2022—2023学年粤教版2019物理必修第一册第四章：牛顿运动定律同步习题（Word版含答案）

2022—2023学年粤教版2019物理必修第一册第四章：牛顿运动定律同步习题含答案
粤教版2019必修第一册第四章：牛顿运动定律
一、选择题。
1、（双选）同学们到中国科技馆参观，看到了一个有趣的科学实验：如图所示，一辆小火车在平直轨道上匀速行驶，当火车将要从“∩”形框架的下方通过时，突然从火车顶部的小孔中向上弹出一小球，该小球越过框架后，又与通过框架的火车相遇，并恰好落回原来的孔中。下列说法中正确的是(　　)
A．相对于地面，小球运动的轨迹是曲线
B．相对于地面，小球运动的轨迹是直线
C．小球能落回小孔是因为小球在空中运动的过程中受到水平向前的力
D．小球能落回小孔是因为小球具有惯性，在水平方向保持与火车相同的速度
2、假设汽车紧急制动后，受到的阻力与汽车所受重力的大小差不多。当汽车以20 m/s的速度行驶时，突然制动，它还能继续滑行的距离约为(　　)
A．40 m B．20 m C．10 m D．5 m
3、竖直上抛物体受到的空气阻力f大小恒定，物体上升到最高点时间为t1，从最高点再落回抛出点所需时间为t2，上升时加速度大小为a1，下降时加速度大小为a2，则（　　）
A.a1>a2，t1a2，t1>t2
C.a1t2
4、在静止的小车内用细绳a和b系住一小球。绳a与竖直方向成θ角，拉力为Ta，绳b成水平状态，拉力为Tb。现让小车从静止开始向左做匀加速直线运动。此时小球在车内的位置仍保持不变(角θ不变)。则两根细绳的拉力变化情况是(　　)
A．Ta变大，Tb不变 B．Ta不变，Tb变大
C．Ta变大，Tb变大 D．Ta不变，Tb变小
5、（双选）为了备战东京奥运会，我国羽毛球运动员进行了如图所示的原地纵跳摸高训练。已知质量m＝50 kg的运动员原地静止站立(不起跳)摸高为2.10 m，比赛过程中，该运动员先下蹲，重心下降0.5 m，经过充分调整后，发力跳起摸到了2.90 m的高度。若运动员起跳过程视为匀加速运动，忽略空气阻力影响，g取10 m/s2。则(　　)
A．运动员起跳过程处于超重状态
B．起跳过程的平均速度比离地上升到最高点过程的平均速度大
C．起跳过程中运动员对地面的压力为960 N
D．从开始起跳到双脚落地需要1.05 s
6、磁悬浮列车高速运行时，受到的空气阻力与其速度的二次方成正比，即f＝kv2，则比例系数k的单位是（　　）
A.kg/m2 B.kg/m3 C.kg/m D.kg/m4
7、打水漂是人类最古老的游戏之一(如图)。仅需要一块小瓦片，在手上水平放置后，用力水平抛出，瓦片擦水面飞行，瓦片不断地在水面上向前弹跳，直至下沉。下列判断正确的是(　　)
A．抛出时的初速度越大，瓦片的惯性一定越大
B．飞行时所用时间越长，瓦片的惯性一定越大
C．飞出去的距离越长，瓦片的惯性一定越大
D．瓦片的质量越大，惯性一定越大
8、为了使雨滴能尽快地淌离房顶，要设计好房顶的高度，设雨滴沿房顶下淌时做无初速度无摩擦的运动，那么如图所示的四种情况中符合要求的是(　　)
9、（多选）如图所示表示某小球所受的合力与时间的关系，各段的合力大小相同，作用时间相同，设小球从静止开始运动，由此可判定（　　）
A.小球向前运动，再返回停止
B.小球向前运动，再返回不会停止
C.小球始终向前运动
D.小球在4 s末速度为0
10、如图所示，小球在水平轻绳和轻弹簧拉力作用下静止，弹簧与竖直方向夹角为θ。设重力加速度为g，下列说法正确的是(　　)
A. 从A点剪断弹簧瞬间，小球的加速度大小为g cos θ，方向与竖直方向成θ角斜向右下
B. 从A点剪断弹簧瞬间，小球的加速度大小为，方向与竖直方向成θ角斜向右下
C. 从B点剪断轻绳瞬间，小球加速度大小为g sin θ，方向与水平方向成θ角斜向左下
D．从B点剪断轻绳瞬间，小球的加速度大小为g tan θ，方向水平向左
11、用外力F拉一物体使其做竖直上升运动，不计空气阻力，加速度a随外力F的变化关系如图所示，下列说法正确的是(　　)
