物理必修一牛顿定律习题.doc

第四章 牛顿运动定律一、选择题1. 汽车在平直的公路上匀速行驶，在门窗关闭的车厢内有人竖直向上跳起后落回原处，这是因为( )A. 跳起时会得到一个向前的冲力，它使人和汽车一起向前运动B. 人跳起时汽车本来就是静止的，所以他落回原处C. 人跳起时人与汽车有相同的水平速度，由于惯性，在水平方向上人与汽车的速度相同D. 人起跳后并没有落回原处，只是相差不多罢了2. 关于物体的惯性，下列说法中正确的是( )A. 物体受到外力作用时，运动状态发生了改变，惯性也就消失了B. 物体运动的速度越大，惯性也就越大C. 物体处在完全失重状态下没有惯性D. 惯性是物体固有的属性，它与物体是否运动及物体的受力情况均无关系3. 下列说法中，正确的是( )A. 物体在不断增大的合力作用下，物体的速度不断地增加 B. 物体在不断减小的合力作用下，物体的速度不断地减小 C. 物体在不断减小的合力作用下，物体的速度有可能不断地增大 D. 物体受到的合力不断增加时，物体的加速度必然不断增大4. 如图所示，质量为m = 50 kg的人通过光滑的定滑轮拉质量为M = 20 kg的物体，当物体以加速度a = 5 m/s2上升时，人对地面的压力为( )( 取g = 10 m/s2。)A. 200 N B. 300 N C. 400 N D. 500 N5. 竖直向上飞行的子弹，达到最高点后又返回原处，假设整个运动过程中，子弹受到的阻力与速度的二次方成正比，则整个过程中，加速度的变化是( )A. 始终变小 B. 始终变大C. 先变小后变大 D. 先变大后变小6. 质量为 m 的物块放在粗糙的水平面上，若用大小为 F 的水平恒力拉物块，其加速度大小为 a。当拉力方向不变，大小变为 2F 时，物块加速度大小为 a1，则( )A. a1 = a B. a12a C. a12a D. a1 = 2a7. PQ两木块上下叠放在一起后，由静止开始释放，不计空气阻力，PQ两木块在自由下落过程中( )A. PQ之间始终有相互作用的弹力 B. PQ运动一段时间以后可能分离 C. PQ在下落过程中始终保持相对静止 D. PQ之间是否有压力与质量及上下位置有关8. 如图所示，小球从竖直平面内圆的顶点A出发，分别沿着三条光滑的轨道滑行到各自轨道的底部，这些轨道与竖直方向的夹角分别为 30、45、60，则( )A. 小球沿AB轨道滑行时，最终获得的速度最大B. 小球沿AD轨道滑行时，所用时间最短C. 小球沿AC轨道滑行时，所用时间最短D. 小球沿任何一条轨道滑行时所用的时间都相等9. 物体AB都静止在同一水平面上，它们的质量分别为mA和mB，与水平面间的动摩擦因数分别为 mA 和 mB。用水平拉力F分别拉物体A和B，所得加速度 a 与拉力 F 的关系如图中A、B线所示，则( )A. mAmB mAmB B. mAmB mAmB C. mAmB mAmB D. mA = mB mAmB10. 如图所示，在粗糙水平面上，两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一原长为L，劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与地面间的动摩擦因数为 m。现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时，两木块之间的距离是( )A. L +m1g B. L +(m1 + m2)gC. L +m2g D. L +g二、填空题1. 三个方向不同的共点力，在同一水平面上，共同作用在一个质量为2 kg的物体上，物体做匀速直线运动，已知 F1 = 3 N，F2 = 5 N，F3 = 4 N，那么这三个力的合力大小是 _ N，F1 和 F2 这两个力的合力大小是 _ N。若撤去F3，则物体的加速度是_ m/s2。2. 如图所示，F1 = F2 = 1 N，分别作用于A、B两个重叠物体上，且A、B均保持静止，则A与B之间的摩擦力是 _ N，B与地之间的摩擦力是 _ N。3. 用穿过钢管的绳索匀称地吊起水平钢管，钢管重1.8104 N，长2 m，厚度可略去不计，如图所示，绳索能承受的最大拉力为1.5104 N，绳索全长至少要 _ m。4. 如图所示，物体A、B用弹簧相连，2mA = mB，A、B与地面间的动摩擦因数相同均为 m，在力F作用下，系统做匀速运动，在力F撤去的瞬间，A的加速度为 _，B的加速度为 _。(以原来的运动方向为正方向。)5. 总质量为M的热气球由于故障在高空以匀速v竖直下降，为了阻止继续下降，在t = 0时刻从热气球中释放了一个质量为m的沙袋，不计空气阻力，当t = _ 时热气球停止下降，这时沙袋的速度为 _。(此时沙袋尚未着地。)6. 如图所示，木块A与木块B的质量均为m，各部分的摩擦都不计，今用一水平力F推A使两物体一起沿力的方向在水平面上做加速运动。若两物体间无相对滑动，F不应超过 _，此时两物体间作用力的大小为 _。三、计算题1. 某航空公司的一架客机，在正常航线上做水平飞行时，突然受到强大的垂直气流的作用，使飞机在10 s内下降高度1 800 m，造成众多乘客和机组人员受伤的事故。如果只研究在竖直方向上的运动，且假设这一运动是匀变速直线运动，试计算：(1)飞机在竖直方向上产生的加速度是多大？(2)乘客所系安全带必须提供相当于乘客体重多少倍的拉力才能使乘客不脱离座椅？( g = 10 m/s2。)2. 当物体从高空下落时，空气阻力随速度的增大而增大，因此经过一段距离后将匀速下落，这个速度称为此物体下落的终极速度。