物理必修1 第四章 牛顿运动定律 练习及答案 (1)

2015-2016学年度xx学校xx月考卷
1.下面几种说法中，正确的是（）
A．由牛顿第一定律可知，物体在任何情况下始终处于静止或匀速直线运动状态
B．快速运动的汽车，刹车困难，因而物体速度大则惯性大
C．力是使物体产生加速度的原因
D．力是改变物体惯性的原因
2.一天，下着倾盆大雨．某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了，列车进站过程中，他发现水面的形状如下图中的()
A．答案A B．答案B
C．答案C D．答案D
3.雨滴在空气中下落，当速度比较大的时候，它受到的空气阻力与其速度的二次方成正比，与其横截面积成正比，即F f＝kSv2，则比例系数k的单位是()
A．kg/m4
B．kg/m3
C．kg/m2
D．kg/m
4.质量为M的人站在地面上，用绳通过定滑轮将质量为m的重物从高处放下，如图所示，若重物以加速度a下降(a<g)，则人对地面的压力为()
A．(M＋m)g－ma
B．M(g－a)－ma
C．(M－m)g＋ma
D．Mg－ma
5.某物体做直线运动的v-t图像如下图甲所示，据此判断图乙（F表示物体所受合力，x表示物体的位移）四个选项中正确的是（）
A．答案A B．答案B
C．答案C D．答案D
6.（多选）物体的运动状态改变了，不可能发生的是( )
A．速率不变B．速度不变
C．惯性大小随之变化D．物体未受任何力
7.（多选）下列情况中，物体运动状态发生变化的是( )
A．火车进站时
B．汽车转弯时
C．匀速上升的电梯
D．将物体沿水平方向抛出，物体在空中飞行时
8.6．某同学设计了一个“探究加速度与力、质量的关系”实验．如下图所示为实验装置简图，A 为小车，B为电火花计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板．电源频率为50 Hz.
(1)平衡摩擦力后，可认为细绳对小车的拉力F等于砝码和小桶的总重力，需满足的条件是
________________．
(2)下图为某次实验得到的纸带(纸带上的点为实际打下的点)，根据图中的纸带和相关数据可求出小车的加速度大小a＝__________m/s2.(结果取两位有效数字)
(3)在“探究加速度与质量的关系”时，保持砝码和小桶的总质量不变，改变小车质量M，分别得到小车加速度a与质量M的数据如下表：
根据上表数据，为直观反映F不变时a与M的关系，请在下图所示坐标纸中选择恰当的物理量建立坐标系，并作出图线．(如有需要，可利用上表中空格)
9.如图所示，质量为10kg的物体放在倾角为37°的粗糙斜面上，物体恰好可以匀速下滑，（其中sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）物体与斜面之间的动摩擦因数μ
（2）推力F的大小
（3）若推力增加为150N，其余力不变，物体的加速度为多大？
10.如图为马戏团中猴子爬杆的装置．已知底座连同直杆总质量为20 kg，猴子质量为5 kg，现让猴子沿杆以1 m/s2的加速度从杆底部向上爬，设猴子与杆之间的作用力为恒力，则底座对水平面的压力为多少？(g取10 m/s2)
11.某同学表演魔术时，将一小型条形磁铁藏在自己的袖子里，然后对着一悬挂的金属小球指手画脚，结果小球在他神奇的功力下飘动起来．假设当隐藏的小磁铁位于小球的左上方某一位置C(∠QCS＝30°)时，金属小球偏离竖直方向的夹角θ也是30°，如图所示．已知小球的质量为m，该同学(含磁铁)的质量为M.求此时：
(1)悬挂小球的细线的拉力大小为多少？
(2)该同学受到地面的支持力和摩擦力大小各为多少？
参考答案
1.【答案】C
【解析】由牛顿第一定律可知，物体在不受力的情况下始终处于静止或匀速直线运动状态，A 错误；惯性只与质量有关，与其它因素无关，B错误；力是使物体产生加速度的原因，C正确；力是改变物体运动状态的原因，惯性与质量有关，D错误；
2.【答案】C
【解析】列车进站时刹车，速度减小，而水由于惯性仍要保持原来较大的速度，所以水向前涌，液面形状和选项C一致．
3.【答案】B
【解析】将F f＝kSv2变形得k＝，采用国际单位制，式中F f的单位为N，即kg·m/s2，S 的单位为m2，速度的二次方的单位可写为(m/s)2.将这些单位代入上式得，即比例系数k的
单位是kg/m3，B正确．
4.【答案】C
【解析】对重物，设绳的拉力为F T，由牛顿第二定律知：mg－F T＝ma，所以，绳的拉力为F T ＝mg－ma.对人受力分析，受重力、绳的拉力及地面的支持力而平衡，则Mg＝F N＋F T，所以
F N＝Mg－F T＝(M－m)g＋ma.根据牛顿第三定律知，人对地面的压力大小也为(M－m)g＋ma.
5.【答案】B
【解析】由图甲可知前2秒物体做初速度为零的匀加速直线运动，所以受恒定的力，CD错误；2s-6s做加速度为负的匀变速直线运动，所以受负方向恒力作用，A错误，B正确；故选B 6.【答案】BCD
【解析】物体运动状态改变了，必受外力，必有加速度，即速度必然变化。

