《牛顿运动定律》单元检测A
一、选择题(在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是正确的)1.下面说法中正确的是()A.力是物体产生加速度的原因
B.物体运动状态发生变化,一定有力作用在该物体上
C.物体运动速度的方向与它受到的合外力的方向总是一致的
D.物体受外力恒定,它的速度也恒定
2.有关惯性大小的下列叙述中,正确的是()A.物体跟接触面间的摩擦力越小,其惯性就越大
B.物体所受的合力越大,其惯性就越大
C.物体的质量越大,其惯性就越大
D.物体的速度越大,其惯性就越大
3.下列说法中正确的是()A.物体在速度为零的瞬间,它所受合外力一定为零
B.物体所受合外力为零时,它一定处于静止状态
C.物体处于匀速直线运动状态时,它所受的合外力可能是零,也可能不是零D.物体所受合外力为零时,它可能做匀速直线运动,也可能是静止
4.马拉车由静止开始作直线运动,以下说法正确的是()
A.加速前进时,马向前拉车的力,大于车向后拉马的力
B .只有匀速前进时,马向前拉车和车向后拉马的力大小才相等
C .无论加速或匀速前进,马向前拉车与车向后拉马的力大小都是相等的
D .车或马是匀速前进还是加速前进,取决于马拉车和车拉马这一对力 5.如图1所示,物体A 静止于水平地面上,下列说法中正确的是
( )
A .物体对地面的压力和重力是一对平衡力
B .物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对平衡力
C .物体受到的重力和地面对物体的支持力是一对平衡力
D .物体受到的重力和地面支持力是一对作用力和反作用力 6.物体在合外力F 作用下,产生加速度a ,下面说法中正确的是
( )
A .在匀减速直线运动中,a 与F 反向
B .只有在匀加速直线运动中,a 才与F 同向
C .不论在什么运动中,a 与F 的方向总是一致的
D .以上说法都不对
7.在光滑水平面上运动的木块,在运动方向受到一个方向不变,大小从某一数
值逐渐变小的外力作用时,木块将作( ) A .匀减速直线运动
B .匀加速直线运动
图1
C.速度逐渐减小的变加速运动D.速度逐渐增大的变加速运动
8.火车在平直轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起,发现仍落回车上原处,这是因为()A.人跳起后,车厢内空气给他以向前的力,带着他随同火车一起向前运动B.人跳起的瞬间,车厢地板给他一个向前的力,推动他随同火车一起向前运动C.人跳起后,车在继续向前运动,所以人落下后必定偏后一些,只是由于时间很短,
偏后距离太小,不明显而已
D.人跳起后直到落地,在水平方向上人和车始终有相同的速度
9.人站在地面上,先将两腿弯曲,再用力蹬地,就能跳离地面,人能跳起离开地面的原因是()
A.人对地球的作用力大于地球对人的引力
B.地面对人的作用力大于人对地面的作用力
C.地面对人的作用力大于地球对人的引力
D.人除受地面的弹力外,还受到一个向上的力
10.站在升降机中的人出现失重现象,则升降机可能()
A.作加速上升B.作减速下降
C.作加速下降D.作减速上升
二、填空题(把正确答案填写在题中的横线上,或按题目要求作答。)
11.某物体在力的作用下获得的加速度为0.5m/s2,若作用力增加1N,加速度则变为0.75m/s2,今再使作用力增加1N,此时的加速度将变为_________m/s2。12.一物体以a=7m/s2的加速度竖直下落时,物体受到的空气阻力大小是重力的_____倍。(g取10 m/s2)
13.某物体质量为2kg,受力F1、F2的作用,大小分别为6N、8N,则加速度a 的取值范围为_______________。
14.如图2所示,在光滑桌面上并排放着质量分别为m、M的两个物体,对m施加一个水平推力F,则它们一起向右作匀加速直线运动,其
加速度大小为
___;两物体间的弹力的大小为
___________。
15.把物体竖直地挂在劲度系数为1000N/m的弹簧下端,弹簧伸长2cm。如果把物体放在动摩擦因数为0.30的水平地面上,用同一根弹簧沿水平方向拉物体。当物体产生2m/s2的加速度时,弹簧伸长 cm。
16.一乘客在行驶的火车车厢里用细绳吊一小球,用以判断火车运动的情况,并可得到如下结论:
(1)若小球在竖直方向保持静止,表明火车正在做___________运动;
图2
(2)若在竖直方向保持静止的小球突然向后摆,表明火车正在做___________运动;
(3)若在竖直方向保持静止的小球突然向前摆,表明火车正在做___________运动;
(4)若在竖直方向保持静止的小球突然向右摆,表明火车正在做___________运动。
三、计算题(要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤,有数值计
算的要明确写出数值和单位)
17.一个物体从长s=9m,倾角为α=37o的斜面顶端由静止开始滑下,已知物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,则它滑到斜面底端所用的时间t和末速度v分别是多少?
