6、牛顿运动定律章末练习

牛顿运动定律章末练习
一、选择题(本题共9小题，每小题5分，共45分)
1．下列说法正确的是 (　　)
A．运动越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大
B．同一物体在地球上不同的位置受到的重力是不同的，所以它的惯性也随位置的变化而变化
C．一个小球竖直上抛，抛出后能继续上升，是因为小球运动过程中受到了向上的推力
D．物体的惯性大小只与本身的质量有关，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小
2．如图1甲所示，A、B两物块叠放在一起，在水平面上保持相对静止地做直线运动，运动的速度—时间图象如图乙所示，则运动过程中B受到的摩擦力Ff随时间t的变化图象是(规定向右的方向为正方向) (　　)
图1
3．如图2所示，质量满足mA＝2mB＝3mC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AB间的细绳，则此瞬间A、B、C的加
速度分别为(取向下为正) (　　)
A．－g、2g、0 B．－2g、2g、0 图2
C．－g、g、0 D．－2g、g、g
4．在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m1的木块，木块和
车厢通过一根轻质弹簧相连接，弹簧的劲度系数为k.在车厢的顶
部用一根细线悬挂一质量为m2的小球．某段时间内发现细线与竖
直方向的夹角为θ，在这段时间内木块与车厢保持相对静止，如 图3
图3所示．不计木块与车厢底部的摩擦力，则在这段时间内弹簧的形变为 (　　)
A．伸长量为tan θ B．压缩量为tan θ
C．伸长量为 D．压缩量为．
5．如图4所示，物体A放在一斜面体上，与斜面体一起向右做匀加速
直线运动，且与斜面体始终保持相对静止，则 (　　)
A．物体A可能受二个力的作用 图4
B．物体A可能受三个力的作用
C．当加速度增加时，物体A受的摩擦力一定增大
D．当加速度增加时，物体A受的摩擦力可能先减小后增大
6．为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，
乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，
如图5所示．当此车减速上坡时，乘客 (　　)
A．处于超重状态 图5
B．处于失重状态
C．受到向前的摩擦力作用
D．所受力的合力沿斜坡向上
7．如图6所示为粮袋的传送装置，已知AB间长度为L，传送带与
水平方向的夹角为θ，工作时其运行速度为v，粮袋与传送带间
的动摩擦因数为μ，正常工作时工人在A点将粮袋放到运行中
的传送带上，关于粮袋从A到B的运动，以下说法正确的是 图6
(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力) (　　)
A．粮袋到达B点的速度与v比较，可能大，也可能相等或小
B．粮袋开始运动的加速度为g(sin θ－μcos θ)，若L足够大，则以后将一定以速度v做匀速运动
C．若μ≥tan θ，则粮袋从A到B一定是一直做加速运动
D．不论μ大小如何，粮袋从A到B一直做匀加速运动，且a>gsin θ
8．如图7所示，在光滑水平面上，用弹簧水平连接一斜面，弹簧的
另一端固定在墙上，一玩具遥控小车放在斜面上，系统静止不动．
用遥控器启动小车，小车沿斜面加速上升，则 (　　)
A．系统静止时弹簧被压缩 图7
B．小车加速时弹簧处于原长
C．小车加速时弹簧被压缩
D．小车加速时可将弹簧换成细绳
9．如图8甲所示，用同种材料制成的倾角为30°的斜面和长水平面，斜面和水平面之间由光滑圆弧连接，斜面长为2.4 m且固定．一小物块从斜面顶端以沿斜面向下的初速度v0开始自由下滑．当v0＝2 m/s时，经过0.8 s后小物块停在斜面上．多次改变v0的大小，记录下小物块从开始运动到最终停下的时间t，作出t－v0图象如图乙所示，g取10 m/s2，则 (　　)
图8
A．小物块与该种材料间的动摩擦因数为0.25
B．小物块与该种材料间的动摩擦因数为
C．若小物块初速度为1 m/s，则根据图象可知小物块运动时间为0.4 s
D．若小物块初速度为4 m/s，则根据图象可知小物块运动时间为1.6 s
二、非选择题(共55分)
10．(10分)某同学做“探究加速度与力、质量关系”的实验．如图9所示是该同学探究小车加速度与力的关系的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放．
图9
(1)若用游标卡尺测出光电门遮光条的宽度d如图10所示，则d＝________ cm；实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt，则小车经过光电门时的速度为________(用字母表示)．
图10
(2)实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等，则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为________；