质量是惯性大小的量度，与运动状态无关。

7.【答案】ABD
【解析】运动状态的特征物理量是速度，速度是矢量，速度大小和方向都不变时运动状态才不变，只要物体的速度大小或方向中有一个改变，其速度就改变，运动状态也就一定改变。

8.【答案】(1)砝码和小桶的总质量远小于小车的质量
(2)3.2(3)求出小车质量的倒数，作出a－图线．如图所示
【解析】(1)平衡摩擦力后，设砝码和小桶的总质量为m，小车的质量为M，对小车、小桶组成
的系统，由牛顿第二定律得mg＝(m＋M)a，解得a＝，可见，当M≫m时，a＝.以小
车为研究对象，当满足条件“砝码和小桶的总质量远小于小车质量”时，可认为细绳对小车的拉力F等于砝码和小桶的总重力；
(2)从题图中所给数据可以求得T＝0.04 s，a＝＝3.2 m/s2；(3)利用上表中空格，先求出小车质量的倒数，然后建立a－坐标，作出a－图线．
9.【答案】（1）0.75；（2）120N；（3）3m/s2．
【解析】解：（1）物体匀速下滑时受力分析如图所示：
设物体与木板间的动摩擦因数为μ，木板倾角为θ，则有：
垂直于木板方向：
mg cosθ=F N …①
平行于木板方向：
mg sinθ=μF N…②
解得：
μ=tanθ=0.75…③
（2）为使物体可以匀速上滑，受力分析如图所示，
平行于木板方向：
F=mg sinθ+μF N…④
联立①③④得：
F=μmg cosθ+mg sinθ
代入数值得：
F=100×0.6+0.75×100×0.8=120N
（3）若推力增加为为150N，即推力增加了30N，其余力不变，故合力为30N，平行斜面向上，根据牛顿第二定律，有：
答：（1）物体与木板间的动摩擦因数为0.75；
（2）平行于木板推力为120N；
（3）若推力为150N，物体的加速度为3m/s2．
10.【答案】255 N
【解析】设猴子向上加速爬时受到杆向上的力为F，猴子质量为m，杆及底座质量为M，则对猴子由牛顿第二定律得F－mg＝ma，得F＝m(g＋a)＝55 N，根据牛顿第三定律，知猴子对杆向下的力F′＝F＝55 N，所以底座对水平面的压力为F N＝F′＋Mg＝255 N.
11.【答案】(1) mg(2)Mg＋mg mg
【解析】(1)以小球为研究对象，受力分析如图甲所示，则由平衡条件得
F sin 30°＝F C sin 30°
F C cos 30°＋F cos 30°＝mg
解得F＝F C＝mg
(2)以小球和该同学整体为研究对象，受力分析如图乙所示，同理有
F f＝F sin 30°
F N＋F cos 30°＝(M＋m)g
将F值代入解得F f＝mg
F N＝Mg＋mg。