牛頓運(yùn)動定律章末測試(原卷版+解析)

牛頓運(yùn)動定律章末測試(建議用時：75分鐘)一、單項(xiàng)選擇題1、(2022·潮州第一次質(zhì)檢)廣泛應(yīng)用于“雙十一”的智能快遞分揀機(jī)器人簡化圖如圖，派件員在分揀場內(nèi)將包裹放在機(jī)器人的水平托盤上后，機(jī)器人可以將不同類別的包裹自動送至不同的位置，則下列說法正確的是()A．包裹隨著機(jī)器人一起做勻速直線運(yùn)動時，包裹不受摩擦力的作用B．包裹隨著機(jī)器人一起做勻速直線運(yùn)動時，包裹沒有慣性C．包裹隨著機(jī)器人一起做勻加速直線運(yùn)動時，包裹對機(jī)器人的壓力和機(jī)器人對包裹的支持力是一對平衡力D．包裹隨著機(jī)器人一起做勻加速直線運(yùn)動時，機(jī)器人對包裹的作用力等于包裹的重力2、(2020·北京市東城區(qū)上學(xué)期期末)在豎直方向運(yùn)動的電梯地板上放置一臺秤，將物體放在臺秤上。電梯靜止時臺秤示數(shù)為FN。在電梯運(yùn)動的某段過程中，臺秤示數(shù)大于FN。在此過程中()A．物體受到的重力增大 B．物體處于失重狀態(tài)C．電梯可能正在加速下降 D．電梯可能正在加速上升3、如圖所示，一輛有動力驅(qū)動的小車上有一水平放置的彈簧，其左端固定在小車上，右端與一小球相連。設(shè)在某一段時間內(nèi)小球與小車相對靜止且彈簧處于拉伸狀態(tài)，若忽略小球與小車間的摩擦力，則在此段時間內(nèi)小車可能是()A．向右做加速運(yùn)動 B．向右做減速運(yùn)動C．向左做勻速運(yùn)動 D．向左做減速運(yùn)動4、如圖所示，一木塊在光滑水平面上受到一恒力F作用而運(yùn)動，前方固定一輕質(zhì)彈簧，當(dāng)木塊接觸彈簧后，下列判斷正確的是()A．木塊將立即做勻減速直線運(yùn)動B．木塊將立即做變減速直線運(yùn)動C．在彈簧彈力大小等于恒力F時，木塊的速度最大D．在彈簧處于最大壓縮狀態(tài)時，木塊的加速度為零5、(2020·福建龍巖市期末質(zhì)量檢查)如圖所示，在傾角為θ＝30°的光滑固定斜面上，物塊A、B質(zhì)量均為m。物塊A靜止在輕彈簧上端，物塊B用細(xì)線與斜面頂端相連，A、B靠在一起，但A、B之間無彈力。已知重力加速度為g，某時刻將細(xì)線剪斷，下列說法正確的是()A．細(xì)線剪斷前，彈簧的彈力為mgB．細(xì)線剪斷前，細(xì)線的拉力為mgC．細(xì)線剪斷瞬間，彈簧的彈力發(fā)生變化D．細(xì)線剪斷瞬間，物塊B的加速度大小為eq\f(1,4)g6、(2020·山東九校上學(xué)期期末)如圖所示，彎折桿ABCD的D端接一個小球，桿和球的總質(zhì)量為m，一小環(huán)套在桿AB段上用繩吊著，恰好能一起以加速度a豎直向上做勻加速運(yùn)動，桿AB段與水平方向的夾角為θ，則()A．桿對環(huán)的壓力為mgsinθ＋masinθB．環(huán)與桿的摩擦力為mgcosθ＋macosθC．環(huán)對桿的作用力為mg＋maD．桿和球處于失重狀態(tài)7、如圖所示，質(zhì)量分別為2m和3m的兩個小球靜止于光滑水平面上，且固定在勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧的兩端。今在質(zhì)量為2m的小球上沿彈簧軸線方向施加大小為F的水平拉力，使兩球一起做勻加速直線運(yùn)動，則穩(wěn)定后彈簧的伸長量為()A．eq\f(F,5k)B．eq\f(2F,5k)C．eq\f(3F,5k)D．eq\f(F,k)8、(2020·南通模擬)如圖所示，質(zhì)量為m2的物塊B放在光滑的水平桌面上，其上放置質(zhì)量為m1的物塊A，用通過光滑定滑輪的細(xì)線將A與質(zhì)量為M的物塊C連接，釋放C，A和B一起以加速度大小a從靜止開始運(yùn)動。已知A、B間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g，則細(xì)線中的拉力大小為()A．Mg B．M(g＋a)C．(m1＋m2)a D．m1a＋μm1g9、將一個質(zhì)量為1kg的小球豎直向上拋出，最終落回拋出點(diǎn)，運(yùn)動過程中所受空氣阻力大小恒定，方向與運(yùn)動方向相反，該過程的v－t圖像如圖所示，g取10m/s2。下列說法中正確的是()A．小球重力和阻力大小之比為6∶1B．小球上升與下落所用時間之比為2∶3C．小球落回到拋出點(diǎn)的速度大小為8eq\r(6)m/sD．小球下落過程受到向上的空氣阻力，處于超重狀態(tài)10、如圖甲所示，某人通過動滑輪將質(zhì)量為m的貨物提升到一定高處，動滑輪的質(zhì)量和摩擦均不計，貨物獲得的加速度a與豎直向上的拉力T之間的函數(shù)關(guān)系如圖乙所示。則下列判斷正確的是()A．