2020—2021第一学期物理人教必修一第四章 牛顿运动定律练习有答案

2020—2021第一学期物理人教必修一第四章
牛顿运动定律练习有答案
人教必修一第四章
牛顿运动定律
1、(双选)如图所示，一向右运动的车厢顶上悬挂两单摆M与N，它们只能在图示平面内摆动，某一时刻出现图示情景，由此可知车厢的运动及两单摆相对车厢运动的可能情况是(　　)
A．车厢做匀速直线运动，M在摆动，N静止
B．车厢做匀速直线运动，M在摆动，N也摆动
C．车厢做匀速直线运动，M静止，N在摆动
D．车厢做匀加速直线运动，M静止，N也静止
2、如图所示，一倾角为α的光滑斜面向右做匀加速运动，物体A相对于斜面静止，则斜面运动的加速度为(　　)
A．gsin
α
B．gcos
α
C．gtan
α
D．
3、(多选)下列哪些物理量的单位是导出单位(　　)
A．力的单位N　　
B．压强的单位Pa
C．长度的单位m
D．加速度的单位m/s2
4、(双选)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力(　　)
A．t＝2
s时最大
B．t＝2
s时最小
C．t＝8.5
s时最大
D．t＝8.5
s时最小
5、如图所示，一质量为m的正方体物块置于风洞内的水平面上，其一面与风速垂直，当风速为v0时刚好能推动该物块．已知风对物块的推力F正比于Sv2，其中v为风速、S为物块迎风面积．当风速变为2v0时，刚好能推动用同一材料做成的另一正方体物块，则该物块的质量为(　　)
A．64m　
B．8m　　　C．32m　　　D．4m
6、如图所示，物体在水平力F作用下，静止在斜面上，若稍微减小水平推力F，而物体仍能保持静止，设斜面对物体的静摩擦力为Ff，物体所受的支持力为FN，则(　　)
A．Ff和FN都一定减小
B．Ff和FN都不一定减小
C．Ff不一定减小，FN一定减小
D．Ff一定减小，FN不一定减小
7、如图所示，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态．现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动．以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图象可能正确的是(　　)
A　　　　　B　　　　　C　　　　　D
8、高三某同学自己在本学期学校体检后的一些数据在单位上做了一些转化，其中部分数据在如下选项中给出，在他给出的数据中，单位不属于国际制单位的有(　　)
A．体重G＝637
N
B．质量m＝65
kg
C．身高H＝178
cm
D．心跳100次时间t＝80
s
9、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
10、某同学在家中玩用手指支撑盘子的游戏，如图所示，设该盘子的质量为m，手指与盘子之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法中正确的是(　　)
A．若手支撑着盘子一起水平向右匀速运动，则手对盘子有水平向左的静摩擦力
B．若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动，则手对盘子的作用力大小为mg
C．若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动，则手对盘子的作用力大小为
D．若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动，要使得盘子相对手指不发生滑动，则加速度最大为μg
11、如图所示，100个大小相同、质量均为m且光滑的小球，静止放置于两个相互垂直且光滑的平面上．平面AB与水平面的夹角为30°.则第2个小球对第3个小球的作用力大小为(　　)
A．
B．48mg
C．49mg
D．98mg
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、一个原来静止的物体，质量是700
g，在1.4
N的合力作用下，0.5
min内通过的路程为多少？
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第一学期物理人教必修一第四章
牛顿运动定律练习有答案
人教必修一第四章
牛顿运动定律
1、(双选)如图所示，一向右运动的车厢顶上悬挂两单摆M与N，它们只能在图示平面内摆动，某一时刻出现图示情景，由此可知车厢的运动及两单摆相对车厢运动的可能情况是(　　)
A．车厢做匀速直线运动，M在摆动，N静止
B．车厢做匀速直线运动，M在摆动，N也摆动
C．车厢做匀速直线运动，M静止，N在摆动
D．车厢做匀加速直线运动，M静止，N也静止
【答案】AB　[由牛顿第一定律知，当车厢做匀速直线运动时，相对于车厢静止的小球，其悬线应在竖直方向上，故M球一定不能在图示情况下相对于车厢静止，说明M正在摆动；而N既有可能相对于车厢静止，也有可能相对于车厢摆动恰好到达图示位置，A、B正确，C错误．当车厢做匀加速直线运动时，物体的运动状态改变，合外力一定不等于零，故不会出现N球悬线竖直且相对于车厢静止的情况，D错误．]
2、如图所示，一倾角为α的光滑斜面向右做匀加速运动，物体A相对于斜面静止，则斜面运动的加速度为(　　)
A．gsin
α
B．gcos
α
C．gtan
α
D．
【答案】C　[物体随斜面体一起沿水平方向运动，则加速度一定在水平方向，物体受到重力和垂直斜面向上的支持力，两者合力方向一定水平向右，如图所示由牛顿第二定律得mgtan
α＝ma，则a＝gtan
α，选项C正确，A、B、D错误．]
3、(多选)下列哪些物理量的单位是导出单位(　　)
A．力的单位N　　
B．压强的单位Pa
C．长度的单位m
D．加速度的单位m/s2
【答案】ABD　[题目所给单位均为力学单位，在力学中只取质量、长度、时间的单位为基本单位，除这三个单位以外的单位，均为导出单位．]
4、(双选)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力(　　)
A．t＝2
s时最大
B．t＝2
s时最小
C．t＝8.5
s时最大
D．t＝8.5
s时最小
【答案】AD　[人乘电梯上楼，设地板对人的支持力为FN，取人为研究对象，在t＝2
s时向上的加速度最大为a1＝2
m/s2，t＝8.5
s时向下的加速度大小最大为a2＝3
m/s2，根据牛顿第二定律知，当t＝2
s时FNmax＝mg＋ma1，当t＝8.5
s时FNmin＝mg－ma2.由牛顿第三定律可知，人对地板的压力FN与地板对人的支持是一对作用力与反作用力，其大小相等，方向相反，故本题正确选项为A、D.]
