牛顿运动定律试题

牛顿运动定律试题文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

2017-2018学年度3E试题4-1

分卷I

一、单选题

1.有关超重和失重，以下说法中正确的是( )

A．物体处于超重状态时，所受重力增大，处于失重状态时，所受重力减小

B．若空气阻力忽略不计，竖直上抛的木箱中的物体处于完全失重状态

C．在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时，升降机必定处于下降过程

D．站在月球表面的人处于失重状态

2.如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m 和3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为T.现用水平拉力F拉其中一个质量为3m的木块，使三个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是( )

A．质量为2m的木块受到四个力的作用B．当F逐渐增大到T时，轻绳刚好被拉断C．当F逐渐增大到时，轻绳还不会被拉断D．轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m的木块间的摩擦力为

3.竖直上抛一小铁球，小铁球上升到最高点后自由下落，穿过湖水并陷入湖底的淤泥中．不计空气阻力，取向上为正方向，在下列图象中最能反映小铁球运动情况的是( )A． B．

C． D．

4.某跳水运动员在3 m长的踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态，其中A为无人时踏板静止点，B 为人站在踏板上静止时的平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，则下列说法中正确的是( )

A．人和踏板由C到B过程中，人向上做匀加速运动

B．人和踏板由C到A的过程中，人处于超重状态

C．人和踏板由C到A的过程中，先超重后失重

D．人在C点具有最大速度

5.为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯．无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转．一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示．那么下列说法中正确的是( )

A．顾客始终受到三个力的作用

B．顾客始终处于超重状态

C．顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下

D．顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方，再竖直向下

6.如图所示，A、B两球质量相等，光滑斜面的倾角为θ，图甲中，A、B两球用轻弹簧相连，图乙中A、B两球用轻质杆相连，系统静止时，挡板C与斜面垂直，弹簧、轻杆均与斜面平行，则在突然撤去挡板的瞬间有( )

A．两图中两球加速度均为g sinθ

B．两图中A球的加速度均为零

C．图乙中轻杆的作用力一定不为零

D．图甲中B球的加速度是图乙中B球加速度的2倍

7.三个相同的轻弹簧a、b、c连接成如图所示的形式，其中a、b两弹簧间的夹角为120°，且a、b 对结点处质量为m的小球的拉力均为F(F≠0)．在P点剪断弹簧c的瞬间，小球的加速度可能是( )

A．大小为g，方向竖直向下

B．大小为，方向竖直向上

C．大小为，方向竖直向下

D．大小为，方向竖直向下

8.如图所示，在水平向右做匀加速直线运动的平板车上有一圆柱体，其质量为m且与竖直挡板及斜面间均无摩擦．当车的加速度a 突然增大时，斜面对圆柱体的弹力F1和挡板对圆柱体的弹力F2的变化情况是(斜面倾角为θ)( )

A．F1增大，F2不变

B．F1增大，F2增大

C．F1不变，F2增大

D．F1不变，F2减小

9.如图所示，用质量不计的轻细绳l1和l2将

A、B两重物悬挂起来，下列说法正确的是( )

A．l1对A的拉力和l2

对A的拉力是一对平衡力

B．l2对A的拉力和l2对B的

拉力是一对作用力与反作用力

C．l1对A的拉力和A对l1的拉力是一对平衡力

D．l2对B的拉力和B对l2的拉力是一对作用力和反作用力

10.如图所示，三个物体质量分别为m＝kg、m2＝ kg、m3＝ kg ，已知斜面上表面光滑，斜面倾角θ＝30°，m1和m2之间的动摩擦因数μ＝.不计绳和滑轮的质量和摩擦．初始用外力使整个系统静止，当撤掉外力时，m2将(g＝10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )

A ．和m1一起沿斜面下滑B．和m1一起沿斜面上滑C．相对于m1下滑D．相对于m1上滑

二、多选题

11.(多选)某同学站在电梯地板上，利用速度传感器和计算机研究一观光电梯升降过程中的情况，如图所示的v－t图象是计算机显示的观光电梯在某一段时间内的速度变化情况(向上为正方向)根据图象提供的信息，可以判断下列说法中正确的是( )

A． 0～5 s内，观光电梯在加速上升，该同学处于失重状态

B． 5～10 s内，该同学对电梯地板的压力等于他所受的重力

C． 10～20 s内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态

D． 20～25 s内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态

12.(多选)“蹦极”是一项非常刺激的体育运动．某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止悬吊着时的平衡位置，人在从P点下落到最低点c点的过程中( )