圖線與縱軸的交點(diǎn)的絕對值為gB．圖線的斜率在數(shù)值上等于貨物的質(zhì)量mC．圖線與橫軸的交點(diǎn)N的值mgD．圖線的斜率在數(shù)值上等于貨物質(zhì)量的倒數(shù)eq\f(1,m)二、多選題11、(多選)科學(xué)家關(guān)于物體運(yùn)動的研究對樹立正確的自然觀具有重要作用。下列說法符合歷史事實(shí)的是()A．亞里士多德認(rèn)為，必須有力作用在物體上，物體的運(yùn)動狀態(tài)才會改變B．伽利略通過“理想實(shí)驗(yàn)”得出結(jié)論：一旦物體具有某一速度，如果它不受力，它將以這一速度永遠(yuǎn)運(yùn)動下去C．笛卡兒指出：如果運(yùn)動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運(yùn)動，既不停下來也不偏離原來的方向D．牛頓認(rèn)為，物體具有保持原來勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)12、(多選)如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧豎直放置，下端固定在水平地面上。一質(zhì)量為m的小球，從離彈簧上端高h(yuǎn)處自由下落，接觸彈簧后繼續(xù)向下運(yùn)動。小球從開始下落到小球第一次運(yùn)動到最低點(diǎn)的過程中，下列關(guān)于小球的速度v、加速度a隨時間t變化的圖像中符合實(shí)際情況的是()13、(多選)(2020·江蘇南京市六校聯(lián)合體5月聯(lián)考)如圖甲所示，在光滑水平面上疊放著甲、乙兩物體?，F(xiàn)對甲施加水平向右的拉力F，通過傳感器可測得甲的加速度a隨拉力F變化的關(guān)系如圖乙所示。已知重力加速度g＝10m/s2，由圖線可知()A．乙的質(zhì)量m乙＝6kgB．甲、乙的總質(zhì)量m總＝8kgC．甲、乙間的動摩擦因數(shù)μ＝0.3D．甲、乙間的動摩擦因數(shù)μ＝0.114、(多選)如圖所示，某傳動裝置與水平面的夾角為30°，兩輪軸心相距L＝2m，A、B分別是傳送帶與兩輪的切點(diǎn)，傳送帶不打滑?，F(xiàn)傳送帶沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，將一小物塊放置于A點(diǎn)，小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝eq\f(\r(3),2)，g取10m/s2。若傳送帶的速度可以任意調(diào)節(jié)，當(dāng)小物塊在A點(diǎn)以v0＝3eq\r(6)m/s的速度沿傳送帶向上運(yùn)動時，小物塊到達(dá)B點(diǎn)的速度大小可能為()A．1m/s B．3m/sC．6m/s D．9m/s15、(多選)(2020·山西大同市第一次聯(lián)考)如圖所示，質(zhì)量分別為mA、mB的A、B兩物塊緊靠在一起放在傾角為θ的斜面上，兩物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)相同，用始終平行于斜面向上的恒力F推A，使它們沿斜面向上勻加速運(yùn)動，為了增大A、B間的壓力，可行的辦法是()A．增大推力F B．減小傾角θC．減小B的質(zhì)量 D．減小A的質(zhì)量三、實(shí)驗(yàn)題16、(2022·惠州第三次調(diào)研)圖(a)是測量木塊與木板間動摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置。接通電源，開啟打點(diǎn)計時器，從斜面上某點(diǎn)釋放木塊，木塊沿木板滑下，多次重復(fù)后選擇點(diǎn)跡清晰的一條紙帶如圖(b)所示。圖中0～4是選取的五個計數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計數(shù)點(diǎn)的時間間隔為T，如圖(b)所示，測出了兩個計數(shù)點(diǎn)的間距x1和x4，重力加速度為g，完成下列填空：(1)木塊下滑的加速度大小為____________(用符號T、x1、x4表示)。(2)下列物理量中，還需測量的是________。A．木塊的質(zhì)量mB．木板的質(zhì)量MC．木塊下滑的時間tD．木板的傾角θ(3)木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為______________。(4)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)動摩擦因數(shù)的測量值大于實(shí)際值，可能的一個原因是________________________________________________________________。17、驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖所示。圖中打點(diǎn)計時器的電源為交變電源,打點(diǎn)的時間間隔用T表示。在小車質(zhì)量未知的情況下,某同學(xué)設(shè)計了一種方法用來研究“在外力一定的條件下,物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”。(1)實(shí)驗(yàn)步驟如下:①平衡小車所受的阻力：取下小吊盤,將木板(選填“右端”或“左端”)抬高，用手輕推小車，直到打點(diǎn)計時器打出一系列間隔均勻的點(diǎn)。

