第四章 牛顿运动定律

第四章牛顿运动定律建议用时实际用时设定分值实际得分90分钟100分一. 单选题1. 1.下列关于惯性和质量的说法中正确的是（）A. 在太空中飞行的宇航员处于“漂浮”状态，说明失去了惯性B. 一小球从正在匀速行驶的帆船桅杆顶部落下，应落在距桅杆脚后一段距离C. 当汽车紧急刹车时，乘客向前倾倒，当汽车做匀速直线运动时，乘客不发生倾倒D.同一物体受到的作用力越大时，加速度越大，说明力是决定它们运动状态变化难易程度的因素2.一个小金属车的质量是小木车的质量的2倍，把它们放置在光滑水平面上，用一个力作用在静止的小金属车上，得到2 m/s2的加速度。

如果用相同的力作用在静止的小木车上，经过2 s，小木车的速度是（）A. 2 m/s B. 4 m/s C. 6 m/s D. 8 m/s3.质量为m＝3 kg的木块放在倾角为θ＝30°的足够长斜面上，木块可以沿斜面匀速下滑．如图所示，若用沿斜面向上的力F作用于木块上，使其由静止开始沿斜面向上加速运动，经过t＝2 s时间物体沿斜面上升4 m的距离，则推力F为（g取10 m/s2）A．42 N B．6 N C．21 N D．36 N4. 如图所示，A、B两人用安全带连接在一起，从飞机上跳下进行双人跳伞运动，降落伞未打开时不计空气阻力．下列说法正确的是A．在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力一定为零B．在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力大于B的重力C．在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力等于B的重力D．在降落伞打开后减速下降过程中，安全带的作用力小于B的重力5.质量为2kg的物体静止在足够大的水平面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力和滑动摩擦力大小视为相等.从t=0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用，F随时间t的变化规律如图所示.取g=10m/s2，则物体在t=0到t=12s这段时间内的位移大小为A. 18mB. 54mC. 72mD. 198m6.如图所示，A、B两物体之间用轻质弹簧连接，用水平恒力F拉A，使A、B一起沿光滑水平面做匀加速直线运动，这时弹簧的长度为L1；若将A、B置于粗糙水平面上，用相同的水平恒力F拉A，使A、B一起做匀加速直线运动，此时弹簧的长度为L2.若A、B与粗糙水平面之间的动摩擦因数相同，则下列关系式正确的是()A．L2<L1B．L2>L1C．L2＝L1D．由于A、B的质量关系未知，故无法确定L1、L2的大小关系7.如图所示，在光滑斜面上，有一轻质弹簧的一端固定在斜面上，有一物体A沿着斜面下滑，当物体A刚接触弹簧的一瞬间到弹簧压缩到最低点的过程中，下列说法中正确的是A．物体的加速度将逐渐增大B．物体的加速度将先增大，后减小C．物体的速度将逐渐减小D．物体的速度将先增大，后减小二.多选题8.一个静止在水平面上的物体，质量为2 kg，受水平拉力F＝6 N的作用从静止开始运动，已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2（g取10 m/s2），则A．2 s末物体的速度为2 m/s B．2 s内物体的位移为6 mC．2 s内物体的位移为2 m D．2 s内物体的平均速度为2 m/s9.关于电梯地板上的物体，其受力分析正确的是A. 电梯加速向上运动时，物体所受支持力大于重力B. 电梯减速向上运动时，物体所受支持力大于重力C. 电梯加速向下运动时，物体所受支持力小于重力D. 电梯减速向下运动时，物体所受支持力小于重力10.力F作用在原来静止的质量为m的物体上经过时间t，物体的位移为x，则（）A. 相同的力在相同时间内使质量为nm的物体移动x/n的距离B. 相同的力在nt时间内使质量为nm的物体移动nx的距离C. nF的力在时间nt内使质量为nm的物体移动nx的距离D. nF的力在时间t内使质量为nm的物体移动x的距离三、实验题11.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中：（1）为了“探究加速度与质量”的关系，应保持______ 不变，为了直观地判断加速度a与质量M的数量关系，应作______ 图象选填“”或“”；（2）某同学采用了如图所示的实验装置，为了使实验中能将砝码和砝码盘的总重力当作小车受到的合外力，以下步骤必须采用的有______A.