高中物理 第四章 牛顿运动定律单元练习4 新人教版必修1

第四章牛顿运动定律单元练习一、单选题（本大题共6小题，共24.0分）1. 小刚同学学完牛顿第一定律和惯性概念后，试图用其分析判断生活中的现象，其中正确的是（）A. 向上抛出的物体，之所以向上运动，一定受到了向上的作用力B. 汽车安全带的作用是为了减小人的惯性C. 沿水平方向飞行的飞机，只有当目标在飞机的正下方时投下炸弹，才能击中目标D. 地球自西向东自转，某人在地面上竖直向上跳起后，一定会落回原地2. 下列关于单位制的说法中，正确的是（）A. 在国际单位制中，力学的三个基本单位是长度单位m、时间单位s、力的单位NB. 长度是基本物理量，其单位m、cm、mm都是国际单位制中的基本单位C. 由a=可得到力的单位1N=1kgm/sD. 根据单位制运算，（v指速度，R指半径）的单位是m/s23. 在国际单位制中，质量、长度和时间三个物理量的基本单位分别是（）A. N、m、hB. N、m、sC. kg、m、sD. kg、s、m/s4. 一同学乘坐竖直升降电梯上楼回家，在电梯加速上升过程中，下列关于他对电梯的压力FN与他自身重力G的说法中正确的是（）A. FN=GB. FNGC. FNGD. 不能确定5. 用水平力F拉静止在粗糙水平桌面上的小物块，力F的大小随时间的变化如图所示则下列关于小物块的加速度随时间变化的图象符合实际情况的是（）A. B. C. D. 6. 如图所示，滑轮A可沿倾角60的足够长轨道下滑，滑轮下用轻绳挂着一个重力为G的物体B，下滑时，物体B相对于A静止，绳与竖直方向夹角为30，则下滑过程中（不计空气阻力）（）A. A、B的加速度为gsin60B. A、B的加速度为gsin30C. 绳的拉力为Gcos30D. 滑轮A与轨道之间一定有摩擦二、多选题（本大题共6小题，共24.0分）7. 如图所示，质量不等的木块A和B的质量分别为m1和m2，置于光滑的水平面上当水平力F作用于A的左端，两物体一起作匀加速运动时，A、B间作用力大小为F1当水平力F作用于B的右端，两物体一起作匀加速运动时，A、B间作用力大小为F2，则下列说法正确的是（）A. 在两次作用过程中，物体的加速度的大小相等B. 在两次作用过程中，F1=F2C. 在两次作用过程中，F1+F2=FD. 在两次作用过程中，=8. 下列说法正确的是（）A. 在单位的换算中1N=1kgm/s2B. 力是矢量，既有大小，也有方向C. 匀加速直线运动的位移时间图象是直线D. 变化率表示变化的快慢，不表示变化的大小9. 如图所示，绷带的传送带与水平面的夹角为，皮带在电动机的带动下，可用来传送货物，已知转轮与皮带之间无相对滑动，转轮不转动时，一个物块从皮带顶端A点由静止释放做匀加速运动下滑到皮带底端B点所用的时间为t，则（）A. 当转轮顺时针匀速转动时，物块在传送带上可能先做匀加速运动后做匀速运动B. 当转轮顺时针匀速转动时，物块从顶端由静止滑到底端所用时间一定小于tC. 当转轮逆时针匀速转动时，物块从顶端由静止滑到底端所用时间等于tD. 当转轮顺时针匀速转动时，物块从顶端由静止滑到底端所用时间可能大于t10. 如图所示，有一劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在倾角为的光滑斜面的底端，一个质量为m的物块从弹簧上方由静止开始沿斜面下滑，则物块从开始下滑到最低点的过程中（已知重力加速度为g）（）A. 物块加速度先不变，再减小，最后增大B. 当物块接触挤压弹簧后，就开始做减速运动C. 当mgsin=kx时（x为弹簧压缩量），物块速度达到最大值D. 物体下滑到最低点时速度和加速度都为011. 如图所示，当小车向右加速运动时，物块M相对于车厢静止于竖直车厢壁上，当车的加速度减小时，则（）A. M受摩擦力可能减小B. 物块M对车厢壁的压力增大C. 物块M仍能相对于车静止D. M受静摩擦力可能不变12. 下列关于力的说法中正确的是（）A. 作用力和反作用力作用在同一物体上B. 伽利略的理想斜面实验说明了力不是维持物体运动的原因C. 物体对悬绳的拉力或对支持面的压力的大小一定等于重力D. 两个分力的大小和方向是确定的，则合力也是确定的三、计算题（本大题共3小题，共30.0分）13. 