人教版高一物理必修一牛顿运动定律专题训练含详细解析Word下载.docx
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16.0
…
v/(m·
s-1)
8.0
18
10
(1)物体在AB面上的加速度大小;
(2)水平沙面的动摩擦因数;
(3)AB的长度。
答案:
(1)2m/s2
(2)0.4 (3)121m
(1)根据表中数据,可得:
a1=ΔvΔt=42m/s2=2m/s2
(2)根据表中数据,可得减速阶段加速度大小为:
a2=ΔvΔt=82m/s2=4m/s2,
根据μmg=ma2,解得:
μ=0.4
(3)设从A到B所用时间为t,对于第12s有:
a1t-a2(12-t)=v
代入数据可得:
t=11s,达到B点的速度为:
vB=a1t=22m/s
AB间的距离为:
x=vB2t=121m。
5.如图所示,质量相等的甲、乙两人所用绳子相同,甲拉住绳子悬在空中处于静止状态;
乙拉住绷紧绳子的中点把绳子拉断了,则( D )
A.绳子对甲的拉力小于甲的重力
B.绳子对甲的拉力大于甲对绳子的拉力
C.乙拉断绳子前瞬间,绳上的拉力一定小于乙的重力
D.乙拉断绳子前瞬间,绳上的拉力一定大于乙的重力
甲悬在空中静止,绳子的拉力和甲的重力是一对平衡力,甲受到绳子的拉力等于甲的重力,故A错误。
绳子对甲的拉力与甲对绳子的拉力是作用力和反作用力,大小相等,故B错误。
甲乙质量相等,重力相等,绳子相同,甲悬在空中绳子未拉断,乙把绳子拉断了,所以乙拉断绳子前瞬间,绳受到的拉力一定大于乙受到的重力,故C错误,D正确,故选D。
6.如图所示,有两个穿着溜冰鞋的人站在冰面上,当其中一个人A从背后轻轻推另一个人B时,两个人都会向相反方向运动,这是因为A推B时( A )
A.A与B之间有相互作用力
B.A对B的作用在先,B对A的作用在后
C.B对A的作用力小于A对B的作用力
D.A对B的作用力和B对A的作用力是一对平衡力
一个人A从背后轻轻推另一个人B时,A与B之间有相互作用力,故A正确;
作用力与反作用力同时产生同时消失,故B错误;
作用力与反作用力大小相等,方向相反,故C错误;
作用力与反作用力作用在两个不同的物体上,不是一对平衡力,故D错误;
故选A。
7.下列处于静止状态的物体的受力分析图示中,正确的是( C )
A图中小球只受两个力:
重力、水平面的支持力,左侧木块对小球没有弹力,如有,小球不能保持平衡,将向右运动,故A错误;
B项中物体有向右运动的趋势,所受静摩擦力向左,故B错误;
C物体受到重力、汽车的支持力,汽车向左加速运动,物体相对汽车有向右运动的趋势,受到的静摩擦力向左,所以C选项正确;
D小球受到挡板和斜面的支持力,方向均垂直于接触面,故D错误。
8.如图所示用传感器研究两钩子间的作用力与反作用力,其中左侧传感器固定于木块上,两个钩子拉力的情况由计算机屏幕显示如右图所示。
(1)根据右边图像,下列说法正确的是__AC____
A.可能是木块静止时得到的
B.可能是木块匀速运动时得到的
C.可能是木块加速运动时得到的
D.木块的速度一定变化
(2)根据右图可知一对作用力和反作用力之间存在的关系是__大小相等,方向相反,同时存在,同时变化等____。
(至少写出两点)
(1)若木块匀速运动,作用力应该是不变的,故B错误;
若作用力变化,说明木块处于静止状态或变速运动状态,故A、C正确,D错误。
。
(2)由图线看出作用力和反作用力大小相等,方向相反,同时存在,同时变化等。
9.静止在光滑水平地面上的物体的质量为2kg,在水平恒力F推动下开始运动,4s末它的速度达到4m/s,则F的大小为( A )
A.2N
B.1N
C.4N
D.8N
在水平恒力F推动下物体做匀加速直线运动的加速度为a=v-0t=44m/s2=1m/s2。
由牛顿第二定律得F=ma=2×
