明顯偏差，其原因主要是______________________。解析：(1)使?fàn)恳≤?chē)的細(xì)線與木板平行，這樣做的目的是可在平衡摩擦力后使細(xì)線拉力等于小車(chē)受到的合力。故D正確。(2)因?yàn)槊肯噜弮捎?jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為t＝5T，勻變速直線運(yùn)動(dòng)中連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差為常數(shù)，即Δx＝at2，則有：a＝eq\f(x2－x1,2t2)＝eq\f(x2－x1,50T2)。(3)根據(jù)描點(diǎn)法作出圖像，如圖所示。(4)探究加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量時(shí)，可以認(rèn)為小車(chē)受到的拉力等于鉤碼重力，如果鉤碼質(zhì)量太大，沒(méi)有遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量，小車(chē)受到的拉力明顯小于鉤碼重力，實(shí)驗(yàn)誤差較大，aF圖像發(fā)生彎曲，變成曲線。答案：(1)D(2)eq\f(x2－x1,50T2)(3)見(jiàn)解析圖(4)不滿(mǎn)足小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)大于所掛鉤碼質(zhì)量11．如圖所示為某工廠的貨物傳送裝置，傾斜運(yùn)輸帶AB(與水平面成α＝37°角)與一斜面BC(與水平面成θ＝30°角)平滑連接，B點(diǎn)到C點(diǎn)的距離為L(zhǎng)＝0.6m，運(yùn)輸帶運(yùn)行速度恒為v0＝5m/s，A點(diǎn)到B點(diǎn)的距離為x＝4.5m，現(xiàn)將一質(zhì)量為m＝0.4kg的小物體輕輕放于A點(diǎn)，小物體恰好能到達(dá)最高點(diǎn)C點(diǎn)，已知小物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝eq\f(\r(3),6)，求：(g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，空氣阻力不計(jì))(1)小物體運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度v的大?。?2)小物體與運(yùn)輸帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(3)小物體從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t。解析：(1)設(shè)小物體在斜面上的加速度為a1，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度為v，由牛頓第二定律得mgsinθ＋μ1mgcosθ＝ma1由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知0－v2＝－2a1L，聯(lián)立解得v＝3m/s。(2)因?yàn)関<v0，所以小物體在運(yùn)輸帶上一直做勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a2，則由牛頓第二定律知μmgcosα－mgsinα＝ma2又因?yàn)関2＝2a2x，聯(lián)立解得μ＝eq\f(7,8)。(3)小物體從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所經(jīng)歷時(shí)間t1＝eq\f(v,a2)，從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)經(jīng)歷時(shí)間t2＝eq\f(v,a1)聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)，解得小物體從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t＝t1＋t2＝3.4s。答案：(1)3m/s(2)eq\f(7,8)(3)3.4s12．如圖所示，一長(zhǎng)L＝2m、質(zhì)量M＝4kg的薄木板(厚度不計(jì))靜止在粗糙的水平臺(tái)面上，其右端距平臺(tái)邊緣l＝5m，木板的正中央放有一質(zhì)量為m＝1kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，已知木板與平臺(tái)、物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ1＝0.4。現(xiàn)對(duì)木板施加一水平向右的恒力F，其大小為48N，g取10m/s2，求：(1)F作用了1.2s時(shí)，木板的右端與平臺(tái)邊緣的距離；(2)要使物塊最終不能從平臺(tái)上滑出去，物塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2應(yīng)滿(mǎn)足的條件。解析：(1)假設(shè)開(kāi)始時(shí)物塊與木板會(huì)相對(duì)滑動(dòng)，由牛頓第二定律：對(duì)木板：F－μ1(M＋m)g－μ1mg＝Ma1，解得a1＝6m/s2對(duì)物塊：μ1mg＝ma2，解得a2＝4m/s2，故假設(shè)成立設(shè)F作用t時(shí)間后，物塊恰好從木板左端滑離，則eq\f(L,2)＝eq\f(1,2)a1t2－eq\f(1,2)a2t2，解得t＝1s在此過(guò)程中：木板位移x1＝eq\f(1,2)a1t2＝3m，末速度v1＝a1t＝6m/s物塊位移x2＝eq\f(1,2)a2t2＝2m，末速度v2＝a2t＝4m/s在物塊從木板上滑落后的t0＝(1.2－1)s＝0.2