保证小车下面的长木板水平放置B.将小车下面的长木板右端适当垫高以平衡摩擦力C.使小车质量远远大于砝码和砝码盘的总质量D.使小车质量远远小于砝码和砝码盘的总质量．（3）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，每相邻两个计数点间还有4个点未画出，利用图中给出的数据，求出小车运动的加速度______ 结果保留三位有效数字12．“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示．(1)下列说法正确的是________．A．在探究加速度与质量的关系时，应该保证拉力的大小不变B．“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足对探究过程也不会产生影响C．在探究加速度与力的关系时，只需测量一次，记录一组数据即可D．在探究加速度与力的关系时，作a－F图象应该用折线将所描的点依次连接(2)在实验中，某同学得到了一条纸带如图所示，选择了A、B、C、D、E作为计数点，相邻两个计数点间还有4个计时点没有标出，其中x1＝7.05 cm、x2＝7.68 cm、x3＝8.30 cm、x4＝8.92 cm，电源频率为50 Hz，可以计算出小车的加速度大小是________m/s2.(保留两位有效数字)(3)某同学将长木板右端适当垫高，其目的是________．如果长木板的右端垫得不够高，木板倾角过小，用a 表示小车的加速度，F表示细线作用于小车的拉力，他绘出的a－F关系图象可能是________．A. B.C. D.五.计算题13.民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口，发生意外情况的飞机着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊组成的斜面，机舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上来．若某型号的客机紧急出口离地面高度为4.0 m，构成斜面的气囊长度为5.0 m．要求紧急疏散时，乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过2.0 s（g取10 m/s2），则：（1）乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大？（2）气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少？14.如图a所示，A、B为光滑水平地面上相距d的两挡板，在A、B的之间有一质量为m的质点若在P上加上如图b所示随时间t变化的作用力取向右为F的正方向，在时质点P位于A、B间的中点处且初速为已知质点P能在A、B之间以最大的幅度运动而不与两板相碰，且质点P开始从中点运动到最右边，及以后每次从最左边到最右边或从最右边到最左边的过程中，力F只改变一次．（1）求质点P从AB的中点从静止开始出发第一次运动到最右点的时间t；（2）求图b中时刻、和的表达式．15.航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m=2kg,动力系统提供的恒定升力F=28N.试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升.设飞行器飞行时所受的阻力大小不变.（1）第一次试飞,飞机飞行t1=8s时到达的高度H=64m.求飞机所受阻力f的大小.（2）第二次试飞,飞机飞行t2=6s时遥控器出现故障,飞机立即失去升力.求飞机能到达的最大高度h.（3）在第（2）问基础上,为了使飞机不致坠落到地面,求飞机从开始下落到恢复升力的最长时间t3.16.物体A的质量，静止在光滑水平面上，平板车B的质量为、长某时刻A以向右的初速度滑上木板B的上表面，在A滑上B的同时，给B施加一个水平向右的拉力忽略物体A的大小，已知A与B之间的动摩擦因数，取重力加速度，试求：（1）若，物体A在小车B上相对小车B滑行的时间和最大距离；（2）如果要使A不至于从B上滑落，拉力F的大小应满足的条件．参考答案1.【答案】C【解析】A.惯性的大小只与物体的质量有关，太空中飞行的宇航员质量不变，惯性不变，故A 错误； B.落下的小球水平方向与帆船有相同的速度，应落在桅杆脚处，故B 错误；C. 当汽车紧急刹车减速时，由于惯性，乘客的速度不变，故向前倾倒；当汽车做匀速直线运动时，乘客与汽车有相同的速度，不发生倾倒。