为了探究加速度与力的关系，使用如图1所示的气垫导轨装置进行实验其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑块通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间t1、t2都可以被测量并记录，滑块连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m回答下列问题： （1）实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，在不挂重物的情况下轻推滑块，如果得到t1 _ t2（选填“=”“”“”）就可以证明气垫导轨已经水平（2）若取M=0.4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是_ Am1=5gBm2=15gCm3=40gDm4=400g （3）在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达为_ （用t1、t2、D、x表示）（4）图2的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是_ A小车与轨道之间存在摩擦B导轨保持了水平状态C所挂钩码的总质量太大D所用小车的质量太大14. 如图所示，质量为m=4kg的物体置于水平地面上，它们之间的动摩擦因数为=0.5，对物体施加20N的斜向上的力F，F与水平面夹角为=37，物体开始运动，已知g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8求：（1）物体受地面的摩擦力的大小；（2）物体运动的加速度大小。15. 滑沙游戏中，游戏者从沙坡顶部坐滑沙车呼啸滑下。为了安全，滑沙车上通常装有刹车手柄，游客可以通过操纵刹车手柄对滑沙车施加一个与车运动方向相反的制动力F，从而控制车速。为便于研究，作如下简化：游客从顶端A点由静止滑下8s后，操纵刹车手柄使滑沙车摩擦变大匀速下滑至底端B点，在水平滑道上继续滑行直至停止。已知游客和滑沙车的总质量m=70kg，倾角=37，滑沙车底部与沙面间的动摩擦因数=0.5重力加速度g取10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，不计空气阻力。（1）游客匀速下滑时的速度大小。（2）若游客在水平滑道BC段的最大滑行距离为16m，则他在此处滑行时，需对滑沙车施加多大的水平制动力？答案和解析【答案】1. D2. D3. C4. C5. D6. D7. ACD8. ABD9. BC10. AC11. ACD12. BD13. =；D；a=-；C14. 解：物体受力如图所示：（1）在竖直方向：Fsin+FN=mg滑动摩擦力：f=FN解得：f=14N；（2）由牛顿第二定律得：Fcos-f=ma解得：a=0.5m/s2；答：（1）物体受地面的摩擦力的大小为14N；（2）物体运动的加速度大小为0.5m/s2。15. 解：根据题意，把游客和滑车作为整体进行受力分析（1）开始下滑的时候，整体受到重力，支持力，摩擦力三个力的作用，根据牛顿第二定律可得：mgsin37-mgcos37=ma带入数据可得：a=2m/s2游客匀速下滑的初速度等于第一阶段匀加速运动的末速度，末速度的速度大小：v0=at1=28=16m/s（2）整体滑到水平面上时，做匀减速直线运动，根据匀变速直线运动规律：v2-v02=2ax带入数据可得：a=-8m/s2力的方向都指向左边，由牛顿第二定律得F+mg=ma带入数据得：F=210N答：（1）游客匀速下滑时的速度大小为16m/s；（2）若游客在水平滑道BC段的最大滑行距离为16m，则他在此处滑行时，需对滑沙车施加210N的水平制动力。【解析】1. 解：A、向上抛出的物体，没有受向上的作用力，只受重力和空气阻力，故A错误；B、惯性的大小仅仅与质量有关，汽车安全带的作用是不是减小人的惯性，故B错误；C、飞行的飞机投弹时，炸弹做平抛运动，在目标的正上方投弹，不能击中目标，故C错误；D、地球自西向东自转，某人在地面上竖直向上跳起后，由于惯性，在水平方向人随地球做圆周运动，一定会落回原地，故D正确故选：D力可以改变物体的形状；力可以改变物体的运动状态；物体处于平衡状态可以没有受到力的作用或受到平衡力作用，惯性的大小只与质量有关飞机投出的炸弹，炸弹由于具有惯性有水平初速度，做平抛运动本题主要考查了力与运动的关系，时刻牢记力是改变物体运动状态的原因，维持物体运动不需要力，便可对大多数的现象进行分析和判断同时也要注意，当一个物体的运动状态发生了改变时，说明它一定受到了力的作用知道一切物体都有惯性，惯性的大小只与质量有关，与其他都无关2. 