牛顿运动定律单元测试及答案

牛顿运动定律单元测试
注意事项：
1.本试卷共110分，考试时间90分钟。

2.各小题的答案一律填写在答题卷指定的答题栏中，考试结束，将答题卷交回。

一、选择题:(本题共8小题，每小题6分，共 48 分。

在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确。

)
1. 跳高运动员从地面跳起,这是由于( )
A.运动员给地面的压力等于运动员受的重力
B.地面给运动员的支持力大于运动员给地面的压力
C.地面给运动员的支持力大于运动员受的重力
D.地面给运动员的支持力等于运动员给地面的压力
2．在一无限长的小车上，有质量分别为m1和m2的两个滑块（m1>m2）随车一起向右匀速运动。

设两滑块与小车间的动摩擦因数均为μ，其它阻力不计，当车突然停止，以下说法中正确的是（）
A．若μ=0，两滑块一定相碰B．若μ=0，两滑块一定不相碰
C．若μ≠0，两滑块一定相碰D．若μ≠0，两滑块一定不相碰
3．如图所示，A、B两条直线是在A、B两地分别用竖直向上的力F拉质量分别为m A和m B 的两个物体得出的加速度a与力F之间的关系图线，下列说法中正确的是（）A．比较两地的重力加速度g A=g B
B．比较两物体的质量有m A<m B
C．比较两地的重力加速度，有g A<g B
D．比较两物体的质量有m A>m B
4.如图2所示，不计绳的质量及绳与滑轮的摩擦，物体A的质量为
M，水平面光滑，当在绳端施以F=mg的竖直向下的拉力作用
时，物体A的加速度为a1，当在B端挂一质量为m 的物体时，
A的加速度为a2，则a1与a2的关系正确的是（）
A. a1=a2
B. a1>a2
C.a1<a2
D.无法判断
5.如图3所示水平面上，质量为10 kg的物块A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的另一端固定在小车上，小车静止不动，弹簧对物块的弹力大小为5 N时，物块处于静止状态，若小车以加速度a=1 m/s2沿水平地面向右加速运动时（）图 2
图3
A．物块A相对小车仍静止B．物块A受到的摩擦力将减小
C．物块A受到的摩擦力大小不变D．物块A受到的弹力将增大
6．如图5所示，物体A和B叠放在光滑水平面上，在水平拉力F1=10 N，F2=12 N 的作用下一起加速运动，物体A和B保持相对静止．若m A=4 kg，m B=6 kg，则A 与B所受的摩擦力f1和f2的大小和方向为( )
A．f1向左，f2向右，大小都等于1.2 N
B．f1向右，f2向左，大小都等于1.2 N
C．f1向左，大小为2 N，f2为零
图5
D．f2向右，大小为3 N，f1为零
7．如图，在倾角为a的固定光滑、斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着一只猫．已知木板的质量是猫的质量的2倍．当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变，则此时木板沿斜面下滑的加速度为（）A．gsinα/2 B．gsinα C．3gsinα/2 D．2gsinα
8.如图3-l，一个盛水的容器底都有一小孔．静止时用手指堵住小孔不让它漏水，
A．容器自由下落时，小孔向下漏水
B．将容器竖直向上抛出，容器向上运动时，小孔向下漏水；容器向
下运动时，小孔不向下漏水
C．将容器水平抛出，容器在运动中小孔向下漏水
D．将容器斜向上抛出，容器在运动中小孔不向下漏水
二、实验题：（本题共 2 小题，共 20分。

）
9、在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时，采用如图3－3－2所示的实验装置．小车及车中的砝码质量用
M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示．
(1)当M与m的大小关系满足________时，才可以认
为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力．
(2)某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验，其具体操作步骤如下，以下做法正确的是________．
A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源
D．用天平测出m以及小车质量M，小车运动的加速度可直接用公式a＝
mg
M求出(3)另两组同学保持小车及车中的砝
码质量M一定，探究加速度a与所受
外力F的关系，由于他们操作不当，
这两组同学得到的a－F关系图象分
别如图甲和图乙所示，其原因分别是：
图甲：
图乙：
10、某同学设计了如图3－3－8所示的装置来探究加速度与力的关系．弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮,细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接.在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距d.开始时将木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小．再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t.
(1)木板的加速度可以用d、t表示为a＝________；为了减
小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即
可)________．
(2)改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数
F1的关系．下列图象能表示该同学实验结果的是________．
(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是________．
①可以改变滑动摩擦力的大小
②可以更方便地获取多组实验数据
③可以比较精确地测出摩擦力的大小
④可以获得更大的加速度以提高实验精度
三、计算题. 本题共3小题，42分。

