1、章末检测提升(三)第三章牛顿运动定律一、选择题(本大题共10小题，共40分每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分)1如图所示，物体A、B质量分别为m1、m2，物块C在水平推力作用下，三者相对静止，一起向右以a5 m/s2的加速度匀加速度运动，不计各处摩擦，取g10 m/s2，则m1：m2为 ()A12 B13 C21 D31解析：设A、B间细绳的拉力大小为FT，则有FTm2g，对A根据牛顿第二定律得：FTm1a，解得，所以选项C正确答案：C2.如图所示，细线的一端系一质量为m的小球，另一端固定在倾角为的光滑斜面体顶
2、端，细线与斜面平行在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中，小球始终静止在斜面上，小球受到细线的拉力T和斜面的支持力FN分别为(重力加速度为g) ()ATm(gsin acos )FNm(gcos asin )BTm(gcos asin )FNm(gsin acos )CTm(acos gsin )FNm(gcos asin )DTm(asin gcos )FNm(gsin acos )解析：由题意可知，小球始终静止在斜面上，与斜面体一起向右匀加速运动，小球受力如图所示沿水平和竖直方向正交分解得，FTcos FNsin ma，FTsin FNcos mg，联立可得，FTm(gsin
3、acos )，FNm(gcos asin )，A项正确答案：A3如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为，以速度v0逆时针匀速运动在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数tan ，则图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是()解析：小木块刚放上去后，在速度小于v0前，木块受到的滑动摩擦力沿斜面向下，由牛顿第二定律得，a1gsin gcos ；在木块速度等于v0后，受到的滑动摩擦力沿斜面向上，由牛顿第二定律得，a2gsin gcos .D项正确答案：D4(多选)质量分别为m与M的A、B两个物块叠放在水平面上，如图所示，已知两物块之间以及物块与地面之间的动摩擦因
4、数都为，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当用一个水平外力F作用在某一物块上时，下列说法中正确的是 ()A若F作用在A物体上，A物块的加速度一定等于B若F作用在B物体上，B物块的加速度一定等于C若F作用在B物体上，A、B两物块共同运动的加速度一定不大于gD若F作用在B物体上，两物块共同运动的加速度可能等于g解析：若F作用在A物块上，如果Fmg，A、B物块都不会运动，加速度等于零，选项A错误；若F作用在B物块上，如果运动起来，加速度可能等于，选项B错误，选项D正确；若F作用在B物块上，A物块的最大加速度等于g，A、B两物块共同运动的加速度一定不大于g，选项C正确答案：CD5质量为40 kg的雪橇在倾
5、角37的斜面上下滑如图甲所示，所受的空气阻力与速度成正比今测得雪橇运动的vt图象如图乙所示，且AB是曲线的切线，B点坐标为(4，15)，CD是曲线的渐近线根据以上信息，不可以确定下列哪个物理量 ()A空气的阻力系数B雪橇与斜面间的动摩擦因数C雪橇在斜面上下滑的最大速度D雪橇达到最大速度时所用的时间解析：由图象可得，A点加速度aA2.5 m/s2；最终雪橇匀速运动时最大速度vm10 m/s；设空气的阻力系数为k，雪橇与斜面间的动摩擦因数为，则由牛顿第二定律得：mgsin 37mgcos 375kmaA，mgsin 37mgcos 3710k0，代入数据解得：0.125，k20 Ns/m.答案：D
6、6一条足够长的浅色水平传送带自左向右匀速运行现将一块木炭无初速度地放在传送带的最左端，木炭在传送带上将会留下一段黑色的痕迹下列说法正确的是 ()A黑色的痕迹将出现在木炭的左侧B木炭的质量越大，痕迹的长度越短C传送带运动的速度越大，痕迹的长度越短D木炭与传送带间动摩擦因数越大，痕迹的长度越短解析：木炭水平方向无初速度放到传送带上时，相对于传送带向后运动，所以，会在木炭的右侧留下黑色痕迹，选项A错；在木炭的速度增加到等于传送带的速度之前，木炭相对于传送带向后做匀减速直线运动，根据v22ax，其中ag，与m无关，选项B错；由前式知，a一定时，v越大，x越长，选项C错；在v一定时，越大，x越小，选项D
7、对答案：D7(多选)在电梯内的地板上，竖直放置一根轻质弹簧，弹簧上端固定一个质量为m的物体，当电梯静止时，弹簧被压缩了x；当电梯运动时，弹簧又被继续压缩了.则电梯运动的情况可能是()A以大小为g的加速度加速上升B以大小为g的加速度减速上升C以大小为g的加速度加速下降D以大小为g的加速度减速下降解析：当电梯静止时，弹簧被压缩了x，则kxmg；当电梯运动时，弹簧又被继续压缩了，则物体所受的合外力F，方向竖直向上，由牛顿第二定律知加速度ag，方向竖直向上若电梯向上运动，则电梯以大小为g的加速度加速上升；若电梯向下运动，则电梯以大小为g的加速度减速下降，故A、D项正确答案：AD8在水平地面上运动的小车