②按住小車，在小吊盤中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊，在小車中放入砝碼。③打開打點(diǎn)計時器電源，釋放小車，獲得帶有點(diǎn)跡的紙帶，在紙帶上標(biāo)出小車中砝碼的質(zhì)量m。④按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟③。⑤在每條紙帶上清晰的部分，每5個間隔標(biāo)注一個計數(shù)點(diǎn)，測量相鄰計數(shù)點(diǎn)的間距x1、x2…，求出與不同質(zhì)量m相對應(yīng)的加速度a。⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo)，以為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上作出-m的關(guān)系圖線。若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比，則-m的關(guān)系圖線為一條傾斜直線。(2)回答下列問題:①本實(shí)驗(yàn)中，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時所受的拉力近似不變，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和m'與小車和車中砝碼的質(zhì)量之和m0應(yīng)滿足的條件是：m'(選填“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”)m0。

②如圖乙所示，設(shè)紙帶上三個相鄰計數(shù)點(diǎn)的間距為x1、x2、x3,則a可用x1、x3和T表示為a=。

③圖丙為實(shí)驗(yàn)所得-m圖線的示意圖，設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓第二定律成立，則小車受到的拉力為，小車的質(zhì)量為。

四、計算題18、(2021山東滕州第一中學(xué)新校高三月考)滑沙游戲中，游戲者從沙坡頂部坐滑沙車呼嘯滑下。為了安全，滑沙車上通常裝有剎車手柄，游客可以通過操縱剎車手柄對滑沙車施加一個與車運(yùn)動方向相反的制動力F，從而控制車速。為便于研究，作如下簡化：游客從頂端A點(diǎn)由靜止滑下8s后，操縱剎車手柄使滑沙車受到制動力從而勻速下滑至底端B點(diǎn)，在水平滑道上繼續(xù)勻減速滑行直至停止。如圖所示，已知游客和滑沙車的總質(zhì)量m=70kg，傾角θ=37°，滑沙車底部與沙面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5。重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不計空氣阻力。(1)求游客勻速下滑時的速度大小。(2)若游客在水平滑道BC段的最大滑行距離為16m，則他在此處滑行時，需對滑沙車施加多大的水平制動力?19、如圖所示，一彈簧一端固定在傾角為θ＝37°的光滑固定斜面的底端，另一端拴住質(zhì)量為m1＝6kg的物體P，Q為一質(zhì)量為m2＝10kg的物體，彈簧的質(zhì)量不計，勁度系數(shù)k＝600N/m，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)給物體Q施加一個方向沿斜面向上的力F，使它從靜止開始沿斜面向上做勻加速運(yùn)動，已知在前0.2s時間內(nèi)，F(xiàn)為變力，0.2s以后F為恒力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2。求：(1)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時，彈簧的壓縮量x0；(2)物體Q從靜止開始沿斜面向上做勻加速運(yùn)動的加速度大小a；(3)力F的最大值與最小值。20、(2019·江蘇卷，15)如圖所示，質(zhì)量相等的物塊A和B疊放在水平地面上，左邊緣對齊。