A．在Pa段做自由落体运动，

处于完全失重状态

B．ab段绳的拉力小于人的重力，

人处于失重状态

C．bc段绳的拉力大于人的重力，人处于超重状态

D．c点，人的速度为零，处于平衡状态13.(多选)质量均为m的A、B两个小球之间连接一个质量不计的弹簧，放在光滑的台面上．A紧靠墙壁，如图所示，今用恒力F将B球向左挤压弹簧，达到平衡时，突然将力撤去，此瞬间 ( )

A．A球的加速度为

B．A球的加速度为零

C．B球的加速度为

D．B球的加速度为

14.(多选)我国《道路交通安全法》中规定：各种小型车辆前排乘坐的人(包括司机)必须系好安全带，这是因为( )

A．系好安全带可以减小惯性

B．是否系好安全带对人和车的惯性没有影响

C．系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害

D．系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害

15.(多选)如图所示，质量M＝8 kg的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平恒力F，F＝8 N，当小车向右运动的速度达到 m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为m＝2 kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ＝，小车足够长(取g＝10 m/s2)．则从小物块放上小车开始到两者相对静止的时间t和两者共同的速度v分别为( )

A．t＝ s

B．t＝1 s

C．v＝ m/s

D．v＝2 m/s

分卷II

三、实验题

16.如图为“研究木板与木块间动摩擦因数的大小”的实验装置图，将一木块和木板叠放于水平桌面上，弹簧测力计一端固定，另一端与木块水平相连．

①现要测量木块和木板之间的滑动摩擦力，要使弹簧测力计的示数即为木块和木板之间的滑动摩擦力的大小，要求木板的运动

________（填入选项前的字母）

A．必须是匀速直线运动

B．必须是加速直线运动

C．必须是减速直线运动

D．匀速直线运动、加速直线运动、减速直线运动均可

②为测量动摩擦因数，下列物理量中应测量的有_________．（填入选项前的字母）A．木板的长度L B．弹簧测力计的拉力大小F

C．木板的重力G1D．木块的重力G2．

四、计算题

17.如图所示，足够长的木板质量M＝10 kg，放置于光滑水平地面上，以初速度v0＝5 m/s沿水平地面向右匀速运动．现有足够多的小铁块，它们的质量均为m＝1 kg，在木板上方有一固定挡板，当木板运动到其最右端位于挡板正下方时，将一小铁块贴着挡板无初速地放在木板上，小铁块与木板的上表面间的动摩擦因数μ＝，当木板运动了L ＝1 m时，又无初速地贴着挡板在第1个小铁块上放上第2个小铁块，只要木板运动了L就按同样的方式再放置一个小铁块，直到木板停止运动．(取g＝10 m/s2，试问：

(1)第1个铁块放上后，木板运动了L时，木板的速度多大

(2)最终木板上放有多少个铁块

(3)最后一个铁块放上后，木板再向右运动的距离是多少

18.一水平传送带以 m/s的速度顺时针传动，水平部分长为 m，其右端与一倾角为θ＝37°的光滑斜面平滑相连，斜面长为 m，一个可视为质点的物块无初速度地放在传送带最左端，已知物块与传送带间动摩擦因数μ＝，试问：

(1)物块到达传送带右端的速度；

(2)物块能否到达斜面顶端若能则说明理由，若不能则求出物块上升的最大高度．(sin 37°＝，g取10 m/s2)

19.如图甲所示，质量m＝2 kg 的物体在水平面上向右做直线运动．过A点时给物体作用一个水平向左的恒力F并开始计时，选水平向右为速度的正方向，通过速度传感器测出物体的瞬时速度，所得v－t图象如图乙所示．取重力加速度g＝10 m/s2.求：

(1)力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数μ；

(2)10 s末物体离A点的距离．

20.如图所示，一块磁铁放在铁板ABC上的A 处，其中AB长为1 m，BC长为 m，BC与水平面夹角为37°，磁铁与铁板间的引力为磁铁重力的倍，磁铁与铁板间的动摩擦因数μ＝，现给磁铁一个水平向左的初速度v0＝4 m/s，不计磁铁经过B处转向的机械能损失．(sin 37°＝，cos 37°＝，g取10

m/s2)求：

(1)磁铁第一次到达B处的速度大小；

(2)磁铁沿BC向上运动的加速度大小；

(3)请通过计算判断磁铁最终能否再次回到B 点．

答案解析

1.【答案】B

【解析】超重与失重时，物体自身的重力不会发生变化，A项错；竖直上抛中的木箱中的物体的加速度都为竖直向下的重力加速度g，所以是完全失重，B项正确；升降机失重时，也有可能是做向上的减速运动，C项错；月球表面对人体也有引力作用，虽然他对月面的压力小于在地球时对地球表面的压力，但对月面的压力等于他在月球上受的重力，所以这不是失重，D项错，正确选项为B.