(3)测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间Δt，并算出相应小车经过光电门时的速度v，通过描点作出线性图象，研究小车加速度与力的关系．处理数据时应作出________(选填“v－1－m”或“v2－m”)图象；
(4)有关本实验的下列说法，正确的是________．
A．将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动，此时细线对重物的拉力和摩擦力恰好平衡
B．将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动，当每次改变重物的质量时，都需要重新调节木板的倾角
C．如果在实验过程中，木板始终保持水平，那么该同学在(3)中作出的图象将不是一条直线了
D．将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动，这是用小车受到的重力沿斜面方向的分力平衡了小车受到的摩擦力的结果
三、计算题(本大题共4小题，共44分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
11．(15分)2012年6月16日，我国第一位女航天员刘洋，随“神舟九号”飞船成功发射升空，并于6月29日安全返回，实现了国人“嫦娥飞天”的千年梦想．“神舟九号”载人飞船回收阶段完成的最后一个动作是断开主伞缆绳，启动反推发动机工作，此时返回舱的速度竖直向下，大小约为7 m/s，距地面的高度约为1 m，落地前一瞬间的速度约为1 m/s，空气阻力及因反推火箭工作造成的质量改变均不计(g取10 m/s2)，求：
(1)反推发动机工作后，返回舱落地前的加速度大小是多少？
(2)航天员所承受的支持力是重力的多少倍？
(3)假设返回舱与航天员的总质量为3 t，求反推火箭对返回舱的平均推力多大？
12．(12分)传送带以恒定速度v＝4 m/s顺时针运行，传送带与水平面
的夹角θ＝37°.现将质量m＝2 kg的小物品轻放在其底端(小物品
可看成质点)，平台上的人通过一根轻绳用恒力F＝20 N拉小物
品，经过一段时间物品被拉到离地面高为H＝1.8 m的平台上， 图11
如图11所示．已知物品与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.问：
(1)物品从传送带底端运动到平台上所用的时间是多少？
(2)若在物品与传送带达到同速瞬间撤去恒力F，求物品还需多少时间离开传送带？
13．(15分)如图12所示，一木箱静止在长平板车上，某时刻平板车以
a＝2.5 m/s2的加速度由静止开始向前做匀加速直线运动，当速度
达到v＝9 m/s时改做匀速直线运动，已知木箱与平板车之间的 图12
动摩擦因数μ＝0.225.箱与平板车之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等(g取
10 m/s2)．求：
(1)车在加速过程中木箱运动的加速度的大小；
(2)要使木箱不从平板车上滑落，木箱开始时距平板车末端的最小距离．
1、D； 2.B; 3.C 4.A 5.ABD 6.B 7.A 8.D 9.BC
10. 答案　(1)1.415　　(2)m M　(3)v2－m　(4)D
11.解析　(1)选竖直向上为正方向，在反推减速阶段，由v2－v＝－2ax
得：a＝＝ m/s2＝24 m/s2
所以加速度大小为24 m/s2，方向竖直向上．
(2)以航天员为研究对象，由牛顿第二定律可得：
FN－mg＝ma，
解得：FN＝m(g＋a)＝3.4mg.
所以航天员承受的支持力是重力的3.4倍．
(3)以返回舱和航天员整体为研究对象，由牛顿第二定律可得
F－Mg＝Ma，
解得F＝M(g＋a)＝1.02×105 N
12解析　(1)物品在达到与传送带速度v＝4 m/s相等前加速度为a1，有：
F＋μmgcos 37°－mgsin 37°＝ma1
解得a1＝8 m/s2
由v＝a1t1
解得t1＝0.5 s
位移x1＝a1t/2＝1 m
随后有：F－μmgcos 37°－mgsin 37°＝ma2
解得a2＝0，即物品随传送带以速度v＝4 m/s匀速上升
位移x2＝H/sin 37°－x1＝2 m
t2＝x2/v＝0.5 s
其运动到平台上的总时间为t＝t1＋t2＝1 s
(2)物品与传送带同速瞬间，撤去恒力F后加速度为a3，有：
μmgcos 37°－mgsin 37°＝ma3
解得a3＝－2 m/s2
假设物品向上匀减速到速度为零时，通过的位移为x
x＝－v2/2a3＝4 m>x2
由x2＝vt3＋a3t/2
解得：t3＝(2－) s[另有一解t3＝(2＋) s>1 s舍去]
13.解析　(1)设木箱的最大加速度为a′，根据牛顿第二定律
μmg＝ma′
解得a′＝2.25 m/s2<2.5 m/s2
则木箱与平板车之间存在相对运动，所以车在加速过程中木箱的加速度为2.25 m/s2
(2)设平板车做匀加速直线运动的时间为t1，木箱与平板车达到共同速度的时间为t2，根据速度公式
v＝at1 ①
v＝a′t2 ②
达到共同速度时平板车的位移为x1，则
x1＝＋v(t2－t1) ③
木箱的位移为x2，则
x2＝a′t ④
要使木箱不从平板车上滑落，木箱距平板车末端的最小距离满足x＝x1－x2 ⑤
解①②③④⑤得x＝1.8 m