人教版（2019）必修一 4.5 牛顿运动定律的应用 同步测试卷（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版（2019）必修一 4.5 牛顿运动定律的应用 同步测试卷（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 133.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-06-20 16:42:51 | ||
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文档简介
人教版（2019）必修一 4.5 牛顿运动定律的应用 同步测试卷
一、单选题(共10题；共30分)
1．如图甲所示，质量相等的三个物块A、B、C，A与天花板之间、B与C之间均用轻弹簧相连，A与B之间用细绳相连，当系统静止后，突然剪断A、B间的细绳，则此瞬时A、B、C的加速度分别为（取向下为正）（ ）
A．—g、2g、0 B．—2g、2g、0 C．0、2g、0 D．—2g、g、g
2．匀速上升的升降机顶部悬有一轻质弹簧，弹簧下端挂有一小球，若升降机突然停止，在地面上观察者看来，小球在继续上升的过程中（ ）
A．速度逐渐增大 B．速度先增大后减小
C．加速度逐渐增大 D．加速度先减小后增大
3．2013年6月20日,我国宇航员王亚平在天宫授课时,利用质量测量仪测出了聂海胜的质量,这种质量测量仪测质量的依据是牛顿第二定律。若聂海胜受到合外力F从静止开始运动,经时间t移动的位移为S,则聂海胜的质量为（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动．当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是（ ）
A．物体所受弹力增大，摩擦力也增大了
B．物体所受弹力增大，摩擦力减小了
C．物体所受弹力和摩擦力都减小了
D．物体所受弹力增大，摩擦力不变
5．一猫头鹰（用O点表示）发现猎物后沿虚线PQ斜向下加速俯冲过程中，空气对猫头鹰的作用力方向可能是（ ）
A．沿PQ向下 B．沿OC水平向左
C．垂直PQ，沿OB向上 D．沿OA竖直向上
6．木箱以大小为2 m/s2的加速度水平向右做匀减速运动．在箱内有一轻弹簧，其一端被固定在箱子的右侧壁，另一端拴接一个质量为1 kg的小车，木箱与小车相对静止，如右图所示．不计小车与木箱之间的摩擦．下列判断正确的是( )
A．弹簧被压缩，弹簧的弹力大小为10 N
B．弹簧被压缩，弹簧的弹力大小为2 N
C．弹簧被拉伸，弹簧的弹力大小为10 N
D．弹簧被拉伸，弹簧的弹力大小为2 N
7．质量为5kg的铅球从距沙坑某一高度无初速度释放，下落0.8s后接触沙坑，再经过0.2s停止了下降，在该过程中（不计空气阻力，取g=10m/s2），则下列说法正确的是（ ）
A．克服沙坑阻力做功160J
B．重力做功的平均功率为160W
C．重力的冲量为零
D．沙坑对铅球的平均阻力为铅球重力的5倍
8．如图所示，质量为m、带电荷量为q的小球，在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，沿着动摩擦因数为μ的竖直墙由静止下滑，下列说法正确的（ ）
A．小球不受磁场力
B．尽管小球受到磁场力作用，但磁场力不做功，系统机械能守恒
C．小球下滑的最大速度为
D．小球下滑的加速度为重力速度g
9．一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的光滑定滑轮，绳的一端系一质量m＝15kg的重物，重物静止于地面上，有一质量m＇＝10kg的猴子，从绳子的另一端沿绳向上爬， 如图所示，在重物不离地面的条件下，猴子向上爬的最大加速度 (g=10m/s2)（ ）
A．25m/s2 B．5m/s2 C．10m/s2 D．15m/s2
10．如图所示，真空玻璃管内的鸡毛、铜线由静止开始下落。能表示铜线在自由下落过程中加速度随时间变化的图象是（ ）
A． B．
C． D．
二、多选题(共6题；共24分)
11．如图所示，质量为m的小物块初速度为v0，从底端沿足够长的均匀粗糙斜面向上运动，最后返回斜面底端。已知小物块沿斜面下滑时间是上滑时间的2倍，下列说法正确的是（ ）
A．小物块沿斜面上滑加速度大小是下滑加速度大小的2倍
B．小物块沿斜面上滑加速度大小是下滑加速度大小的4倍
