第三章牛顿运动定律 章末检测 （教科版必修1）

第三章　牛顿运动定律
(时间：90分钟　满分：100分)
一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)
1．对下列现象解释正确的是(　　)
A．在一定拉力作用下，车沿水平面匀速前进，没有这个拉力，小车就会停下来，所以力是物体运动的原因
B．向上抛出的物体由于惯性，所以向上运动，以后由于重力作用，惯性变小，所以速度也越来越小
C．急刹车时，车上的乘客由于惯性一样大，所以都会向前倾倒
D．质量大的物体运动状态不容易改变是由于物体的质量大，惯性也就大的缘故
2．游乐园中，游客乘坐能加速或减速上升的升降机，可以体会超重和失重的感觉，下
列描述正确的是(　　)
A．当升降机加速上升时，机内游客是处在失重状态
B．当升降机减速下降时，机内游客是处在失重状态
C．当升降机减速上升时，机内游客是处在失重状态
D．当升降机加速下降时，机内游客是处在超重状态
3．如图1所示，质量均为m的A、B两球之间系着一条轻弹簧放在光滑水平面上，A
球靠紧墙壁，现用力F将B球向左推压弹簧，平衡后，突然将力F撤去的瞬间，则(　　)
图1
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球的加速度为零
4. 惯性制导系统已广泛应用于导弹工程中，这个系统的重要元件之一是加速度计．加速
度计的构造和原理的示意图如图2所示．沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一个质量为m的滑块，滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连；两弹簧的另一端与固定壁相连；滑块原来静止，弹簧处于自然长度，滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导．设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O点的距离为x，则这段时间内导弹的加速度(　　)
图2
A．方向向左，大小为 B．方向向右，大小为
C．方向向左，大小为 D．方向向右，大小为
5.如图3所示，静止的粗糙传送带上有一木块M正以速度v匀速下滑，滑到传送带正中
央时，传送带开始以速度v匀速斜向上运动，则木块从A滑到B所用的时间与传送带始终静止不动时木块从A滑到B所用的时间比较(　　)
图3
A．两种情况相同 B．前者慢
C．前者快 D．不能确定
6.刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一．如图4所示，图线1、2分别是甲、乙
两辆汽车的刹车距离s与刹车前的车速v的关系曲线，已知在紧急刹车过程中，车与地面间是滑动摩擦．据此可知，下列说法中正确的是(　　)
图4
A．甲车与地面间的动摩擦因数较大，甲车的刹车性能好
B．乙车与地面间的动摩擦因数较大，乙车的刹车性能好
C．以相同的车速开始刹车，甲车先停下来，甲车的刹车性能好
D．甲车的刹车距离s随刹车前的车速v变化快，甲车的刹车性能好
7．如图5甲所示，物块静止在粗糙水平面上．从某时刻(t＝0)开始，物块受到水平拉力
F的作用．拉力F在0～t0时间内随时间变化情况如图乙所示，则在这段时间内物块的速度随时间变化的图像可能是下列选项中的(　　)
图5
8．如图6所示，质量为m的小球用水平弹簧系住，并用倾角为30°的光滑木板AB托住，
小球恰好处于静止状态．当木板AB突然向下撤离的瞬间，小球的加速度为(　　)
图6
A．0 B．大小为g，方向竖直向下
C．大小为g，方向垂直于木板向下 D．大小为g，方向水平向右
9．如图7所示．在光滑水平面上有两个质量分别为m1和m2的物体A、B，m1>m2，A、
B间水平连接着一轻质弹簧测力计．若用大小为F的水平力向右拉B，稳定后B的加速度大小为a1，弹簧测力计示数为F1；如果改用大小为F的水平力向左拉A，稳定后A的加速度大小为a2，弹簧测力计示数为F2.则以下关系式正确的是(　　)
图7
A．a1＝a2，F1>F2 B．a1＝a2，F1C．a1a2，F1>F2
10.如图8所示，A、B两条直线是在A、B两地分别用竖直向上的力F拉质量分别为mA
和mB的物体得出的加速度a与力F的关系图线，由图分析可知(　　)
图8
A．两地重力加速度是gA>gB B．mAC．两地重力加速度是gA＝gB D．mA>mB
二、实验题(本题共2小题，共16分)
11．(6分)为了探究加速度与力的关系，使用如图9所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、
G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮
挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录．滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量