解：A、在国际单位制中，力学的三个基本单位是长度单位m、时间单位s、质量的单位kg；力的单位牛顿不是国际单位制中的一个基本单位，故A错误；B、在国际单位制中，长度的单位中，m是基本单位，cm与mm不是基本单位故B错误；C、由a=可得到力的单位1N=1kgm/s2故C错误；D、根据单位制运算，（v指速度，R指半径）的单位是m/s2，故D正确故选：D国际单位制规定了七个基本物理量分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，而物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位他们在国际单位制中的单位分别为米、千克、秒、开尔文、安培、坎德拉、摩尔单位制包括基本单位和导出单位，规定的基本量的单位叫基本单位，由物理公式推导出的但为叫做导出单位3. 解：际单位制规定了七个基本物理量分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，而物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位，所以三个力学基本物理量分别是长度、质量、时间，它们的单位分别为m、kg、s，故C正确，ABD错误故选：C单位制包括基本单位和导出单位，规定的基本量的单位叫基本单位，国际单位制规定了七个基本物理量分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量它们的在国际单位制中的单位称为基本单位国际单位制规定了七个基本物理量，这七个基本物理量分别是谁，它们在国际单位制分别是谁，这都是需要学生自己记住的4. 解：加速上升时，加速度向上，处于超重状态，电梯对该同学的支持力大于重力，结合牛顿第三定律可知，对电梯的压力FN大于他自身重力G，故ABD错误，C正确故选：C超重状态：当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度，合力也向上本题考查了学生对超重失重现象的理解，掌握住超重失重的特点，本题就可以解决了5. 解：当力F小于等于物块所受的最大静摩擦力时，物块静止不动，加速度a =0当拉力大于最大静摩擦力时，物体开始运动，根据牛顿第二定律得：F-f=ma，得：a=- 由F-t图象得到F=kt，k是比例系数，则得：a=- 由于最大摩擦力fm滑动摩擦力f，所以a-，故ABC错误，D正确故选：D用力F拉静止在水平面上的物块时，在物体运动前，加速度为零当拉力大于最大静摩擦力时，物体开始运动，此时物体产生的加速度与拉力的变化关系可由牛顿第二定律F合=ma求得，再分析图象的形状在摩擦力问题中，要明确最大静摩擦力的意义，并能知道，一般最大静摩擦力略大于物体受到的滑动摩擦力6. 解：AB、以B为研究对象，受力情况如图所示： 根据几何关系可得合力大小为F合=，根据牛顿第二定律可得加速度大小为：a=，AB错误；C、绳子的拉力大小为F=，C错误；D、由AB相对静止，则AB具有共同加速度，假设滑轮不受摩擦力时，对整体分析，其加速度aA=aB=gsin60，可知轻绳应该与杆垂直，所以滑轮受摩擦力作用，D正确故选：D以B为研究对象进行受力分析，根据牛顿第二定律求解加速度大小；根据力的合成与分解求解绳子拉力大小；如果没有摩擦力，绳子应该与斜面垂直本题主要是考查了牛顿第二定律的知识；利用牛顿第二定律答题时的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、进行正交分解、在坐标轴上利用牛顿第二定律建立方程进行解答；注意整体法和隔离法的应用7. 解：A、对两种情况均进行整体分析，根据牛顿第二定律知整体的加速度都为：a=故A正确BCD、隔离分析，第一种情况，以B为研究对象，A对B的作用力为：F1=m2a= 第二种情况，以A为研究对象，A对B的作用力为：F2=m1a=所以在两次作用过程中，F1+F2=F，=故B错误，CD正确故选：ACD先对整体分析，求出加速度；再分别进行隔离分析，运用牛顿第二定律求出A、B间的作用力大小本题考查牛顿第二定律的应用；解决本题的关键能够正确地进行受力分析，运用牛顿第二定律进行求解，注意整体法和隔离法的运用8. 解：A、根据牛顿第二定律F=ma，则力的单位：1N=1kgm/s2故A正确；B、力是矢量，既有大小，也有方向，力的运算符合平行四边形定则。故B正确；C、根据匀变速直线运动的位移-时间公式：x=，可知匀变速直线运动的位移-时间图象为抛物线。