2020—2021物理人教必修一第4章 牛顿运动定律练习含答案

2020—2021物理人教必修一第4章
牛顿运动定律练习含答案
人教必修一第四章
牛顿运动定律
1、关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是(　　)
A．完全是理想的，没有事实为基础
B．利用气垫导轨，就能使实验成功
C．是以可靠事实为基础，经科学抽象，深刻反映自然规律的
D．该实验说明力是改变物体运动状态的原因
2、(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
3、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．
4、实验研究表明降落伞所受的阻力与速度v、伞的半径r、空气密度ρ等因素有关，下面几个有关阻力的表达式可能正确的是(式中K为比例常数，无单位)(　　)
A．Kv2r3ρ
B．Kv2r2ρ
C．Kv2r4ρ
D．Kvr2ρ
5、(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
6、如图所示，底板光滑的小车上用两个量程为20
N，完全相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为1
kg的物块．在水平地面上，当小车做匀速直线运动时，两弹簧测力计的示数均为10
N，当小车做匀加速直线运动时，弹簧测力计甲的示数变为8
N，这时小车运动的加速度大小是(　　)
A．2
m/s2　　　　　
B．4
m/s2
C．6
m/s2
D．8
m/s2
7、(双选)如图所示，小球A放在真空容器B内，小球的直径恰好等于正方体B的边长，将它们以初速度v0竖直上抛，A、B一起上升的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．若不计空气阻力，A、B间一定没有弹力
B．若不计空气阻力，A、B间一定有弹力
C．若考虑空气阻力，A对B的上板一定有压力
D．若考虑空气阻力，A对B的下板一定有压力
8、如图所示，一个劈形物体M，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在上表面放一个光滑小球m.劈形物体由静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是(　　)
A．沿斜面向下的直线
B．竖直向下的直线
C．无规则的曲线
D．抛物线
9、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
10、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Ff＝kSv2，则比例系数k的单位是(　　)
A．kg/m4
B．kg/m3
C．kg/m2
D．kg/m
11、关于作用力与反作用力的说法中，正确的是(　　)
A．作用力与反作用力的性质不一定相同
B．作用力与反作用力的大小相等、方向相反，它们的作用效果可以抵消
C．书静止在水平桌面上，书受到的重力和桌面对书的支持力是一对作用力与反作用力
D．大人和小孩掰手腕，虽然小孩输了，但是小孩给大人的力等于大人给小孩的力
D　[作用力和反作用力同性质，同大小，作用在不同物体上，因此效果不能抵消．故A、B、C错，D对．]
12、一个质量为20
kg的物体，从斜面的顶端由静止匀加速滑下，物体与斜面间的动摩擦因数为0.2，斜面与水平面间的夹角为37°(g取10
m/s2，sin
37°＝0.6，cos
37°＝0.8)．
(1)求物体沿斜面下滑过程中的加速度；
(2)给物体一个初速度，使之沿斜面上滑，求上滑的加速度．
13、思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)物体间可能只有作用力，而没有反作用力．
(
)
(2)物体间先有作用力，然后才有反作用力．
(
)
(3)物体间的作用力可能与反作用力垂直．
(
)
(4)作用力与反作用力的合力为零．
(
)
(5)受力分析时，只分析物体受到的力．
(
)
14、如图甲所示，风筝是借助于风对其作用力和牵线对其拉力的作用，才得以在空中处于平衡状态的．如图乙所示风筝平面AB与水平面的夹角为30°，牵线与风筝平面AB的夹角为53°，风筝质量为300
g，求风对风筝的作用力的大小．(设风对风筝的作用力与风筝平面垂直，g取10
m/s2)
甲　　　　　　　　乙
2020—2021物理人教必修一第4章
牛顿运动定律练习含答案
人教必修一第四章
牛顿运动定律
1、关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是(　　)
A．完全是理想的，没有事实为基础
B．利用气垫导轨，就能使实验成功
C．是以可靠事实为基础，经科学抽象，深刻反映自然规律的
D．该实验说明力是改变物体运动状态的原因
C　[伽利略的推论是不能用实验证明的，这是因为物体完全不受外力的作用实际上是不可能的，物体不受阻力的条件也是无法实现的．但是随着现代科学技术的进步，可以将摩擦阻力减小到很小，例如可以用气垫导轨实验近似地验证．伽利略理想实验仅仅说明了物体的运动不需要力来维持．故C正确．]
2、(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．]
3、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．]
4、实验研究表明降落伞所受的阻力与速度v、伞的半径r、空气密度ρ等因素有关，下面几个有关阻力的表达式可能正确的是(式中K为比例常数，无单位)(　　)
A．Kv2r3ρ
B．Kv2r2ρ
C．Kv2r4ρ
D．Kvr2ρ
【答案】B　[密度的单位为kg/m3，速度的单位是m/s，半径单位是m，力的单位为N，且1
N＝1
kg·m/s2，Kv2r3ρ的单位为，不是kg·m/s2，选项A错误；Kv2r2ρ的单位为，即为kg·m/s2，选项B正确；Kv2r4ρ的单位为，不是kg·m/s2，选项C错误；Kvr2ρ的单位为，不是kg·m/s2，选项D错误．]
5、(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.]