C．整个运动过程中重力对物块的冲量为零
D．整个运动过程中小物块的动量变化大小为
12．如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为 。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F，则（ ）
A．当 时，A，B都相对地面静止
B．当 时，A的加速度为
C．当 时，A相对B滑动
D．无论F为何值，B的加速度不会超过
13．如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线与竖直方向成θ角，球和车厢相对静止，则车厢可能的运动情况是（ ）
A．向左匀加速 B．向左匀减速 C．向右匀加速 D．向右匀减速
14．“蹦极”是一项非常刺激的体育运动，如图所示，某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中的a点是弹性绳的原长位置，c点是人所能到达的最低位置，b点是人静止悬吊着时的平衡位置．人在从P点下落到最低位置c点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．经过a点时，人的速度最大 B．经过b点时，人的速度最大
C．从a点到b点，人的加速度在增大 D．从b点到c点，人的加速度在增大
15．用细绳拴一个质量为m的小球，小球将一固定在墙上的水平轻质弹簧压缩了x（小球与弹簧不拴连），如图所示．将细绳剪断后（ ）
A．小球立即获得 的加速度 B．小球的瞬时加速度为0
C．小球落地的时间等于 D．小球落地的速度大于
16．如图所示，光滑水平面上的甲、乙两个物体在水平恒力F1、F2作用下运动，若F1＜F2，则下述选项中正确的是（ ）
A．若撤去F1，则甲的加速度一定增大
B．若撤去F1，则甲对乙的作用力一定减少
C．若撤去F2，则乙的加速度一定增大
D．若撤去F2，则乙对甲的作用力一定减少
三、填空题(共6题；共11分)
17．某实验室为了研究某种新型汽车的运动特性，制造了一辆质量为200kg的模型车，该模型车在运行时所受阻力为车重的0.08倍，某次实验中该模型车在25s内运动的v﹣t图象如图所示，则模型车4s末的加速度 m/s2，在0～25s内运动的位移为 m，0～5s内汽车受到的牵引力 N．
18．三个方向不同的共点力，在同一水平面上，共同作用在一个质量为2kg的物体上，物体处于静止状态．已知F1=3N，F2=5N，F3=4N．那么F1和F2两个力的合力大小是 N．若撤去F3，则物体的加速度是 m/s2．
19．如图所示，质量为M的电动机，飞轮上固定着一个质量为 的重物，重物到轴的距离为R，电动机飞轮匀速转动。当角速度为 时，电动机恰好不从地面上跳起，则 = ，电动机对地面的最大压力F= （重力加速度为 ）。
20．如图所示，劲度系数为200N/m的轻质弹簧下端固定在地面上，从轻质弹簧上端0.2m高处释放一质量为1kg的小球，当小球压缩弹簧到最低点时，小的加速度为 m/s2．（取g=10m/s2）
21．如图，质量为m的某人站在自动扶梯上，与扶梯一起加速上升，加速度大小为a．扶梯斜面的倾角为 θ，则扶梯对人的摩擦力大小为 ，扶梯对人的支持力大小 ．
22．一个电子以3.2×106m/s的初速度沿电场线方向射入匀强电场，在电场中飞行了9.1×10﹣7s后开始返回，则匀强电场的场强大小为 ，电子在匀强电场中从进入到返回原处所通过的路程为 ．
四、计算题(共3题；共24分)
23．如图所示，水平传输带以4m/s的速度匀速运动，传输带两端A、B间的距离为20m，将一质量为2kg的木块无初速地放在A端，木块与传输带间的动摩擦因数为 =0.2．试求：木块从A端运动到B端所用的时间？
24．质量为m=1.0kg的小滑块（可视为质点）放在质量为M=3.0kg的长木板的右端，木板上表面光滑，木板与地面之间的动摩擦因数为μ=0.2，木板长L=1.0m．开始时两者都处于静止状态，现对木板施加水平向右的恒力F=12N，如图所示，经一段时间后撤去F．为使小滑块不掉下木板，试求：用水平恒力F作用的最长时间．（g取10m/s2）
