2020—2021高中物理人教必修一第4章 牛顿运动定律含答案

2020—2021高中物理人教必修一第4章
牛顿运动定律含答案
人教必修一第四章
牛顿运动定律
1、通过理想斜面实验得出“力不是维持物体运动的原因”的科学家是(　　)
A．亚里士多德　　
B．伽利略
C．笛卡尔
D．牛顿
2、人从行驶的汽车上跳下来后容易(　　)
A．向汽车行驶的方向跌倒
B．向汽车行驶的反方向跌倒
C．向车右侧方向跌倒
D．向车左侧方向跌倒
3、(双选)如图所示，一跳床运动员从跳床正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触跳床后把跳床压缩到一定程度后停止下落．在运动员下落的这一全过程中，下列说法中正确的是(　　)
A．运动员刚接触跳床瞬间速度最大
B．从运动员接触跳床起加速度变为竖直向上
C．从运动员接触跳床到到达最低点，运动员的速度先增大后减小
D．从运动员接触跳床到到达最低点，运动员的加速度先减小后增大
4、(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
5、物体静放于水平桌面上，如图所示，则(　　)
A．桌面对物体的支持力大小等于物体的重力，这两个力是一对平衡力
B．物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力
C．物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一种性质的力
D．物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力
6、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
7、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的建筑材料被吊车竖直向上提升过程的简化运动图象，g取10
m/s2，下列判断正确的是(　　)
甲　　　　　　　乙
A．前10
s的悬线的拉力恒为1
500
N
B．46
s末塔吊的材料离地面的距离为22
m
C．0～10
s材料处于失重状态
D．在30～36
s钢索最容易发生断裂
8、在学习牛顿第一定律时，为了探究力对运动的影响，学习小组做了如图所示的甲、乙、丙实验．下列有关叙述正确的是(　　)
甲　　　　　　　乙　　　　　　丙
A．每次实验时，小车可以从斜面上的不同位置由静止开始下滑
B．实验表明：小车受到的摩擦力越小，小车运动的距离就越近
C．实验中水平面上运动的小车会停下来，说明力能改变物体的运动状态
D．根据甲、乙、丙的实验现象，就可以直接得出牛顿第一定律
9、一轻弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡时弹簧伸长了4
cm，再将重物向下拉1
cm，然后放手，则在释放瞬间重物的加速度是(g取10
m/s2)(　　)
A．2.5
m/s2　　　
B．7.5
m/s2
C．10
m/s2
D．12.5
m/s2
10、初中物理课中我们学习过一个重要的物理量“压强”，它的单位是“帕斯卡”，符号“Pa”，以下用国际单位制中基本单位表达“帕斯卡”正确的是(　　)
A．kg/(s2·m)
B．kg/(s2·m3)
C．kg·m3/s2
D．kg·m/s2
11、如图所示，木质半球体A在竖直向上的拉力F的作用下能静止在斜面B上，斜面B是固定在地面上的，则关于半球体A的受力的个数，下列说法中正确的是(　　)
A．半球体A一定是受两个力作用
B．半球体A一定是受四个力作用
C．半球体A不是受两个力作用就是受四个力作用
D．半球体A可能受三个力作用
12、一个雨滴质量为m，自云层中由静止落下，在空气中竖直下落，受到的空气阻力Ff的大小与其下落速率v成正比，比例系数为k，即Ff＝kv.用g表示重力加速度，下列说法正确的是(　　)
A．雨滴做匀加速直线运动
B．雨滴下落的最大加速度小于g
C．雨滴下落的最大速度可能为mg/k
D．雨滴可能做减速运动
13、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)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？
14、如图所示，圆环的质量为M，经过环心的竖直钢丝AB上套有一个质量为m的小球，今让小球沿钢丝AB(质量不计)以初速度v0竖直向上运动，要使圆环对地面无压力，则小球的加速度和小球能达到的最大高度是多少？(设小球不会到达A点)
15、一物体以25
m/s的初速度做竖直上抛运动，求：
(1)经过2
s位移大小是多少？速度是多少？
(2)经过4
s产生的位移大小是多少？路程是多少？(g取10