一个球形物体，速度不大时所受的空气阻力正比于速度v且正比于球半径r，即阻力F = krv，k是比例系数。对于常温下的空气，比例系数k = 3.410-4 Ns/m2。已知水的密度 r =1.0103 kg/m3，取重力加速度g = 10 m/s2。试求：半径为r = 0.10 mm的球形雨滴在无风情况下的终极速度v。(忽略空气浮力；结果保留两位有效数字。)3. 光滑斜面固定在小车上，小车以恒定的加速度a向左运动，这时放在斜面上的物体相对于斜面静止，如图所示，这时加速度a的大小应为多大？(已知斜面倾角为 q。)4. 风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力，现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室。小球孔径略大于细杆直径。(1)当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上做匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆间的滑动摩擦因数。(2)保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为37并固定，如图所示，则小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需时间为多少？(sin 37= 0.6，cos 37= 0.8。)参考答案一、选择题1. C解析：A：人竖直向上跳起，水平方向不会受到向前的力，故A错误。B：题中已说明汽车在匀速行驶，故B错误。C：正确。D：人匀速前进，水平方向上不受力，跳起后只受竖直方向力。所以落回原处。2. D解析：A：惯性是物体的固有属性，不随运动状态变化。B：惯性大小只与质量有关，与运动状态无关。C：惯性是物体固有的属性，与受力情况无关。D：正确。3. C、D解析：A：只有力是合力且不为0，方向与速度方向相同时，速度才会不断增加。B：当合力不断减小，加速度不断减小，速度不一定减小，可以增大。C：正确。D： F = ma， 正确。4. A解析：设绳的拉力为 F，人受到地面的支持力为 FN。物体受力F Mg = Ma，F = M(g + a)= 20(10 + 5) N = 300 N，人受力F + FN = mg，FN = mg - F = 5010 N - 300 N = 200 N，故选A。5. A 解析：子弹向上运动时，受到重力 G 向下，阻力 F 向下，合力为 G +|F|，速度越来越小，F 越来越小，加速度越来越小。子弹向下运动时，受到重力 G 向下，阻力 F 向上，合力为 G - |F|，速度越来越大，F 越来越大，加速度越来越小。故选 A。6 . C解析：设物体受到的摩擦力为 F1。F - F1 = ma，2F - F1 = ma1， 。7. C解析：A：释放后，PQ均以加速度g同时下落，若有相互作用的弹力，则PQ的加速度均不为g，故无弹力。B：PQ初速度均为0，加速度均为g，同时下落，故位移相等，相对位置不变即PQ不分开。C：同B，不分开，保持相对静止。D：同A，PQ之间无弹力。8. A、D解析：设轨道与竖直方向夹角为， ， ， 越小，cos 越大，v越大，故选A。 ， ，与无关，故选D。9. D解析：F -mg = ma， ， A线比B线斜率大， ， 。 A 线与B线在a轴上截距相等。 ， =。10. A解析：设 F1 为木块 1 受到的弹簧拉力，F2 为木块 1 受到的摩擦力。 木块 1匀速运动， 受力平衡 F1 = F2。 F1 = kx，x = l L(设L为弹簧现在长度)，F2 = FN = m1g， k(l - L)= m1g，l = 。故选A。二、填空题1. 0 4 2解析： 物体匀速直线运动， 三力合力为0， F1、F2 合力与F3平衡，故 F1、F2 合力大小F12等于 F3 = 4 N，若撤去 F3，则根据F = ma，a = 。2. 1，0解析：设 F3 为 A 受到的 AB 间摩擦力。对A作受力分析如图 1： A静止， F3 = F2 = 1 N， 图 1 AB间摩擦力为1 N。设 F4 为B受到的 AB 之间的摩擦力。对B作受力分析如图 2： 图 2 F4与F1已平衡， B静止，故受合力为0，因除F4、F1外水平方向上不再受力，故与地面间摩擦力为0。3. 4.5 m解析：设 Fm 为绳对钢管的拉力，L 为顶点到钢管之间距离。对钢管作受力分析： 竖直方向： 2 F1 = G，F1 = N， ，可得sin， L =2 + 2 m =2 m + 2 m = 4.5 m。4. 0，-1.5 g解析：设 F1 为弹簧弹力，F2 为 B 受到的地面摩擦力。 匀速运动，对A受力分析可得弹簧弹力 ， 在 F 撤去瞬间， ，-1.5 g。5. 大小为v、方向向下解析： 热气球匀速运动，设竖直向上为正方向，有， ，释放沙袋后，0 - (- v) =，沙袋速度为-。即大小为v，方向向下。6. 2mg，2mg解析：将A、B看成整体，对A作受力分析： 由几何关系得， A做匀加速运动，加速度为， ， ，由FN地 + FNB2 = G，按题设“无相对滑动”要求，应有FNB0，即FNB2 mg， 2mg， F不应超过mg，两物体间作用力FNB大小2mg。三、计算题1. (1)36 m/s2 (2)2.6解析：(1)， = m/s2；(2)F + G = ma，F = ma mg = m(36 - 10)= 26m，。2. 1.2 m/s解析：