A與B、B與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ。先敲擊A，A立即獲得水平向右的初速度，在B上滑動距離L后停下。接著敲擊B，B立即獲得水平向右的初速度，A、B都向右運(yùn)動，左邊緣再次對齊時恰好相對靜止，此后兩者一起運(yùn)動至停下。最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g。求：(1)A被敲擊后獲得的初速度大小vA；(2)在左邊緣再次對齊的前、后，B運(yùn)動加速度的大小aB、aB′；(3)B被敲擊后獲得的初速度大小vB。牛頓運(yùn)動定律章末測試(建議用時：75分鐘)一、單項(xiàng)選擇題1、(2022·潮州第一次質(zhì)檢)廣泛應(yīng)用于“雙十一”的智能快遞分揀機(jī)器人簡化圖如圖，派件員在分揀場內(nèi)將包裹放在機(jī)器人的水平托盤上后，機(jī)器人可以將不同類別的包裹自動送至不同的位置，則下列說法正確的是()A．包裹隨著機(jī)器人一起做勻速直線運(yùn)動時，包裹不受摩擦力的作用B．包裹隨著機(jī)器人一起做勻速直線運(yùn)動時，包裹沒有慣性C．包裹隨著機(jī)器人一起做勻加速直線運(yùn)動時，包裹對機(jī)器人的壓力和機(jī)器人對包裹的支持力是一對平衡力D．包裹隨著機(jī)器人一起做勻加速直線運(yùn)動時，機(jī)器人對包裹的作用力等于包裹的重力【答案】A【解析】包裹隨著機(jī)器人一起做勻速直線運(yùn)動時，包裹受重力和支持力作用，水平方向不受摩擦力的作用，A正確；一切物體在任何情況下都有慣性，慣性是物體的一個基本屬性，B錯誤；包裹對機(jī)器人的壓力和機(jī)器人對包裹的支持力是一對相互作用力，C錯誤；包裹隨著機(jī)器人一起做勻加速直線運(yùn)動時，機(jī)器人對包裹的作用力有豎直方向的支持力和水平方向的摩擦力，只有豎直方向的支持力與包裹的重力大小相等，因此機(jī)器人對包裹的作用力不等于包裹的重力，D錯誤。2、(2020·北京市東城區(qū)上學(xué)期期末)在豎直方向運(yùn)動的電梯地板上放置一臺秤，將物體放在臺秤上。電梯靜止時臺秤示數(shù)為FN。在電梯運(yùn)動的某段過程中，臺秤示數(shù)大于FN。在此過程中()A．物體受到的重力增大 B．物體處于失重狀態(tài)C．電梯可能正在加速下降 D．電梯可能正在加速上升【答案】D【解析】物體的視重變大，但是受到的重力沒變，選項(xiàng)A錯誤；物體對臺秤的壓力變大，可知物體處于超重狀態(tài)，選項(xiàng)B錯誤；物體處于超重狀態(tài)，則加速度向上，電梯可能正在加速上升或者減速下降，選項(xiàng)C錯誤，D正確。3、如圖所示，一輛有動力驅(qū)動的小車上有一水平放置的彈簧，其左端固定在小車上，右端與一小球相連。設(shè)在某一段時間內(nèi)小球與小車相對靜止且彈簧處于拉伸狀態(tài)，若忽略小球與小車間的摩擦力，則在此段時間內(nèi)小車可能是()A．向右做加速運(yùn)動 B．向右做減速運(yùn)動C．向左做勻速運(yùn)動 D．向左做減速運(yùn)動【答案】B【解析】因?yàn)閺椈商幱诶鞝顟B(tài)，小球在水平方向受到向左的彈簧彈力F，由牛頓第二定律的矢量性可知，小球加速度也是向左。小球與小車相對靜止，故小車可能向左做加速運(yùn)動或向右做減速運(yùn)動，B正確。4、如圖所示，一木塊在光滑水平面上受到一恒力F作用而運(yùn)動，前方固定一輕質(zhì)彈簧，當(dāng)木塊接觸彈簧后，下列判斷正確的是()A．木塊將立即做勻減速直線運(yùn)動B．木塊將立即做變減速直線運(yùn)動C．在彈簧彈力大小等于恒力F時，木塊的速度最大D．在彈簧處于最大壓縮狀態(tài)時，木塊的加速度為零【答案】C【解析】對木塊進(jìn)行受力分析，木塊接觸彈簧后所受彈力不斷增大，當(dāng)彈力小于力F時，木塊仍將加速運(yùn)動，但加速度變小，A、B均錯誤。在彈簧彈力大小等于恒力F時，木塊的加速度為0，速度最大，C正確。木塊繼續(xù)壓縮彈簧，木塊所受合力反向且增大，加速度向右不斷增大，D錯誤。5、(2020·福建龍巖市期末質(zhì)量檢查)如圖所示，在傾角為θ＝30°的光滑固定斜面上，物塊A、B質(zhì)量均為m。物塊A靜止在輕彈簧上端，物塊B用細(xì)線與斜面頂端相連，A、B靠在一起，但A、B之間無彈力。已知重力加速度為g，某時刻將細(xì)線剪斷，下列說法正確的是()A．細(xì)線剪斷前，彈簧的彈力為mgB．細(xì)線剪斷前，細(xì)線的拉力為mgC．細(xì)線剪斷瞬間，彈簧的彈力發(fā)生變化D．細(xì)線剪斷瞬間，物塊B的加速度大小為eq\f(1,4)g【答案】D【解析】細(xì)線剪斷前，由于A、B之間無彈力，對A分析可以得到彈簧的彈力F＝mgsinθ＝eq\f(1,2)mg，對B分析可以得到FT＝mgsinθ＝eq\f(1,2)mg，故A、B錯誤；細(xì)線剪斷瞬間，彈簧的彈力不變，故C錯誤；細(xì)線剪斷瞬間，對A、B系統(tǒng)，加速度大小a＝eq\f(2mgsinθ－F,2m)＝eq\f(1,4)g，故D正確。