人教版高中物理必修1第四章 牛顿运动定律5 牛顿第三定律 习题(4).docx

2018-2019年高中物理知识点牛顿运动定律牛顿第三定律课后练习试卷【7】含答案考点及解析班级:_ 姓名：_ 分数：_题号一二三四五六总分得分注意事项：1答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2请将答案正确填写在答题卡上评卷人得分一、选择题1.伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐减低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是（）A如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置B如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态C如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变D小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小【答案】A【解析】试题分析：如果斜面光滑，小球不会有能量损失，将上升到与O点等高的位置，故A正确；B、通过推理和假想，如果小球不受力，它将一直保持匀速运动，得不出静止的结论，故B错误；C.根据三次实验结果的对比，不可以直接得到运动状态将发生改变的结论，故C错误；D、受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小是牛顿第二定律的结论，与本实验无关，故D错误。考点：伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法【名师点睛】小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升，阻力越小则上升的高度越大，伽利略通过上述实验推理得出运动物体如果不受其他物体的作用，将会一直运动下去要想分清哪些是可靠事实，哪些是科学推论要抓住其关键的特征，即是否是真实的客观存在，这一点至关重要，这也是本题不易判断之处；伽利略的结论并不是最终牛顿所得出的牛顿第一定律，因此，在确定最后一空时一定要注意这一点。2.关于惯性在实际中的应用，下列说法中错误的是( )A运动员在掷标枪时的助跑是为了利用惯性B运动员在跳远时的助跑是为了增大起跳时的惯性C手扶拖拉机的飞轮做得很重，是为了增大它转动的惯性D战斗机在空战时，甩掉副油箱是为了减小惯性，提高飞行的灵活性【答案】B【解析】试题分析：运动员在掷标枪时的助跑是为了利用惯性而使标枪飞出，故A正确；惯性大小与速度无关，只与质量有关，故B错误；质量是惯性大小的唯一量度，质量越大惯性越大，故C正确；战斗机在空战时，甩掉副油箱是为了减小惯性，提高飞行的灵活性，故D正确。考点：惯性【名师点睛】本题考查惯性的性质，要注意明确质量是惯性大小的唯一量度，我们可以利用或防止惯性；要想改变惯性只能通过改变质量来完成。3.对惯性的说法正确的是（）A物体只有在不受力作用的情况下才能表现出惯性B要消除物体的惯性，可以在运动的相反方向上加上外力C质量是物体惯性大小的量度D物体惯性的大小与物体是否运动、运动的快慢以及受力都有关【答案】C【解析】试题分析：惯性是物体的固有属性，它指的是物体能够保持原来的运动状态的一种性质，惯性大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大解：A、惯性大小只与物体的质量有关，与物体是否受力、是否运动都无关，有质量就有惯性，故ABD错误；C、惯性大小只与物体的质量有关，质量是物体惯性大小的唯一量度，故C正确；故选：C【点评】惯性是物理学中的一个性质，它描述的是物体能够保持原来的运动状态的性质，不能和生活中的习惯等混在一起4.两辆汽车在平直公路上匀速行驶。关于它们的惯性大小，下列说法正确的是:（）A速度大的汽车惯性一定大B速度小的汽车惯性一定大C质量大的汽车惯性一定大D质量小的汽车惯性一定大【答案】C【解析】试题分析：惯性是物体本身的属性，由物体的质量大小决定，物体的质量越大，惯性越大，与物体的速度、加速度、作用力无关故选C.考点：惯性【名师点睛】此题考查了对惯性概念的理解；要知道惯性是物体保持原来运动状态的性质，是物体固有的属性，质量是惯性大小唯一的量度。