18.台阶式电梯与地面的夹角为θ,一质量为m的人站在电梯的一台阶上相对电梯静止,如图3所示。则当电梯以加速度a匀加速上升时,求:
(2)人对电梯的压力是多大?
图3
19.如图4所示,在水平面上有一质量为m的物体,物体与水平面间的动摩擦因数为μ。
(1)用一个大小不变的拉力F作用在物体上使物体沿水平面运动,拉力F与水平方向成多大的夹角θ时,才能使物体产生最大的加速度a?
(2)用一个大小不变的推力F作用在物体上使物
体沿水平面运动,推力F与水平方向成多大的夹角θ时,才能使物体产生最大的加速度a?
图4
参考答案
一、选择题
1.【答案】AB
【解析】力是改变物体运动状态的原因,是物体产生加速度的原因。物体运动状态发生变化,一定有力作用在该物体上。物体运动速度的方向与它受到的合外力的方向可以一致、可以相反,也可以不在一条直线上。物体受外力恒定,它的加速度也恒定,但物体的速度一定发生变化。
2.【答案】C
【解析】惯性是物体本身固有的保持原运动状态不变的属性,与物体是否受力、受力的情况及运动状态无关。物体惯性的大小由物体的质量来量度,物体的质量越大,其惯性就越大。
3.【答案】D
【解析】根据牛顿第二定律,物体的受力情况决定加速度。物体所受合外力为
零时加速度一定为零,但物体的速度可以为零,也可不为零。即物体可能做匀速直线运动,也可能是静止的。物体在速度为零的瞬间,物体的加速度不一定为零,它所受合外力不一定为零,如物体竖直上抛到最高点的瞬间。
4.【答案】C
【解析】马对车的拉力和车对马的拉力是作用力和反作用力,根据牛顿第三定律,两者一定大小相等,与物体的运动状态无关。无论加速或匀速前进,马向前拉车与车向后拉马的力大小都是相等的。作用力和反作用力分别作用在两个物体上,各自产生自己的效果。车或马是匀速前进还是加速前进,取决于车或马自己的受力情况。
5.【答案】C
【解析】平衡力作用在同一物体上,性质不一定相同;作用力和反作用力分别作用在两个物体上,大小一定相等,性质一定相同。物体对地面的压力和重力是分别作用在两个物体上,不是一对平衡力;物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对作用力和反作用力,不是一对平衡力;物体受到的重力和地面对物体的支持力作用在同一物体上,且物体A静止,是一对平衡力,不是一对作用力和反作用力。
6.【答案】C
【解析】根据牛顿第二定律可知,不论在什么运动中,a与F的方向总是一致的。
物体做加速运动还是做减速运动取决速度方向和加速度方向的关系。速度方向和加速度方向间没有直接的关系。当速度方向和加速度间的夹角小于90o时,物体做加速运动;当速度方向和加速度间的夹角大于90o时,物体做减速运动;
7.【答案】D
【解析】在光滑水平面上运动的木块,在运动方向受到一个方向不变,大小从某一数值逐渐变小的外力作用,外力逐渐变小,加速度逐渐变小。木块的速度方向与加速度方向一致,做加速运动,所以木块做加速度逐渐减小速度逐渐增大的变加速运动。
8.【答案】D
【解析】火车在平直轨道上匀速行驶,车厢内有一人相对车厢向上跳起,在水平方向上人和车始终有相同的速度,所以仍落回车上原处。
9.【答案】C
【解析】人站在地面上,先将两腿弯曲,再用力蹬地,就能跳离地面,在这段时间内人从静止到运动,有向上的加速度,合力方向向上,地面对人的作用力大于人的重力(即地球对人的引力)。地面对人的作用力与人对地面的作用力是一对作用力和反作用力,大小相等。人对地球的作用力大于地球
对人的引力,这两个力作用在两个物体上,不是人跳起离开地面的原因。 10.【答案】CD
【解析】站在升降机中的人出现失重现象,说明升降机和人有向下的加速度,
这时升降机的运动的两种可能:加速下降或减速上升。 二、填空题 11.【答案】1.0
【解析】根据牛顿第二定律F =ma ,有△F =m ·△a ,对同一物体有△F 与△a 成
正比,所以有再使作用力增加1N ,此时的加速度将变为1m/s 2。 12.【答案】0.3
【解析】根据牛顿第二定律有:mg -F 1=ma ,代入数据解得:F 1=mg -ma =m (g
