第4章 牛顿运动定律 练习（含答案）2024-2025学年物理粤教版（2019）必修第一册

第4章 牛顿运动定律 练习2024-2025学年物理粤教版（2019）必修第一册
一、选择题。
1、下列各种情况中，物体运动状态不变的是(　　)
A．气球携带探测仪器竖直加速上升
B．在斜面上沿直线匀速下滑的物体
C．抛出的石子
D．从高处掉下来的石子
2、图(a)为“利用DIS探究小车加速度与力的关系”的实验装置，阻力忽略不计，得到a F的关系如图(b)所示。则实验过程中需满足的条件为(　　)
A．小车质量较大且不变 B．小车质量较小且不变
C．钩码质量较大且不变 D．钩码质量较小且不变
3、（双选）如图所示，总质量为460 kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s2，此时，空气阻力可视为零。当热气球上升到180 m时，发现气球以5 m/s的速度向上匀速运动，若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，重力加速度g取10 m/s2。关于热气球，下列说法正确的是(　　)
A．所受浮力大小为4 830 N
B．加速上升过程中所受空气阻力保持不变
C．从地面开始上升10 s后的速度大小为5 m/s
D．以5 m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230 N
4、下列说法中正确的是(　　)
A．地球附近物体的重力没有反作用力
B．相互作用的两个力究竟哪一个力是作用力(或反作用力)是人为规定的
C．“鸡蛋碰石头”的过程中，鸡蛋对石头的力必为作用力，石头对鸡蛋的力必为反作用力
D．凡是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上且作用在同一个物体上的两个力必定是一对作用力与反作用力
5、在倾角为θ的光滑固定斜面上有两个用轻弹簧连接的物块A和B，它们的质量分别为m和2m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态。现用一沿斜面方向的恒力F拉物块A使之沿斜面向上运动，当B刚离开C时，A的速度为v，加速度为a，且方向沿斜面向上。设弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g，则(　　)
A.当B刚离开C时，A发生的位移大小为
B．恒力F的大小为F＝3mg sin θ
C．当A的速度达到最大时，B的加速度大小为
D．从开始运动到B刚离开C时，所用的时间为
6、一个小杯子的侧壁有一小孔，杯内盛水后，水会从小孔射出.现使杯自由下落，则杯中的水（　　）
A.会比静止时射得更远些 B.会比静止时射得更近些
C.与静止时射得一样远 D.不会射出
7、质量m＝20 g的物体，测得它的加速度a＝20 cm/s2，则关于它所受的合力的大小及单位，下列运算既正确又规范简洁的是（　　）
A.F＝ma＝20×20＝400 N
B.F＝ma＝0.02×0.2＝0.004 N
C.F＝ma＝0.02 kg×0.2 m/s2＝0.004 N
D.F＝ma＝0.02×0.2 N＝0.004 N
8、关于牛顿第一定律，以下说法错误的是(　　)
A．牛顿第一定律又叫惯性定律
B．牛顿第一定律是牛顿通过大量实验总结出来的实验结论
C．牛顿第一定律说明一切物体都有惯性
D．牛顿第一定律说明力可以改变物体的运动状态
9、（双选）如图所示，一质量M＝3 kg、倾角为α＝45°的斜面体放在光滑水平地面上，斜面体上有一质量为m＝1 kg的光滑楔形物体。用一水平向左的恒力F作用在斜面体上，系统恰好保持相对静止地向左运动。重力加速度取g＝10 m/s2，下列判断正确的是(　　)
A.系统做匀速直线运动
B．F＝40 N
C．斜面体对楔形物体的作用力大小为5 N
D．增大力F，楔形物体将相对斜面体沿斜面向上运动
10、如图所示：
人静止站在测力计上，下列说法中正确的是(　　)
A．人对测力计的压力和测力计对人的支持力是一对平衡力
B．人对测力计的压力和测力计对人的支持力是一对作用力与反作用力
C．人所受的重力和人对测力计的压力是一对平衡力
D．人所受的重力和人对测力计的压力是一对作用力与反作用力
11、图甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，图乙为150 kg的建筑材料被塔吊竖直向上提升过程的简化运动图像，g取10 m/s2，下列判断正确的是(　　)
A．前10 s钢索的拉力恒为1 500 N
B．46 s末材料离地面的距离为22 m
