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第三單元 牛頓運動定律
第Ⅰ卷(選擇題,共44分)
一、選擇題(本題共有11小題,每題4分。有的只有一個選項正確,有的有多個選項正確,全部選對的得4分,選對但不全對的得3分,不選或有選錯的得0分)
1.物體A、B、C均靜止在同一水平面上,它們的質(zhì)量分別為mA、mB、mC,得到三個物體的加速度a與其所受水平拉力F的關系如圖所示,圖中A、B兩直線平行,則下列由圖線判斷所得的關系式中正確的是( )
A.μA=μB=μC B.
2、mA< mB < mC
C.mA> mB > mC D.μA <μB =μC
2.如圖,豎直放置在水平面上的輕彈簧上疊放著兩個物塊A、B,它們的質(zhì)量都是2kg,都處于靜止狀態(tài)。若突然將一個大小為10N的豎直向下的壓力加在A上,在此瞬間,A對B的壓力大小為( )
A.35N B.25N C.15N D.5N
3.如圖所示,在水平粗糙地面上放置斜面體B,B上再放一表面水平的三角形滑塊A,A恰好能在B上勻速下滑,而B仍然靜止在地面上,若A、B質(zhì)量分別為m和M,則( )
A.斜面體B受到地面對它向右的摩擦力
B.
3、A對B的作用力大小等于mg,方向豎直向下
C.由于滑塊A沿斜面向下滑動,故B對地面的壓力小于(M+m)g
A
B
C
D.若在A的上表面再放一重物,A就會加速下滑
4. 如圖所示,物體A、B、C質(zhì)量分別為m、2m、3m,A與天花板間,B與C之間用輕彈簧連接,當系統(tǒng)平衡后,突然將AB間繩燒斷,在繩斷的瞬間,A、B、C的加速度分別為(以向下的方向為正方向)( )
A、g,g,g
B、-5g,2.5g,0
C、-5g,2g,0
D、-g,2.5g,3g
A
B
θ
0
5.如圖所示,傳送皮帶不動時,物塊由皮帶頂端A從靜止開始下到皮帶底端B用的時間t,則
4、( )
A.當皮帶向上勻速運動時,物塊由A滑到B的時間一定大于t
B.當皮帶向上勻速運動時,物塊由A滑到B的時間一定等于t
C.當皮帶向下勻速運動時,物塊由A滑到B的時間可能等于t
D.當皮帶向下勻速運動時,物塊由A滑到B的時間可能小于t
6.如圖所示,小車上有一定滑輪,跨過定滑輪的繩上一端系一重球,另一端系在彈簧秤上,彈簧秤固定在小車上.開始時小車處在靜止狀態(tài).當小車勻加速向右運動時( )
A.彈簧秤讀數(shù)及小車對地面壓力均增大
B.彈簧秤讀數(shù)及小車對地面壓力均變小
C.彈簧秤讀數(shù)變大,小車對地面的壓力不變
D.彈簧秤讀數(shù)不變,小車對地面的壓
5、力變大
7.如圖,位于水平桌面上的物塊P,由跨過定滑輪的輕繩與物塊Q相連,從滑輪到P和到Q的兩段繩都是水平的。已知Q與P之間以及P與桌面之間的動摩擦因數(shù)都是μ,兩物塊的質(zhì)量都是m,滑輪的質(zhì)量、滑輪軸上的摩擦都不計,若用一水平向右的力F拉P使它做勻速運動,則F的大小為( )
A 4μmg B 3μmg
C 2μmg D μmg
8.質(zhì)量不計的彈簧下端固定一小球?,F(xiàn)手持彈簧上端使小球隨手在豎直方向上以同樣大小的加速度a(a
6、2。則( )
A. x′1+x1=x2+x′2 B. x′1+x1
7、”
10.一質(zhì)量為M的探空氣球在勻速下降,若氣球所受浮力F始終保持不變,氣球在運動過程中所受阻力僅與速率有關,重力加速度為g.現(xiàn)欲使該氣球以同樣速率勻速上升,則需從氣球吊籃中減少的質(zhì)量為( )
A. B. C. D. 0
第Ⅱ卷 (非選擇題,共56分)
二、實驗題(共16分,12題4分,13題12分)
打點計時器
圖1
11.一打點計時器固定在斜面上某處,一小車拖著穿過打點計時器的紙帶從斜面上滑下,如圖1所示,圖2是打出的紙帶的一段(單位:cm)
(1)已知打點計時器使用的交流電頻率為50Hz,利用圖2給出的數(shù)據(jù)可求出小車下滑的加
8、速度a= 。
(2)為了求出小車在下滑過程中所受的阻力,還需測量的物理量有 。
5.12
5.74
6.41
7.05
7.68
8.33
8.95
9.61
10.26
圖2
用測得的量及加速度a表示阻力的計算式為f= 。
12.某同學用彈簧測力計、木塊和細線去粗略測定一個木塊跟一個固定斜面之間的動摩擦因數(shù)μ.木塊放在斜面上,不加拉力時將保持靜止.
實驗的主要步驟是:
(1)用彈簧測力計測出木塊重G;
(2)用彈簧測力
9、計平行斜面拉動木塊,使木塊沿斜面向上做勻速運動,記下彈簧測力計的示數(shù)F1;
(3)用彈簧測力計平行斜面拉動木塊,使木塊沿斜面向下做勻速運動,記下彈簧測力計的示數(shù)F2.
