第三章 牛頓運(yùn)動定律章末檢測一、選擇題1.關(guān)于伽利略對自由落體運(yùn)動的研究,下列說法正確的是()A.由實驗觀察直接得出了自由落體運(yùn)動的速度隨時間均勻變化B.讓銅球沿斜面滾下,沖淡重力,使得速度測量變得容易C.創(chuàng)造了實驗和邏輯推理相結(jié)合的科學(xué)方法D.利用斜面實驗主要是為了便于測量小球運(yùn)動的位移答案C伽利略設(shè)計該實驗的思路是用斜面代替自由落體運(yùn)動,便于測出運(yùn)動時間,并合理外推得到自由落體運(yùn)動規(guī)律,即C正確。2.關(guān)于物體的慣性,下列說法中正確的是()A.運(yùn)動速度大的物體不能很快地停下來,是因為物體的速度越大,慣性也越大B.靜止的火車啟動時,速度變化慢,是因為靜止的物體慣性大C.乒乓球可以快速抽殺,是因為乒乓球的慣性小D.在宇宙飛船中的物體不存在慣性答案C一切物體都具有慣性,慣性大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)。慣性是物體本身的一種屬性,與外界因素(受力的大小以及所處的環(huán)境)及自身的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān),故A、D選項錯誤;靜止的火車啟動時,速度變化緩慢,是因為火車的質(zhì)量大,慣性大,而不是因為靜止的物體慣性大,B選項錯誤。乒乓球可以快速抽殺,是因為其質(zhì)量小,慣性小,在相同的力的作用下,運(yùn)動狀態(tài)容易改變,故C選項正確。3.在商場中,為了節(jié)約能源,無人時,自動扶梯以較小的速度運(yùn)行,當(dāng)有顧客站到扶梯上時,扶梯先加速,后勻速將顧客從一樓運(yùn)送到二樓。速度方向如圖所示。若顧客與扶梯保持相對靜止,下列說法正確的是()A.在加速階段,顧客所受支持力大于顧客的重力B.在勻速階段,顧客所受支持力大于顧客的重力C.在加速階段,顧客所受摩擦力與速度方向相同D.在勻速階段,顧客所受摩擦力與速度方向相同答案A當(dāng)扶梯勻速運(yùn)動時,顧客所受支持力等于顧客的重力,顧客不受摩擦力,所以B、D選項錯誤。當(dāng)扶梯加速運(yùn)動時,有斜向上的加速度,合力方向斜向上。顧客所受支持力大于顧客的重力,顧客受到水平向左的靜摩擦力。所以A選項正確,C選項錯誤。4.如圖所示,質(zhì)量為4 kg的物體A靜止在豎直的輕彈簧上面。質(zhì)量為1 kg的物體B用細(xì)線懸掛起來,A、B緊挨在一起但A、B之間無壓力。某時刻將細(xì)線剪斷,則細(xì)線剪斷瞬間,B對A的壓力大小為(取g=10 m/s2)() A.0 NB.8 NC.10 ND.50 N答案B細(xì)線剪斷瞬間,彈簧彈力不變,A和B整體受到的合外力等于物體B的重力,因此整體的加速度為a=mBgmA+mB=15g,對物體B:mBg-FN=mBa,FN=mB(g-a)=45mBg=8 N,由牛頓第三定律知B正確。5.如圖所示,傳送帶的水平部分長為L,傳動速率為v,在其左端無初速度釋放一小木塊,若木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為,則木塊從左端運(yùn)動到右端的時間不可能是()A.Lv+v2gB.LvC.2LgD.2Lv答案B當(dāng)小木塊剛放到傳送帶上時,由牛頓第二定律有mg=ma,得a=g設(shè)小木塊加速到v時運(yùn)動的距離為L0,由v2=2aL0,得L0=v22g(1)當(dāng)LL0時,小木塊一直加速,vat得tvg或由L=12at2得t=2Lg或由L12vt得t2Lv,故C、D可能。(2)當(dāng)L>L0時,小木塊先加速后勻速,加速階段有v=at1,得t1=vg勻速階段有L-L0=vt2,得t2=Lv-v2g由t=t1+t2得t=Lv+v2g,故A可能。6.(多選)如圖所示,質(zhì)量分別為m1、m2的A、B兩個物體放在斜面上,中間用一個輕桿相連,A、B與斜面間的動摩擦因數(shù)分別為1、2,它們在斜面上加速下滑,關(guān)于桿的受力情況。下列分析正確的是()A.若1>2,m1=m2,則桿受到壓力B.若1=2,m1>m2,則桿受到拉力C.若1<2,m1<m2,則桿受到拉力D.若1=2,m1m2,則桿無作用力答案ACD假設(shè)桿不受力,則aA=g sin -1g cos ,aB=g sin -2g cos ,若1>2,m1=m2,則aA<aB,即兩個物體有靠近的趨勢,所以桿受到壓力,A項正確;若1=2,m1>m2,aA=aB,所以桿不受力,B項錯誤;若1<2,m1<m2,則aA>aB,兩物體有遠(yuǎn)離的趨勢,所以桿受到拉力作用,C正確;若1=2,m1m2,aA=aB,所以桿不受力,D項正確。7.