25．静止在水平地面上的两小物块A、B，质量分别为mA=l.0 kg，mB=4.0 kg；两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧的竖直墙壁距离l=1.0m，如图所示。某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为Ek=10.0 J。释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为u=0.20。重力加速度取g=10 m/s 。A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。
（1）求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小；
（2）物块A、B中的哪一个先停止？该物块刚停止时A与B之间的距离是多少？
（3）A和B都停止后，A与B之间的距离是多少？
五、实验探究题(共2题；共11分)
26．如图1，用斜面、长木板、薄木垫、小车、吊盘及钩码、砝码灯装置做“探究牛顿第二定律实验”，回答下面问题：
（1）按实验要求安装好器材后，应按一定步骤进行实验，下述操作步骤的安排顺序不尽合理，请将合理的顺序（以字母代号）填写在横线上 ．
A ．保持小车质量不变，改变吊盘力钩码的质量，测出加速度，重复几次；
B ．用天平测出小车质量M和吊盘的质量m0；
C ．平衡摩擦力，使小车近似做匀速直线运动；
D ．挂上吊盘，放进钩码，接通打点计时器的电源，放开小车，在纸带上打下一系列的点；
E ．根据测量的数据，画出a﹣F的图线．
（2）实验中甲、乙两位同学根据实验数据画出小车的加速度a和小车所受拉力F的图象分别为图2中的直线Ⅰ和直线Ⅱ，直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大，明显超出了误差范围．下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释，其中可能正确的选项是 （填选项代号）．
A．实验前甲同学没有平衡摩擦力
B．甲同学在平衡摩擦力时把长木板的末端抬得过高了
C．实验前乙同学没有平衡摩擦力
D．乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了
（3）如图3给出了该次实验中某同学打出的一条纸带，其中1、2、3、4、5为计数点，每相邻两个计数点还有四个点未画出，其中x1=1.41cm，x2=1.91cm，x3=2.39cm，x4=2.91cm．实验所用交流电的频率为50Hz，由纸带数据计算可得计数点“4”所代表时刻的瞬时速度大小v4= m/s，小车的加速度大小a= m/s2．（结果保留三位有效数字）
（4）若小车质量M保持不变，所挂钩码质量m不断增加，则a﹣F图象中各点连成的曲线将不断延伸，如图4所示，则小车的加速度趋向值为 ，绳子拉力的趋向值为 ．
27．在“验证牛顿第二定律”实验中，某同学使用了图甲所示的装置，打点计时器打点频率为50Hz．
（1）下列做法正确的是 （填字母代号）
A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行
B．在平衡小车受到的滑动摩擦力时，将装有砂的砂桶通过定滑轮拴在小车上
C．实验时，先放开小车再接通打点计时器的电源
D．通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要再次平衡摩擦力
（2）某同学得到一条纸带，在纸带上取连续的六个点，如图丙所示，自A点起，相邻两点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm，则打E点时小车的速度 m/s，小车的加速度为 m/s2．
（3）该同学在实验中保持小车的质量M不变，改变砂桶与砂的总重力F，多次实验，根据得到的数据，在a﹣F图象中描点，如图乙所示．现在请你对本实验进行进一步研究：
①在图乙中根据所描出的点连线．
②观察所连a﹣F图象，本实验结果与牛顿第二定律并不一致，造成不一致的原因有：
原因一：
原因二：
参考答案
1．B
2．C
3．A
4．D
5．C
6．B
7．D
8．C
9．B
10．A
11．B,D
12．B,C,D
13．A,D
14．B,D
15．C,D
16．A,B,D
17．1.6；140；480
18．4；2
19．；FN=2（M+m）g
20．30
21．macosθ；m（g+asinθ）
22．20V/m；2.912m
23．对物体受力分析，由牛顿第二定律得a= = g=2 m/s2 ，
由速度公式 v=at1
解得加速运动的时间 t1=2s
在加速运动过程中物体通过的位移是 x1= t1=4 m，
所以匀速运动的位移是 x2=L﹣x1=16 m，