A.物体的质量为
B．地球表面的重力加速度为2a0
C．当a>0时，物体处于失重状态
D．当a＝a1时，拉力F＝a1
12、（双选）下列叙述中正确的是（　　）
A.在力学的国际单位制中，力的单位、质量的单位、位移的单位选定为基本单位
B.牛、千克米每二次方秒都属于力的单位
C.在厘米、克、秒制中，重力加速度g的值等于98 cm/s2
D.在力学计算中，所有涉及物理量的单位都应取国际单位
13、（双选）如图所示，重球系于绳DC下端，重球下再系一根同样的绳BA，下列说法正确的是(　　)
A．在绳的A端缓慢增加拉力，结果CD绳先断
B．在绳的A端缓慢增加拉力，结果AB绳先断
C．在绳的A端突然猛拉，结果AB绳先断
D．在绳的A端突然猛拉，结果CD绳先断
14、一轻弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡时弹簧伸长了4 cm，再将重物向下拉1 cm，然后放手，则在释放瞬间重物的加速度是(g取10 m/s2)(　　)
A．2.5 m/s2 B．7.5 m/s2 C．10 m/s2 D．12.5 m/s2
二、填空含实验题。
15、“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示.
（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，量出并标出相邻计数点之间的距离，该小车的加速度a＝　　　　 m/s2.
（2）平衡摩擦力后，将5个相同的砝码放在小车上.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的实验数据如下表所示.
砝码盘中砝码总重力F/N 0.196 0.392 0.588 0.784 0.980
加速度a/（m·s－2） 0.69 1.18 1.66 2.18 2.70
请根据实验数据在如图所示坐标系中作出a-F的关系图像.
（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.
16、用如图所示的实验装置来探究加速度与力、质量的关系.
（1）实验前平衡摩擦力的具体操作为：取下　　　　，把木板不带滑轮的一端适当垫高，反复调节，直到轻推小车后，纸带上打出的点迹　　　　，即完成平衡摩擦力.
（2）使沙和沙桶的质量远小于小车的质量，目的是使拉小车的力近似等于　　　　　　　　　　　.
（3）实验测得的数据如表所示，根据这些数据在坐标图中描点并作出a-图线，从a-图线求得合力大小为　　　　 N（计算结果保留两位有效数字）.
/kg－1 a/（m·s－2）
4.0 1.2
3.6 1.1
2.0 0.6
1.4 0.4
1.0 0.3
三、计算类题。
17、（计算类综合题）小物块以一定的初速度v0沿斜面(足够长)向上运动，由实验测得物块沿斜面运动的最大位移x与斜面倾角θ的关系如图所示。取g＝10 m/s2，空气阻力不计，可能用到的函数值：sin30°＝0.5，sin37°＝0.6，求：
(1)物块的初速度v0；
(2)物块与斜面之间的动摩擦因数μ；
(3)计算说明图线中P点对应的斜面倾角为多大？在此倾角条件下，小物块能滑回斜面底端吗？说明理由(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)。
18、（计算题）滑冰车是儿童喜欢的冰上娱乐项目之一.如图所示为小明妈妈正与小明在冰上游戏，小明与冰车的总质量是40 kg，冰车与冰面之间的动摩擦因数为0.05.在某次游戏中，假设小明妈妈对冰车施加了40 N的水平推力，使冰车从静止开始运动10 s后，停止施加力的作用，使冰车自由滑行.（假设运动过程中冰车始终沿直线运动，小明始终没有施加力的作用）。求：
（1）冰车的最大速率；
（2）冰车在整个运动过程中滑行总位移的大小.