1N=2N。
10.质量为m的金属盒获得大小为v0的初速度后在水平面上最多能滑行s距离,如果在盒中填满油泥,使它的总质量变为2m,再使其以v0初速度沿同一水平面滑行,则它滑行的最大距离为( D )
A.s2
B.2s
C.s4
D.s
设金属盒与水平面间的动摩擦因数为μ,未装油泥有-μmg=ma
①
-v20=2as
②
装满油泥后有:
-μ2mg=2m·
a′
③
-v20=2a′·
s′
④
解①②③④可得:
s′=s
11.某物理兴趣小组用频闪照相机测小球在竖直上抛过程中受到的空气阻力。
将一质量为m的小球靠近墙面竖直向上抛出,用频闪照相机记录了全过程,图甲和图乙分别是上升过程和下降过程的频闪照片,O是运动的最高点。
设小球所受阻力大小不变,则小球受到的阻力大小约为( C )
A.14mg
B.13mg
C.12mg
D.mg
根据Δx=aT2,推导可得上升阶段与下降阶段的加速度之比a上a下=31,又根据牛顿第二定律,上升阶段mg+f=ma上,下降阶段mg-f=ma下,由以上各式可得f=12mg,选项C正确。
12.如图,在光滑地面上,水平外力F拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动。
小车质量是M,木块质量是m,力大小是F,加速度大小是a,木块和小车之间动摩擦因数是μ,则在这个过程中,木块受到的摩擦力大小是( BC )
A.μmg
B.ma
C.mFM+m
D.μ(M+m)g
取整体研究有:
F=(M+m)a,
取m研究有:
f=ma=mFM+m,
故选项B、C正确。
13.据悉,天津市体操运动管理中心蹦床队在蓟县训练基地进行了冬训后测试(如图)。
假设测试时运动员仅在竖直方向运动,通过传感器将弹簧床面与运动员间的弹力随时间的变化规律在计算机上绘制出如图所示的曲线,当地重力加速度g取10m/s2,依据图象给出的信息可知,运动员的质量和运动员离开弹簧床上升的最大高度分别为( BD )
A.60kg
B.50kg
C.1.6m
D.3.2m
题图中曲线描绘的是运动员与弹簧床面间弹力的变化规律,由题图在0~3.6s内弹力不变可知运动员处于静止状态,所以重力为500N即质量为50kg;
运动员弹跳过程中离开床面时,与弹簧床面间没有弹力作用,而且离开床面后运动员做竖直上抛运动,由题中图线可知上抛到最高点的时间为(11-9.4)s/2=0.8s,所以上升的最大高度h=12gt2=3.2m。
综上所述,选项B、D正确。
14.“歼10”战机装备我军后,在各项军事演习中表现优异,引起了世界的广泛关注,如图所示,一架质量m=5.0×
103kg的“歼10”战机,从静止开始在机场的跑道上滑行,经过距离x=5.0×
102m,达到起飞速度v=60m/s。
在这个过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍,求飞机滑行时受到的牵引力多大?
1.9×
104N
由v2=2ax得,飞机的加速度:
a=v22x=6022×
5.0×
102m/s2=3.6m/s2,
飞机受到的平均阻力:
Ff=0.02mg=0.02×
103×
10N=1000N,
由牛顿第二定律得,F-Ff=ma,代入数据可解得:
F=1.9×
104N。
15.小明和小红一起去冰雪嘉年华游玩儿,小红与冰车静止在水平冰面上,总质量为m=30kg,冰车与冰面间的动摩擦因数为μ=0.02,小明用21N的水平恒力推冰车,取重力加速度g=10m/s2。
求:
(1)小红与冰车的加速度a的大小;
(2)经过4s小红和冰车运动位移x的大小.
(1)0.5m/s2
(2)4m
(1)以小红与冰车为研究对象,根据牛顿第二定律可得:
F-μmg=ma,
a=0.5m/s2;
(2)经过4s小红和冰车运动位移x=12at2=12×
0.5×
16m=4m.