請推導出求動摩擦因數(shù)μ的計算式(寫出推導過程).
三、計算題(四題:賦分:8、10、10、12)
13.一質(zhì)量為m=40kg的小孩子站在電梯內(nèi)的體重計上。電梯從t=0時刻由靜止開始上升,在0到6s內(nèi)體重計示數(shù)F的變化如圖所示。試問:在這段時間內(nèi)電梯上升的高度是多少?取重力加速度g=10m/s2。
14.如圖所示,傳送帶的水平部分ab=2m,斜面部分bc=4m,bc
10、與水平面的夾角α=37。一個小物體A與傳送帶的動摩擦因數(shù)μ=0.25,傳送帶沿圖示的方向運動,速率υ=2m/s,若把物體A輕放到a處,它將被傳送帶送到c點,且物體A不會脫離傳送帶。求物體A從a點被傳送到c點所用的時間。(g=10m/s2)
C
θ
A
B
15.如圖所示,在傾角為θ的光滑斜面上有兩個用輕質(zhì)彈簧相連接的物塊A .B .它們的質(zhì)量分別為mA.mB,彈簧的勁度系數(shù)為k , C為一固定擋板。系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。現(xiàn)開始用一恒力F沿斜面方向拉物塊A 使之向上運動,求物塊B 剛要離開C時物塊A 的加速度a 和從開始到此時物塊A 的位移d。(重
11、力加速度為g)。
17.一水平的淺色長傳送帶上放置一煤塊(可視為質(zhì)點),煤塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ。初始時,傳送帶與煤塊都是靜止的。現(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速度a0開始運動,當其速度達到v0后,便以此速度做勻速運動。經(jīng)過一段時間,煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后,煤塊相對于傳送帶不再滑動。求此黑色痕跡的長度。
第三單元 牛頓運動定律答案卷
一. 選擇題
1.D
2.B 提示:此題考查整體法與隔離法受力分析,以及牛頓第二定律的瞬時性。
3.B 4.B 5.B
6.C 提示:分別對小
12、球和小車受力分析,注意結(jié)合其運動狀態(tài)。
7.A 8.C 9.C 10.A
11.D D項中a=g/sinθ,當θ<90時,sinθ<1,此時a=g/sinθ>g,這是不可能出現(xiàn)的,因此D項錯。
二.填空題
12.(1)4.00m/s2 (2)小車質(zhì)量m;斜面上任意兩點間距離l及兩點的高度差h,mgh/l-ma
13.求μ公式推導如下:
F1=μGcosα+Gsinα
F2=μGcosα-Gsinα
即,
得
三.計算題
14.分析與解:由圖可知,在到的時間內(nèi),體重計的示數(shù)大于,故電梯應做向上的加速運動.設在這段時間內(nèi)體重計作用于小孩的力為,電
13、梯及小孩的加速度為,由牛頓第二定律,得 ①
在這段時間內(nèi)電梯上升的高度 ②
在到的時間內(nèi),體重計的示數(shù)等于,故電梯應做勻速上升運動,速度為時刻的瞬時速度,即 ③
在這段時間內(nèi)電梯上升的高度 ④
在到的時間內(nèi),體重計的示數(shù)小于,故電梯應做向上的減速運動.設這段時間內(nèi)體重計作用于小孩的力為,電梯及小孩的加速度為,由牛頓第二定律,得 ⑤
在這段時間內(nèi)電梯上升得高度 ⑥
電梯上升的總高度 ⑦
由以上各式,利用牛頓第三定律和題文及題圖中的數(shù)據(jù),解得
=9 m ⑧
15.分析與解::物體A輕放在a點后在摩擦力作用下向右做勻加速直線運動
14、直到和傳送帶速度相等。在這一過程中有
a1 = = μg s1= = = 0.8mμmgcosα=0.2mg,所以物體A將再次沿傳送帶做勻加速運動。其加速度大小為 a2 = (mgsinα-μmgcosα)/m = 4m/s2.
物體A在傳送帶bc上所用的時間滿足bc = υt3 + a2t32
代入數(shù)據(jù)得t3=1s(負值舍去)。
則物體A從a點被傳送到c點所用時間為t=t1+t2+t3=2.4s
16.分析與解:
15、令x1表示未加F時彈簧的壓縮量,由胡克定律和牛頓定律可知
mAgsinθ=kx1 ①
令x2表示B 剛要離開C時彈簧的伸長量,a表示此時A 的加速度,由胡克定律和牛頓定律可知
kx2=mBgsinθ ②
F-mAgsinθ-kx2=mAa ③
由② ⑧ 式可得a= ④
由題意 d=x1+x2 ⑤
由①②⑤式可得d= ⑥
17.分析與解:根據(jù)“傳送帶上有黑色痕跡”可知,煤塊與傳送帶之間發(fā)
16、生了相對滑動,煤塊的加速度a小于傳送帶的加速度a0。根據(jù)牛頓定律,可得
a=μg
設經(jīng)歷時間t,傳送帶由靜止開始加速到速度等于v0,煤塊則由靜止加速到v,有
v0=a0t v=at
由于a