19、（计算题）一位同学的家住在一座25层的高楼内，他每天乘电梯上楼，经过多次仔细观察和反复测量，他发现电梯启动后的运动速度符合如图所示的规律，他就根据这一特点在电梯内用台秤、重物和停表测量这座楼房的高度。他将台秤放在电梯内，将重物放在台秤的托盘上，电梯从第一层开始启动，经过不间断地运行，最后停在最高层。在整个过程中，他记录了台秤的不同时段内的示数，记录的数据如表所示。但由于0～3.0 s段的时间太短，他没有来得及将台秤的示数记录下来。假设在每个时间段内台秤的示数是稳定的，重力加速度g取10 m/s2。
(1)电梯在0～3.0 s时间段内台秤的示数应该是多少？
(2)根据测量的数据，计算该座楼房每一层的平均高度。
2022—2023学年粤教版2019物理必修第一册第四章：牛顿运动定律同步习题含答案
粤教版2019必修第一册第四章：牛顿运动定律
一、选择题。
1、（双选）同学们到中国科技馆参观，看到了一个有趣的科学实验：如图所示，一辆小火车在平直轨道上匀速行驶，当火车将要从“∩”形框架的下方通过时，突然从火车顶部的小孔中向上弹出一小球，该小球越过框架后，又与通过框架的火车相遇，并恰好落回原来的孔中。下列说法中正确的是(　　)
A．相对于地面，小球运动的轨迹是曲线
B．相对于地面，小球运动的轨迹是直线
C．小球能落回小孔是因为小球在空中运动的过程中受到水平向前的力
D．小球能落回小孔是因为小球具有惯性，在水平方向保持与火车相同的速度
【答案】A、D
2、假设汽车紧急制动后，受到的阻力与汽车所受重力的大小差不多。当汽车以20 m/s的速度行驶时，突然制动，它还能继续滑行的距离约为(　　)
A．40 m B．20 m C．10 m D．5 m
【答案】B
3、竖直上抛物体受到的空气阻力f大小恒定，物体上升到最高点时间为t1，从最高点再落回抛出点所需时间为t2，上升时加速度大小为a1，下降时加速度大小为a2，则（　　）
A.a1>a2，t1a2，t1>t2
C.a1t2
【答案】A
4、在静止的小车内用细绳a和b系住一小球。绳a与竖直方向成θ角，拉力为Ta，绳b成水平状态，拉力为Tb。现让小车从静止开始向左做匀加速直线运动。此时小球在车内的位置仍保持不变(角θ不变)。则两根细绳的拉力变化情况是(　　)
A．Ta变大，Tb不变 B．Ta不变，Tb变大
C．Ta变大，Tb变大 D．Ta不变，Tb变小
【答案】B
5、（双选）为了备战东京奥运会，我国羽毛球运动员进行了如图所示的原地纵跳摸高训练。已知质量m＝50 kg的运动员原地静止站立(不起跳)摸高为2.10 m，比赛过程中，该运动员先下蹲，重心下降0.5 m，经过充分调整后，发力跳起摸到了2.90 m的高度。若运动员起跳过程视为匀加速运动，忽略空气阻力影响，g取10 m/s2。则(　　)
A．运动员起跳过程处于超重状态
B．起跳过程的平均速度比离地上升到最高点过程的平均速度大
C．起跳过程中运动员对地面的压力为960 N
D．从开始起跳到双脚落地需要1.05 s
【答案】A、D
6、磁悬浮列车高速运行时，受到的空气阻力与其速度的二次方成正比，即f＝kv2，则比例系数k的单位是（　　）
A.kg/m2 B.kg/m3 C.kg/m D.kg/m4
【答案】C
7、打水漂是人类最古老的游戏之一(如图)。仅需要一块小瓦片，在手上水平放置后，用力水平抛出，瓦片擦水面飞行，瓦片不断地在水面上向前弹跳，直至下沉。下列判断正确的是(　　)
A．抛出时的初速度越大，瓦片的惯性一定越大
B．飞行时所用时间越长，瓦片的惯性一定越大
C．飞出去的距离越长，瓦片的惯性一定越大
D．瓦片的质量越大，惯性一定越大
【答案】D
8、为了使雨滴能尽快地淌离房顶，要设计好房顶的高度，设雨滴沿房顶下淌时做无初速度无摩擦的运动，那么如图所示的四种情况中符合要求的是(　　)
