人教新课标物理高一上学期寒假作业4 牛顿运动定律 （含答案）.docx

1、1如图，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( ) 【答案】A 【解析】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 kx0mg，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 Fk(x0 x)mgma，由以 上两式解得 Fkxma，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。 2如图(a)，物块和木板叠放在实验台上

2、，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力 传感器相连，细绳水平。t0 时，木板开始受到水平外力 F 的作用，在 t4 s 时撤去外力。 细绳对物块的拉力 f 随时间 t 变化的关系如图(b)所示，木板的速度 v 与时间 t 的关系如图(c) 所示。 木板与实验台之间的摩擦可以忽略。 重力加速度取 10 m/s2。 由题给数据可以得出( ) A木板的质量为 1 kg B2 s4 s 内，力 F 的大小为 0.4 N C02 s 内，力 F 的大小保持不变 D物块与木板之间的动摩擦因数为 0.2 【答案】AB 【解析】本题考查牛顿运动定律的综合应用，以木板为研究对象，通过 ft 与 vt 图象

3、对 相应过程进行受力分析、运动分析，列方程解出相应的问题。分析知木板受到的摩擦力 f f。02 s，木板静止，Ff，F 逐渐增大，所以 C 错误。4 s5 s，木板加速度大小 a2 作业作业4 4 牛顿运动定律 0.2 m/s2，对木板受力分析，fma20.2 N，得 m1 kg，所以 A 正确。2 s4 s，对木板有 Ffma1，Ffma10.4 N，所以 B 正确。由于无法确定物块的质量，则尽管知道滑动 摩擦力大小，仍无法确定物块与木板间的动摩擦因数，故 D 错误。 1在物理学史上，正确认识运动和力的关系且推翻“力是维持物体运动的原因”这个观点 的物理学家及建立惯性定律的物理学家分别是(

4、) A亚里士多德、伽利略 B伽利略、牛顿 C伽利略、爱因斯坦 D亚里士多德、牛顿 2关于惯性，下列说法正确的是( ) A在宇宙飞船内，由于物体完全失重，所以物体的惯性消失 B跳远运动员助跑是为了增大速度从而增大惯性 C物体在月球上的惯性只是它在地球上的1 6 D质量是物体惯性的量度，惯性与速度及物体的受力情况无关 3kg 和 s 是国际单位制两个基本单位的符号，这两个基本单位对应的物理量是( ) A质量和时间 B质量和位移 C重力和时间 D重力和位移 42020 年 11 月 24 日，中国用长征五号遥五运载火箭成功发射嫦娥五号探测器，并将其送 入预定轨道 。设近地加速时，火箭以 5g 的加速

5、度匀加速上升，g 为重力加速度。则质量为 m 的探测器对火箭的压力为( ) A6mg B5mg C4mg Dmg 5轻弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡时弹簧伸长了 4 cm。若将重物向下拉 1 cm 后放 手，则重物在刚释放的瞬间的加速度是( ) A2.5 m/s2 B7.5 m/s2 C10 m/s2 D12.5 m/s2 6(多选)如图所示，一木块在光滑水平面上受一恒力 F 作用，前方固定一足够长的水平轻 弹簧，则当木块接触弹簧后，下列判断正确的是( ) A木块立即做减速运动 B木块在一段时间内速度仍增大 C当 F 等于弹簧弹力时，木块速度最大 D弹簧压缩量最大时，木块速度为零但加速度不为

6、零 7 (多选)利用传感器和计算机可以研究力的大小变化情况， 实验时让某同学从桌子上跳下， 自由下落 H 后双脚触地，他顺势弯曲双腿，他的重心又下降了 h.计算机显示该同学受到地 面支持力 FN随时间变化的图象如图 7 所示 根据图象提供的信息， 以下判断正确的是( ) A在 0 至 t2时间内该同学处于失重状态 B在 t2至 t3时间内该同学处于超重状态 Ct3时刻该同学的加速度为零 D在 t3至 t4时间内该同学的重心继续下降 8如图，物块 A 和 B 的质量分别为 4m 和 m，开始 A、B 均静止，细绳拉直，在竖直向上 拉力 F6mg 作用下，动滑轮竖直向上加速运动。已知动滑轮质量忽略