如圖所示,水平地面上有兩塊完全相同的木塊A、B,水平推力F作用在A上,用FAB代表A、B間的相互作用力,下列說法中正確的是()A.若地面光滑,則FAB=FB.若地面光滑,則FAB=F2C.若地面粗糙,且A、B被推動,則FAB=F2D.若地面粗糙,且A、B被推動,則FAB可能為F答案B若地面光滑,整體法求加速度a=F2m,隔離法對B有FAB=ma=F2;若地面粗糙,設(shè)每個木塊與地面間的摩擦力為f,則a=F-2f2m,對B,FAB=ma=F2-f<F2,故選項B正確。二、非選擇題8.某同學(xué)將力傳感器固定在小車上,然后把繩的一端固定在傳感器拉鉤上,用來測量繩對小車的拉力,探究在小車及傳感器總質(zhì)量不變時加速度跟它們所受拉力的關(guān)系,根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中作出了如圖乙所示的a-F圖像。(1)圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是;(2)本實驗中是否仍需要砂和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和傳感器的總質(zhì)量(填“是”或“否”);(3)由圖像求出小車和傳感器的總質(zhì)量為kg。答案(1)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足(2)否(3)1解析(1)a-F圖線與橫軸交點(diǎn)為(0.1,0),說明施加外力在0.1 N之內(nèi)小車和傳感器沒有加速度,則知此原因是沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足。(2)因傳感器可直接測出小車和傳感器受到的拉力,因此不需要保證砂和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和傳感器的總質(zhì)量。(3)a-F圖線的斜率k=1m,再由圖乙求出斜率,則可求出小車和傳感器的總質(zhì)量。9.如圖所示,質(zhì)量M=8 kg的小車放在光滑水平面上,在小車左端施加一水平恒力F=8 N,當(dāng)小車向右運(yùn)動速度達(dá)到v0=3 m/s時,在小車的右端輕輕放一個大小不計、質(zhì)量m=2 kg的小物塊。小物塊與小車間的動摩擦因數(shù)=0.2,小車足夠長。g取10 m/s2,則:(1)放上小物塊后,小物塊及小車的加速度各為多大;(2)經(jīng)多長時間兩者達(dá)到相同的速度;(3)從小物塊放上小車開始,經(jīng)過t=3 s小物塊通過的位移大小為多少?答案(1)2 m/s20.5 m/s2(2)2 s(3)8.4 m解析(1)小物塊的加速度am=g=2 m/s2小車的加速度aM=F-mgM=0.5 m/s2(2)由amt=v0+aMt,得t=2 s,v同=22 m/s=4 m/s(3)在開始2 s內(nèi),小物塊通過的位移x1=12amt2=4 m在接下來的1 s內(nèi)小物塊與小車相對靜止,一起做勻加速運(yùn)動,加速度a=FM+m=0.8 m/s2小物塊的位移x2=v同t+12at2=4.4 m通過的總位移x=x1+x2=8.4 m。10.如圖所示,一質(zhì)量為mB=2 kg的木板B靜止在光滑的水平面上,其右端上表面緊靠一固定斜面軌道的底端(斜面底端與木板B右端的上表面之間有一段小圓弧平滑連接),軌道與水平面的夾角=37。一質(zhì)量為mA=2 kg的物塊A由斜面軌道上距軌道底端x0=8 m處靜止釋放,物塊A剛好沒有從木板B的左端滑出。已知物塊A與斜面軌道間的動摩擦因數(shù)為1=0.25,與木板B上表面間的動摩擦因數(shù)為2=0.2,sin =0.6,cos =0.8,g取10 m/s2,物體A可看做質(zhì)點(diǎn)。請問:(1)物塊A剛滑上木板B時的速度為多大?(2)物塊A從剛滑上木板B到相對木板B靜止共經(jīng)歷了多長時間?木板B有多長?答案(1)8 m/s(2)2 s8 m解析(1)設(shè)物塊A從斜面滑下時的加速度大小為a1,則mAg sin -1mAg cos =mAa1解得a1=4 m/s2物塊A剛滑到木板B上時的速度大小為v1=2a1x0=248 m/s=8 m/s(2)物塊A在木板B上滑動時,它們在水平方向上的受力大小相等,質(zhì)量也相等,故它們的加速度大小相等,數(shù)值為a2=2mAgmA=2g=2 m/s2設(shè)木板B的長度為L,二者最終的共同速度為v2,對物塊A有v2=v1-a2t2xA=v1t2-12a2t22對木板B有v2=a2t2xB=12a2t22位移關(guān)系xA-xB=L聯(lián)立解得相對滑行的時間和木板B的長度分別為:t2=2 s,L=8 m