-a )=0.7 mg ,所以物体受到的空气阻力大小是重力的0.7倍。 13.【答案】1m/s 2≤a ≤7m/s 2
【解析】大小分别为6N 和8N 的两个力,合力的取值范围是:2N ≤a ≤14N ,根
据牛顿第二定律F =ma ,有1m/s 2≤a ≤7m/s 2。 14.【答案】
F
M m
+
MF
M m
+
【解析】以整体为对象,根据牛顿第二定律有F =(M +m )a ,所以有F
a M m
=
+。将M 隔离出来,M 的加速度就是m 对M 的弹力产生的,根据牛顿第二定律有
F N =Ma =
MF
M m
+。
15.【答案】1
【解析】把物体竖直地挂在劲度系数为1000N/m的弹簧下端,弹簧伸长2cm。设物体的质量为m,根据胡克定律有:
F=mg=kx
1
把物体放在水平地面上时,根据牛顿第二定有:
kx
-μmg=ma
2
联立两式解得:x2=1×10-2m=1cm。
16.【答案】匀速加速减速向左转弯
【解析】在行驶的火车车厢里用细绳吊一小球,(1)若小球在竖直方向保持静止,则火车的加速度等于零,表明火车正在做匀速运动;(2)若在竖直方向保持静止的小球突然向后摆,则火车的加速度方向向前,表明火车正在做加速运动;(3)若在竖直方向保持静止的小球突然向前摆,则火车的加速度方向向后,表明火车正在做减速运动;(4)若在竖直方向保持静止的小球突然向右摆,则火车的加速度方向向左,表明火车正在向左转弯。三、计算题
17.【解析】物体从斜面顶端由静止开始滑下,受重力mg、支持力F N和滑动摩擦力F1三个力作用。沿斜面方向,根据牛顿第二定律有
mg sinα-F
=ma①
1
垂直斜面方向,有
F N =mg cos α ②
根据滑动摩擦定律有
F 1=μF N ③
联立①②③三式解得:a =2m/s 2 根据运动学公式有
212
s at ④ v =at
⑤
联立④⑤两式解得:t =3s ,v =6m/s 。
18.【解析】取相对于电梯静止的人为研究对象,则其受力为重力
mg ,方向竖直向下;支持力F N ,方向竖起向上;摩擦力F 1,方向水平向右,如图所示。 在水平方向,由牛顿第二定律得:
F 1=macos θ
在竖起方向,由牛顿第二定律得:
F N -mg =masin θ
解得:F 1=macos θ,F N =m (g +asin θ)
由牛顿第三定律可得,人对电梯的压力是F N '=F N =m (g +asin θ)。
G
19.【解析】(1)以物体为研究对象,受到重力mg ,拉力F 、支持力F N 和摩擦力
F 1的作用。
在水平方向,根据牛顿第二定律有:
F cos θ-μF N =ma
在竖直方向,根据平衡条件有:
F sin θ+F N -mg =0
整理得:F (cos θ+μsin θ)-μmg =ma 解得:(cos sin )
F a g m
θμθμ+=
-
从上式中可以看出,F 的大小一定,欲使产生的加速度最大,必须使cos θ+μsin θ取最大值。 令μ=tan ?
,则sin ?=
,cos ?=
cos θ+μsin θ=
1(cos cos sin sin )cos θ?θ??+=1cos()cos θ??
-
)θ?- 当θ=?时,cos θ+μsin θ
。 所以a
的最大值为:max
a g μ=
(2)以物体为研究对象,受到重力mg ,推力F 、支持力F N 和摩擦力F 1的作用。
在水平方向,根据牛顿第二定律有:
F cos θ-μF N =ma
在竖直方向,根据平衡条件有:
mg
F N -F sin θ-mg =0
整理得:F (cos θ-μsin θ)-μmg =ma 解得:(cos sin )
F a g m
θμθμ-=
-
从上式中可以看出,F 的大小一定,欲使产生的加速度最大,必须使cos θ
-μsin θ取最大值。类似有cos θ-μsin θ)θ?+。
因?=arc tan μ<90o,所以有θ越小,cos θ-μsin θ的值越大。所以,当θ=0o时,cos θ-μsin θ取最大值。 当θ=0o时,a 的最大值为:max F
a g m
μ=
-。