C．10～30 s钢索上的拉力最小
D．在30～36 s钢索最容易发生断裂
12、如图所示，A、B两人用安全带连接在一起，从飞机上跳下进行双人跳伞运动，降落伞未打开时不计空气阻力.下列说法正确的是（　　）
A.在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力一定为零
B.在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力大于B的重力
C.在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力等于B的重力
D.在降落伞打开后减速下降过程中，安全带的作用力小于B的重力
13、雨滴在空气中下落，当速度比较大的时候，它受到的空气阻力与其速度的二次方成正比，与其横截面积成正比，即F＝kSv2，则比例系数k的单位是（　　）
A.kg/m4 B.kg/m3 C.kg/m2 D.kg/m
14、某同学为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球，一手拿着球筒的中部，另一手用力击打羽毛球筒的上端，则(　　)
A．此同学无法取出羽毛球
B．该同学是在利用羽毛球的惯性
C．羽毛球筒向下运动过程中，羽毛球受到向上的摩擦力会从上端出来
D．羽毛球会从筒的下端出来
15、下列说法不正确的是(　　)
A．对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力，当力刚作用瞬间，物体立即获得加速度
B．物体由于做加速运动，所以才受合外力作用
C．F＝ma是矢量式，a的方向与F的方向相同，与速度方向无关
D．物体所受合外力减小，加速度一定减小，而速度不一定减小
16、如图所示，重力为G的压路机在水平路面上缓慢行驶，路面对压路机的支持力为FN，压路机对路面的压力为F压，关于G、FN、F压，下列说法正确的是(　　)
A．F压大于FN B．F压与G大小相等
C．F压和FN是一对平衡力 D．FN和G是一对作用力和反作用力
二、简答题。
17、如图所示，一木块和小车一起做匀速直线运动，当小车遇到一障碍物的瞬间(设小车不反弹)，则：
(1)如果小车上表面粗糙，木块将如何运动？
(2)如果小车上表面光滑，木块将如何运动？
三、填空与实验题。
18、“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示.小车后面固定一条纸带，穿过电火花打点计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的拉力传感器相连，拉力传感器用于测量小车所受拉力的大小.
　
（1）关于平衡摩擦力，下列说法正确的是　　　　.
A.平衡摩擦力时，需要在动滑轮上挂上钩码
B.改变小车质量时，需要重新平衡摩擦力
C.改变小车拉力时，不需要重新平衡摩擦力
（2）实验中　　　　（选填“需要”或“不需要”）满足所挂钩码质量远小于小车质量.
（3）某同学根据实验数据作出了加速度a与力F的关系，图像如图乙所示，图线不过原点的原因是　　　　.
A.钩码质量没有远小于小车质量
B.平衡摩擦力时木板倾角过大
C.平衡摩擦力时木板倾角过小或未平衡摩擦力
四、计算题。
19、自制一个加速度计，其构造是：一根轻杆，下端固定一个小球，上端装在水平轴O上，杆可在竖直平面内左右摆动，用白硬纸作为表面，放在杆摆动的平面上，并刻上刻度，可以直接读出加速度的大小和方向。使用时，加速度计右端朝汽车前进的方向，如图所示，g取9.8 m/s2。
(1)白硬纸上刻度线b在经过O点的竖直线上，则在b处应标的加速度数值是多少？
(2)刻度线c和O点的连线与Ob的夹角为30°，则c处应标的加速度数值是多少？
(3)刻度线d和O点的连线与Ob的夹角为45°。在汽车前进时，若轻杆稳定地指在d处，则0.5 s内汽车速度变化了多少？
20、“歼十”战机装备我军后，在各项军事演习中表现优异，引起了世界的广泛关注.如图所示，一架质量m＝5.0×103 kg的“歼十”战机，从静止开始在机场的跑道上滑行，经过距离s＝5.0×102 m，达到起飞速度v＝60 m/s.在这个过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍.求飞机滑行时所受的牵引力.（g取10 m/s2）
21、质量为60 kg的人站在升降机中的体重计上，如图所示.重力加速度g取10 m/s2，当升降机做下列各种运动时，求体重计的示数。
（1）匀速上升；
（2）以4 m/s2的加速度加速上升；
（3）以5 m/s2的加速度加速下降.