【答案】C
9、（多选）如图所示表示某小球所受的合力与时间的关系，各段的合力大小相同，作用时间相同，设小球从静止开始运动，由此可判定（　　）
A.小球向前运动，再返回停止
B.小球向前运动，再返回不会停止
C.小球始终向前运动
D.小球在4 s末速度为0
【答案】CD
10、如图所示，小球在水平轻绳和轻弹簧拉力作用下静止，弹簧与竖直方向夹角为θ。设重力加速度为g，下列说法正确的是(　　)
A. 从A点剪断弹簧瞬间，小球的加速度大小为g cos θ，方向与竖直方向成θ角斜向右下
B. 从A点剪断弹簧瞬间，小球的加速度大小为，方向与竖直方向成θ角斜向右下
C. 从B点剪断轻绳瞬间，小球加速度大小为g sin θ，方向与水平方向成θ角斜向左下
D．从B点剪断轻绳瞬间，小球的加速度大小为g tan θ，方向水平向左
【答案】D
11、用外力F拉一物体使其做竖直上升运动，不计空气阻力，加速度a随外力F的变化关系如图所示，下列说法正确的是(　　)
A.物体的质量为
B．地球表面的重力加速度为2a0
C．当a>0时，物体处于失重状态
D．当a＝a1时，拉力F＝a1
【答案】A
12、（双选）下列叙述中正确的是（　　）
A.在力学的国际单位制中，力的单位、质量的单位、位移的单位选定为基本单位
B.牛、千克米每二次方秒都属于力的单位
C.在厘米、克、秒制中，重力加速度g的值等于98 cm/s2
D.在力学计算中，所有涉及物理量的单位都应取国际单位
【答案】BD
13、（双选）如图所示，重球系于绳DC下端，重球下再系一根同样的绳BA，下列说法正确的是(　　)
A．在绳的A端缓慢增加拉力，结果CD绳先断
B．在绳的A端缓慢增加拉力，结果AB绳先断
C．在绳的A端突然猛拉，结果AB绳先断
D．在绳的A端突然猛拉，结果CD绳先断
【答案】A、C
14、一轻弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡时弹簧伸长了4 cm，再将重物向下拉1 cm，然后放手，则在释放瞬间重物的加速度是(g取10 m/s2)(　　)
A．2.5 m/s2 B．7.5 m/s2 C．10 m/s2 D．12.5 m/s2
【答案】A
二、填空含实验题。
15、“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示.
（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，量出并标出相邻计数点之间的距离，该小车的加速度a＝　　　　 m/s2.
（2）平衡摩擦力后，将5个相同的砝码放在小车上.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的实验数据如下表所示.
砝码盘中砝码总重力F/N 0.196 0.392 0.588 0.784 0.980
加速度a/（m·s－2） 0.69 1.18 1.66 2.18 2.70
请根据实验数据在如图所示坐标系中作出a-F的关系图像.
（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.
【答案】（1）0.16　 （2）如图所示：
（3）计算F时忘记加入砝码盘的重力
16、用如图所示的实验装置来探究加速度与力、质量的关系.
（1）实验前平衡摩擦力的具体操作为：取下　　　　，把木板不带滑轮的一端适当垫高，反复调节，直到轻推小车后，纸带上打出的点迹　　　　，即完成平衡摩擦力.
（2）使沙和沙桶的质量远小于小车的质量，目的是使拉小车的力近似等于　　　　　　　　　　　.
（3）实验测得的数据如表所示，根据这些数据在坐标图中描点并作出a-图线，从a-图线求得合力大小为　　　　 N（计算结果保留两位有效数字）.