为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为s，牵引砝码的质量为m.回答下列问题：
图9
(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其它仪器的情况下，如何判定调节是否到位？
(2)若取M＝0.4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是________．
A．m1＝5 g B．m2＝15 g
C．m3＝40 g D．m4＝400 g
(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为：________.(用Δt1、Δt2、D、s表示)
12．(10分)“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图10甲所示．
图10
(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02 s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a＝____________m/s2.(结果保留两位有效数字)
(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：
砝码盘中砝码总重力F(N)
0.196
0.392
0.588
0.784
0.980
小车的加速度a(m·s－2)
0.69
1.18
1.66
2.18
2.70
请根据实验数据在图11所示的坐标系中作出a－F的关系图像．
图11
(3)根据提供的实验数据作出的a－F图线不通过原点，请说明主要原因．
三、计算题(本题共4小题，共44分)
13．(10分)太空是一个微重力、高真空、强辐射的环境，人类可以利用这样的天然实验
室制造出没有内部缺陷的晶体，生产出能承受强大拉力的细如蚕丝的金属丝．假如未来的某天你乘坐飞船进行“微重力的体验”行动，飞船由6 000 m的高空静止下落，可以获得持续的25 s之久的失重状态，你在这段时间里可以进行关于微重力影响的实验．已知下落的过程中飞船受到的空气阻力为重力的0.04倍，重力加速度g取10 m/s2，试求：
(1)飞船在失重状态下的加速度；
(2)飞船在微重力状态中下落的距离．
14．(10分)如图12所示，固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，
小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动，推力F与小环速度v随时间变化规律如图
13甲、乙所示，重力加速度g取10 m/s2.求：
图12
甲　　　　　　乙
图13
(1)小环的质量m；
(2)细杆与地面间的倾角α.
15．(10分)某一旅游景区，建有一山坡滑草运动项目．该山坡可看成倾角θ＝30°的斜面，
一名游客连同滑草装置总质量m＝80 kg，他从静止开始匀加速下滑，在时间t＝5 s内沿斜面滑下的位移x＝50 m．(不计空气阻力，取g＝10 m/s2，结果保留两位有效数字)问：
(1)游客连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力f为多大？
(2)滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ为多大？
16．(14分)如图14所示，质量m＝2 kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L＝
20 m．用大小为30 N，沿水平方向的外力拉此物体，经t0＝2 s拉到B处．(已知cos 37°＝0.8，sin 37°＝0.6.取g＝10 m/s2)
图14
(1)求物体与地面间的动摩擦因数μ；
(2)用大小为30 N，与水平方向成37°的力斜向上拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t.
答案
1．D　2.C　3.BC　4.D　5.A　6.B　7.D 8．C　9.A　10.BC
11．(1)见解析
(2)D
(3)a＝
解析　(1)取下牵引砝码，滑行器放在任意位置都不动，或取下牵引砝码，轻推滑行器M，数字计时器记录每一个光电门的光束被遮挡的时间Δt都相等．
(2)答案D.本实验只有在满足m?M的条件下，才可以用牵引砝码的重力近似等于对滑行器的拉力，所以D是不合适的．
(3)由于挡光片通过光电门的时间很短，所以可以认为挡光片通过光电门的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，即有
v1＝，v2＝，再根据运动学方程v－v＝2as得：a＝.
12．(1)0.16
(2)如图所示
(3)未计入砝码盘的重力
13．(1)9.6 m/s2　(2)3 000 m
14．(1)1 kg　(2)30°
15．(1)80 N　(2)
16．(1)0.5　(2)1.03 s