5、如图所示，一质量为m的正方体物块置于风洞内的水平面上，其一面与风速垂直，当风速为v0时刚好能推动该物块．已知风对物块的推力F正比于Sv2，其中v为风速、S为物块迎风面积．当风速变为2v0时，刚好能推动用同一材料做成的另一正方体物块，则该物块的质量为(　　)
A．64m　
B．8m　　　C．32m　　　D．4m
【答案】A　[设物块受水平面的支持力为FN，摩擦阻力为Ff，正方体棱长为a，物块被匀速推动，根据平衡条件，有
F＝Ff
FN＝mg
其中F＝kSv＝ka2v
m＝ρa3则Ff＝μFN＝μmg＝μρa3g
解得a＝
当风速变为2v0时，则能推动的物块边长为原来的4倍，则体积为原来的64倍，质量为原来的64倍，选项A正确．]
6、如图所示，物体在水平力F作用下，静止在斜面上，若稍微减小水平推力F，而物体仍能保持静止，设斜面对物体的静摩擦力为Ff，物体所受的支持力为FN，则(　　)
A．Ff和FN都一定减小
B．Ff和FN都不一定减小
C．Ff不一定减小，FN一定减小
D．Ff一定减小，FN不一定减小
【答案】C　[对物体受力分析如图所示，在y轴方向上，FN－Fsin
θ－Gcos
θ＝0，由此公式可判断出当F减小时，FN一定减小，在x轴方向上，若静摩擦力Ff沿斜面向上，则有Ff＋Fcos
θ－Gsin
θ＝0，可见当F减小时，Ff增大；若Ff沿斜面向下，则有Fcos
θ－Ff－Gsin
θ＝0，可见当F减小时，Ff减小．由此可以看出，当F减小时，Ff不一定减小，故选项C正确．]
7、如图所示，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态．现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动．以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图象可能正确的是(　　)
A　　　　　B　　　　　C　　　　　D
【答案】A　[假设物块静止时弹簧的压缩量为x0，则由力的平衡条件可知kx0＝mg，在弹簧恢复原长前，当物块向上做匀加速直线运动时，由牛顿第二定律得F＋k(x0－x)－mg＝ma，由以上两式解得F＝kx＋ma，显然F和x为一次函数关系，且在F轴上有截距，则A正确，B、C、D错误．]
8、高三某同学自己在本学期学校体检后的一些数据在单位上做了一些转化，其中部分数据在如下选项中给出，在他给出的数据中，单位不属于国际制单位的有(　　)
A．体重G＝637
N
B．质量m＝65
kg
C．身高H＝178
cm
D．心跳100次时间t＝80
s
【答案】C　[N是导出单位，是国际单位，不符合题意，选项A错误；kg是国际单位中的基本单位，不符合题意，选项B错误；cm是常用单位，不属于国际单位，符合题意，选项C正确；s是时间单位，属于国际单位，不符合题意，选项D错误．]
9、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．]
10、某同学在家中玩用手指支撑盘子的游戏，如图所示，设该盘子的质量为m，手指与盘子之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法中正确的是(　　)
A．若手支撑着盘子一起水平向右匀速运动，则手对盘子有水平向左的静摩擦力
B．若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动，则手对盘子的作用力大小为mg
C．若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动，则手对盘子的作用力大小为
D．若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动，要使得盘子相对手指不发生滑动，则加速度最大为μg
【答案】D　[若手支撑着盘子一起水平向右匀速运动，则盘子水平方向受合力为零，则手对盘子没有静摩擦力作用，选项A错误；若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动，则手对盘子有竖直向上的支持力mg和水平向右的静摩擦力，因加速度未知，不能确定静摩擦力大小，选项B、C错误；若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动，要使得盘子相对手指不发生滑动，静摩擦力最大时加速度最大，则μmg＝mam，解得am＝μg，则加速度最大为μg，选项D正确．]
11、如图所示，100个大小相同、质量均为m且光滑的小球，静止放置于两个相互垂直且光滑的平面上．平面AB与水平面的夹角为30°.则第2个小球对第3个小球的作用力大小为(　　)
A．
B．48mg
C．49mg
D．98mg
【答案】C　[以第3个到第100个这98个小球的整体为研究对象，这个整体受到三个力的作用，即重力、斜面的支持力和第2个小球对第3个小球的作用力，由于整体处于平衡状态，那么沿斜面方向的受力应平衡，所以有F23＝98mgsin
30°＝49mg，故C选项正确．]
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、一个原来静止的物体，质量是700
g，在1.4
N的合力作用下，0.5
min内通过的路程为多少？
[解析]　物体的质量m＝700
g＝0.7
kg，时间t＝0.5
min＝30
s.
由牛顿第二定律和运动学公式得：
a＝＝
m/s2＝2
m/s2
x＝at2＝×2×302
m＝900
m.
[答案]　900
m
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