/kg－1 a/（m·s－2）
4.0 1.2
3.6 1.1
2.0 0.6
1.4 0.4
1.0 0.3
【答案】（1）悬挂沙桶的绳子及沙桶　均匀分布
（2）沙和沙桶的重力　 （3）如图所示：
　0.30
三、计算类题。
17、（计算类综合题）小物块以一定的初速度v0沿斜面(足够长)向上运动，由实验测得物块沿斜面运动的最大位移x与斜面倾角θ的关系如图所示。取g＝10 m/s2，空气阻力不计，可能用到的函数值：sin30°＝0.5，sin37°＝0.6，求：
(1)物块的初速度v0；
(2)物块与斜面之间的动摩擦因数μ；
(3)计算说明图线中P点对应的斜面倾角为多大？在此倾角条件下，小物块能滑回斜面底端吗？说明理由(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)。
【答案】(1)8 m/s　 (2)0.5 (3)37°　能滑回斜面底端 理由见解析
【解析】(1)当θ＝90°时，物块做竖直上抛运动，末速度为0，由题图得上升最大位移为xm＝3.2 m
由v＝2gxm，得v0＝8 m/s。
(2)当θ＝0时，物块相当于在水平面上做匀减速直线运动，末速度为0
由题图得水平最大位移为x＝6.4 m
由运动学公式有：v＝2ax
由牛顿第二定律得：μmg＝ma，得μ＝0.5。
(3)设题图中P点对应的斜面倾角值为θ，物块在斜面上做匀减速运动，末速度为0。由题图得物块沿斜面运动的最大位移为x′＝3.2 m
由运动学公式有：v＝2a′x′
由牛顿第二定律有：mg sin θ＋μmg cos θ＝ma′
得10sin θ＋5cos θ＝10，得θ＝37°。
因为mg sin θ＝6m＞μmg cos θ＝4m，所以能滑回斜面底端。
18、（计算题）滑冰车是儿童喜欢的冰上娱乐项目之一.如图所示为小明妈妈正与小明在冰上游戏，小明与冰车的总质量是40 kg，冰车与冰面之间的动摩擦因数为0.05.在某次游戏中，假设小明妈妈对冰车施加了40 N的水平推力，使冰车从静止开始运动10 s后，停止施加力的作用，使冰车自由滑行.（假设运动过程中冰车始终沿直线运动，小明始终没有施加力的作用）。求：
（1）冰车的最大速率；
（2）冰车在整个运动过程中滑行总位移的大小.
【答案】：（1）5 m/s　 （2）50 m
【解析】（1）以冰车及小明为研究对象，由牛顿第二定律，得
F－μmg＝ma1，
v＝a1t，
解得v＝5 m/s.
（2）冰车匀加速运动时，有s1＝a1t2，
冰车自由滑行时，
μmg＝ma2，v2＝2a2s2，
又s＝s1＋s2，解得s＝50 m。
19、（计算题）一位同学的家住在一座25层的高楼内，他每天乘电梯上楼，经过多次仔细观察和反复测量，他发现电梯启动后的运动速度符合如图所示的规律，他就根据这一特点在电梯内用台秤、重物和停表测量这座楼房的高度。他将台秤放在电梯内，将重物放在台秤的托盘上，电梯从第一层开始启动，经过不间断地运行，最后停在最高层。在整个过程中，他记录了台秤的不同时段内的示数，记录的数据如表所示。但由于0～3.0 s段的时间太短，他没有来得及将台秤的示数记录下来。假设在每个时间段内台秤的示数是稳定的，重力加速度g取10 m/s2。
(1)电梯在0～3.0 s时间段内台秤的示数应该是多少？
(2)根据测量的数据，计算该座楼房每一层的平均高度。
【答案】(1)5.8 kg　 (2)2.9 m
【解析】(1)台秤示数即为人对台秤的压力，其大小等于台秤对人的支持力，故在13～19 s内，
a1＝＝0.8 m/s2
最大速度：vm＝a1t＝4.8 m/s
由图像可以知道：0～3 s内加速度为a2＝＝ m/s2＝1.6 m/s2
台秤对人的支持力为N′，根据牛顿第二定律得：
N′－mg＝ma2
解得：N′＝mg＋ma2＝5×(10＋1.6) N＝58 N
由牛顿第三定律知，人对台秤的压力为58 N，所以台秤示数为5.8 kg
(2)由v t图像的面积表示位移，则0～19 s内位移：x＝＝69.6 m
每层楼高：h＝＝ m＝2.9 m