m/s2)
2020—2021高中物理人教必修一第4章
牛顿运动定律含答案
人教必修一第四章
牛顿运动定律
1、通过理想斜面实验得出“力不是维持物体运动的原因”的科学家是(　　)
A．亚里士多德　　
B．伽利略
C．笛卡尔
D．牛顿
B　[伽利略通过理想斜面实验推翻了亚里士多德关于“力是维持物体运动的原因”的说法，得出“力不是维持物体运动的原因”．]
2、人从行驶的汽车上跳下来后容易(　　)
A．向汽车行驶的方向跌倒
B．向汽车行驶的反方向跌倒
C．向车右侧方向跌倒
D．向车左侧方向跌倒
【答案】A　[人从车上跳下来后，脚与地面接触，因摩擦而停止运动，而身体由于惯性继续向前运动，故容易向车行驶的方向跌倒．]
3、(双选)如图所示，一跳床运动员从跳床正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触跳床后把跳床压缩到一定程度后停止下落．在运动员下落的这一全过程中，下列说法中正确的是(　　)
A．运动员刚接触跳床瞬间速度最大
B．从运动员接触跳床起加速度变为竖直向上
C．从运动员接触跳床到到达最低点，运动员的速度先增大后减小
D．从运动员接触跳床到到达最低点，运动员的加速度先减小后增大
【答案】CD　[运动员的加速度大小决定于运动员受到的合外力．从接触跳床到到达最低点，弹力从零开始逐渐增大，所以合力先减小后增大，因此加速度先减小后增大．当合力与速度同向时运动员速度增大，所以当运动员所受弹力和重力大小相等时运动员速度最大．]
4、(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．]
5、物体静放于水平桌面上，如图所示，则(　　)
A．桌面对物体的支持力大小等于物体的重力，这两个力是一对平衡力
B．物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力
C．物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一种性质的力
D．物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力
【答案】A　[物体和桌面的受力情况如图所示．因物体处于平衡状态，且FN与G作用于同一物体，因此FN和G是一对平衡力，故A项对．因作用力和反作用力应分别作用在两个物体上，故B项错．因压力是弹力，而弹力与重力是性质不同的两种力，故C项错．支持力和压力是物体与桌面相互作用(挤压)而产生的，因此FN与F′N是一对作用力和反作用力，故D项错．]
6、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．]
7、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的建筑材料被吊车竖直向上提升过程的简化运动图象，g取10
m/s2，下列判断正确的是(　　)
甲　　　　　　　乙
A．前10
s的悬线的拉力恒为1
500
N
B．46
s末塔吊的材料离地面的距离为22
m
C．0～10
s材料处于失重状态
D．在30～36
s钢索最容易发生断裂
【答案】B　[由图可知前10
s内材料的加速度a＝0.1
m/s2，由F－mg＝ma可解得悬线的拉力为1
515
N，选项A错误．由图象面积可得整个过程材料上升的高度是28
m，下降的高度为6
m,46
s末塔吊的材料离地面的距离为22
m，选项B正确.0～10
s材料加速度向上，材料处于超重状态，F>mg，钢索最容易发生断裂，选项C错误．因30～36
s材料加速度向下，材料处于失重状态，Fs钢索最不容易发生断裂，选项D错误．]
8、在学习牛顿第一定律时，为了探究力对运动的影响，学习小组做了如图所示的甲、乙、丙实验．下列有关叙述正确的是(　　)
甲　　　　　　　乙　　　　　　丙
A．每次实验时，小车可以从斜面上的不同位置由静止开始下滑
B．实验表明：小车受到的摩擦力越小，小车运动的距离就越近
C．实验中水平面上运动的小车会停下来，说明力能改变物体的运动状态
D．根据甲、乙、丙的实验现象，就可以直接得出牛顿第一定律
【答案】C　[实验中要求小车从斜面上的相同位置由静止开始下滑，可以保证小车到达斜面底端的速度相等，然后通过不同情况的水平面，可确定力的大小对运动的影响，选项A错误；实验表明：小车受到的摩擦力越小，小车运动的距离就越远，选项B错误；小车在水平面上运动时受到摩擦力的作用会停下来，其运动的状态发生变化，说明力能改变物体的运动状态，选项C正确；从甲、乙、丙三个实验可得出力是改变运动状态的原因，而不能得出不受力时的运动情况，选项D错误．]
9、一轻弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡时弹簧伸长了4
