第三章 牛顿运动定律习题Word版含答案

高中物理教科版必修一牛顿运动定律习题
1.(2018民大附中月考)伽利略在研究力和运动的关系的时候,用两个对接的斜面,一个斜面固定,让小球从斜面上滚下,又滚上另一个倾角可以改变的斜面,斜面倾角逐渐改变至零,如图所示。伽利略设计这个实验是为了说明(　　)
A.如果没有摩擦,小球将运动到与释放时相同的高度
B.如果没有摩擦,物体运动过程中机械能守恒
C.维持物体做匀速直线运动并不需要力
D.如果物体不受到力,就不会运动
答案　C　伽利略通过理想斜面实验推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”的观点,说明了维持物体做匀速直线运动并不需要力,因此选C。
2.伽利略的理想实验(如图所示)是将可靠的事实和理论思维结合起来,更能深刻地反映自然规律,伽利略的斜面实验程序如下:
(1)减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍然能达到原来的高度;
(2)两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面;
(3)如果没有摩擦,小球将上升到原来释放的高度;
(4)继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球将沿水平面做持续的匀速运动。
请按程序先后次序排列,并指出它究竟属于可靠的事实还是通过思维过程得到的推论,下列选项正确的是(数字表示上述程序号码)(　　)
A.事实(2)→事实(1)→推论(3)→推论(4)
B.事实(2)→推论(1)→事实(3)→推论(4)
C.事实(2)→推论(3)→推论(1)→推论(4)
D.事实(2)→事实(3)→推论(1)→推论(4)
答案　C　小球从对接的两个斜面的一个斜面上滚下,它将滚到另一个斜面上,这可以在实验中做到,所以是事实,即事实(2),在实际实验中,永远摆脱不了力的作用,特别是摩擦力,所以既不能达到同样高度也不能在水平面上永不停止地做匀速直线运动,所以(1)、(3)、(4)都是推论,在实验中,是将第二个斜面的倾角逐渐减小直到水平,所以程序为:事实(2)→推论(3)→推论(1)→推论(4)。
3.如图所示,物体在水平力F作用下压在竖直墙上静止不动,则(　　)
A.物体所受摩擦力的反作用力是重力
B.力F就是物体对墙的压力
C.力F的反作用力是墙壁对物体的支持力
D.墙壁对物体的弹力的反作用力是物体对墙壁的压力
答案　D　作用力与反作用力的性质相同,故A错;力F与物体对墙的压力是两个不同的力,故B错误;力F与墙壁对物体的支持力是一对平衡力,故C错。只有D对。
4.(2018丰台期末)静止在光滑水平面上的物体,在水平推力F的作用下开始运动,推力F随时间t变化的规律如图所示。则物体在0~t1时间内(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.速度一直增大 B.加速度一直增大
C.速度先增大后减小 D.位移先增大后减小
答案　A　由F-t图线可知,F的方向不变,先增大后减小,则由牛顿第二定律可知a先增大后减小,物体一直沿F的方向做加速直线运动,位移一直增大,A正确。
5.在商场中,为了节约能源,无人时,自动扶梯以较小的速度运行,当有顾客站到扶梯上时,扶梯先加速,后匀速将顾客从一楼运送到二楼。速度方向如图所示。若顾客与扶梯保持相对静止,下列说法正确的是(　　)
A.在加速阶段,顾客所受支持力大于顾客的重力
B.在匀速阶段,顾客所受支持力大于顾客的重力
C.在加速阶段,顾客所受摩擦力与速度方向相同
D.在匀速阶段,顾客所受摩擦力与速度方向相同
答案　A　当扶梯匀速运动时,顾客所受支持力等于顾客的重力,顾客不受摩擦力,所以B、D选项错误。当扶梯加速运动时,有斜向上的加速度,合力方向斜向上。顾客所受支持力大于顾客的重力,顾客受到水平向左的静摩擦力。所以A选项正确,C选项错误。
6.(2018朝阳期中)电梯内有一个质量为m的物体,用细线悬挂在电梯的天花板上。已知当地的重力加速度为g,当电梯以13g的加速度竖直向下做匀加速直线运动时,细线对物体拉力的大小为(　　)
A.13mg B.23mg
C.34mg D.mg
答案　B　对物体受力分析如图所示
由牛顿第二定律有
ma=mg-T
a=13g,则
T=23mg,故本题答案为B。
7.如图所示,一轻质弹簧沿竖直方向放置在水平地面上,其下端固定,当弹簧的长度为原长时,其上端位于O点。现有一小球从O点由静止释放,将弹簧压缩至最低点(弹簧始终处于弹性限度内)。在此过程中,关于小球的加速度a随下降位移x的变化关系,下图中正确的是(　　)
答案　A　小球自O点由静止下降的过程中,跟弹簧一起构成了做简谐运动的系统。小球做简谐运动的回复力由重力和弹力的合力提供。由牛顿第二定律有a=mg-kxm,可见a跟x成线性变化关系。由简谐运动的对称性知小球初、末状态的加速度大小相等而方向相反。综合以上分析可知A选项正确。