7、不计，动滑轮半径很 小，不考虑绳与滑轮之间的摩擦，细绳足够长，在滑轮向上运动过程中，物块 A 和 B 的加 速度分别为( ) AaA1 2g，aB5g BaAaB 1 5g CaA1 4g，aB3g DaA0，aB2g 9(多选)如图所示，质量均为 m 的 A、B 两物块置于水平地面上，物块与地面间的动摩擦 因数均为 ，物块间用一水平轻绳相连，绳中无拉力。现用水平力 F 向右拉物块 A，假设最 大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度为 g。下列说法中正确的是( ) A当 0Fmg 时，绳中拉力为 0 B当 mgF2mg 时，绳中拉力为 Fmg C当 F2mg 时，绳中拉力为F 2 D无论 F 多

8、大，绳中拉力都不可能等于F 3 10某探究学习小组的同学们要验证“牛顿运动定律”，他们在实验室组装了一套如图所示的 装置，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器 连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘。实验时，调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦 力(图中未画出)。 (1)该实验中小车所受的合力_(选填“等于”或“不等于”)力传感器的示数，该实验是否 需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？_。(选填“需要”或“不需要”) (2)实验获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量 M，挡光板的宽度 l，光电门 1 和 2 的中心距离为 x.某次实验过程：

9、力传感器的读数为 F，小车通过光电门 1 和 2 的挡光 时间分别为 t1、t2(小车通过光电门 2 后，砝码盘才落地)，已知重力加速度为 g，则该实验要 验证的关系式是_。 11太空是一个微重力、高真空、强辐射的环境，人类可以利用这样的天然实验室制造出没 有内部缺陷的晶体， 生产出能承受强大拉力的细如蚕丝的金属丝 假如未来的某天你乘坐飞 船进行“微重力的体验”行动，飞船由 6000 m 的高空静止下落，可以获得持续 25 s 之久的失 重状态， 你在这段时间里可以进行关于微重力影响的实验 已知下落的过程中飞船受到的空 气阻力为重力的 0.04 倍，重力加速度 g 取 10 m/s2，试求：

10、(1)飞船在失重状态下的加速度大小； (2)飞船在微重力状态中下落的距离。 12两物块 A、B 并排放在水平地面上，且两物块接触面为竖直面，现用一水平推力 F 作用 在物块 A 上，使 A、B 由静止开始一起向右做匀加速运动，如图甲所示，在 A、B 的速度达 到 6 m/s 时，撤去推力 F。已知 A、B 质量分别为 mA1 kg、mB3 kg，A 与水平面间的动 摩擦因数为 0.3， B 与地面没有摩擦， B 物块运动的 vt 图像如图乙所示。 取 g10 m/s2， 求： (1)推力 F 的大小； (2)A 物块刚停止运动时，物块 A、B 之间的距离。 13如图所示，一长 L2 m、质量

11、M4 kg 的薄木板(厚度不计)静止在粗糙的水平台面上， 其右端距平台边缘 l5 m，木板的正中央放有一质量为 m1 kg 的小物块(可视为质点)。已 知木板与地面、 物块与木板间动摩擦因数均为 10.4， 现对木板施加一水平向右的恒力 F， 其大小为 48 N，g 取 10 m/s2，试求： (1)F 作用了 1.2 s 时，木板的右端离平台边缘的距离； (2)要使小物块最终不能从平台上滑出去，则物块与平台间的动摩擦因数 2应满足的条件。 1 【答案】B 【解析】 伽利略通过斜面实验正确认识了运动和力的关系， 从而推翻了亚里士多德“力是维 持物体运动的原因”的错误观点； 牛顿在归纳总结伽利略

12、、 笛卡儿等科学家的结论基础上得 出了牛顿第一定律，即惯性定律，故选项 B 正确。 2 【答案】D 【解析】物体的惯性只与物体的质量有关，与物体的运动状态、所处的位置无关，选项 A、 B、C 错误，选项 D 正确。 3 【答案】A 【解析】kg 为质量的单位，s 为时间的单位，A 正确。 4 【答案】A 【解析】对探测器由牛顿运动定律得 FNmgma，得 FN6mg，再由牛顿第三定律可判定 A 项正确。 5 【答案】A 【解析】设重物的质量为 m，弹簧的劲度系数为 k，平衡时 mgkx1，将重物向下拉 1 cm， 由牛顿第二定律得 k(x1x2)mgma，联立解得 a2.5 m/s2，选项 A