解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。

只写出最后答案的不能得分。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

11.(12分)如图所示，固定在水平面上的斜面倾角
图甲图乙
θ=37°，长方体木块A 的M N 面上钉着一颗小钉子，质量m =1.5 kg 的小球B 通过一细线与小钉子相连接，细线与斜面垂直，木块与斜面间的动摩擦因数μ=0.50.现将木块由静止释放，木块将沿斜面下滑.求在木块下滑的过程中小球对木块M N 面的压力.(取g =10 m/s 2，sin37°=0.6，cos37°=0.8)
12（14分）如图所示，传送带与地面的倾角θ=37ｏ，从A 到B 的长度为16ｍ，传送带以V 0=10m/s 的速度逆时针转动。

在传送带上端无初速的放一个质量为0.5㎏的物体，它与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，
求物体从A 运动到B 所需的时间是多少？(sin37ｏ=0.6,cos37ｏ=0.8)
13.(16分)质量为m =1.0 kg 的小滑块(可视为质点)放在质量为M =3.0 kg 的长木板的右端,木板上表面光滑,木板与地面之间的动摩擦因数为μ=0.2,木板长L=1.0 m 开始
时两者都处于静止状态,现对木板施加水平向右的恒力F =12 N,如图所示,为使小滑块不掉下木板,试求:(g 取10 m/s 2)
(1)水平恒力F 作用的最长时间;
(2)木板在拉力F 作用下的最大位移牛顿运动定律单元测试参考答案及评分标准
一、 选择题:(本题共8小题，每小题6 分，共 48 分。

在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确。

选不全的得3分，错选或多选不得分)
选择题
1.C 2．BD3．AB 4. B 5.AC 6．A 7.C 8 . D
二、实验题：（本题共 2 小题，，共 20分。

）
9(1) m ≪M .(2) B
(3)图甲： m 过大（或M 过小），造成m 不是远小于M ；
图乙：没有平衡摩擦力或木板的倾角过小。

10 (1)2d t
2 多次测量时间t ，取t 的平均值 (2)c(3)②③ 三、计算题 . 本题共3小题，42分。

11（12分）解析:由于木块与斜面间有摩擦力的作用，所以小球B 与木块间有压力的作用，并且它们以共同的加速度a 沿斜面向下运动.将小球和木块看做一个整体，设木块的质量为M ，根据牛顿第二定律可得(M +m )g sin θ－μ(M +m )g cos θ=(M +m )a 代入数据得a =2.0 m/s 2
选小球为研究对象，设M N 面对小球的作用力为F N ，
根据牛顿第二定律有mg sin θ－F N =ma
A
B
代入数据得F N ＝6.0 N
根据牛顿第三定律，小球对M N 面的压力大小为6.0 N ，方向沿斜面向下. 答案:6.0 N ，方向沿斜面向下
12（14分）分析与解：物体放在传送带上后，开始阶段，传送带的速度大于物体的速度，传送带给物体一沿斜面向下的滑动摩擦力，物体由静止开始加速下滑，受力分析如图20（a ）所示；当物体加速至与传送带速度相等时，由于μ＜tan θ，物体在重力作用下将继续加速，此后物体的速度大于传送带的速度，传送带给物体沿传送带向上的滑动摩擦力，但合力沿传送带向下，物体继续加速下滑，受力分析如图20(b)所示。

综上可知，滑动摩擦力的方向在获得共同速度的瞬间发生了“突变” 。

开始阶段由牛顿第二定律得:ｍｇsin θ＋μｍｇcos θ=ｍa 1;
所以:a 1=ｇsin θ＋µｇcos θ=10m/s 2;
物体加速至与传送带速度相等时需要的时间ｔ1＝ｖ／a 1＝1s;发生的位移：
ｓ＝a 1ｔ12/2＝5ｍ＜16ｍ;物体加速到10m/s 时仍未到达B 点。

第二阶段，有：ｍｇsin θ－µｍｇcos θ＝ｍa 2 ;所以：a 2＝2m/s 2;设第二阶
段物体滑动到B 的时间为t 2 则：L AB －S ＝ｖｔ2＋a ２ｔ22/2 ；解得：t 2＝1s ,ｔ2/=-11s
（舍去）。

故物体经历的总时间ｔ=t 1＋t 2 =2s .
13 (16分)解析:(1)撤力前木板加速,设加速过程的位移为x 1,加速度为a 1,加速运动的时间为t 1;撤力后木板减速,设减速过程的位移为x 2,加速度为a 2,减速运动的时间为t 2.由牛顿第二定律得撤力前:
F －μ(m +M )g =Ma 1(2分)
解得21m/s 3
4=a (1分) 撤力后:μ(m +M )g =Ma 2(2分)
解得22m/s 3
8=a (1分) 222221112
1,21t a x t a x ==(2分) 为使小滑块不从木板上掉下,应满足x 1+x 2≤L(1分)
又a 1t 1=a 2t 2(1分)
由以上各式可解得t 1≤1 s
所以水平恒力作用的最长时间为1 s.(1分)
(2)由上面分析可知,木板在拉力F 作用下的最大位移
m 3
2m 134********=⨯⨯=+t a x (3分)。