6、(2020·山東九校上學(xué)期期末)如圖所示，彎折桿ABCD的D端接一個小球，桿和球的總質(zhì)量為m，一小環(huán)套在桿AB段上用繩吊著，恰好能一起以加速度a豎直向上做勻加速運(yùn)動，桿AB段與水平方向的夾角為θ，則()A．桿對環(huán)的壓力為mgsinθ＋masinθB．環(huán)與桿的摩擦力為mgcosθ＋macosθC．環(huán)對桿的作用力為mg＋maD．桿和球處于失重狀態(tài)【答案】C【解析】桿和球受重力、支持力、摩擦力三個力作用，沿BA和垂直BA方向建立直角坐標(biāo)系，分解加速度，沿BA方向，有Ff－mgsinθ＝masinθ垂直BA方向FN－mgcosθ＝macosθ得Ff＝mgsinθ＋masinθ，F(xiàn)N＝mgcosθ＋macosθ由牛頓第三定律知FN′＝FN，所以選項(xiàng)A、B錯誤；環(huán)對桿和球的作用力為支持力、摩擦力的合力，由牛頓第二定律可知：作用力方向一定豎直向上，且F－mg＝ma即F＝mg＋ma，選項(xiàng)C正確；桿和球具有向上的加速度，處于超重狀態(tài)，選項(xiàng)D錯誤。7、如圖所示，質(zhì)量分別為2m和3m的兩個小球靜止于光滑水平面上，且固定在勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧的兩端。今在質(zhì)量為2m的小球上沿彈簧軸線方向施加大小為F的水平拉力，使兩球一起做勻加速直線運(yùn)動，則穩(wěn)定后彈簧的伸長量為()A．eq\f(F,5k)B．eq\f(2F,5k)C．eq\f(3F,5k)D．eq\f(F,k)【答案】C【解析】對兩小球組成的整體分析，整體的加速度a＝eq\f(F,5m)，對質(zhì)量為3m的小球分析，根據(jù)牛頓第二定律有F彈＝kx＝3ma，可得x＝eq\f(3F,5k)，故A、B、D錯誤，C正確。8、(2020·南通模擬)如圖所示，質(zhì)量為m2的物塊B放在光滑的水平桌面上，其上放置質(zhì)量為m1的物塊A，用通過光滑定滑輪的細(xì)線將A與質(zhì)量為M的物塊C連接，釋放C，A和B一起以加速度大小a從靜止開始運(yùn)動。已知A、B間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g，則細(xì)線中的拉力大小為()A．Mg B．M(g＋a)C．(m1＋m2)a D．m1a＋μm1g【答案】C【解析】以C為研究對象，有Mg－FT＝Ma，解得FT＝Mg－Ma，故A、B錯誤；以A、B整體為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律可知FT＝(m1＋m2)a，故C正確；A、B間為靜摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律，對B有f＝m2a，對A有FT－f′＝m1a，f＝f′，聯(lián)立解得FT＝(m1＋m2)a，故D錯誤。9、將一個質(zhì)量為1kg的小球豎直向上拋出，最終落回拋出點(diǎn)，運(yùn)動過程中所受空氣阻力大小恒定，方向與運(yùn)動方向相反，該過程的v－t圖像如圖所示，g取10m/s2。下列說法中正確的是()A．小球重力和阻力大小之比為6∶1B．小球上升與下落所用時間之比為2∶3C．小球落回到拋出點(diǎn)的速度大小為8eq\r(6)m/sD．小球下落過程受到向上的空氣阻力，處于超重狀態(tài)【答案】C【解析】根據(jù)圖像可得上升過程的加速度大小為a1＝12m/s2，由牛頓第二定律有mg＋f＝ma1，代入數(shù)據(jù)解得eq\f(f,m)＝2m/s2，即mg∶f＝5∶1，故A錯誤；下降過程中由牛頓第二定律可得mg－f＝ma2，結(jié)合A選項(xiàng)解得a2＝8m/s2，根據(jù)h＝eq\f(1,2)at2，可得t＝eq\r(\f(2h,a))，所以可知上升和下降時間之比為t1∶t2＝eq\r(a2)∶eq\r(a1)＝eq\r(2)∶eq\r(3)，故B錯誤；小球勻減速上升的高度h＝eq\f(1,2)×2×24m＝24m，根據(jù)v2＝2a2h，代入數(shù)據(jù)解得v＝8eq\r(6)m/s，故C正確；小球下落過程中，加速度豎直向下，處于失重狀態(tài)，故D錯誤。10、如圖甲所示，某人通過動滑輪將質(zhì)量為m的貨物提升到一定高處，動滑輪的質(zhì)量和摩擦均不計，貨物獲得的加速度a與豎直向上的拉力T之間的函數(shù)關(guān)系如圖乙所示。則下列判斷正確的是()A．圖線與縱軸的交點(diǎn)的絕對值為gB．圖線的斜率在數(shù)值上等于貨物的質(zhì)量mC．