匀速运动的时间 t2= =4 s
所以木块从A端运动到B端所用的时间为t=t1+t2=6s．
答：木块从A端运动到B端所用的时间为6s．
24．撤去F前后木板先加速后减速．设加速过程的位移为x1，加速度为a1，加速运动的时间为t1；减速过程的位移为x2，加速度为a2，减速运动的时间为t2．由牛顿第二定律得
撤力前：F﹣μ（m+M）g=Ma1
解得a1= m/s2
撤力后：μ（m+M）g=Ma2
解得a2= m/s2
又x1= a1t12，x2= a2t22
为使小滑块不从木板上掉下，应满足x1+x2≤L
又a1t1=a2t2
由以上各式可解得t1≤1 s
即作用的最长时间为1s．
答：用水平恒力F作用的最长时间是1s．
25．（1）解：设弹簧释放瞬间A和B的速度大小分别为vA、vB，以向右为正，由动量守恒定律和题给条件有
0=mAvA-mBvB①
②
联立①②式并代入题给数据得
vA=4.0 m/s，vB=1.0 m/s
（2）解：A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等，因而两者滑动时加速度大小相等，设为a。假设A和B发生碰撞前，已经有一个物块停止，此物块应为弹簧释放后速度较小的B。设从弹簧释放到B停止所需时间为t，B向左运动的路程为sB。，则有
④
⑤
⑥
在时间t内，A可能与墙发生弹性碰撞，碰撞后A将向左运动，碰撞并不改变A的速度大小，所以无论此碰撞是否发生，A在时间t内的路程SA都可表示为
sA=vAt– ⑦
联立③④⑤⑥⑦式并代入题给数据得
sA=1.75 m，sB=0.25 m ⑧
这表明在时间t内A已与墙壁发生碰撞，但没有与B发生碰撞，此时A位于出发点右边0.25 m处。B位于出发点左边0.25 m处，两物块之间的距离s为
s=0.25 m+0.25 m=0.50 m ⑨
（3） 解：t时刻后A将继续向左运动，假设它能与静止的B碰撞，碰撞时速度的大小为vA′，由动能定理有
⑩
联立③⑧⑩式并代入题给数据得
故A与B将发生碰撞。设碰撞后A、B的速度分别为vA′′以和vB′′，由动量守恒定律与机械能守恒定律有
联立 11 12 13 式并代入题给数据得
这表明碰撞后A将向右运动，B继续向左运动。设碰撞后A向右运动距离为sA′时停止，B向左运动距离为sB′时停止，由运动学公式
由 ~ 式及题给数据得
sA′小于碰撞处到墙壁的距离。由上式可得两物块停止后的距离
26．（1）BCDAE
（2）B；C
（3）0.265；0.495
（4）g；Mg
27．（1）A；D
（2）0.85；5.0
（3）平衡摩擦力过度；砂和砂桶的质量没有远小于小车的质量
一、单选题(共10题；共30分)
1．如图甲所示，质量相等的三个物块A、B、C，A与天花板之间、B与C之间均用轻弹簧相连，A与B之间用细绳相连，当系统静止后，突然剪断A、B间的细绳，则此瞬时A、B、C的加速度分别为（取向下为正）（ ）
A．—g、2g、0 B．—2g、2g、0 C．0、2g、0 D．—2g、g、g
2．匀速上升的升降机顶部悬有一轻质弹簧，弹簧下端挂有一小球，若升降机突然停止，在地面上观察者看来，小球在继续上升的过程中（ ）
A．速度逐渐增大 B．速度先增大后减小
C．加速度逐渐增大 D．加速度先减小后增大
3．2013年6月20日,我国宇航员王亚平在天宫授课时,利用质量测量仪测出了聂海胜的质量,这种质量测量仪测质量的依据是牛顿第二定律。若聂海胜受到合外力F从静止开始运动,经时间t移动的位移为S,则聂海胜的质量为（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动．当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是（ ）
A．物体所受弹力增大，摩擦力也增大了
B．物体所受弹力增大，摩擦力减小了
C．物体所受弹力和摩擦力都减小了
D．物体所受弹力增大，摩擦力不变
5．一猫头鹰（用O点表示）发现猎物后沿虚线PQ斜向下加速俯冲过程中，空气对猫头鹰的作用力方向可能是（ ）
A．沿PQ向下 B．沿OC水平向左
C．垂直PQ，沿OB向上 D．沿OA竖直向上
6．木箱以大小为2 m/s2的加速度水平向右做匀减速运动．在箱内有一轻弹簧，其一端被固定在箱子的右侧壁，另一端拴接一个质量为1 kg的小车，木箱与小车相对静止，如右图所示．不计小车与木箱之间的摩擦．下列判断正确的是( )
A．弹簧被压缩，弹簧的弹力大小为10 N
B．弹簧被压缩，弹簧的弹力大小为2 N