故C 正确；D. 惯性表示物体保持原来运动状态的能力，大小只与物体的质量有关，故D 错误。

2.【答案】D【解析】根据牛顿第二定律，运用比例法求出乙的加速度，速度公式求出经过2秒后，乙物体的速度． 解：根据牛顿第二定律F=ma ，F 相同，m 甲=2m 乙，得，加速度之比为a 甲：a 乙=1：2，则a 乙=2a 甲=4m/s 2，过2秒后，乙物体的速度是v=a 乙t=8m/s ． 故选D3.【答案】 D4.【答案】A【解析】据题意，降落伞未打开时，A 、B 两人一起做自由落体运动，处于完全失重状态，则A 、B 之间安全带的作用力为0，A 正确，B 、C 错误；降落伞打开后，A 、B 减速下降，加速度向上，则A 、B 处于超重状态，对B 有：F T －mg ＝ma ，即F T ＝mg ＋ma >mg ，故D 错误． 5. 【答案】B【解析】对物体受力分析可知，0到3s 内，由于滑动摩擦力为：F f =μF N ＝μmg=0．2×20N=4N ，恰好等于外力F 大小，所以物体仍能保持静止状态，3s 到6s 内，物体产生的加速度为：，发生的位移为：;6s 到9s 内，物体所受的合力为零，做匀速直线运动，由于6s 时的速度为：v=at=2×3=6m/s ，所以发生的位移为：x 3=vt=6×（9-6）=18m ；9到12s 内，物体做匀加速直线运动，发生的位移为：x 4=vt+at 2=6×3+×2×32=27m ；所以总位移为：x=0+x 2+x 3+x 4==9+18+27=54m ，所以B 正确； 【名师点睛】遇到多过程的动力学问题，应分别进行受力分析和运动过程分析，然后选取相应的物理规律进行求解，也可以借助v-t图象求解。

6. 【答案】C【解析】A、B在粗糙水平面上运动时，对A、B整体，根据牛顿第二定律有：a＝－μg；对物体B，根据牛顿第二定律得：kx－μmBg＝mBa，解得：x＝，即弹簧的伸长量与动摩擦因数无关，所以L2＝L1，即选项C正确．7.【答案】D【解析】小球接触弹簧后，弹簧的弹力先小于重力沿斜面向下的分力，小球的合力沿斜面向下，加速度也沿斜面向下，与速度方向相同，故小球做加速运动，因弹力逐渐增大，合力减小，加速度减小；当弹簧的弹力大于重力沿斜面向下的分力后，小球的合力沿斜面向上，加速度沿斜面向上，与速度方向相反，小球做减速运动，弹力增大，合力增大，加速度也增大；综上可知，小球接触弹簧后速度先增大后减小，加速度先减小后反向增大，压缩过程中，小球所受合力先变小后变大．小球刚接触弹簧瞬间速度不是最大，当弹力与重力的分力平衡时，速度最大．故D正确，A、C、B错误．8.【答案】AC【解析】物体竖直方向受到的重力与支持力平衡，合力为零，水平方向受到拉力F和滑动摩擦力F f，则根据牛顿第二定律得F－F f＝ma，又F f＝μmg，联立解得，a＝1 m/s2.所以2 s末物体的速度为v＝at＝1×2 m/s＝2 m/s，A正确；2 s内物体的位移为x＝12at2＝2 m，B错误，C正确；2 s内物体的平均速度v＝xt＝22m/s＝1 m/s，D错误．9. 【答案】AC【解析】若物体加速向上运动，加速度向上；则由牛顿第二定律可知：；故F；支持力大于重力，故A正确；若减速向上运动，则加速度向下，则由牛顿第二定律可知：；故F；支持力小于重力，故B错误；电梯加速向下时，加速度向下，则由牛顿第二定律可知：；故F；支持力小于重力，故C正确；电梯减速向下运动时，加速度向上，则由牛顿第二定律可知：；故F；支持力大于重力，故D错误。