8、车厢底部有一质量为m1的木块，木块和车厢通过一根轻质弹簧相连接，弹簧的劲度系数为k.在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m2的小球某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为，在这段时间内木块与车厢保持相对静止，如图所示不计木块与车厢底部的摩擦力，则在这段时间内弹簧的形变为 ()A伸长量为tan B压缩量为tan C伸长量为 D压缩量为解析：分析m2的受力情况可得，m2gtan m2a，agtan ，对木块m1受力分析可得，kxm1a，xtan ，因a的方向向左，故弹簧处于伸长状态，故A项正确答案：A9(多选)如图所示，质量为m的球与弹簧和水平细线相连，、的另一端分别固定于P、Q.球静止时，中拉力大小为
9、F1，中拉力大小为F2，当仅剪断、中的一根的瞬间时，球的加速度a应是 ()A若断，则ag，方向竖直向下B若断，则a，方向水平向左C若断，则a，方向沿的延长线D若断，则ag，方向竖直向上解析：如果剪断细线，弹簧来不及变化，所以重力与弹力的合力水平向左，大小为F1sin 或F2；如果剪断弹簧，水平细线的拉力来得及变化，物体只受重力作用，加速度为g，方向竖直向下答案：AB10一物块放在倾角为30的粗糙斜面上，斜面足够长，物块受到平行斜面向上的拉力作用，拉力F随时间t变化如图甲所示，速度随时间t变化如图乙所示，由图可知(g10 m/s2)，下列说法中正确的是 ()A物块的质量为1.0 kgB01 s物
10、块受到的摩擦力为4 NC物块与斜面间的动摩擦因数为D若撤去外力F，物体还能向上运动2 m解析：在匀加速运动阶段，加速度的大小为：a1 m/s24 m/s2，根据牛顿第二定律得：F1mgsin 30mgcos 30ma1，匀速运动阶段，根据平衡条件得：F2mgcos 30mgsin 300，代入数据解得：m1 kg，故选项A正确，选项C错误；物块在01 s内处于静止，有：mgsin 30FFf，F4 N，解得摩擦力Ff1 N，故选项B错误；根据牛顿第二定律得，撤去外力后的加速度大小为：a2gsin 30gcos 30(510) m/s28 m/s2，撤去外力后物块向上运动的位移为：x m1 m，
11、故选项D错误答案：A二、填空与实验题(本大题共2小题，共10分把答案填在相应的横线上或按题目要求作答)11(5分)在“探究加速度与力、质量关系”实验中，某同学准备了下列器材：A.一端带有定滑轮的长木板、B.细线、C电磁打点计时器、D.纸带与复写纸、E.导线、F.开关、G.铅蓄电池、H.托盘(质量不计)、I.砝码(质量已知)、J.低压交流电源(1)你认为该同学准备的器材中哪些不需要？_(填写相对应的字母)(2)要完成实验还需哪些器材？_；(3)根据实验测得的数据，绘出的aF图象如图所示请你根据这个图象分析，实验中漏掉的步骤是_.解析：从图象上可知，加速度等于零时，而外力不等于零，其原因是没有平衡
12、摩擦力或平衡摩擦力不足答案：(1)G(2)小车、刻度尺(3)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足12(5分)在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时，采用如图所示的实验装置，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，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计数器打上的点计算出：(1)下列器材中：电火花计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、夹子、细绳、低压交流电源、导线、砝码、刻度尺不需要的器材是_还需要的器材是_(2)用电火花计时器记录纸带运动的时间，电火花计时器所用电源的频率为50 Hz，如图为小车带动的纸带上记录的一些点，在每相邻两点间都有四个点未画出，从
13、纸带上测出x13.20 cm，x24.74 cm，x36.40 cm，x48.02 cm，x59.64 cm，x611.28 cm，x712.84 cm.该小车的加速度a_(结果保留三位有效数字)(3)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(4)在保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度与所受合外力的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，两位同学得到的aF关系分别如图中的甲、乙所示(a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力)其原因分别是：甲图：_；乙图：_.解析：(1)电火花计时器需要220 V的交流电源，不需要低压交流电源，本实验需要测量小车及车中砝码、