22、如图所示，传送带与地面倾角θ＝37°，AB长为16 m，传送带以10 m/s的速度匀速运动.在传送带上端A无初速度地释放一个质量为0.5 kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5，求物体从A运动到B所需的时间.（sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2）
第4章 牛顿运动定律 练习2024-2025学年物理粤教版（2019）必修第一册
一、选择题。
1、下列各种情况中，物体运动状态不变的是(　　)
A．气球携带探测仪器竖直加速上升
B．在斜面上沿直线匀速下滑的物体
C．抛出的石子
D．从高处掉下来的石子
【答案】B　
2、图(a)为“利用DIS探究小车加速度与力的关系”的实验装置，阻力忽略不计，得到a F的关系如图(b)所示。则实验过程中需满足的条件为(　　)
A．小车质量较大且不变 B．小车质量较小且不变
C．钩码质量较大且不变 D．钩码质量较小且不变
【答案】A
3、（双选）如图所示，总质量为460 kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s2，此时，空气阻力可视为零。当热气球上升到180 m时，发现气球以5 m/s的速度向上匀速运动，若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，重力加速度g取10 m/s2。关于热气球，下列说法正确的是(　　)
A．所受浮力大小为4 830 N
B．加速上升过程中所受空气阻力保持不变
C．从地面开始上升10 s后的速度大小为5 m/s
D．以5 m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230 N
【答案】A、D
4、下列说法中正确的是(　　)
A．地球附近物体的重力没有反作用力
B．相互作用的两个力究竟哪一个力是作用力(或反作用力)是人为规定的
C．“鸡蛋碰石头”的过程中，鸡蛋对石头的力必为作用力，石头对鸡蛋的力必为反作用力
D．凡是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上且作用在同一个物体上的两个力必定是一对作用力与反作用力
【答案】B　
5、在倾角为θ的光滑固定斜面上有两个用轻弹簧连接的物块A和B，它们的质量分别为m和2m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态。现用一沿斜面方向的恒力F拉物块A使之沿斜面向上运动，当B刚离开C时，A的速度为v，加速度为a，且方向沿斜面向上。设弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g，则(　　)
A.当B刚离开C时，A发生的位移大小为
B．恒力F的大小为F＝3mg sin θ
C．当A的速度达到最大时，B的加速度大小为
D．从开始运动到B刚离开C时，所用的时间为
【答案】C
6、一个小杯子的侧壁有一小孔，杯内盛水后，水会从小孔射出.现使杯自由下落，则杯中的水（　　）
A.会比静止时射得更远些 B.会比静止时射得更近些
C.与静止时射得一样远 D.不会射出
【答案】D
7、质量m＝20 g的物体，测得它的加速度a＝20 cm/s2，则关于它所受的合力的大小及单位，下列运算既正确又规范简洁的是（　　）
A.F＝ma＝20×20＝400 N
B.F＝ma＝0.02×0.2＝0.004 N
C.F＝ma＝0.02 kg×0.2 m/s2＝0.004 N
D.F＝ma＝0.02×0.2 N＝0.004 N
【答案】D
8、关于牛顿第一定律，以下说法错误的是(　　)
A．牛顿第一定律又叫惯性定律
B．牛顿第一定律是牛顿通过大量实验总结出来的实验结论
C．牛顿第一定律说明一切物体都有惯性
D．牛顿第一定律说明力可以改变物体的运动状态
【答案】B　
9、（双选）如图所示，一质量M＝3 kg、倾角为α＝45°的斜面体放在光滑水平地面上，斜面体上有一质量为m＝1 kg的光滑楔形物体。用一水平向左的恒力F作用在斜面体上，系统恰好保持相对静止地向左运动。重力加速度取g＝10 m/s2，下列判断正确的是(　　)
A.系统做匀速直线运动
B．F＝40 N
C．斜面体对楔形物体的作用力大小为5 N
D．增大力F，楔形物体将相对斜面体沿斜面向上运动
