2020--2021人教物理必修一第4章 牛顿运动定律及答案

2020--2021人教物理必修一第4章
牛顿运动定律及答案
人教必修一第四章
牛顿运动定律
1、伽利略理想实验揭示了(　　)
A．若物体运动，那么它一定受力
B．力不是维持物体运动的原因
C．只有受力才能使物体处于静止状态
D．只有受力才能使物体运动
2、(双选)下列对牛顿第二定律的表达式F＝ma及其变形公式的理解，正确的是(　　)
A．由F＝ma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比
B．由m＝可知，物体的质量与其所受合外力成正比，与其运动的加速度成反比
C．由a＝可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，与其质量成反比
D．由m＝可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合外力而求出
3、下列各组属于国际单位制的基本单位的是(　　)
A．千克、米、秒　　　　
B．克、牛顿、米
C．质量、长度、时间
D．质量、力、位移
4、如图所示，将吹足气的气球由静止释放
，气球内气体向后喷出，气球会向前运动，这是因为气球受到(　　)
A．重力
B．手的推力
C．空气的浮力
D．喷出气体对气球的作用力
5、用相同材料做成的A、B两木块的质量之比为3∶2，初速度之比为2∶3，它们在同一粗糙水平面上同时开始沿直线滑行，直至停止，则它们(　　)
A．滑行中的加速度之比为2∶3
B．滑行的时间之比为1∶1
C．滑行的距离之比为4∶9
D．滑行的距离之比为3∶2
6、(双选)如图是娱乐节目中设计的“导师战车”．当坐在战车中的导师按下按钮时，战车就由静止开始沿长10
m的倾斜直轨道向下运动；某时刻开始减速，到达站在轨道末端的学员面前时，恰好静止，整个过程历时4
s．将加速、减速过程分别视为匀变速直线运动，则(　　)
A．战车运动过程中导师先失重后超重
B．战车运动过程中所受外力不变
C．战车加速过程中的加速度一定等于减速过程中的加速度
D．战车运动过程中的最大速度为5
m/s
7、在光滑的水平桌面上，有一个静止的物体，给物体施以水平作用力，在力作用到物体上的瞬间，则(　　)
A．物体同时具有加速度和速度
B．物体立即获得加速度，速度仍为零
C．物体立即获得速度，加速度仍为零
D．物体的速度和加速度均为零
8、(多选)下列说法正确的是(　　)
A．物理学公式在确定物理量数值关系的同时，也确定了物理量单位间的关系
B．力学中所选定的基本量有力、质量、时间
C．基本量的单位叫作基本单位
D．由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位叫作导出单位
9、如图所示是火箭加速上升时的照片，此时喷出气体对火箭作用力的大小(　　)
A．等于火箭的重力
B．等于火箭对喷出气体的作用力
C．小于火箭对喷出气体的作用力
D．大于火箭对喷出气体的作用力
10、用30
N的水平外力F拉一静止在光滑水平面上的质量为20
kg的物体，力F作用3
s后消失，则第5
s末物体的速度和加速度分别是(　　)
A．v＝7.5
m/s，a＝1.5
m/s2
B．v＝4.5
m/s，a＝1.5
m/s2
C．v＝4.5
m/s，a＝0
D．v＝7.5
m/s，a＝0
11、如图所示的四脚支架经常使用在架设高压线路、通信的基站塔台等领域．现有一质量为m的四脚支架置于水平地面上，其四根铁质支架等长，与竖直方向均成θ角，重力加速度为g，则地面对每根支架的作用力大小为(　　)
A．　　
B．
C．mgtan
θ
D．mg
12、在做匀速直线运动的小车上水平放置一密闭的装有水的瓶子，瓶内有一气泡，如图所示，当小车突然停止运动时，气泡相对于瓶子怎样运动？
13、质量为10
g的子弹，以300
m/s的水平初速度射入一块竖直固定的木板，把木板打穿，子弹射出的速度是200
m/s.若木板厚度为10
cm，求木板对子弹的平均作用力．
小明同学的解法如下，你同意他的解法吗？
由运动学公式：v2－v＝2ax得：a＝＝
m/s2＝－2.5×103
m/s2，
由牛顿第二定律：
F＝ma＝10×(－2.5×103)
N＝－2.5×104
N.
14、如图所示，一质量为m＝100
kg的箱子静止在水平面上，与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.5.现对箱子施加一个与水平方向成θ＝37°角的拉力，经t1＝10
s后撤去拉力，又经t2＝1
s箱子停下来．sin
37°＝0.6，cos
37°＝0.8，g取10
m/s2.求：
(1)拉力F大小；
(2)箱子在水平面上滑行的位移x.
