1、第四章 牛顿运动定律 单元测试题一、单选题(每题6分，共36分)1一辆汽车在路面情况相同的公路上直线行驶，下列说法正确的是（）A 车速越大，惯性越小B 车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大C 质量越大，惯性越小D 质量越大，运动状态越不容易改变，所以惯性越大【答案】D【解析】物体的惯性大小与物体的运动状态无关，只与物体的质量有关，质量越大，它的惯性越大，惯性与车速的大小无关，故AC错误。车速越大，刹车后滑行的位移越长，是因为需要的时间长，物体的惯性是不变的，故B错误；惯性大小的唯一量度是物体的质量。质量越大，运动状态越不容易改变，所以惯性越大。故D正确。故选D。2如图所示，在与水平方向
2、成角、大小为F的力作用下，质量为m的物块沿竖直墙壁加速下滑，已知物块与墙壁的动摩擦因数为.则下滑过程中物块的加速度大小为()A a=g-gB a=g-FcosmC a=g-FsinmD a=g-Fsin+Fcosm【答案】D【解析】将F分解可得，物体在垂直于墙壁方向上受到的压力为N=Fcos，则物体对墙壁的压力为N=N=Fcos，物体受到的滑动摩擦力为f=N=Fcos；物体在竖直方向上有mg-Fsin-f=ma，解得a=g-Fsin+Fcosm，D正确3对于作用力与反作用力的理解，下列说法中正确的是()A 当作用力产生后，再产生反作用力；当作用力消失后，反作用力才慢慢消失B 弹力和摩擦力都有反
3、作用力，而重力无反作用力C 甲物体对乙物体的作用力是弹力，乙物体对甲物体的反作用力可以是摩擦力D 作用力和反作用力在任何情况下都不会平衡【答案】D【解析】作用力和反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失的，它们之间没有先后顺序，故A错误；力的作用是相互的，任何力都有反作用力，故B错误；作用力和反作用力一定是同种性质的力，故C错误；由于作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，因而它们之间在任何情况下都不会平衡，故D正确。所以D正确，ABC错误。4物体A放在物体B上，物体B放在光滑的水平面上，已知mA=8kg，mB=2kg，A、B间动摩擦因数=0.2，如图所示若现用一水平向右的拉力F作用于物体
4、A上，g=10m/s2，则下列说法正确的是（ ）A 当拉力F16N时，A静止不动B 当拉力F16N时，A相对B滑动C 无论拉力F多大，A相对B始终静止D 当力拉F=16N时，A受B的摩擦力等于3.2N【答案】D【解析】当A、B刚要发生相对滑动时，对B，根据牛顿第二定律得整体的加速度为：a=mAgmB=0.2802=8m/s2。此时拉力F为：F=（mA+mB）a=108N=80N。当F80N时，A，B都相对静止，当F80N时，A相对B滑动。故ABC错误。当F=16N时，A、B相对静止，整体的加速度为：a=FmA+mB=168+2m/s2=1.6m/s2，对B有：f=mBa=21.6N=3.2N，
5、故D正确；故选D。5如图所示，质量为m的物体放在水平桌面上，在与水平方向成的拉力F作用下加速往前运动，已知物体与桌面间的动摩擦因数为，则下列判断正确的是（）A 物体对地面的压力为mgB 物体受到地面的的支持力为mgFsinC 物体受到的摩擦力为mgD 物体受到的摩擦力为Fcos【答案】B【解析】对物体受力分析，如图所示，则有：物体受到的支持力大小N=mg-Fsin，根据牛顿第三定律可得物体对地面的压力为mg-Fsin，A错误B正确；物体受到的摩擦力为f=N=mg-Fsin，由于物体做加速运动，故摩擦力与拉力的分力大小不相等，CD错误6如图所示，一辆小车静止在水平地面上，车内固定着一个倾角为60
6、的光滑斜面OA，光滑挡板OB可绕转轴O在竖直平面内转动。现将一重力为G的圆球放在斜面与挡板之间，挡板与水平面的夹角60。下列说法正确的是()A 若保持挡板不动，则球对斜面的压力大小为GB 若挡板从图示位置沿顺时针方向缓慢转动60，则球对斜面的压力逐渐增大C 若挡板从图示位置沿顺时针方向缓慢转动60，则球对挡板的压力逐渐减小D 若保持挡板不动，使小车水平向右做匀加速直线运动，则球对挡板的压力可能为零【答案】AD【解析】A：保持挡板不动，车静止，对球受力分析如图：由平衡条件可得：FAsin600=FBsin600、FAcos600+FBcos600=G解得：FA=G，据牛顿第三定律可得：球对斜面的
7、压力大小为G。故A项正确。BC：挡板从图示位置沿顺时针方向缓慢转动60，画出转动过程中的受力示意图如图：则斜面对球的支持力FA减小，挡板对球的支持力FB先减小后增大。据牛顿第三定律可得：球对斜面的压力逐渐没有减小，球对挡板的压力先减小后增大。故BC两项均错误。D：挡板不动，小车水平向右做匀加速直线运动，对球受力分析如图：设小车的加速度为a，将力沿水平方向和竖直方向分解可得：FAsin600-FBsin600=ma、FAcos600+FBcos600=mg，解得：FB=mg-33a当a=3g时，挡板对球的支持力为零；据牛顿第三定律可得此时球对挡板的压力为零。故D项正确。综上答案为AD。二、多选题