2.【答案】C

【解析】质量为2m的木块受到重力、质量

为m的木块的压力、m对其作用的向后的摩擦力、轻绳的拉力、地面的支持力五个力的作用，故A错误；对整体，由牛顿第二定律可知，a＝；隔离后面的叠加体，由牛顿

第二定律可知，轻绳中拉力为F′＝3ma＝.由此可知，当F逐渐增大到2T时，轻绳中

拉力等于T，轻绳才刚好被拉断，选项B错误，C正确；轻绳刚要被拉断时，物块加速度a′＝，质量为m和2m的木块间的摩

擦力为f＝ma′＝，故D错误．

3.【答案】A

【解析】物体在竖直上升过程中物体的速度竖直向上，即速度大于0，此时物体的加速度大小为a1＝g，方向竖直向下，做匀减速

直线运动，v－t图象是向下倾斜的直线；到达最高点后做自由落体运动，速度方向竖直向下，即速度小于0，此时物体的加速度大小为a2＝g，方向竖直向下，做匀加速直线运动，v－t图象是向下倾斜的直线；故进入湖水之前物体的加速度保持不变．故速度图象的斜率保持不变．铁球进入湖水后受到湖水的阻力作用，但重力大于阻力，加速度向下，但加速度a3

D 错误．

4.【答案】C

【解析】人由C到B的过程中，重力不变，弹力一直减小，合力减小，所以加速度减小，故A错误；人和踏板由C到B的过程中，弹力大于重力，加速度向上，人处于超重状态，从B到A的过程中，重力大于弹力，加速度向下，处于失重状态，故B错误，C正确；人在C点的速度为零，故D错误．

故选C.

5.【答案】C

在慢慢加速的过程中顾客受到的摩擦力水平向右，电梯对其的支持力和摩擦力的合力方向指向右上，由牛顿第三定律，它的反作用力即人对电梯的作用方向指向左下；在匀速运动的过程中，顾客与电梯间的摩擦力等于

零，顾客对扶梯的作用仅剩下压力，方向沿竖直向下．

6.【答案】D

【解析】撤去挡板前，挡板对B球的弹力大小为2mg sinθ，因弹簧弹力不能突变，而杆的弹力会突变，所以撤去挡板瞬间，图甲中A球所受合力为零，加速度为零，B球所受合力为2mg sinθ，加速度为2g sinθ；图乙中杆的弹力突变为零，A、B球所受合力均为mg sinθ，加速度均为g sinθ，可知只有D 对．

7.【答案】D

【解析】在P点剪断弹簧c的瞬间，小球所受合外力为2F cos 60°－mg＝F－mg，方向竖直向上或mg－2F cos 60°＝mg－F，方向竖直向下，由牛顿第二定律知，其加速度为，方向竖直向上或，方向竖直向下，选项D正确．

8.【答案】C

【解析】对圆柱体受力分析，沿水平方向和竖直方向建坐标系，分别根据平衡条件和牛顿第二定律得F1cosθ＝G，F2－F1sinθ＝ma，故随着加速度的增大，F1不变，F2增大，C正确，A、B、D错误．

9.【答案】D

【解析】l1对A的拉力与l2对A的拉力及A 的重力是平衡的，故A错误；l2对A的拉力与A 对l2的拉力是作用力与反作用力，故B 错误；l1对A的拉力与A对l1的拉力是一对作用力与反作用力，故C错误，D正确．10.【答案】C

【解析】假设m1和m2之间保持相对静止，对整体来说加速度

a＝＝ m/s2.

隔离对m2分析，根据牛顿第二定律得，F f－m2g sin 30°＝m2a

解得F f＝m2g sin 30°＋m2a＝15 N

最大静摩擦力F fm＝μm2g cos 30°＝

×20×N＝8N，可知F f>F fm，知道m2的加速度小于m1的加速度，m2相对于m1下滑．故C正确．

11.【答案】BD

【解析】0～5 s内，观光电梯在加速上升，加速度方向向上，该同学处于超重状态，选项A错误；5～10 s内，观光电梯匀速上升，该同学对电梯地板的压力等于他所受的重力，选项B正确；10～20 s内，观光电梯在减速上升，加速度方向向下，该同学处于失重状态，选项C错误；20～25 s内，观光电梯在加速下降，加速度方向向下，该同学处于失重状态，选项D正确．