圖線與橫軸的交點(diǎn)N的值mgD．圖線的斜率在數(shù)值上等于貨物質(zhì)量的倒數(shù)eq\f(1,m)【答案】A【解析】對貨物受力分析，受重力mg和拉力2T，根據(jù)牛頓第二定律，有2T－mg＝ma，即a＝eq\f(2,m)T－g，當(dāng)T＝0時，a＝－g，即圖線與縱軸交點(diǎn)M的值aM＝－g，所以圖線與縱軸的交點(diǎn)的絕對值為g，故A正確；圖線的斜率表示eq\f(2,m)，故B、D錯誤；當(dāng)a＝0時，T＝eq\f(mg,2)，即圖線與橫軸交點(diǎn)N的值為eq\f(1,2)mg，故C錯誤。二、多選題11、(多選)科學(xué)家關(guān)于物體運(yùn)動的研究對樹立正確的自然觀具有重要作用。下列說法符合歷史事實(shí)的是()A．亞里士多德認(rèn)為，必須有力作用在物體上，物體的運(yùn)動狀態(tài)才會改變B．伽利略通過“理想實(shí)驗(yàn)”得出結(jié)論：一旦物體具有某一速度，如果它不受力，它將以這一速度永遠(yuǎn)運(yùn)動下去C．笛卡兒指出：如果運(yùn)動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運(yùn)動，既不停下來也不偏離原來的方向D．牛頓認(rèn)為，物體具有保持原來勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)【答案】BCD【解析】亞里士多德認(rèn)為物體的運(yùn)動需要力來維持，選項(xiàng)A錯誤；牛頓根據(jù)選項(xiàng)B中伽利略的正確觀點(diǎn)和選項(xiàng)C中笛卡兒的正確觀點(diǎn)，得出了選項(xiàng)D的正確觀點(diǎn)，選項(xiàng)B、C、D正確。12、(多選)如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧豎直放置，下端固定在水平地面上。一質(zhì)量為m的小球，從離彈簧上端高h(yuǎn)處自由下落，接觸彈簧后繼續(xù)向下運(yùn)動。小球從開始下落到小球第一次運(yùn)動到最低點(diǎn)的過程中，下列關(guān)于小球的速度v、加速度a隨時間t變化的圖像中符合實(shí)際情況的是()【答案】AD【解析】在小球下落的開始階段，小球做自由落體運(yùn)動，加速度為g；接觸彈簧后，開始時重力大于彈力，加速度方向向下，隨著小球的不斷下降，彈力逐漸變大，故小球做加速度減小的加速運(yùn)動，某時刻加速度可減小到零，此時速度最大；小球繼續(xù)下落時，彈力大于重力，加速度方向變?yōu)橄蛏?，且加速度逐漸變大，直到速度減小到零，到達(dá)最低點(diǎn)，由對稱知識可知，到達(dá)最低點(diǎn)的加速度大于g，故A、D正確。13、(多選)(2020·江蘇南京市六校聯(lián)合體5月聯(lián)考)如圖甲所示，在光滑水平面上疊放著甲、乙兩物體?，F(xiàn)對甲施加水平向右的拉力F，通過傳感器可測得甲的加速度a隨拉力F變化的關(guān)系如圖乙所示。已知重力加速度g＝10m/s2，由圖線可知()A．乙的質(zhì)量m乙＝6kgB．甲、乙的總質(zhì)量m總＝8kgC．甲、乙間的動摩擦因數(shù)μ＝0.3D．甲、乙間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1【答案】BD【解析】由圖像可知，當(dāng)力F＜24N時加速度較小，所以甲、乙相對靜止。采用整體法，當(dāng)F1＝24N時a1＝3m/s2根據(jù)牛頓第二定律有F1＝m總a1即圖像中直線較小斜率的倒數(shù)等于甲、乙質(zhì)量之和，因此可得出m總＝8kg當(dāng)F＞24N時，甲的加速度較大，采用隔離法，由牛頓第二定律可得F2－μm甲g＝m甲a2即圖像中較大斜率倒數(shù)等于甲的質(zhì)量，較大斜率直線的延長線與縱軸的截距為－μg＝－1因此可以得出m甲＝6kg因此m乙＝m總－m甲＝2kgμ＝eq\f(1,g)＝0.1故A、C錯誤，B、D正確。14、(多選)如圖所示，某傳動裝置與水平面的夾角為30°，兩輪軸心相距L＝2m，A、B分別是傳送帶與兩輪的切點(diǎn)，傳送帶不打滑?，F(xiàn)傳送帶沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，將一小物塊放置于A點(diǎn)，小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝eq\f(\r(3),2)，g取10m/s2。若傳送帶的速度可以任意調(diào)節(jié)，當(dāng)小物塊在A點(diǎn)以v0＝3eq\r(6)m/s的速度沿傳送帶向上運(yùn)動時，小物塊到達(dá)B點(diǎn)的速度大小可能為()A．1m/s B．3m/sC．6m/s D．