8、(每题6分，共30分)7静止在水平面上的物体，受到水平拉力 F 的作用，在 F 从 20 N 开始逐渐增 大到 40 N 的过程中，加速度 a 随拉力 F 变化的图象如图所示，由此可以计算出 (g10 m/s2) A 物体的质量B 物体与水平面间的动摩擦因数C 物体与水平面间的滑动摩擦力大小D 加速度为 2 m/s2 时物体的速度【答案】ABC【解析】当F20N时，根据牛顿第二定律：F-f=ma，得a=-fm+Fm；则由数学知识知图象的斜率 k=1m；由图得k=5-140-20=15，可得物体的质量为5kg。将F=20N时a=1m/s2，代入F-f=ma得：物体受到的摩擦力 f=15N；由f=
9、FN=mg可得物体的动摩擦因数，故ABC正确。因为图象只给出作用力与加速度的对应关系，且物体做加速度逐渐增大的加速运动，因没有时间，故无法算得物体的加速度为2m/s2时物体的速度，故D错误。故选ABC。8一辆小车在水平面上运动，悬挂的摆球相对小车静止并与竖直方向成角，如下图所示，下列说法正确的是()A 小车一定向左做匀加速直线运动B 小车的加速度大小为gtan，方向向左C 悬绳的拉力一定大于小球的重力D 小球所受合外力方向一定向左【答案】BCD【解析】小球只受重力与绳子的拉力作用，其合力水平向左，所以其加速度一定向左，其大小为amgtanmgtan，小球随小车运动，所以小车加速度与小球一样，小
10、车可能向左加速运动或向右减速运动；悬绳的拉力T=mgcos，则一定大于小球的重力，故选项BCD正确，A错误；故选BCD.9如图所示，用皮带输送机将质量为M的物块向上传送，两者间保持相对静止，则下列关于物块所受摩擦力Ff的说法正确的是()A 皮带传送的速度越大，Ff越大B 皮带加速运动的加速度越大，Ff越大C 皮带速度恒定，物块质量越大，Ff越大D Ff的方向一定与皮带速度方向相同【答案】BC【解析】当传送带加速时，Ff-mgsin=ma，即Ff=mgsin+ma故皮带加速运动的加速度越大Ff越大，与速度无关，A错误，B正确；当皮带匀速运动时，a=0，因此Ff=mgsin，故m越大Ff越大，C正
11、确。当皮带向上减速时mgsin+Ff=ma，当a增大到agsin时，Ff方向沿斜面向下，故D错误。故选BC。10如图，两个质量分别为m1=3kg，m2=2kg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（）A 弹簧秤的示数是50NB 弹簧秤的示数是24NC 在突然撤去F1的瞬间，m1的加速度大小为2m/s2D 在突然撤去F2的瞬间，m2的加速度大小为12m/s2【答案】BD【解析】对系统，由牛顿第二定律得：F1F2=（m1+m2）a代入数据解得：a=2m/s2，对m2，由牛顿第二定律得：FF2=m2a代入数据解得：
12、F=24N，故A错误，B正确在突然撤去 F1的瞬间，因为弹簧的弹力不能发生突变，m1的加速度大小为：a1=Fm1=243=8m/s2，故C错误；突然撤去F2的瞬间，弹簧的弹力不变，m2的加速度为：a2=Fm2=242 =12m/s2，故D正确故选BD三、实验题(每题12分，共12分)11为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量,m0为滑轮的质量。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。（1）实验过程中，电火花计时器应接在_(填“直流”或“交流”)电源上（2）实验时，一定要进行的操作是_。A用天平测出砂和砂桶的质量B将带滑
13、轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数D为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M。（3）甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出打“3”计数点时小车的速度大小为v=_m/s,小车的加速度为_m/s2（结果保留三位有效数字）。（4）甲同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的aF图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为，求得图线的斜率为k，则小车的质量为_。A1tan B1tan-m0 C2k-m0