12.【答案】ABC

【解析】据题意，在Pa段人只受到重力，人做自由落体运动，故A选项正确；由于b 位置重力和弹力相等，有：mg＝F T，则在ab 段重力大于弹力，加速度向下，人处于失重状态，则B选项正确；而bc段重力小于弹力，加速度向上，人处于超重状态，故C选项正确；在c位置合力向上，速度为0 ，人处于超重状态，故D选项错误．

13.【答案】BD

【解析】撤去恒力F前，A和B都平衡，它们的合力都为零，且弹簧弹力为F.突然将力F撤去，对A来说水平方向依然受弹簧弹力和墙壁的弹力，二力平衡，所以A球的合力为零，加速度为零，A项错，B项对．而B 球在水平方向只受水平向右的弹簧的弹力作用，加速度a＝，故C项错，D项对．14.【答案】BD

【解析】根据惯性的定义知：安全带与人和车的惯性无关，A错，B对，系好安全带主要是防止因刹车时人具有向前的惯性而造成伤害事故，C错，D对．

15.【答案】BD

【解析】开始一段时间内，小物块相对小车滑动，两者相互作用的滑动摩擦力大小为F f ＝μmg＝4 N，

小物块由此而产生的加速度为am＝μg＝2 m/s2，

从静止开始运动．

小车在推力和摩擦力作用下加速运动，

加速度为aM＝＝ m/s2，初速度为v0＝m/s.

设经过时间t两者达到共同速度，则有：v ＝amt＝v0＋aMt，代入数据可得：t＝1 s，v＝2 m/s.所以选项B、D正确，选项A、C 错误．

16.【答案】①D；②BD

【解析】（1）对木板受力分析，则有：重力，木块对木板的压力，木块对木板的滑动摩擦力，桌面对木板的滑动摩擦力，桌面对木板的支持力，水平拉力，共6个力；本实验中，木板不论处于什么运动，木块总处于平衡状态，则弹簧的弹力等于木块的滑动摩擦力，故选D．

（2）根据滑动摩擦力的表达式f=μFN=μmg，可得：所以需要测量的弹簧测力计的拉力大小F 和木块的重力G2．故选BD

17.【答案】(1)2m/s (2)7个(3)m 【解析】(1)第1个铁块放上后，木板做匀减速运动，即有：

μmg＝Ma1,2a1L＝v－v

代入数据解得：v1＝2m/s

(2)设最终有n个铁块能放在木板上，则木板运动的加速度大小为：

an＝

第1个铁块放上后：2a 1L＝v－v

第2个铁块放上后：2a2L＝v－v

……

第n个铁块放上后，2anL＝v－v

由以上各式可得：(1＋2＋3＋…＋n )2L ＝v －v

木板停下时，v n＝0，得n＝.即最终有7个铁块放在木板上.

(3)从放上第1个铁块至刚放上第7个铁块的过程中，由(2)中表达式可得：

·2L＝v－v

从放上第7个铁块至木板停止运动的过程中，设木板发生的位移为d，则：

2d＝v－0

联立解得：d＝m.

18.【答案】(1)2 m/s (2)不能 m

【解析】(1)物块在传送带上先做匀加速直线运动．

由μmg＝ma1，x1＝，可得x1＝1 m

故物块到达传送带右端前已匀速运动，速度为2 m/s.

(2)物块以速度v0冲上斜面，之后做匀减速直线运动，

由mg sinθ＝ma2，x2＝可得x2＝m< m.

故物块没有到达斜面的最高点，

物块上升的最大高度h m＝x2sinθ＝ m.

19.【答案】(1)3 N (2)－2 m，负号表示物体在A点以左

【解析】(1)设物体向右做匀减速直线运动的加速度为a1，则由v－t图得a1＝2 m/s2①根据牛顿第二定律，有F＋μmg＝ma1②

设物体向左做匀加速直线运动的加速度为

a2，则由v－t图得a2＝1 m/s2③

根据牛顿第二定律，有F－μmg＝ma2④

解①②③④得：F＝3 N，μ＝

(2)设10 s末物体离A点的距离为d，d应为v－t图与横轴所围的面积，

则：d＝(×4×8－×6×6) m＝－2 m，负号表示物体在A点以左．

20.【答案】(1)m/s (2) m/s2 (3)能再次回到B点

【解析】(1)在AB段：F N＝kmg＋mg＝F f＝μF N＝×＝

根据牛顿第二定律a1＝＝3 m/s2

v B ＝＝m/s＝m/s (2)磁铁沿BC向上运动时，F N′－mg cos 37°－kmg＝0

μF N′＋mg sin 37°＝ma2

a2＝＝ m/s2

(3)磁铁沿BC 向上运动的最大距离

s＝＝m≈ m< m

μ(mg cos 37°＋kmg)

所以磁铁最终能再次回到B点．