C．弹簧被拉伸，弹簧的弹力大小为10 N
D．弹簧被拉伸，弹簧的弹力大小为2 N
7．质量为5kg的铅球从距沙坑某一高度无初速度释放，下落0.8s后接触沙坑，再经过0.2s停止了下降，在该过程中（不计空气阻力，取g=10m/s2），则下列说法正确的是（ ）
A．克服沙坑阻力做功160J
B．重力做功的平均功率为160W
C．重力的冲量为零
D．沙坑对铅球的平均阻力为铅球重力的5倍
8．如图所示，质量为m、带电荷量为q的小球，在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，沿着动摩擦因数为μ的竖直墙由静止下滑，下列说法正确的（ ）
A．小球不受磁场力
B．尽管小球受到磁场力作用，但磁场力不做功，系统机械能守恒
C．小球下滑的最大速度为
D．小球下滑的加速度为重力速度g
9．一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的光滑定滑轮，绳的一端系一质量m＝15kg的重物，重物静止于地面上，有一质量m＇＝10kg的猴子，从绳子的另一端沿绳向上爬， 如图所示，在重物不离地面的条件下，猴子向上爬的最大加速度 (g=10m/s2)（ ）
A．25m/s2 B．5m/s2 C．10m/s2 D．15m/s2
10．如图所示，真空玻璃管内的鸡毛、铜线由静止开始下落。能表示铜线在自由下落过程中加速度随时间变化的图象是（ ）
A． B．
C． D．
二、多选题(共6题；共24分)
11．如图所示，质量为m的小物块初速度为v0，从底端沿足够长的均匀粗糙斜面向上运动，最后返回斜面底端。已知小物块沿斜面下滑时间是上滑时间的2倍，下列说法正确的是（ ）
A．小物块沿斜面上滑加速度大小是下滑加速度大小的2倍
B．小物块沿斜面上滑加速度大小是下滑加速度大小的4倍
C．整个运动过程中重力对物块的冲量为零
D．整个运动过程中小物块的动量变化大小为
12．如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为 。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F，则（ ）
A．当 时，A，B都相对地面静止
B．当 时，A的加速度为
C．当 时，A相对B滑动
D．无论F为何值，B的加速度不会超过
13．如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线与竖直方向成θ角，球和车厢相对静止，则车厢可能的运动情况是（ ）
A．向左匀加速 B．向左匀减速 C．向右匀加速 D．向右匀减速
14．“蹦极”是一项非常刺激的体育运动，如图所示，某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中的a点是弹性绳的原长位置，c点是人所能到达的最低位置，b点是人静止悬吊着时的平衡位置．人在从P点下落到最低位置c点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．经过a点时，人的速度最大 B．经过b点时，人的速度最大
C．从a点到b点，人的加速度在增大 D．从b点到c点，人的加速度在增大
15．用细绳拴一个质量为m的小球，小球将一固定在墙上的水平轻质弹簧压缩了x（小球与弹簧不拴连），如图所示．将细绳剪断后（ ）
A．小球立即获得 的加速度 B．小球的瞬时加速度为0
C．小球落地的时间等于 D．小球落地的速度大于
16．如图所示，光滑水平面上的甲、乙两个物体在水平恒力F1、F2作用下运动，若F1＜F2，则下述选项中正确的是（ ）
A．若撤去F1，则甲的加速度一定增大
B．若撤去F1，则甲对乙的作用力一定减少
C．若撤去F2，则乙的加速度一定增大
D．若撤去F2，则乙对甲的作用力一定减少
三、填空题(共6题；共11分)
17．某实验室为了研究某种新型汽车的运动特性，制造了一辆质量为200kg的模型车，该模型车在运行时所受阻力为车重的0.08倍，某次实验中该模型车在25s内运动的v﹣t图象如图所示，则模型车4s末的加速度 m/s2，在0～25s内运动的位移为 m，0～5s内汽车受到的牵引力 N．
18．三个方向不同的共点力，在同一水平面上，共同作用在一个质量为2kg的物体上，物体处于静止状态．已知F1=3N，F2=5N，F3=4N．那么F1和F2两个力的合力大小是 N．若撤去F3，则物体的加速度是 m/s2．