5.伽利略曾利用对接斜面研究“力与运动”的关系如图，固定在水平地面上的倾角均为的两斜面，以光滑小圆弧相连接左侧斜面顶端的小球与两斜面的动摩擦因数均为小球从左侧顶端滑到最低点的时间为t1，滑到右侧最高点的时间为t2规定斜面连接处为参考平面，则小球在这个运动过程中速度的大小v、加速度的大小a、动能Ek及机械能E随时间t变化的关系图线正确的是（）ABCD【答案】B【解析】试题分析：A、由牛顿第二定律可知，小球在两斜面的运动都是匀变速直线运动，两阶段的加速度都恒定不变，小球在左侧斜面下滑时的加速度：a1=gsingcos小球在右侧斜面下滑时的加速度：a2=gsin+gcos，小球在左侧斜面下滑时的加速度较小，故A错误，B正确；C、小球的动能与速率的二次方成正比，即Ek=mv2，因此，动能与时间关系图象是曲线，故C错误；D、球机械能与时间的关系图象斜率变化是错的，先加速，所以斜率的绝对值变大，再减速，斜率的绝对值变小；故D错误；故选：B6.如图所示，弹簧下端悬一滑轮，跨过滑轮的细线两端系有A、B两重物，mB=2kg，不计线、滑轮质量及摩擦，则A、B两重物在运动过程中，弹簧的示数可能为：（g=10m/s2）A40NB60NC80ND100N【答案】AB【解析】试题分析:A和B在运动过程中加速的大小相同分别对两个物体应用牛顿第二定律联立解得；又弹簧的示数，当时，当A物体质量无穷大时，所以AB正确。考点：本题考查了对牛顿运动定律以及整体法和隔离法以及极限问题的讨论。7.A顾客开始受到三个力的作用B顾客始终先处于超重状态，然后处于失重状态C顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下D顾客对扶梯作用的方向先指向右下方，再竖直向下【答案】AC【解析】试题分析: A、以人为研究对象，加速过程中，人受到静摩擦力、重力、支持力三个力的作用下，如图：沿电梯加速上升，故A正确；B、在慢慢加速的过程中，受力如图，物体加速度与速度同方向，合力斜向右上方，因而顾客受到的摩擦力与接触面平行水平向右，电梯对其的支持力和摩擦力的合力方向指向右上，处于超重状态；由牛顿第三定律，它的反作用力即人对电梯的作用方向指向向左下，在匀速运动的过程中，顾客处于平衡状态，只受重力和支持力，顾客与电梯间的摩擦力等于零，顾客对扶梯的作用仅剩下压力，方向沿竖直向下；故B、D错误，C正确故选AC考点：考查牛顿运动定律的应用，超重和失重8.有句俗语叫“鸡蛋碰石头自不量力”在鸡蛋碰石头的过程中，以下说法正确的是()A石头对鸡蛋的作用力和鸡蛋对石头的作用力是一对平衡力B鸡蛋破了，而石头丝毫无损，说明石头对鸡蛋的作用力大C虽然鸡蛋破了，但是鸡蛋对石头的作用力和石头对鸡蛋的作用力一样大D虽然鸡蛋破了，但是鸡蛋对石头的作用力比石头对鸡蛋的作用力大【答案】C【解析】石头对鸡蛋的作用力和鸡蛋对石头的作用力是作用力和反作用力，大小相等，方向相反，故ABD错误，C正确；故选C.点睛：作用力与反作用力是分别作用在两个物体上的，既不能合成，也不能抵消，分别作用在各自的物体上产生各自的作用效果。9.在升降电梯内的地面上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，在这段时间内下列说法正确的是（）A晓敏同学所受的重力变小了B晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力C电梯一定在竖直向下运动D电梯的加速度大小为，方向一定竖直向下【答案】D【解析】试题分析：在这段时间内处于失重状态，是由于他对体重计的压力变小了，而他的重力没有改变，A错误；晓敏对体重计的压力与体重计对晓敏的支持力是作用力与反作用力的关系，大小相等，B错误；人处于失重状态，加速度向下，运动方向可能向上减速，也可能向下加速，故C错误；以竖直向下为正方向，有：，即，解得，方向竖直向下，故D正确。考点：牛顿运动定律的应用-超重和失重【名师点睛】人对体重计的压力小于人的重力，说明人处于失重状态，加速度向下，运动方向可能向上也可能向下；做超重和失重的题目要抓住关键：有向下的加速度，失重；有向上的加速度，超重。10.