14、盘及盘中砝码的质量，因此需要天平(2)给的纸带有7段，去掉开始的一段，取后6段，由逐差法求得小车加速度a1.62 m/s2.(3)本实验是把盘及盘中的砝码的总重力当成小车受的合力，分析盘的受力知，只有当加速度很小时，才近似成立，所以要求Mm.(4)甲图：F0，a0，说明平衡摩擦力时，长木板的倾角过大了；乙图：F0，a0，说明平衡摩擦力不足，没有平衡摩擦力或木板的倾角过小答案：(1)低压交流电源天平(2)1.62 m/s2(3)Mm(4)甲图：平衡摩擦力时，长木板的倾角过大了乙图：没有平衡摩擦力或木板的倾角过小三、计算题(本大题共3小题，共50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
15、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)13(16分)如图所示，在光滑水平面上，放置着A、B两个物体A、B紧靠在一起，其质量分别为mA3 kg，mB6 kg，推力FA作用于A上，拉力FB作用于B上，FA、FB大小均随时间而变化，其规律为FA(122t) N，FB(62t) N问从t0开始，到A、B相互脱离为止，A、B的共同位移是多少？解析：FA、FB的大小虽随时间而变化，但F合FAFB18 N不变，故开始一段时间内A、B共同做匀加速运动，A、B分离前，对整体有：FAFB(mAmB)a设A、B间的弹力为FAB，对B有：FBFABmBa由于加速度a恒定，则随着t的增大，F
16、B增大，弹力FAB逐渐减小，当A、B恰好分离时，A、B间的弹力为零，即FAB0将FA(122t) N，FB(62t) N代入得：a2 m/s2，结合得t3 s.A、B相互脱离前共同位移为xat2，代入数值得x9 m.答案：9 m14(16分)(2014山东卷)研究表明，一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间)t00.4 s，但饮酒会导致反应时间延长在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以v072 km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L39 m，减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示，此过程可视为匀变速直线运动取重力加速度的大小g取10 m
17、/s2.求：(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间；(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少；(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值解析：(1)设减速过程中汽车加速度的大小为a，所用时间为t，由题可得初速度v020 m/s，末速度v0，位移x25 m，由运动学公式得v2axt联立式，代入数据得a8 m/s2t2.5 s(2)设志愿者反应时间为t，反应时间的增加量为t，由运动学公式得Lv0txttt0联立式，代入数据得t0.3 s(3)设志愿者所受合外力的大小为F，汽车对志愿者作用力的大小为F0，志愿者质量为m，由牛顿第二定律得Fma由平行四边形定则得FF2(mg)
18、2联立式，代入数据得答案： (1)8 m/s22.5 s(2)0.3 s(3)15(18分)中央电视台近期推出了一个游戏节目推矿泉水瓶选手们从起点开始用力推瓶一段时间后，放手让瓶向前滑动，若瓶最后停在桌上有效区域内，视为成功；若瓶最后不停在桌上有效区域内或在滑行过程中倒下，均视为失败，其简化模型如图所示，AC是长度为L15 m的水平桌面，选手们可将瓶子放在A点，从A点开始用一恒定不变的水平推力推瓶，BC为有效区域已知BC长度L21 m，瓶子质量m0.5 kg，瓶子与桌面间的动摩擦因数0.4.某选手作用在瓶子上的水平推力F20 N，瓶子沿AC做直线运动(g取10 m/s2)，假设瓶子可视为质点，
19、那么该选手要想游戏获得成功，试问：(1)推力作用在瓶子上的时间最长不得超过多少？(2)推力作用在瓶子上的距离最小为多少？解析：(1)要想游戏获得成功，瓶滑到C点速度正好为零，力作用时间最长，设最长作用时间为t1，有力作用时瓶做匀加速运动，设加速度为a1，t1时刻瓶的速度为v，力停止作用后瓶做匀减速运动，设此时加速度大小为a2，由牛顿第二定律得：Fmgma1mgma2加速运动过程中的位移x1减速运动过程中的位移x2位移关系满足：x1x2L1又：va1t1由以上各式解得：t1 s(2)要想游戏获得成功，瓶滑到B点速度正好为零，力作用距离最小，设最小距离为d，则L1L2v22a1d联立解得：d0.4 m答案：(1) s(2)0.4 m