19．如图所示，质量为M的电动机，飞轮上固定着一个质量为 的重物，重物到轴的距离为R，电动机飞轮匀速转动。当角速度为 时，电动机恰好不从地面上跳起，则 = ，电动机对地面的最大压力F= （重力加速度为 ）。
20．如图所示，劲度系数为200N/m的轻质弹簧下端固定在地面上，从轻质弹簧上端0.2m高处释放一质量为1kg的小球，当小球压缩弹簧到最低点时，小的加速度为 m/s2．（取g=10m/s2）
21．如图，质量为m的某人站在自动扶梯上，与扶梯一起加速上升，加速度大小为a．扶梯斜面的倾角为 θ，则扶梯对人的摩擦力大小为 ，扶梯对人的支持力大小 ．
22．一个电子以3.2×106m/s的初速度沿电场线方向射入匀强电场，在电场中飞行了9.1×10﹣7s后开始返回，则匀强电场的场强大小为 ，电子在匀强电场中从进入到返回原处所通过的路程为 ．
四、计算题(共3题；共24分)
23．如图所示，水平传输带以4m/s的速度匀速运动，传输带两端A、B间的距离为20m，将一质量为2kg的木块无初速地放在A端，木块与传输带间的动摩擦因数为 =0.2．试求：木块从A端运动到B端所用的时间？
24．质量为m=1.0kg的小滑块（可视为质点）放在质量为M=3.0kg的长木板的右端，木板上表面光滑，木板与地面之间的动摩擦因数为μ=0.2，木板长L=1.0m．开始时两者都处于静止状态，现对木板施加水平向右的恒力F=12N，如图所示，经一段时间后撤去F．为使小滑块不掉下木板，试求：用水平恒力F作用的最长时间．（g取10m/s2）
25．静止在水平地面上的两小物块A、B，质量分别为mA=l.0 kg，mB=4.0 kg；两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧的竖直墙壁距离l=1.0m，如图所示。某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为Ek=10.0 J。释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为u=0.20。重力加速度取g=10 m/s 。A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。
（1）求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小；
（2）物块A、B中的哪一个先停止？该物块刚停止时A与B之间的距离是多少？
（3）A和B都停止后，A与B之间的距离是多少？
五、实验探究题(共2题；共11分)
26．如图1，用斜面、长木板、薄木垫、小车、吊盘及钩码、砝码灯装置做“探究牛顿第二定律实验”，回答下面问题：
（1）按实验要求安装好器材后，应按一定步骤进行实验，下述操作步骤的安排顺序不尽合理，请将合理的顺序（以字母代号）填写在横线上 ．
A ．保持小车质量不变，改变吊盘力钩码的质量，测出加速度，重复几次；
B ．用天平测出小车质量M和吊盘的质量m0；
C ．平衡摩擦力，使小车近似做匀速直线运动；
D ．挂上吊盘，放进钩码，接通打点计时器的电源，放开小车，在纸带上打下一系列的点；
E ．根据测量的数据，画出a﹣F的图线．
（2）实验中甲、乙两位同学根据实验数据画出小车的加速度a和小车所受拉力F的图象分别为图2中的直线Ⅰ和直线Ⅱ，直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大，明显超出了误差范围．下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释，其中可能正确的选项是 （填选项代号）．
A．实验前甲同学没有平衡摩擦力
B．甲同学在平衡摩擦力时把长木板的末端抬得过高了
C．实验前乙同学没有平衡摩擦力
D．乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了
（3）如图3给出了该次实验中某同学打出的一条纸带，其中1、2、3、4、5为计数点，每相邻两个计数点还有四个点未画出，其中x1=1.41cm，x2=1.91cm，x3=2.39cm，x4=2.91cm．实验所用交流电的频率为50Hz，由纸带数据计算可得计数点“4”所代表时刻的瞬时速度大小v4= m/s，小车的加速度大小a= m/s2．（结果保留三位有效数字）
（4）若小车质量M保持不变，所挂钩码质量m不断增加，则a﹣F图象中各点连成的曲线将不断延伸，如图4所示，则小车的加速度趋向值为 ，绳子拉力的趋向值为 ．