故C错误；D、变化率表示变化的快慢，不表示变化的大小，如速度的变化率等于加速度，位置变化率表示速度。故D正确。故选：ABD根据牛顿第二定律分析力的单位；力是矢量；根据运动学的方程分析匀加速直线运动的位移时间图象的特点；根据变化率的意义分析。该题考查多个知识点的内容，其中解决本题的关键知道变化率的含义，知道变化大与变化快的区别，变化大不一定变化快。9. 解：ABD、传送带不动物体下滑时，物体受到的滑动摩擦力沿斜面向上，故加速度为：a=g（sin-cos）；当转轮顺时针匀速转动时，开始时物块受到沿斜面向下的摩擦力，加速度为：a=g（sin+cos）a，物块先做匀加速运动速度增加到与传送带相同时，由于mgsinmgcos，物块继续向下做匀加速运动，加速度为：a=g（sin-cos）；由于位移不变，故由A滑到B的时间小于t，故AD错误，B正确；C、当转轮逆时针匀速转动时，物块的受力情况与皮带静止时相同，运动情况也相同，所以物块从顶端由静止滑到底端所用时间等于t，故C正确故选：BC物体在传送带上运动时受重力、滑动摩擦力及支持力的作用，因重力、支持力不变，故分析摩擦力的变化即可比较下滑时间的关系本题判断摩擦力的方向是重点，应能注意根据物体与传送带间的相对运动关系确定物体受摩擦力的方向，来分析物体的运动情况10. 解：A、物块在碰触弹簧后做匀加速运动，加速度不变接触弹簧后，重力沿斜面向下的分力先大于弹簧的弹力，加速度沿斜面向下，做加速运动随着弹力增大，合力减小，加速度减小，当弹力大于重力沿斜面向下的分力时，加速度沿斜面向上，随着弹力增大，合力增大，加速度增大，所以物块加速度先不变，再减小，最后增大故A正确B、当物块接触挤压弹簧后，开始阶段做加速运动，故B错误C、当物块的合力为零时，即mgsin=kx时，速度达到最大值，故C正确D、物体下滑到最低点时速度为零此时弹簧的弹力大于重力沿斜面向下的分力，合力不为零，加速度不为零，故D错误故选：AC分析物块的受力情况：物块受到重力、斜面的支持力和弹簧的弹力，弹力随着形变量增大而增大，根据弹簧弹力的变化情况，由牛顿第二定律分析物块的运动情况本题属于动态分析类型的题目，要注意通过受力分析与受力分析的方程来说明物体受到的合力的变化，进而说明物体的加速度的变化与速度的变化关系11. 解：当加速度减小时，物块M和车厢还能保持静止，以物块为研究对象，分析受力情况如图：重力Mg，车厢的弹力N和静摩擦力f，根据牛顿第二定律得 水平方向：N=Ma 竖直方向：f=Mg 若加速度减小时，物块M和车厢相对滑动，则 水平方向：N=Ma 竖直方向：f=N A、D当加速度减小时，物块M和车厢可能还保持静止，M受静摩擦力f等于重力，不变，物块M和车厢一可能相对滑动，f=N，而N=Ma，所以摩擦力可能减小故AD正确，C、若此时最大静摩擦力仍大于重力，则物块M仍能相对于车静止，此时摩擦力仍等于重力，故C正确；B、当加速度减小时，N减小，根据牛顿第三定律得知，物块M对车厢壁的压力减小故B错误故选：ACD分析物块的受力情况，根据牛顿第二定律分析摩擦力、弹力与加速度的关系，再分析加速度增大时，各力如何变化本题属于知道加速度，研究物体受力情况的类型，分析受力情况是基础和关键12. 解；A、由牛顿第三定律可知，作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在两个物体上，故A错误；B、伽利略的理想斜面实验说明物体不受力时也会做匀速直线运动，所以力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因，故B正确；C、物体对悬绳的拉力或对支持面的压力的大小不一定等于重力，如静止在斜面上的物体，物体对支持面的压力不等于重力，故C错误；D、根据平行四边形原则可知，两个分力的大小和方向是确定的，作出的平行四边形对角线也是确定的，故D正确故选BD 力是改变物体运动状态的原因，由牛顿第三定律可知，作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在两个物体上，根据力的合成原则分析D选项即可本题主要考查了作用力和反作用力的关系，要知道力是改变物体运动状态的原因，力是矢量，合成时遵循平行四边形原则13. 解：（1）实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，在不挂重物的情况下轻推滑块，若滑块做匀速直线运动，即滑块通过光电门速度相等，则光电门的挡光时间相等，证明气垫导轨已经水平（2）