能力提升
16.一间新房即将建成时要封顶,考虑到下雨时落至房顶的雨滴能尽快地淌离房顶,要设计好房顶的坡度,设雨滴沿房顶下淌时做无初速度、无摩擦的运动,那么,图中所示的四种情况中符合要求的是( C )
设底边长为2l,底面与房顶的夹角为θ,则房顶坡面长x=lcosθ,由于房顶光滑,所以加速度a=gsinθ
由x=12at2得lcosθ=12gsinθ·
t2
所以t=4lgsin2θ
显然当θ=45°
时,时间最短。
17.如图所示,两个质量分别为m1=1kg、m2=4kg的物体置于光滑的水平面上,中间用轻质弹簧秤连接。
两个大小分别为F1=30N、F2=20N的水平拉力分别作用在m1、m2上,则达到稳定状态后,下列说法正确的是( BC )
A.弹簧秤的示数是25N
B.弹簧秤的示数是28N
C.在突然撤去F2的瞬间,m2的加速度大小为7m/s2
D.在突然撤去F1的瞬间,m1的加速度大小为13m/s2
本题考查用整体法、隔离法分析物体受力以及牛顿第二定律的应用。
以m1、m2以及弹簧秤为研究对象,则整体向右的加速度a=F1-F2m1+m2=2m/s2;
再以m1为研究对象,设弹簧的弹力为F,则F1-F=m1a,则F=28N,A错误,B正确;
突然撤去F2的瞬间,弹簧的弹力不变,此时m2的加速度a=Fm2=7m/s2,C正确;
突然撤去F1的瞬间,弹簧的弹力也不变,此时m1的加速度a=Fm1=28m/s2,D错误。
18.如图甲所示,一质量为m的小滑块放置在质量为M的长木板上,木板放置在光滑的地面上。
现对木板施加一随时间变化的水平推力F的作用,通过传感器测得木板的加速度a随推力F变化的图象如图乙所示,g取10m/s2。
下列说法正确的是 BD )
A.木板的质量M=4kg
B.滑块的质量m=4kg
C.当F=8N时滑块的加速度为2m/s2
D.滑块与木板间的动摩擦因数为0.1
对m有:
f=μmg=ma1,
对M有F-f=Ma
由图象可知:
当F1=6N时,a1=1m/s2,当F2=8N时,a2=2m/s2,
将数据代入上式解得:
M=2kg,m=4kg,μ=0.1,故B、D正确。
19.战士拉车胎进行100m赛跑训练体能。
车胎的质量m=8.5kg,战士拉车胎的绳子与水平方向的夹角为θ=37°
,车胎与地面间的滑动摩擦系数μ=0.7。
某次比赛中,一名战士拉着车胎从静止开始全力奔跑,跑出20m达到最大速度(这一过程可看作匀加速直线运动),然后以最大速度匀速跑到终点,共用时15s。
重力加速度g=10m/s2,sin37°
=0.6,cos37°
=0.8。
(1)战士加速所用的时间t1和达到的最大速度v;
(2)战士匀加速运动阶段对车胎的拉力F。
(1)设匀加速运动的时间为t1,则匀加速阶段位移为:
x1=0+v2t1
匀速阶段位移为:
x2=100-x1=v(15-t1)
联立解得:
v=8m/s,t1=5s
(2)由速度公式:
v=at1
得:
a=vt1=85=1.6m/s2
车胎受力如图并正交分解:
在x方向有:
Fcos37°
-f=ma
在y方向有:
N+Fsin30°
-mg=0
且:
f=μN
代入数据联立解得:
F=59.92N,
沿绳与水平方向成37°
(1)战士加速所用的时间t1为5s,达到的最大速度v为8m/s;
(2)战士匀加速运动阶段对车胎的拉力F的大小为59.92N,方向沿绳方向,与水平方向成37°
20.如图所示,一儿童玩具静止在水平地面上,一个幼儿沿与水平面成53°
角的恒力拉着它沿水平面运动,已知拉力F=4.0N,玩具的质量m=0.5kg,经过时间t=2.0s,玩具移动了距离x=4.8m,这时幼儿松开手,玩具又滑行了一段距离后停下。
(1)全过程玩具的最大速度是多大?
(2)松开手后玩具还能运动多远?