cm，再将重物向下拉1
cm，然后放手，则在释放瞬间重物的加速度是(g取10
m/s2)(　　)
A．2.5
m/s2　　　
B．7.5
m/s2
C．10
m/s2
D．12.5
m/s2
【答案】A　[弹簧伸长量为4
cm时，重物处于平衡状态，故mg＝kΔx1；再将重物向下拉1
cm，则弹簧的伸长量变为Δx2＝5
cm，在重物被释放瞬间，由牛顿第二定律可得kΔx2－mg＝ma；由以上两式解得a＝2.5
m/s2，故选项A正确．]
10、初中物理课中我们学习过一个重要的物理量“压强”，它的单位是“帕斯卡”，符号“Pa”，以下用国际单位制中基本单位表达“帕斯卡”正确的是(　　)
A．kg/(s2·m)
B．kg/(s2·m3)
C．kg·m3/s2
D．kg·m/s2
【答案】A　[由于1
Pa＝1
，而1
N＝1
kg·m/s2，则1
Pa＝1
＝1
kg/(s2·m)，选项A正确．]
11、如图所示，木质半球体A在竖直向上的拉力F的作用下能静止在斜面B上，斜面B是固定在地面上的，则关于半球体A的受力的个数，下列说法中正确的是(　　)
A．半球体A一定是受两个力作用
B．半球体A一定是受四个力作用
C．半球体A不是受两个力作用就是受四个力作用
D．半球体A可能受三个力作用
【答案】C　[半球体A静止在斜面上，当拉力F与重力平衡时，只受两个力：重力和拉力．当拉力F与重力不平衡时，半球体A受到重力、拉力、斜面的支持力和静摩擦力，共四个力作用，选项C正确．]
12、一个雨滴质量为m，自云层中由静止落下，在空气中竖直下落，受到的空气阻力Ff的大小与其下落速率v成正比，比例系数为k，即Ff＝kv.用g表示重力加速度，下列说法正确的是(　　)
A．雨滴做匀加速直线运动
B．雨滴下落的最大加速度小于g
C．雨滴下落的最大速度可能为mg/k
D．雨滴可能做减速运动
【答案】C　[由牛顿第二定律得雨滴下落加速度a＝，v从0开始逐渐增大，开始时a＝g，随速度的增大，a逐渐减小，至mg＝kv时a减小到0，速度不再变化，故雨滴在下落过程中，先做加速度减小的加速运动，后做匀速直线运动，选项A、B、D错误；若雨滴下落高度足够高，即雨滴在落地前能做匀速运动，则雨滴的最大速度为vm＝，选项C正确．]
13、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)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？
[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.
甲
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．
乙
则沿水平方向有：Fsin
θ＝ma，
竖直方向有：Fcos
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.
[答案]　(1)0　(2)5.66
m/s2
(3)减少了4.9
m/s
14、如图所示，圆环的质量为M，经过环心的竖直钢丝AB上套有一个质量为m的小球，今让小球沿钢丝AB(质量不计)以初速度v0竖直向上运动，要使圆环对地面无压力，则小球的加速度和小球能达到的最大高度是多少？(设小球不会到达A点)
[解析]　由牛顿第三定律知圆环对地面无压力，则地面对圆环无支持力，取小球为研究对象，受重力mg和钢丝对小球竖直向下的摩擦力Ff.
由牛顿第二定律得：mg＋Ff＝ma，由牛顿第三定律可知小球对钢丝竖直向上的摩擦力Ff′＝Ff.对圆环受力分析可知，圆环受重力Mg和竖直向上的摩擦力Ff′作用，则：Mg＝Ff′，由以上各式解得：a＝g.小球沿钢丝做匀减速运动，由运动公式可得上升的最大高度x＝＝.
[答案]　g　
15、一物体以25
m/s的初速度做竖直上抛运动，求：
(1)经过2
s位移大小是多少？速度是多少？
(2)经过4
s产生的位移大小是多少？路程是多少？(g取10
m/s2)
[解析]　(1)物体以25
m/s的初速度做竖直上抛运动，根据位移时间关系公式，
有：x＝v0t－gt2＝25×2
m－×10×22
m＝30
m
根据速度时间关系公式，有：v＝v0－gt＝25
m/s－10×2
m/s＝5
m/s，方向竖直向上．
(2)物体上升的时间为
t0＝＝
s＝2.5
s
上升的高度为H＝gt＝×10×2.52
m＝31.25
m
下降的位移为h＝g(t1－t0)2
＝×10×(4－2.5)2
m＝11.25
m
故位移为
x＝H－h＝31.25
m－11.25
m＝20
m
路程为s＝H＋h＝31.25
m＋11.25
m＝42.5
m.
[答案]　(1)30
m　5
m/s，方向竖直向上　(2)20
m　42.5
m