27．在“验证牛顿第二定律”实验中，某同学使用了图甲所示的装置，打点计时器打点频率为50Hz．
（1）下列做法正确的是 （填字母代号）
A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行
B．在平衡小车受到的滑动摩擦力时，将装有砂的砂桶通过定滑轮拴在小车上
C．实验时，先放开小车再接通打点计时器的电源
D．通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要再次平衡摩擦力
（2）某同学得到一条纸带，在纸带上取连续的六个点，如图丙所示，自A点起，相邻两点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm，则打E点时小车的速度 m/s，小车的加速度为 m/s2．
（3）该同学在实验中保持小车的质量M不变，改变砂桶与砂的总重力F，多次实验，根据得到的数据，在a﹣F图象中描点，如图乙所示．现在请你对本实验进行进一步研究：
①在图乙中根据所描出的点连线．
②观察所连a﹣F图象，本实验结果与牛顿第二定律并不一致，造成不一致的原因有：
原因一：
原因二：
参考答案
1．B
2．C
3．A
4．D
5．C
6．B
7．D
8．C
9．B
10．A
11．B,D
12．B,C,D
13．A,D
14．B,D
15．C,D
16．A,B,D
17．1.6；140；480
18．4；2
19．；FN=2（M+m）g
20．30
21．macosθ；m（g+asinθ）
22．20V/m；2.912m
23．对物体受力分析，由牛顿第二定律得a= = g=2 m/s2 ，
由速度公式 v=at1
解得加速运动的时间 t1=2s
在加速运动过程中物体通过的位移是 x1= t1=4 m，
所以匀速运动的位移是 x2=L﹣x1=16 m，
匀速运动的时间 t2= =4 s
所以木块从A端运动到B端所用的时间为t=t1+t2=6s．
答：木块从A端运动到B端所用的时间为6s．
24．撤去F前后木板先加速后减速．设加速过程的位移为x1，加速度为a1，加速运动的时间为t1；减速过程的位移为x2，加速度为a2，减速运动的时间为t2．由牛顿第二定律得
撤力前：F﹣μ（m+M）g=Ma1
解得a1= m/s2
撤力后：μ（m+M）g=Ma2
解得a2= m/s2
又x1= a1t12，x2= a2t22
为使小滑块不从木板上掉下，应满足x1+x2≤L
又a1t1=a2t2
由以上各式可解得t1≤1 s
即作用的最长时间为1s．
答：用水平恒力F作用的最长时间是1s．
25．（1）解：设弹簧释放瞬间A和B的速度大小分别为vA、vB，以向右为正，由动量守恒定律和题给条件有
0=mAvA-mBvB①
②
联立①②式并代入题给数据得
vA=4.0 m/s，vB=1.0 m/s
（2）解：A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等，因而两者滑动时加速度大小相等，设为a。假设A和B发生碰撞前，已经有一个物块停止，此物块应为弹簧释放后速度较小的B。设从弹簧释放到B停止所需时间为t，B向左运动的路程为sB。，则有
④
⑤
⑥
在时间t内，A可能与墙发生弹性碰撞，碰撞后A将向左运动，碰撞并不改变A的速度大小，所以无论此碰撞是否发生，A在时间t内的路程SA都可表示为
sA=vAt– ⑦
联立③④⑤⑥⑦式并代入题给数据得
sA=1.75 m，sB=0.25 m ⑧
这表明在时间t内A已与墙壁发生碰撞，但没有与B发生碰撞，此时A位于出发点右边0.25 m处。B位于出发点左边0.25 m处，两物块之间的距离s为
s=0.25 m+0.25 m=0.50 m ⑨
（3） 解：t时刻后A将继续向左运动，假设它能与静止的B碰撞，碰撞时速度的大小为vA′，由动能定理有
⑩
联立③⑧⑩式并代入题给数据得
故A与B将发生碰撞。设碰撞后A、B的速度分别为vA′′以和vB′′，由动量守恒定律与机械能守恒定律有
联立 11 12 13 式并代入题给数据得
这表明碰撞后A将向右运动，B继续向左运动。设碰撞后A向右运动距离为sA′时停止，B向左运动距离为sB′时停止，由运动学公式
由 ~ 式及题给数据得
sA′小于碰撞处到墙壁的距离。由上式可得两物块停止后的距离
26．（1）BCDAE
（2）B；C
（3）0.265；0.495
（4）g；Mg
27．（1）A；D
（2）0.85；5.0
（3）平衡摩擦力过度；砂和砂桶的质量没有远小于小车的质量