(取g=10m/s2。
sin53°
=0.8,cos53°
=0.6)
(1)4.8m/s
(2)1.7m
(1)由牛顿第二定律得:
F·
cos53°
-μ(mg-F·
)=ma
根据运动学公式知x=12at2
vm=at
由①②③解得μ=0.67 vm=4.8m/s
(2)松手后玩具滑行的加速度a1=μg=6.7m/s2
滑行距离s=v2m2a1=1.7m。
21.如图所示,长22.5m、质量为40kg的木板置于水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数为0.1。
质量为60kg的人立于木板左端,人与木板均静止,当人以3m/s2的加速度匀加速向右奔跑时(取g=10m/s2),求:
(1)人在奔跑过程中受到的摩擦力的大小和方向;
(2)人在奔跑过程中木板的加速度大小和方向;
(3)人从左端跑到木板右端所需要的时间。
(1)设人的质量为m1,加速度大小为a1,木板的质量为m2,加速度大小为a2,人对木板的摩擦力为f,木板对人的摩擦力为f′
则分析人的受力情况,由牛顿第二定律得
f′=m1a1=180N 方向向右
(2)对木板进行受力分析,由牛顿第二定律得
f-μ(m1+m2)g=m2a2
由牛顿第三定律得f=f′
a2=2m/s2 方向向左
(3)设人从左端跑到右端所经历的时间为t
由运动学公式得:
l=12a1t2+12a2t2
解得t=2la1+a2=3s
(1)180N 方向向右
(2)2m/s2 方向向左 (3)3s
22.在下列几组仪器中,用来测量国际单位制中三个力学基本量的仪器是( B )
A.量筒、天平、秒表
B.刻度尺、天平、秒表
C.刻度尺、弹簧秤、秒表
D.刻度尺、弹簧秤、打点计时器
长度是用刻度尺来测量的,质量是用天平来测量的,时间是用秒表来测量的,所以B正确,故选B。
23.关于物理量和物理量的单位,下列说法中正确的是( C )
A.在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、力为三个基本物理量
B.后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力学中的基本单位
C.1N=1kg·
m·
s-2
D.“秒”“克”“摄氏度”都属于国际单位制的单位
在国际单位制中,长度、质量、时间三个物理量被选作力学的基本物理量,故A错误;
在国际单位制中,力的单位牛顿不是国际单位制中的一个基本单位,故B错误;
根据牛顿第二定律F=ma可知,1N=1kg·
s-2,故C正确;
“摄氏度”不是国际单位制的单位,故D错误,故选C。
24.初中物理课中我们学习过一个重要的物理量“压强”,它的单位是“帕斯卡”符号“Pa”,以下用国际单位制中基本单位表达“帕斯卡”正确的是( A )
A.kg/s2m
B.kg/s2m3
C.kgm3/s2
D.kgm/s2
压强p=FS得,1Pa=1N/m2=1kg/ms2,故A正确,B、C、D错误,故选A。
25.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=kSv2,则比例系数k的单位是( B )
A.kg/m4
B.kg/m3
C.kg/m2
D.kg/m
由F=kSv2得1kg·
m/s2=k·
m2·
m2/s2,k的单位为kg/m3。
B正确。
26.物理公式在确定物理量的同时,也确定了物理量的单位关系。
下面给出的关系式中,l是长度,v是速度,m是质量,g是重力加速度,这些量都用国际单位制单位。
试判断下列表达式的单位,并指出这些单的名称。
(1)lg单位__s____,物理量名称__时间____。
(2)v2l单位__m/s2____,物理量名称__加速度____。
(3)mv2l单位__N____,物理量名称__力____。
(1)mm/s2=s2=s,故对应物理量为时间。
(2)m/s2m=m/s2,对应物理量为加速度。
(3)kg·
m/s2m=kg·
m/s2=N,对应物理量为力。
27.选定了长度单位m、质量单位kg、时间单位s之后,就足以导出力学中其他所有物理量的单位,但必须依据相关的公式。
现有一个物理量A=GMr,其中M是质量,r是长度,又已知G的单位是N·
kg-2,据此能否推知A是什么物理量?