2020--2021人教物理必修一第4章
牛顿运动定律及答案
人教必修一第四章
牛顿运动定律
1、伽利略理想实验揭示了(　　)
A．若物体运动，那么它一定受力
B．力不是维持物体运动的原因
C．只有受力才能使物体处于静止状态
D．只有受力才能使物体运动
【答案】B　[伽利略理想实验指出：如果水平面没有摩擦，那么在水平面上的物体一旦获得某一速度，物体将保持这一速度一直运动下去，而不需要外力来维持，故A、D错误；运动和静止都不需要力来维持，故B正确，C错误．]
2、(双选)下列对牛顿第二定律的表达式F＝ma及其变形公式的理解，正确的是(　　)
A．由F＝ma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比
B．由m＝可知，物体的质量与其所受合外力成正比，与其运动的加速度成反比
C．由a＝可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，与其质量成反比
D．由m＝可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合外力而求出
【答案】CD　[牛顿第二定律的表达式F＝ma表明了各物理量之间的数量关系，即已知两个量，可求第三个量，作用在物体上的合外力，可由物体的质量和加速度计算，并不由它们决定，A错；质量是物体本身的属性，由物体本身决定，与物体是否受力无关，B错；由牛顿第二定律知加速度与合外力成正比，与质量成反比，m可由其他两量求得，故C、D对．]
3、下列各组属于国际单位制的基本单位的是(　　)
A．千克、米、秒　　　　
B．克、牛顿、米
C．质量、长度、时间
D．质量、力、位移
【答案】A　[选项C、D中所给的都是物理量，不是物理单位，C、D错误；千克、米、秒分别为质量、长度、时间三个基本物理量的单位，A正确；B项中牛顿是导出单位，B错误．]
4、如图所示，将吹足气的气球由静止释放
，气球内气体向后喷出，气球会向前运动，这是因为气球受到(　　)
A．重力
B．手的推力
C．空气的浮力
D．喷出气体对气球的作用力
【答案】D　[气球内气体向后喷出时，气球对气体有向后的作用力，气体对气球有向前的反作用力使气球向前运动，D项正确．]
5、用相同材料做成的A、B两木块的质量之比为3∶2，初速度之比为2∶3，它们在同一粗糙水平面上同时开始沿直线滑行，直至停止，则它们(　　)
A．滑行中的加速度之比为2∶3
B．滑行的时间之比为1∶1
C．滑行的距离之比为4∶9
D．滑行的距离之比为3∶2
【答案】C　[根据牛顿第二定律可得μmg＝ma，所以滑行中的加速度为a＝μg，所以加速度之比为1∶1，A错误；根据公式t＝，可得＝＝，B错误；根据公式v2＝2ax可得＝＝，C正确，D错误．]
6、(双选)如图是娱乐节目中设计的“导师战车”．当坐在战车中的导师按下按钮时，战车就由静止开始沿长10
m的倾斜直轨道向下运动；某时刻开始减速，到达站在轨道末端的学员面前时，恰好静止，整个过程历时4
s．将加速、减速过程分别视为匀变速直线运动，则(　　)
A．战车运动过程中导师先失重后超重
B．战车运动过程中所受外力不变
C．战车加速过程中的加速度一定等于减速过程中的加速度
D．战车运动过程中的最大速度为5
m/s
【答案】AD　[“导师战车”沿斜面先加速后减速，战车上的导师先失重后超重，A正确；战车所受的合外力先沿斜面向下后沿斜面向上，外力不同，B错误；因不知加速和减速的时间关系，故不能判断两个过程中加速度的大小关系，C错误；设最大速度为vm，则整个过程的平均速度为，由t＝x可得vm＝5
m/s，D正确．]
7、在光滑的水平桌面上，有一个静止的物体，给物体施以水平作用力，在力作用到物体上的瞬间，则(　　)
A．物体同时具有加速度和速度
B．物体立即获得加速度，速度仍为零
C．物体立即获得速度，加速度仍为零
D．物体的速度和加速度均为零
【答案】B　[合外力与加速度是瞬时对应关系，所以在力作用到物体上的瞬间，物体立即获得加速度，但物体的速度还得从零开始增大，不可能立即具有速度，故B正确．]
8、(多选)下列说法正确的是(　　)
A．物理学公式在确定物理量数值关系的同时，也确定了物理量单位间的关系
B．力学中所选定的基本量有力、质量、时间
C．基本量的单位叫作基本单位
D．由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位叫作导出单位