如图所示，宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中会完全失重，下列说法中正确的是（）A宇航员仍受万有引力的作用B宇航员受力平衡C宇航员受万有引力和向心力D宇航员不受任何作用力【答案】A【解析】宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中会处于完全失重状态，此时并不是说人不受万有引力的作用，而是宇航员受的万有引力正好充当向心力，并不是处于受力平衡状态，所以A正确、BCD错误故选A点睛：本题主要考查了对超重失重现象的理解，人处于超重或失重状态时，人的重力并没变，只是对支持物的压力变了评卷人得分二、实验题11.在水平长直的轨道上，有一长度为L的平板车在外力控制下始终保持速度v0做匀速直线运动某时刻将一质量为m的小滑块轻放到车面的中点，滑块与车面间的动摩擦因数为(1)若滑块最终停在小车上，求滑块在小车上滑动的距离。(2)已知滑块与车面间动摩擦因数=0.2，滑块质量m=1kg，车长L=2m，车速v0=4m/s，取g=10m/s2，当滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个与车运动方向相同的恒力F，要保证滑块不能从车的左端掉下，恒力F大小应该满足什么条件？(3)在(2)的情况下，力F取最小值，要保证滑块不从车上掉下，力F的作用时间应该在什么范围内?【答案】(1) (2) (3)【解析】(1)根据牛顿第二定律，滑块相对车滑动时的加速度滑块相对车滑动的时间滑块相对车滑动的距离(2)设恒力F取最小值为F1，滑块加速度为a1，此时滑块恰好到达车的左端，则滑块运动到车左端的时间由几何关系有由牛顿定律有由式代入数据解得，则恒力F大小应该满足条件是:(3)力F取最小值，当滑块运动到车左端后，为使滑块恰不从右端滑出，相对车先做匀加速运动（设运动加速度为a2，时间为t2），再做匀减速运动（设运动加速度大小为a3）到达车右端时，与车达共同速度则有由式代入数据解得则力F的作用时间t应满足 ，即【点睛】对物体运动的正确判断，物体从端不滑下的前提是车的位移-物体的位移小于，物体不从右端滑出，物体在力F作用下加速运动，当撤去F后，物体在滑动摩擦力作用下做减速直线运动，当速度与车相同时，注意车和物体的位移关系评卷人得分三、填空题12.牛顿第一定律表明，力是物体发生变化的原因；该定律引出的一个重要概念是。【答案】运动状态惯性【解析】试题分析：牛顿第一定律内容即一切物体在不受力的作用时总保持静止或匀速直线运动状态，即不受力时运动状态不变，所以力才是物体运动状态发生变化的原因，据此引出的概念即物体保持原来运动状态不变的性质，惯性。考点：牛顿第一定律13.如图所示，在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧，上端O点与管口A的距离为2x0，一质量为m的小球从管口由静止下落，将弹簧压缩至最低点B，压缩量为x0，不计空气阻力，则小球运动的最大速度2；小球运动中最大加速度g（选填“大于”、“小于”或“等于”）【答案】大于大于【解析】略14.某高速公路边交通警示牌如图所示标记，其意义是指车辆的_(填“瞬时”或“平均”)速度不得超过90km/h，若车辆驾驶员看到前车刹车反应的时间为1s，假设车辆刹车加速度相同，安全距离是两车不相碰所必须保持的距离的2倍，则车辆行驶在这条公路上的安全距离为_m.【答案】瞬时50【解析】试题分析：交通警示牌上的速度为瞬时速度，反应时间内做匀速直线运动，所以，因为两车刹车加速度相同，所以根据公式可得刹车距离相同，所以不需要考虑刹车距离，故安全距离为；考点：考查了平均速度和瞬时速度，【名师点睛】瞬时速度表示任意时刻的速度，而平均速度表示一段过程中的平均运动快慢，限速牌指的是在该路段任意时刻的速度都不能超过该速度，所以限速牌上的速度为瞬时速度，本题关键是要能明确汽车在反应时间内是匀速直线运动，刹车后匀减速直线运动；而刹车距离相同15.A、B两个小球，A球的质量为m,B球的质量为3m，A位于x轴上的原点处，B位于x轴上离原点为L处.假设两球间存在着大小为F的恒定相互作用力，起初两球都处于静止状态，现轻轻释放两球，因相互吸引使两球发生碰撞，碰撞处离原点的距离为_，刚要发生碰撞时A球的速度为_，B球的速度为_.【答案】【解析】对A球，根据牛顿第二定律，其加速度为：，B球的加速度为：设经过t时间相撞，则：对A球：，对B球：，而且：，整理可以得到：，；对A球：，则对B球：，则。16.使质量是1 kg的物体产生1 m / s2 的加速度的合力大小叫做_。