【答案】B、D
10、如图所示：
人静止站在测力计上，下列说法中正确的是(　　)
A．人对测力计的压力和测力计对人的支持力是一对平衡力
B．人对测力计的压力和测力计对人的支持力是一对作用力与反作用力
C．人所受的重力和人对测力计的压力是一对平衡力
D．人所受的重力和人对测力计的压力是一对作用力与反作用力
【答案】B　
11、图甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，图乙为150 kg的建筑材料被塔吊竖直向上提升过程的简化运动图像，g取10 m/s2，下列判断正确的是(　　)
A．前10 s钢索的拉力恒为1 500 N
B．46 s末材料离地面的距离为22 m
C．10～30 s钢索上的拉力最小
D．在30～36 s钢索最容易发生断裂
【答案】B
12、如图所示，A、B两人用安全带连接在一起，从飞机上跳下进行双人跳伞运动，降落伞未打开时不计空气阻力.下列说法正确的是（　　）
A.在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力一定为零
B.在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力大于B的重力
C.在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力等于B的重力
D.在降落伞打开后减速下降过程中，安全带的作用力小于B的重力
【答案】A
13、雨滴在空气中下落，当速度比较大的时候，它受到的空气阻力与其速度的二次方成正比，与其横截面积成正比，即F＝kSv2，则比例系数k的单位是（　　）
A.kg/m4 B.kg/m3 C.kg/m2 D.kg/m
【答案】B
14、某同学为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球，一手拿着球筒的中部，另一手用力击打羽毛球筒的上端，则(　　)
A．此同学无法取出羽毛球
B．该同学是在利用羽毛球的惯性
C．羽毛球筒向下运动过程中，羽毛球受到向上的摩擦力会从上端出来
D．羽毛球会从筒的下端出来
【答案】B　
15、下列说法不正确的是(　　)
A．对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力，当力刚作用瞬间，物体立即获得加速度
B．物体由于做加速运动，所以才受合外力作用
C．F＝ma是矢量式，a的方向与F的方向相同，与速度方向无关
D．物体所受合外力减小，加速度一定减小，而速度不一定减小
【答案】B
16、如图所示，重力为G的压路机在水平路面上缓慢行驶，路面对压路机的支持力为FN，压路机对路面的压力为F压，关于G、FN、F压，下列说法正确的是(　　)
A．F压大于FN B．F压与G大小相等
C．F压和FN是一对平衡力 D．FN和G是一对作用力和反作用力
【答案】B　
二、简答题。
17、如图所示，一木块和小车一起做匀速直线运动，当小车遇到一障碍物的瞬间(设小车不反弹)，则：
(1)如果小车上表面粗糙，木块将如何运动？
(2)如果小车上表面光滑，木块将如何运动？
【答案与解析】(1)小车遇到障碍物前，木块和小车一起向右做匀速直线运动，并且木块和小车具有共同的速度；当小车遇到障碍物突然停下来时，木块的底部由于受阻力而随即减速，上部由于惯性仍要保持原来的运动状态，因此木块要向右倾倒。
(2)如果小车上表面光滑，当小车遇到障碍物突然停下来时，木块由于惯性仍要保持原来的运动状态，因此木块继续做匀速直线运动。
三、填空与实验题。
18、“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示.小车后面固定一条纸带，穿过电火花打点计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的拉力传感器相连，拉力传感器用于测量小车所受拉力的大小.
　
（1）关于平衡摩擦力，下列说法正确的是　　　　.
A.平衡摩擦力时，需要在动滑轮上挂上钩码
B.改变小车质量时，需要重新平衡摩擦力
C.改变小车拉力时，不需要重新平衡摩擦力
（2）实验中　　　　（选填“需要”或“不需要”）满足所挂钩码质量远小于小车质量.
（3）某同学根据实验数据作出了加速度a与力F的关系，图像如图乙所示，图线不过原点的原因是　　　　.