9m/s【答案】BC【解析】由題意可知mgsin30°＜μmgcos30°，若傳送帶的速度很小(一直小于物塊的速度)，小物塊一直減速，加速度大小a1＝gsin30°＋μgcos30°＝12.5m/s2，到達(dá)B點(diǎn)時的速度最小，且最小速度v1＝eq\r(veq\o\al(2,0)－2a1L)＝2m/s；若傳送帶的速度很大(一直大于物塊的速度)，小物塊一直加速，加速度大小a2＝μgcos30°－gsin30°＝2.5m/s2，到達(dá)B點(diǎn)時的速度最大，且最大速度v2＝eq\r(veq\o\al(2,0)＋2a2L)＝8m/s；綜上可知小物塊到達(dá)B點(diǎn)的速度在2m/s到8m/s的范圍內(nèi)，選項(xiàng)B、C正確。15、(多選)(2020·山西大同市第一次聯(lián)考)如圖所示，質(zhì)量分別為mA、mB的A、B兩物塊緊靠在一起放在傾角為θ的斜面上，兩物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)相同，用始終平行于斜面向上的恒力F推A，使它們沿斜面向上勻加速運(yùn)動，為了增大A、B間的壓力，可行的辦法是()A．增大推力F B．減小傾角θC．減小B的質(zhì)量 D．減小A的質(zhì)量【答案】AD【解析】設(shè)物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，對A、B整體受力分析，有F－(mA＋mB)gsinθ－μ(mA＋mB)gcosθ＝(mA＋mB)a對B受力分析，有FAB－mBgsinθ－μmBgcosθ＝mBa由以上兩式可得FAB＝eq\f(mB,mA＋mB)F＝eq\f(F,\f(mA,mB)＋1)為了增大A、B間的壓力，即FAB增大，應(yīng)增大推力F或減小A的質(zhì)量，增大B的質(zhì)量。故A、D正確，B、C錯誤。三、實(shí)驗(yàn)題16、(2022·惠州第三次調(diào)研)圖(a)是測量木塊與木板間動摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置。接通電源，開啟打點(diǎn)計時器，從斜面上某點(diǎn)釋放木塊，木塊沿木板滑下，多次重復(fù)后選擇點(diǎn)跡清晰的一條紙帶如圖(b)所示。圖中0～4是選取的五個計數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計數(shù)點(diǎn)的時間間隔為T，如圖(b)所示，測出了兩個計數(shù)點(diǎn)的間距x1和x4，重力加速度為g，完成下列填空：(1)木塊下滑的加速度大小為____________(用符號T、x1、x4表示)。(2)下列物理量中，還需測量的是________。A．木塊的質(zhì)量mB．木板的質(zhì)量MC．木塊下滑的時間tD．木板的傾角θ(3)木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為______________。(4)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)動摩擦因數(shù)的測量值大于實(shí)際值，可能的一個原因是________________________________________________________________?！敬鸢浮?1)eq\f(x4－x1,3T2)(2)D(3)tanθ－eq\f(x4－x1,3gT2cosθ)(4)木塊受到紙帶阻力作用【解析】(1)根據(jù)逐差法有x4－x1＝3aT2解得木塊下滑加速度大小為a＝eq\f(x4－x1,3T2)。(2)根據(jù)牛頓第二定律mgsinθ－μmgcosθ＝ma可得μ＝tanθ－eq\f(a,gcosθ)則要測量動摩擦因數(shù)還需要測量木板的傾角，故選D。(3)木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ＝tanθ－eq\f(a,gcosθ)＝tanθ－eq\f(x4－x1,3gT2cosθ)。(4)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)動摩擦因數(shù)的測量值大于實(shí)際值，可能的一個原因是木塊受到紙帶阻力作用。17、驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖所示。圖中打點(diǎn)計時器的電源為交變電源,打點(diǎn)的時間間隔用T表示。在小車質(zhì)量未知的情況下,某同學(xué)設(shè)計了一種方法用來研究“在外力一定的條件下,物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”。(1)實(shí)驗(yàn)步驟如下:①平衡小車所受的阻力：取下小吊盤,將木板(選填“右端”或“左端”)抬高，用手輕推小車，直到打點(diǎn)計時器打出一系列間隔均勻的點(diǎn)。

