1、作业4牛顿运动定律1如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态。现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动。以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图象可能正确的是() 【答案】A【解析】假设物块静止时弹簧的压缩量为x0，则由力的平衡条件可知kx0mg，在弹簧恢复原长前，当物块向上做匀加速直线运动时，由牛顿第二定律得Fk(x0x)mgma，由以上两式解得Fkxma，显然F和x为一次函数关系，且在F轴上有截距，则A正确，B、C、D错误。2如图(a)，物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相
2、连，细绳水平。t0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t4 s时撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示，木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取10 m/s2。由题给数据可以得出()A木板的质量为1 kgB2 s4 s内，力F的大小为0.4 NC02 s内，力F的大小保持不变D物块与木板之间的动摩擦因数为0.2【答案】AB【解析】本题考查牛顿运动定律的综合应用，以木板为研究对象，通过ft与vt图象对相应过程进行受力分析、运动分析，列方程解出相应的问题。分析知木板受到的摩擦力ff。02 s，木板静止，Ff，F逐渐增大，所以C错误
3、。4 s5 s，木板加速度大小a20.2 m/s2，对木板受力分析，fma20.2 N，得m1 kg，所以A正确。2 s4 s，对木板有Ffma1，Ffma10.4 N，所以B正确。由于无法确定物块的质量，则尽管知道滑动摩擦力大小，仍无法确定物块与木板间的动摩擦因数，故D错误。1在物理学史上，正确认识运动和力的关系且推翻“力是维持物体运动的原因”这个观点的物理学家及建立惯性定律的物理学家分别是()A亚里士多德、伽利略 B伽利略、牛顿C伽利略、爱因斯坦 D亚里士多德、牛顿2关于惯性，下列说法正确的是()A在宇宙飞船内，由于物体完全失重，所以物体的惯性消失B跳远运动员助跑是为了增大速度从而增大惯性
4、C物体在月球上的惯性只是它在地球上的D质量是物体惯性的量度，惯性与速度及物体的受力情况无关3kg和s是国际单位制两个基本单位的符号，这两个基本单位对应的物理量是()A质量和时间 B质量和位移C重力和时间 D重力和位移42020年11月24日，中国用长征五号遥五运载火箭成功发射嫦娥五号探测器，并将其送入预定轨道。设近地加速时，火箭以5g的加速度匀加速上升，g为重力加速度。则质量为m的探测器对火箭的压力为()A6mg B5mg C4mg Dmg5轻弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡时弹簧伸长了4 cm。若将重物向下拉1 cm后放手，则重物在刚释放的瞬间的加速度是()A2.5 m/s2 B7.5 m/
5、s2 C10 m/s2 D12.5 m/s26(多选)如图所示，一木块在光滑水平面上受一恒力F作用，前方固定一足够长的水平轻弹簧，则当木块接触弹簧后，下列判断正确的是()A木块立即做减速运动B木块在一段时间内速度仍增大C当F等于弹簧弹力时，木块速度最大D弹簧压缩量最大时，木块速度为零但加速度不为零7(多选)利用传感器和计算机可以研究力的大小变化情况，实验时让某同学从桌子上跳下，自由下落H后双脚触地，他顺势弯曲双腿，他的重心又下降了h.计算机显示该同学受到地面支持力FN随时间变化的图象如图7所示根据图象提供的信息，以下判断正确的是()A在0至t2时间内该同学处于失重状态B在t2至t3时间内该同学
6、处于超重状态Ct3时刻该同学的加速度为零D在t3至t4时间内该同学的重心继续下降8如图，物块A和B的质量分别为4m和m，开始A、B均静止，细绳拉直，在竖直向上拉力F6mg作用下，动滑轮竖直向上加速运动。已知动滑轮质量忽略不计，动滑轮半径很小，不考虑绳与滑轮之间的摩擦，细绳足够长，在滑轮向上运动过程中，物块A和B的加速度分别为()AaAg，aB5gBaAaBgCaAg，aB3g DaA0，aB2g9(多选)如图所示，质量均为m的A、B两物块置于水平地面上，物块与地面间的动摩擦因数均为，物块间用一水平轻绳相连，绳中无拉力。现用水平力F向右拉物块A，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度为g。下
7、列说法中正确的是()A当0Fmg时，绳中拉力为0B当mgF2mg时，绳中拉力为FmgC当F2mg时，绳中拉力为D无论F多大，绳中拉力都不可能等于10某探究学习小组的同学们要验证“牛顿运动定律”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘。实验时，调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力(图中未画出)。(1)该实验中小车所受的合力_(选填“等于”或“不等于”)力传感器的示数，该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？_。(选填“需要”或“不需要”)(2)实验获得以下测量数据：小车、
8、力传感器和挡光板的总质量M，挡光板的宽度l，光电门1和2的中心距离为x.某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2(小车通过光电门2后，砝码盘才落地)，已知重力加速度为g，则该实验要验证的关系式是_。11太空是一个微重力、高真空、强辐射的环境，人类可以利用这样的天然实验室制造出没有内部缺陷的晶体，生产出能承受强大拉力的细如蚕丝的金属丝假如未来的某天你乘坐飞船进行“微重力的体验”行动，飞船由6000 m的高空静止下落，可以获得持续25 s之久的失重状态，你在这段时间里可以进行关于微重力影响的实验已知下落的过程中飞船受到的空气阻力为重力的0.04倍，重力加速度