【答案】ACD　[物理量通常是由数值和单位组成的(少数物理量例外，如动摩擦因数无单位)，所以物理学公式在确定物理量数值关系的同时，也确定了物理量单位间的关系，选项A正确；力不是基本量，选项B错误；基本量的单位叫作基本单位，选项C正确；由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位叫作导出单位，选项D正确．]
9、如图所示是火箭加速上升时的照片，此时喷出气体对火箭作用力的大小(　　)
A．等于火箭的重力
B．等于火箭对喷出气体的作用力
C．小于火箭对喷出气体的作用力
D．大于火箭对喷出气体的作用力
【答案】B　[火箭加速上升，则合力方向向上，所以喷出气体对火箭作用力大于火箭重力，选项A错误；喷出气体对火箭作用力与火箭对喷出气体的作用力是一对作用力与反作用力，大小相等，选项B正确，C、D错误．]
10、用30
N的水平外力F拉一静止在光滑水平面上的质量为20
kg的物体，力F作用3
s后消失，则第5
s末物体的速度和加速度分别是(　　)
A．v＝7.5
m/s，a＝1.5
m/s2
B．v＝4.5
m/s，a＝1.5
m/s2
C．v＝4.5
m/s，a＝0
D．v＝7.5
m/s，a＝0
【答案】C　[前3
s物体由静止开始做匀加速直线运动，由牛顿第二定律知a0＝＝
m/s2＝1.5
m/s2,3
s末物体的速度为v＝a0t＝1.5×3
m/s＝4.5
m/s；3
s后，力F消失，加速度立即变为0，物体做匀速直线运动，所以5
s末的速度仍是3
s末的速度，即4.5
m/s，加速度为a＝0，故C正确．]
11、如图所示的四脚支架经常使用在架设高压线路、通信的基站塔台等领域．现有一质量为m的四脚支架置于水平地面上，其四根铁质支架等长，与竖直方向均成θ角，重力加速度为g，则地面对每根支架的作用力大小为(　　)
A．　　
B．
C．mgtan
θ
D．mg
【答案】B　[由结构的对称性可知，四根支架的作用力大小相等，与竖直方向的夹角均为θ，根据力的合成与分解知识可得4Fcos
θ＝mg，解得F＝，B正确．]
12、在做匀速直线运动的小车上水平放置一密闭的装有水的瓶子，瓶内有一气泡，如图所示，当小车突然停止运动时，气泡相对于瓶子怎样运动？
[解析]　首先确定本题应该用惯性知识来分析，但此题涉及的不仅仅是气泡，还有水，由于惯性的大小与质量有关，而水的质量远大于同体积气泡的质量，因此水的惯性远大于气泡的惯性，当小车突然停止时，水保持向前运动的趋势远大于气泡向前运动的趋势，当水相对于瓶子向前运动时，水将挤压气泡，使气泡相对于瓶子向后运动．
[答案]　见解析
13、质量为10
g的子弹，以300
m/s的水平初速度射入一块竖直固定的木板，把木板打穿，子弹射出的速度是200
m/s.若木板厚度为10
cm，求木板对子弹的平均作用力．
小明同学的解法如下，你同意他的解法吗？
由运动学公式：v2－v＝2ax得：a＝＝
m/s2＝－2.5×103
m/s2，
由牛顿第二定律：
F＝ma＝10×(－2.5×103)
N＝－2.5×104
N.
[解析]　不同意，原因是单位未统一到同一单位制中，正确解法如下：
x＝10
cm＝0.1
m，m＝10
g＝10－2
kg
a＝＝
m/s2＝－2.5×105
m/s2
F＝ma＝10－2×(－2.5×105)
N＝－2.5×103
N，负号表示与速度反向．
[答案]　见解析
14、如图所示，一质量为m＝100
kg的箱子静止在水平面上，与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.5.现对箱子施加一个与水平方向成θ＝37°角的拉力，经t1＝10
s后撤去拉力，又经t2＝1
s箱子停下来．sin
37°＝0.6，cos
37°＝0.8，g取10
m/s2.求：
(1)拉力F大小；
(2)箱子在水平面上滑行的位移x.
[解析]　(1)撤去拉力前，箱子受重力mg、支持力FN、拉力F、摩擦力Ff作用，设运动加速度为a1，根据牛顿运动定律有：FN＋Fsin
θ－mg＝0，Ff＝μFN
Fcos
θ－Ff＝ma1
撤去拉力后，箱子受重力mg、支持力F′N、摩擦力F′f作用，设运动加速度为a2，根据牛顿运动定律有：
－μmg＝ma2，a1t1＋a2t2＝0
解方程，代入数据得：F＝500
N.
(2)撤去拉力前，箱子做匀加速运动：
x1＝a1t
撤去拉力后，箱子做匀减速运动：
x2＝·t2
解方程，代入数据得：
x＝x1＋x2＝27.5
m.
[答案]　(1)500
N　(2)27.5
m