②按住小車，在小吊盤中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊，在小車中放入砝碼。③打開打點(diǎn)計時器電源，釋放小車，獲得帶有點(diǎn)跡的紙帶，在紙帶上標(biāo)出小車中砝碼的質(zhì)量m。④按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟③。⑤在每條紙帶上清晰的部分，每5個間隔標(biāo)注一個計數(shù)點(diǎn)，測量相鄰計數(shù)點(diǎn)的間距x1、x2…，求出與不同質(zhì)量m相對應(yīng)的加速度a。⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo)，以為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上作出-m的關(guān)系圖線。若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比，則-m的關(guān)系圖線為一條傾斜直線。(2)回答下列問題:①本實(shí)驗(yàn)中，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時所受的拉力近似不變，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和m'與小車和車中砝碼的質(zhì)量之和m0應(yīng)滿足的條件是：m'(選填“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”)m0。

②如圖乙所示，設(shè)紙帶上三個相鄰計數(shù)點(diǎn)的間距為x1、x2、x3,則a可用x1、x3和T表示為a=。

③圖丙為實(shí)驗(yàn)所得-m圖線的示意圖，設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓第二定律成立，則小車受到的拉力為，小車的質(zhì)量為。

【答案】(1)①右端(2)①遠(yuǎn)小于②③【解析】(1)在平衡摩擦力時，應(yīng)取下小吊盤，將木板右端抬高，使木板形成斜面，用手輕推小車，直到打點(diǎn)計時器打出一系列間隔均勻的點(diǎn)，則說明此時小車做勻速運(yùn)動。(2)在消除摩擦力對實(shí)驗(yàn)的影響后，小車的合力就是繩子的拉力，根據(jù)牛頓第二定律，對小吊盤和盤中物塊有m'g-F=m'a對小車和車中砝碼有F=m0a解得F=m'g當(dāng)小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和m'遠(yuǎn)小于小車和車中砝碼的質(zhì)量之和m0時，繩子的拉力近似等于小吊盤和盤中物塊的總重力。兩個相鄰計數(shù)點(diǎn)之間還有4個點(diǎn)，打點(diǎn)計時器的打點(diǎn)時間間隔為T，計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔t=5T，由勻變速直線運(yùn)動的推論Δx=at2可得，加速度為a=設(shè)小車所受拉力為F，由牛頓第二定律有F=(m車+m)a變形得結(jié)合圖丙所示圖像,可得斜率k=所以拉力F=由截距b=聯(lián)立解得小車的質(zhì)量為m車=bF=。四、計算題18、(2021山東滕州第一中學(xué)新校高三月考)滑沙游戲中，游戲者從沙坡頂部坐滑沙車呼嘯滑下。為了安全，滑沙車上通常裝有剎車手柄，游客可以通過操縱剎車手柄對滑沙車施加一個與車運(yùn)動方向相反的制動力F，從而控制車速。為便于研究，作如下簡化：游客從頂端A點(diǎn)由靜止滑下8s后，操縱剎車手柄使滑沙車受到制動力從而勻速下滑至底端B點(diǎn)，在水平滑道上繼續(xù)勻減速滑行直至停止。如圖所示，已知游客和滑沙車的總質(zhì)量m=70kg，傾角θ=37°，滑沙車底部與沙面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5。重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不計空氣阻力。(1)求游客勻速下滑時的速度大小。(2)若游客在水平滑道BC段的最大滑行距離為16m，則他在此處滑行時，需對滑沙車施加多大的水平制動力?【答案】(1)16m/s(2)210N【解析】(1)開始下滑的時候,整體受到重力、支持力、摩擦力三個力的作用,根據(jù)牛頓第二定律可得mgsin37°-μmgcos37°=ma1代入數(shù)據(jù)可得a1=2m/s2游客勻速下滑的速度等于第一階段勻加速運(yùn)動的末速度,末速度的