8.图为蹦极运动的示意图。弹性绳的一端固定在O点,另一端和运动员相连。运动员从O点自由下落,至B点弹性绳自然伸直,经过合力为零的C点到达最低点D,然后弹起。整个过程中忽略空气阻力。分析这一过程,下列表述正确的是(　　)
①经过B点时,运动员的速率最大
②经过C点时,运动员的速率最大
③从C点到D点,运动员的加速度增大
④从C点到D点,运动员的加速度不变
A.①③ B.②③
C.①④ D.②④
答案　B　在BC段,运动员所受重力大于弹力,向下做加速度逐渐减小的变加速运动,当加速度等于零时,速度最大,即在C点时速度最大,②对。在CD段,弹力大于重力,运动员做加速度逐渐增大的变减速运动,③对,故选B。
9.(多选)如图所示,弹簧p和细绳q的上端固定在天花板上,下端用小钩勾住质量为m的小球C,弹簧、细绳和小钩的质量均忽略不计。静止时p、q与竖直方向的夹角均为60°。下列判断正确的有(　　)
A.若p和球突然脱钩,则脱钩后瞬间q对球的拉力大小为mg
B.若p和球突然脱钩,则脱钩后瞬间球的加速度大小为 32g
C.若q和球突然脱钩,则脱钩后瞬间p对球的拉力大小为12mg
D.若q和球突然脱钩,则脱钩后瞬间球的加速度大小为g
答案　BD　对小球受力分析可知原来p、q对球的拉力大小均为mg。p和球脱钩后,球将开始沿圆弧运动,将球的重力分别沿绳方向和垂直于绳方向进行分解(见图1),得F-mg cos 60°=mv2r=0,即F=12mg,合力大小为mg sin 60°=ma,a=g sin 60°=32g,A错误、B正确;q和球突然脱钩后瞬间,p对球的拉力未来得及改变,仍为mg,因此合力为mg(见图2),球的加速度大小为g,故C错误、D正确。
B组　综合提能
1.(2018东城期末)下列情况中物体速度不为零而加速度为零的是(　　)
A.倾斜传送带上的货物匀速运行时
B.单摆的摆球运动到平衡位置时
C.弹簧振子运动到最大位移处时
D.向上抛出的小球到达最高点时
答案　A　倾斜传送带上的货物匀速运动时,速度不为零,受力平衡,F合=0,a=0,A对;单摆在平衡位置时,F合提供小球做圆周运动的向心力,则a≠0,B错;弹簧振子在最大位移处及上抛小球在最高点时,v=0,而a不为零,C、D错。
2.如图所示,弹簧左端固定,右端自由伸长到O点并系住质量为m的物体,现将弹簧压缩到A点,然后释放,物体可以一直运动到B点。如果物体受到的阻力恒定,则(　　)
A.物体从A到O先加速后减速
B.物体从A到O加速运动,从O到B减速运动
C.物体运动到O点时所受合力为零
D.物体从A到O的过程中加速度逐渐减小
答案　A　物体从A到O的过程中,弹力一直减小至0,物体受到的阻力不变,由牛顿第二定律得a=F-Ffm,可知物体的加速度先向右减小再向左增大,A正确,B、D错误;物体运动到O点时,受到阻力的作用,C错误。
3.(多选)如图,物块a、b和c的质量相同,a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连,通过系在a上的细线悬挂于固定点O。整个系统处于静止状态。现将细线剪断,将物块a的加速度的大小记为a1,S1和S2相对于原长的伸长分别记为Δl1和Δl2,重力加速度大小为g。在剪断的瞬间(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.a1=3g B.a1=0 C.Δl1=2Δl2 D.Δl1=Δl2
答案　AC　剪断细线前,把a、b、c看成整体,细线中的拉力为T=3mg。因在剪断瞬间,弹簧未发生突变,因此a、b、c之间的作用力与剪断细线之前相同。将细线剪断瞬间,对a隔离进行受力分析,由牛顿第二定律得3mg=ma1得a1=3g,A正确,B错误。由胡克定律知2mg=kΔl1,mg=kΔl2,所以Δl1=2Δl2,C正确,D错误。
4.(2017海淀二模)应用物理知识分析生活中的常见现象,可以使物理学习更加深入有趣。有一块橡皮静止于平整的水平桌面上,现用手指沿水平方向推橡皮,橡皮将由静止开始运动,并且在离开手指后还会在桌面上滑行一段距离才停止运动。关于橡皮从静止到离开手指的运动过程,下列说法中正确的是(　　)
A.橡皮离开手指瞬间加速度为零
B.橡皮离开手指前一直做加速运动
C.水平推力越大,橡皮受到的摩擦力越大
D.橡皮一定在与手指分离之前出现最大速度
答案　D　对橡皮受力分析,橡皮离开手指前水平方向受到向前的推力和向后的摩擦力。橡皮离开手指的过程中,与手指间弹力不断减小,当减小到零时,两者没有相互作用力,开始脱离。离开手指瞬间,还有摩擦力产生的加速度,加速度不为零,A错。离开手指前,橡皮先加速、后减速,当推力等于摩擦力时速度达最大值,B错、D对。滑动摩擦力f=μmg与水平推力无关,C错。