9、g取10 m/s2，试求：(1)飞船在失重状态下的加速度大小；(2)飞船在微重力状态中下落的距离。12两物块A、B并排放在水平地面上，且两物块接触面为竖直面，现用一水平推力F作用在物块A上，使A、B由静止开始一起向右做匀加速运动，如图甲所示，在A、B的速度达到6 m/s时，撤去推力F。已知A、B质量分别为mA1 kg、mB3 kg，A与水平面间的动摩擦因数为0.3，B与地面没有摩擦，B物块运动的vt图像如图乙所示。取g10 m/s2，求：(1)推力F的大小；(2)A物块刚停止运动时，物块A、B之间的距离。13如图所示，一长L2 m、质量M4 kg的薄木板(厚度不计)静止在粗糙的水平台面上，其右
10、端距平台边缘l5 m，木板的正中央放有一质量为m1 kg的小物块(可视为质点)。已知木板与地面、物块与木板间动摩擦因数均为10.4，现对木板施加一水平向右的恒力F，其大小为48 N，g取10 m/s2，试求：(1)F作用了1.2 s时，木板的右端离平台边缘的距离；(2)要使小物块最终不能从平台上滑出去，则物块与平台间的动摩擦因数2应满足的条件。1【答案】B【解析】伽利略通过斜面实验正确认识了运动和力的关系，从而推翻了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的错误观点；牛顿在归纳总结伽利略、笛卡儿等科学家的结论基础上得出了牛顿第一定律，即惯性定律，故选项B正确。2【答案】D【解析】物体的惯性只与物体
11、的质量有关，与物体的运动状态、所处的位置无关，选项A、B、C错误，选项D正确。3【答案】A【解析】kg为质量的单位，s为时间的单位，A正确。4【答案】A【解析】对探测器由牛顿运动定律得FNmgma，得FN6mg，再由牛顿第三定律可判定A项正确。5【答案】A【解析】设重物的质量为m，弹簧的劲度系数为k，平衡时mgkx1，将重物向下拉1 cm，由牛顿第二定律得k(x1x2)mgma，联立解得a2.5 m/s2，选项A正确。6【答案】BCD【解析】刚开始时，弹簧对木块的作用力小于外力F，木块继续向右做加速度逐渐减小的加速运动，直到二力相等，而后，弹簧对木块的作用力大于外力F，木块继续向右做加速度逐渐
12、增大的减速运动，直到速度为零，但此时木块的加速度不为零，故选项A错误，B、C、D正确。7【答案】ABD【解析】由图象可以看出，在0至t2时间内该同学受到的地面支持力小于重力，由牛顿第二定律可知该同学处于失重状态，而在t2至t3时间内支持力大于重力，该同学处于超重状态，A、B正确；t3时刻该同学受到的支持力最大，且F1大于重力，由牛顿第二定律可知a0，C错误；在t3至t4时间内该同学受到的支持力逐渐减小，但仍大于重力，故重心继续下降，D正确。8【答案】D【解析】对滑轮分析：F2Tma，又m0，所以T3mg，对A分析：由于T4mg故A静止，aA0，对B：aB2g，故D正确。9【答案】ABC【解析】
13、当0Fmg时，A受到拉力与静摩擦力的作用，二者平衡，绳中拉力为0，故A正确；当mgF2mg时，整体受到拉力与摩擦力的作用，二者平衡，所以整体处于静止状态，此时A受到的静摩擦力达到最大即mg，所以绳中拉力为Fmg，故B正确；当F2mg时，对整体：a，对B：a，联立解得绳中拉力为F，故C正确；由以上的分析可知，当mgF2mg时绳中拉力为Fmg，绳中拉力可能等于F，故D错误。10【答案】(1)等于不需要(2)F()【解析】(1)由于力传感器显示拉力的大小，而拉力的大小就是小车所受的合力，故不需要让砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量。(2)由于挡光板的宽度l很小，故小车在光电门1处的速度v1，在光电
14、门2处的速度为v2，由vv2ax，得a()，故验证的关系式为FMa()()。11【解析】(1)设飞船在失重状态下的加速度为a，由牛顿第二定律得：mgFfma又Ff0.04mg解得a9.6 m/s2。(2)由xat29.6252 m3000 m。12【解析】(1)在水平推力F作用下，物块A、B一起做匀加速运动，加速度为a，由B物块的vt图像得：a m/s23 m/s2对于A、B整体，由牛顿第二定律得：FmAg(mAmB)a代入数据解得：F15 N。(2)设物块A做匀减速运动的时间为t，撤去推力F后，A、B两物块分离，A在摩擦力作用下做匀减速运动，B做匀速运动，对A，有：mAgmAaA解得：aAg
15、3 m/s2t s2 s物块A通过的位移xAt6 m物块B通过的位移xBv0t62 m12 m物块A刚停止时A、B间的距离xxBxA6 m。13【解析】(1)假设开始时物块与木板会相对滑动，由牛顿第二定律，对木板有：F1(Mm)g1mgMa1解得：a16 m/s2对物块有：1mgma2解得：a24 m/s2因为a2a1，故假设成立。设F作用t秒后，小物块恰好从木板左端滑离，则有：a1t2a2t2代入数据解得：t1 s在此过程中，木板的位移为：x1a1t2612 m3 m末速度为：v1a1t61 m/s6 m/s物块的位移为：x2a2t2412 m2 m末速度为：v2a2t41 m/s4 m/s在小物块从木板上滑落后的0.2 s内，由牛顿第二定律，对木板有：F1MgMa1解得：a18 m/s2木板发生的位移为：x1v1t0a1t02解得：x11.36 m此时木板距平台边缘的距离xlx1x10.64 m。(2)小物块滑至平台后，做匀减速直线运动，由牛顿第二定律，对物块有：2mgma2解得：a22g若小物块在平台上速度减为0，则通过的位移为：x2要使物块最终不会从平台上掉下去需满足：lx2x2联立解得：20.2。