速度
根据物理量A的表达式,导出A的单位,就可以知道A是一个什么物理量。
与GMr相对应的单位为N·
kg-2·
kgm=N·
kg-1=kg·
s-2·
kg-1=m/s。
物理量A的单位是m/s,所以物理量A是速度。
28.关于作用力和反作用力,下列说法中正确的是( C )
A.物体相互作用时,先有作用力而后才有反作用力
B.作用力和反作用力大小相等、方向相反,作用在一条直线上,因此它们的合力为零
C.物体间的压力和支持力总是互为作用力和反作用力,两者大小总是相等,方向相反的
D.马能将车拉动,是因为马拉车的力大于车拉马的力
物体相互作用时,它们间的作用力与反作用力同时产生,同时变化,同时消失,故A错误;
作用力和反作用力作用在不同的物体上,作用效果不能抵消,不能合成,故B错误;
物体间的压力和支持力总是互为作用力和反作用力,两者大小总是相等,方向相反的,故C正确;
马能将车拉动,是因为马拉车的力大于马受到的摩擦阻力,故D错误,故选C。
29.如图所示,壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行,关于它在此平面内的受力分析,下列图示中正确的是( A )
由二力平衡可知选项A正确。
30如图所示是一支旅行用的“两面针”牙膏,该牙膏的外壳是由铝薄皮做的,根据你的观察和生活经验,下列说法正确的是
( C )
A.该牙膏皮被挤压后发生的形变为弹性形变
B.牙膏被挤出来是因为牙膏受到手的作用力
C.牙膏盖上的条纹是为了增大摩擦
D.挤牙膏时手对牙膏皮的作用力大于牙膏皮对手的作用力
该牙膏被挤压后发生形变,因没有恢复原状,则为非弹性形变,故A错误;
牙膏受到牙膏皮的作用力,发生形变,从而将牙膏挤出来,故B错误;
牙膏盖上的条纹是为了增大摩擦,故C正确;
挤牙膏时手对牙膏皮的作用力与牙膏皮对手的作用力属于作用力与反作用力,大小总相等,故D错误。
31.现有一台落地电风扇放在水平地面上,该电风扇运行时,调节它的“摇头”旋钮可改变风向,但风向一直水平,若电风扇在地面上不发生移动,下列说法正确的是( C )
A.电风扇受到5个力的作用
B.地面对电风扇的摩擦力的大小和方向都不变
C.空气对风扇的作用力与地面对风扇的摩擦力大小相等
D.风扇对空气的作用力与地面对风扇的摩擦力互相平衡
电风扇受重力、支持力、风的反冲力及静摩擦力,共4个力,故A错误;
由于风扇平衡,故风的反冲力(空气对风扇的作用力)与静摩擦力大小相等,而风的方向是改变的,故静摩擦力的方向是改变的,故B错误,C正确;
风扇对空气的作用力与地面对风扇的摩擦力不是平衡力,故D错误,故选C。
32.木块沿粗糙斜面运动,下列对木块的受力分析正确的是( BC )
当木块向上滑行时,木块受到重力、弹力、沿着斜面向下的滑动摩擦力,故A错误,B正确;
当木块向下滑行时,木块受到重力、弹力、沿着斜面向上的滑动摩擦力,所以C选项正确,D错误。
故选BC。
33.如图所示,中国三一重工的一台62米长的泵车,参与某次消防救火冷却作业,对泵车在水平面路面上以加速度a做匀加速运动的过程,下列分析正确的是( BD )
A.泵车受到的重力和泵车对地面的压力是一对平衡力
B.轮胎上凹凸不平的花纹是为了增加车对地面的摩擦力
C.开车时要求系安全带是为了减小司机的惯性
D.若泵车发动机的牵引力增为原来的2倍时,泵车的加速度将大于2a
泵车受到的重力和泵车对地面的压力的受力物体不同,不可能是一对平衡力,故A错误;
轮胎上凹凸不平的花纹是为了增加摩擦力,故B正确;
惯性的量度是质量,系安全带不会改变司机的质量,故C错误;
牵引力增为原来的2倍,阻力不变,所以加速度大于2a,故D正确。
34.如图所示为杂技“顶竿”表演的示意图,一人站在地上,肩上扛一质量为M的竖直竹竿,当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时,竿对“底人”的压力大小是多少?
(M+m)g-ma
对竿上的人分析:
受重力mg、摩擦力Ff,有mg-Ff=ma、Ff=m(g-a),竿对人有摩擦力,人对竿也有反作用力——摩擦力,且大小相等,方向相反,对竿分析:
受重力Mg、竿上的人对竿向下的摩擦力Ff′、顶竿的人对竿的支持力FN,有Mg+Ff′=FN,又因为竿对“底人”的压力和“底人”对竿的支持力是一种作用力与反作用力,由牛顿第三定律,得到FN′=Mg+Ff′=(M+m)g-ma。
35.用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点,在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q,如图所示。
P、Q均处于静止状态,则小球P受力个数说法正确的是( D )
A.可能3个力
B.一定3个力
C.可能4个力
D.一定4个力
小球P受到重力,绳子拉力,Q给P的弹力和摩擦力,共4个力,故选D。
36.如图所示,光滑的水平面上有一小车,以向右的加速度a做匀加速运动,车内两物体A、B质量之比为21,A、B间用弹簧相连并放在光滑桌面上,B通过质量不计的轻绳与车相连,剪断轻绳的瞬间,A、B的加速度大小分别为( C )
A.a、0
B.a、a
C.a、2a
D.0、2a
在未剪断轻绳时,由牛顿第二定律可知
对A:
F弹=2ma,
对B:
T-F弹=ma,解得T=3ma
当剪断轻绳时
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