【答案】1N【解析】根据牛顿第二定律可得，故使质量是1 kg的物体产生1 m / s2 的加速度的合力大小叫做1N评卷人得分四、计算题17.A、B两个木块叠放在竖直轻弹簧上，如图所示，已知mAmB1kg，轻弹簧的劲度系数为100N/m.若在木块A上作用一个竖直向上的力F，使木块A由静止开始以2m/s2的加速度竖直向上做匀加速运动取g10m/s2.求：（1）使木块A竖直向上做匀加速运动的过程中，力F的最大值是多少？（2）若木块A竖直向上做匀加速运动，直到A、B分离的过程中，弹簧的弹性势能减小了1.28J，则在这个过程中，力F对木块做的功是多少？【答案】（1）（2）【解析】试题分析：（1）当F=0（即不加竖直向上F力时），设A、B叠放在弹簧上处于平衡时弹簧的压缩量为x，有解得：当时，对B研究，受有重力、弹簧的弹力和A对B的压力，根据牛顿第二定律有以木块A为研究对象进行受力分析，在重力、B对A的支持力和拉力作用下做匀加速运动，由牛顿第二定律得：于是可知，当时，AB有共同加速度，欲使木块A由静止开始以2m/s2的加速度竖直向上做匀加速运动，随减小，减小，逐渐增大，当时，F有最大值，于是（2）由（1）知当时，A、B开始分离，由知，此时，弹簧压缩量为设A、B开始分离时共同速度为v，由运动学公式得：解得：由题知，此过程弹性势能减少了设F力功，对这一过程应用动能定理得代入数据解得：考点：本题考查动能定理、牛顿第二定律和匀变速运动规律，意在考查考生对物理过程、状态的综合分析能力。18.如图所示，质量m0.2kg的小物体，从光滑曲面上高度H0.8m处释放，到达底端时水平进入轴心距离L6m的水平传送带，传送带可由一电机驱使逆时针转动。已知物体与传送带间的动摩擦因数（取g10m/s2）。（1）求物体到达曲面底端时的速度大小?（2）若电机不开启，传送带不转动，则物体滑离传送带右端的速度大小和在传送带上所用时间分别为多少?（3）若开启电机，传送带以速率5m/s逆时针转动，则物体在传送带上滑动的过程中产生多少热量?【答案】（1）4m/s（2）（3）3.2J【解析】试题分析：（1）物体从曲面上下滑时机械能守恒，有解得物体滑到底端时的速度（2分）（2）设水平向右为正方向，物体滑上传送带后向右做匀减速运动，期间物体的加速度大小和方向都不变，加速度为（1分）物体滑离传送带右端时速度为v1（1分）由得，（2分）（3）以地面为参考系，则滑上逆时针转动的传送带后，物体向右做匀减速运动.由以上计算可知，期间物体的加速度大小和方向都不变，所以到达右端时速度大小为2m/s，所用时间为2s，最后将从右端滑离传送带。此段时间内，物体向右运动位移大小显然为6m皮带向左运动的位移大小为物体相对于传送带滑行的距离为（2分）物体与传送带相对滑动期间产生的热量为（2分）考点：机械能守恒定律；匀变速直线运动的速度与位移的关系；牛顿第二定律点评：传送带类题目要注意分析产生的热量即为摩擦力与相对位移间的乘积，再由能量守恒即可求得总能量，要注意分析能量间的相互转化19.在一次消防演习中，质量为60kg的消防员欲到达距离楼顶l=40m处的房间。如图所示，他沿一条竖直悬垂的轻绳从静止开始匀加速下滑下滑时受到的摩擦力f大小为300N, 当他滑到该房间的窗户A处时，突然停止下滑，同时用脚踢开窗户，自己反弹了一下，然后进入窗内。（取g=10m/s2），求（1）消防员沿绳子下滑时的加速度？（2）消防员从开始下滑到刚进入窗内共用了多长时间？【答案】（1）消防员下滑的加速度为a,依据牛顿第二定律(2分)(2)消防员沿绳子下滑的时间为，由运动学公式(1分)单摆的周期为T, (1分)消防员摆动的时间为(1分)消防员运动的总时间为 【解析】略)频闪照相是研究物理过程的重要手段，如图是某同学研究小滑块从光滑水平面滑上粗糙斜面并向上滑动时的频闪照片已知斜面足够长，倾角370，闪光频率10Hz经测量换算获得实景数据：sls240cm，s335cm，s425cm，s515cm，取gl0m/s2，sin3700.6，cos3700.8设滑块通过平面与斜面连接处时没有能量损失，求：20.滑块与斜面间的动摩擦因数；21.滑块从滑上斜面到返回斜面底端所用的时间【答案】20.0.521.1.29【解析】评卷人得分五、简答题22.如图所示，滑轮和绳的质量及摩擦不计，用力开始提升原来静止的质量为的物体，使物体以大小为的加速度匀加速上升.（取）.求：（1）拉力的大小;（2）前内力做的功;（3）前内物体重力势能的变化量.【答案】（1）60N