14、D2m（5）乙同学根据测量数据做出如图所示的aF图线，该同学做实验时存在的问题是_。【答案】交流电BC0.6112.00C没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够【解析】（1）电火花打点计时器使用的是220V的交流电；（2）本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，AD错误；实验时需将长木板右端垫高，以平衡摩擦力，B正确；实验时，小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，需记录传感器的示数，C正确（3）相邻计数点间的时间间隔为T=50.02s=0.1s，根据匀变速直线运动中间时刻速度推论可得v3=x242T=5.12+7.1020
15、.110-2=0.611m/s，根据x=aT2，运用逐差法得x56-x23=3a1T2，x45-x12=3a2T2，x43-x10=3a3T2，则a=a1+a2+a33=x56+x45+x43-x23-x12-x109T2，代入数据可得a=2.00m/s2（4）由牛顿第二定律得2F=M+m0a，则a=2M+m0F，a-F图象的斜率：k=2M+m0，小车质量为M=2k-m0，C正确；（5）当F不等于零，加速度a仍然为零，可知实验中没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够四、解答题(第12题8分，第13题、14题每题10分，共28分)12质量为20 kg的物体若用20 N的水平力牵引它，刚好能在水平面上匀速
16、前进。若改用50 N拉力，沿与水平方向成37的夹角向斜上方拉它，使物体由静止出发在水平面上前进2.3m时，它的速度多大？在前进2.3m时撤去拉力，又经过3s，物体的速度多大？(sin370.6，cos370.8，g取10 m/s2)【答案】2.3 m/s，0【解析】物体匀速运动时，拉力等于摩擦力，则f=20NfN20200=0.1 根据牛顿第二定律得：Fcos-f=maN+Fsin=mgf=N由上述三式解得：a=Fcos-(mg-Fsin)m2.32m/s2=1.15m/s2v2as21.152.3m/s2.3m/s撤去拉力后：a1=g=1m/s2，物体速度减为零所需的时间：t1=va12.3
17、1s2.3s3s，此时物体已停下，所以v1=0。13如图所示,倾角=30的光滑斜面的下端有一水平传送带,传送带以v=6m/s的速度顺时针转动。一个质量为2kg的物体(可视为质点),从h=3.2m高处由静止开始沿斜面下滑。物体经过A点时,无论是从斜面到传送带还是从传送带到斜面,都不计其速率变化。物体与传送带间的动摩擦因数为0.5,传送带左右两端A、B间的距离LAB=10m,重力加速度g=10m/s2。问:（1）.物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要多长时间?（2）.物体在传送带上向左最多能滑到距A多远处?（3）.物体随传送带向右运动后,沿斜面上滑的最大高度h为多少?【答案】（1）t=1.6s（2）
18、L=6.4m。（3）h=1.8m【解析】（1）对物体在光滑斜面上的运动,刚放物体时根据牛顿第二定律有mgsin=ma，代入数据解得：a=5m/s2由hsin=12at2解得：t=1.6s（2）物体滑至斜面底端时的速度v0=at=8m/s，物体以速度v0滑上传送带时,相对于传送带向左运动，物体受到向右的滑动摩擦力作用而做匀减速运动，物体在传送带上速度为零时离A最远，对物体应用牛顿第二定律得mg=ma，解得：a=5m/s2由速度位移公式：-2aL=0-v02联立解得：L=6.4m。（3）物体速度减为0时，传送带的速度向右，所以物体相对于传送带向左运动，所受滑动摩擦力的方向仍水平向右，故物体向右做匀
19、加速运动。根据对称性可知：若物体一直向右做匀加速运动，它回到A点时的速度是8m/s。因传送带的速度是6m/s，故当物体向右加速至6m/s时滑动摩擦力将突然变为0，之后随传送带一起做匀速直线运动，物体在到达A点前速度与传送带相等。对物体从A点到斜面最高点，有-2ahsin=0-v2代入数据解得：h=1.8m14如图所示，一质量为m的小物体A以速度v0、从水平平台上滑入放置在水平地面上的长木板B上。长木板的质量为M、长为L，小物体A与长木板B间的动摩擦因数为，小物体的大小不计，当地的重力加速度为g，问：（1）长木板与地面间的动摩擦因数满足什么条件，长木板才能滑动？（2）长木板与地面间的动摩擦因数=c时，小物体恰好能从长木板的右端滑落，求此时小物体滑落时的速度v. 【答案】（1）0，则由上式可推得长木板能滑动，动摩擦因数应满足mm+M0（2）小物体恰好能从长木板的右端滑落时，它们有共同速度v，设此时长木板的位移大小为s，则对长木板 S=v22aB或 s=v+02t 对小物体 L+s=v+v02t由以上三式可推导出 v=2Lv0aB代入aB和=c，则小物体滑落时的速度v=2Lgv0M(0-c)m-cM