6、如图所示，底板光滑的小车上用两个量程为20
N，完全相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为1
kg的物块．在水平地面上，当小车做匀速直线运动时，两弹簧测力计的示数均为10
N，当小车做匀加速直线运动时，弹簧测力计甲的示数变为8
N，这时小车运动的加速度大小是(　　)
A．2
m/s2　　　　　
B．4
m/s2
C．6
m/s2
D．8
m/s2
【答案】B　[当弹簧测力计甲的示数变为8
N时，弹簧测力计乙的示数变为12
N，这时物块所受的合力为4
N．由牛顿第二定律F＝ma得物块的加速度a＝＝4
m/s2，故选项B正确．]
7、(双选)如图所示，小球A放在真空容器B内，小球的直径恰好等于正方体B的边长，将它们以初速度v0竖直上抛，A、B一起上升的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．若不计空气阻力，A、B间一定没有弹力
B．若不计空气阻力，A、B间一定有弹力
C．若考虑空气阻力，A对B的上板一定有压力
D．若考虑空气阻力，A对B的下板一定有压力
【答案】AC　[若不计空气阻力，整体做竖直上抛运动，处于完全失重状态，则A对B没有压力，B对A也没有支持力，故A正确，B错误；若考虑空气阻力，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得：上升过程加速度大于g，再以球A为研究对象，根据牛顿第二定律分析：A受到的合力大于重力，A除受到重力外，还应受到向下的压力．因此B对A的压力向下，即A对B的上板一定有压力，C正确，D错误．]
8、如图所示，一个劈形物体M，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在上表面放一个光滑小球m.劈形物体由静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是(　　)
A．沿斜面向下的直线
B．竖直向下的直线
C．无规则的曲线
D．抛物线
【答案】B　[由于小球处在物体M上，接触面光滑，在M滑下过程中，由于小球水平方向上不受外力作用，该方向上运动状态不会改变，原来静止，则下滑过程中，小球在水平方向上没有位移，故B正确．]
9、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．]
10、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Ff＝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　[由Ff＝kSv2得k＝，其单位为＝＝，故选项B正确．]
11、关于作用力与反作用力的说法中，正确的是(　　)
A．作用力与反作用力的性质不一定相同
B．作用力与反作用力的大小相等、方向相反，它们的作用效果可以抵消
C．书静止在水平桌面上，书受到的重力和桌面对书的支持力是一对作用力与反作用力
D．大人和小孩掰手腕，虽然小孩输了，但是小孩给大人的力等于大人给小孩的力
D　[作用力和反作用力同性质，同大小，作用在不同物体上，因此效果不能抵消．故A、B、C错，D对．]
12、一个质量为20
kg的物体，从斜面的顶端由静止匀加速滑下，物体与斜面间的动摩擦因数为0.2，斜面与水平面间的夹角为37°(g取10
m/s2，sin
37°＝0.6，cos
37°＝0.8)．
(1)求物体沿斜面下滑过程中的加速度；
(2)给物体一个初速度，使之沿斜面上滑，求上滑的加速度．
[解析]　(1)沿斜面下滑时，物体受力如图所示．
由牛顿第二定律得：
mgsin
37°－Ff＝ma1
①
FN＝mgcos
37°
②
又Ff＝μFN
③
所以a1＝gsin
37°－μgcos
37°＝4.4
m/s2，方向沿斜面向下．
(2)物体沿斜面上滑时，摩擦力沿斜面向下
由牛顿第二定律得：
mgsin
37°＋Ff＝ma2
④
联立②③④得
a2＝gsin
37°＋μgcos
37°＝7.6
m/s2，方向沿斜面向下．
[答案]　(1)4.4
m/s2，沿斜面向下
(2)7.6
m/s2，沿斜面向下
13、思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)物体间可能只有作用力，而没有反作用力．
(
)
(2)物体间先有作用力，然后才有反作用力．
(
)
(3)物体间的作用力可能与反作用力垂直．
(
)
(4)作用力与反作用力的合力为零．
(
)
(5)受力分析时，只分析物体受到的力．
(
)
【答案】（1）×
（2）×
（3）×
（4）×
（5）√
14、如图甲所示，风筝是借助于风对其作用力和牵线对其拉力的作用，才得以在空中处于平衡状态的．如图乙所示风筝平面AB与水平面的夹角为30°，牵线与风筝平面AB的夹角为53°，风筝质量为300
g，求风对风筝的作用力的大小．(设风对风筝的作用力与风筝平面垂直，g取10
m/s2)
甲　　　　　　　　乙
[解析]　风筝平衡时共受到三个力作用，即重力mg、风对它的作用力F和牵线对它的拉力T，如图所示．以AB方向为x轴方向，F方向为y轴方向，建立平面直角坐标系，将重力和拉力T正交分解，即可求得F的大小．
沿x轴方向：mgsin
30°－Tsin
37°＝0
解得T＝mg＝2.5
N
沿y轴方向：
F＝Tcos
37°＋mgcos
30°＝
N＝4.6
N.
[答案]　4.6
N