13、 正确。 6 【答案】BCD 【解析】刚开始时，弹簧对木块的作用力小于外力 F，木块继续向右做加速度逐渐减小的加 速运动，直到二力相等，而后，弹簧对木块的作用力大于外力 F，木块继续向右做加速度逐 渐增大的减速运动，直到速度为零，但此时木块的加速度不为零，故选项 A 错误，B、C、 D 正确。 7 【答案】ABD 【解析】由图象可以看出，在 0 至 t2时间内该同学受到的地面支持力小于重力，由牛顿第二 定律可知该同学处于失重状态， 而在 t2至 t3时间内支持力大于重力， 该同学处于超重状态， A、B 正确；t3时刻该同学受到的支持力最大，且 F1大于重力，由牛顿第二定律可知 a0， C 错误

14、；在 t3至 t4时间内该同学受到的支持力逐渐减小，但仍大于重力，故重心继续下降， D 正确。 8 【答案】D 【解析】 对滑轮分析： F2Tma， 又 m0， 所以 TF 2 6mg 2 3mg， 对 A 分析： 由于 T4mg 故 A 静止，aA0，对 B：aBTmg m 3mgmg m 2g，故 D 正确。 9 【答案】ABC 【解析】当 0Fmg 时，A 受到拉力与静摩擦力的作用，二者平衡，绳中拉力为 0，故 A 正确；当 mgF2mg 时，整体受到拉力与摩擦力的作用，二者平衡，所以整体处于静止 状态，此时 A 受到的静摩擦力达到最大即 mg，所以绳中拉力为 Fmg，故 B 正确；当

15、F 2mg 时，对整体：aF2mg 2m ，对 B：aF 拉mg m ，联立解得绳中拉力为1 2F，故 C 正 确；由以上的分析可知，当 mgF2mg 时绳中拉力为 Fmg，绳中拉力可能等于1 3F， 故 D 错误。 10 【答案】(1)等于 不需要 (2)FMl 2 2x (1 t22 1 t21) 【解析】 (1)由于力传感器显示拉力的大小，而拉力的大小就是小车所受的合力，故不需 要让砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量。 (2)由于挡光板的宽度 l 很小，故小车在光电门 1 处的速度 v1 l t1，在光电门 2 处的速度为 v2 l t2， 由 v 2 2v 2 12ax， 得 av

16、2 2v 2 1 2x 1 2x( l2 t22 l2 t21)， 故验证的关系式为 FMa M 2x( l2 t22 l2 t21) Ml2 2x (1 t22 1 t21)。 11 【解析】(1)设飞船在失重状态下的加速度为 a，由牛顿第二定律得：mgFfma 又 Ff0.04mg 解得 a9.6 m/s2。 (2)由 x1 2at 21 2 9.6 25 2 m3000 m。 12 【解析】(1)在水平推力 F 作用下，物块 A、B 一起做匀加速运动，加速度为 a，由 B 物 块的 vt 图像得： av t 6 2 m/s 23 m/s2 对于 A、B 整体，由牛顿第二定律得：FmAg(

17、mAmB)a 代入数据解得：F15 N。 (2)设物块 A 做匀减速运动的时间为 t，撤去推力 F 后，A、B 两物块分离，A 在摩擦力作用 下做匀减速运动，B 做匀速运动，对 A，有：mAgmAaA 解得：aAg3 m/s2 t0v0 aA 06 3 s2 s 物块 A 通过的位移 xAv0 2t6 m 物块 B 通过的位移 xBv0t6 2 m12 m 物块 A 刚停止时 A、B 间的距离 xxBxA6 m。 13 【解析】(1)假设开始时物块与木板会相对滑动，由牛顿第二定律，对木板有： F1(Mm)g1mgMa1 解得：a16 m/s2 对物块有：1mgma2 解得：a24 m/s2 因

18、为 a2a1，故假设成立。 设 F 作用 t 秒后，小物块恰好从木板左端滑离，则有：L 2 1 2a1t 21 2a2t 2 代入数据解得：t1 s 在此过程中，木板的位移为：x11 2a1t 21 2 6 1 2 m3 m 末速度为：v1a1t6 1 m/s6 m/s 物块的位移为：x21 2a2t 21 2 4 1 2 m2 m 末速度为：v2a2t4 1 m/s4 m/s 在小物块从木板上滑落后的 0.2 s 内，由牛顿第二定律，对木板有： F1MgMa1 解得：a18 m/s2 木板发生的位移为：x1v1t01 2a1t0 2 解得：x11.36 m 此时木板距平台边缘的距离 xlx1x10.64 m。 (2)小物块滑至平台后，做匀减速直线运动，由牛顿第二定律，对物块有： 2mgma2解得：a22g 若小物块在平台上速度减为 0，则通过的位移为：x2 v22 2a2 要使物块最终不会从平台上掉下去需满足：lL 2x2x2 联立解得：20.2。