A.钩码质量没有远小于小车质量
B.平衡摩擦力时木板倾角过大
C.平衡摩擦力时木板倾角过小或未平衡摩擦力
【答案】（1）C　（2）不需要　（3）B
四、计算题。
19、自制一个加速度计，其构造是：一根轻杆，下端固定一个小球，上端装在水平轴O上，杆可在竖直平面内左右摆动，用白硬纸作为表面，放在杆摆动的平面上，并刻上刻度，可以直接读出加速度的大小和方向。使用时，加速度计右端朝汽车前进的方向，如图所示，g取9.8 m/s2。
(1)白硬纸上刻度线b在经过O点的竖直线上，则在b处应标的加速度数值是多少？
(2)刻度线c和O点的连线与Ob的夹角为30°，则c处应标的加速度数值是多少？
(3)刻度线d和O点的连线与Ob的夹角为45°。在汽车前进时，若轻杆稳定地指在d处，则0.5 s内汽车速度变化了多少？
【答案】(1)0　 (2)5.66 m/s2 (3)减少了4.9 m/s
【解析】(1)当轻杆与Ob重合时，小球所受合力为0，其加速度为0，车的加速度亦为0，故b处应标的加速度数值为0。
(2)解法一：合成法
当轻杆与Oc重合时，以小球为研究对象，受力分析如图甲所示。根据力的合成的平行四边形定则和牛顿第二定律得mgtan θ＝ma1，解得a1＝gtan θ＝9.8× m/s2≈5.66 m/s2。
解法二：正交分解法
建立直角坐标系，并将轻杆对小球的拉力正交分解，如图乙所示。
则沿水平方向有：F sin θ＝ma，
竖直方向有：F cos θ－mg＝0
联立以上两式可解得小球的加速度a≈5.66 m/s2，方向水平向右，即c处应标的加速度数值为5.66 m/s2。
(3)若轻杆与Od重合，同理可得
mgtan 45°＝ma2，
解得a2＝gtan 45°＝9.8 m/s2，方向水平向左，与速度方向相反，所以在0.5 s内汽车速度应减少，减少量Δv＝a2Δt＝9.8×0.5 m/s＝4.9 m/s。
20、“歼十”战机装备我军后，在各项军事演习中表现优异，引起了世界的广泛关注.如图所示，一架质量m＝5.0×103 kg的“歼十”战机，从静止开始在机场的跑道上滑行，经过距离s＝5.0×102 m，达到起飞速度v＝60 m/s.在这个过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍.求飞机滑行时所受的牵引力.（g取10 m/s2）
【答案】1.9×104 N
【解析】滑行过程，飞机受重力G、支持力FN、牵引力F、阻力f四个力作用，在水平方向上，由牛顿第二定律得：
F－f＝ma，
f＝0.02 mg，
飞机匀加速滑行有v2－0＝2as，
解得a＝3.6 m/s2，
F＝1.9×104 N.
21、质量为60 kg的人站在升降机中的体重计上，如图所示.重力加速度g取10 m/s2，当升降机做下列各种运动时，求体重计的示数。
（1）匀速上升；
（2）以4 m/s2的加速度加速上升；
（3）以5 m/s2的加速度加速下降.
【答案】（1）600 N　（2）840 N　（3）300 N
【解析】（1）匀速上升时，由平衡条件得
FN1＝mg＝600 N，
由牛顿第三定律得：人对体重计压力为600 N，即体重计示数为600 N.
（2）以a1＝4 m/s2的加速度加速上升时，由牛顿第二定律得
FN2－mg＝ma1，解得FN2＝mg＋ma1＝840 N，
由牛顿第三定律可知，人对体重计压力为840 N，即体重计示数为840 N.
（3）以a2＝5 m/s2的加速度加速下降时，由牛顿第二定律得
mg－FN3＝ma3，
解得FN3＝mg－ma3＝300 N，
由牛顿第三定律可知，人对体重计压力为300 N，即体重计示数为300 N。
22、如图所示，传送带与地面倾角θ＝37°，AB长为16 m，传送带以10 m/s的速度匀速运动.在传送带上端A无初速度地释放一个质量为0.5 kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5，求物体从A运动到B所需的时间.（sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2）
【答案】2 s
【解析】开始时，物体的加速度为：
a1＝gsin θ＋μgcos θ＝10 m/s2，
因为eq \f(v,2a1)＝5 m所以物体先以a1匀加速，再以a2匀加速，
以a1匀加速的时间t1＝＝ s＝1 s，
以a1匀加速的位移s1＝a1t＝×10×12 m＝5 m.
当物体与皮带共速后，物体的加速度
a2＝gsin θ－μgcos θ＝2 m/s2，
以a2匀加速运动的位移
s2＝sAB－s1＝16 m－5 m＝11 m，
由s2＝v0t2＋a2t，解得t2＝1 s.
所以物体从A运动到B的时间
t＝t1＋t2＝1 s＋1 s＝2 s.