本章测评五(第四章 牛顿运动定律).doc_第1页
本章测评五(第四章 牛顿运动定律).doc_第2页
本章测评五(第四章 牛顿运动定律).doc_第3页
本章测评五(第四章 牛顿运动定律).doc_第4页
本章测评五(第四章 牛顿运动定律).doc_第5页
已阅读5页,还剩7页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

或本章知识结构本章测试1.下列物体的运动状态保持不变的是( )A.匀速行驶的列车 B.地球同步卫星C.自由下落的小球 D.在水面上浮动的木块解析:物体运动状态的改变是以速度的改变为标志的,速度是矢量,其大小、方向只要有一个方面改变了我们就说速度改变了,即运动状态改变了。答案:A2.对下列现象解释正确的是( )A.在一定拉力作用下,车沿水平面匀速前进,没有这个拉力,小车就会停下来,所以力是物体运动的原因B.向上抛出的物体由于惯性,所以向上运动,以后由于重力作用,惯性变小,所以速度也越来越小C.急刹车时,车上的乘客由于惯性一样大,所以都会向前倾倒D.质量大的物体运动状态不容易改变,是由于物体的质量大,惯性也就大的缘故解析:由牛顿第一定律可知,物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因;任何物体都具有惯性,质量是惯性大小的唯一量度,质量大的物体其惯性大,维持原来运动状态的本领大,运动状态难以改变。答案:D3.关于作用力和反作用力,以下说法正确的是( )A.手用力拉弹簧,使弹簧拉长之后,才能对手有反作用力B.物体的重力和地面支持力是一对作用力和反作用力C.作用力和反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失的同类性质的力D.作用力和反作用力是作用在同一物体上的两个等值反向的力解析:作用力与反作用力发生在相互作用的两个物体之间,是同种性质的力,并且总是同时产生、同时变化、同时消失。作用在同一物体上的两个等值反向的力是一对平衡力。答案:C4.静止在光滑水平面上的物体,在开始受到水平拉力的瞬间,下述正确的是( )A.物体立刻产生加速度,但此时速度为零B.物体立刻运动起来,有速度,但加速度还为零C.速度与加速度都为零D.速度与加速度都不为零解析:牛顿第二定律说明了力是使物体产生加速度的原因,并且力与加速度是一种瞬时对应关系,物体受到力的同时立刻会产生加速度,而在那一瞬间由于惯性物体的速度仍然为零。答案:A5.在粗糙水平面上,质量为m的物体,受水平拉力F作用后产生的加速度为a,物体受到摩擦力为Ff,如果把拉力改为2F,则有( )A.加速度仍为a B.加速度变为2aC.摩擦力仍为Ff D.摩擦力变为2Ff解析:受水平拉力F时F-Ff=ma,当拉力改为2F后,摩擦力不变,根据牛顿第二定律2F-Ff=ma2(F-Ff)=2ma,即a2a。答案:C6.质量为60 kg的人,站在升降机内的台秤上,测得体重为480 N,则升降机的运动应是( )A.匀速上升或匀速下降 B.加速上升C.减速上升 D.减速下降解析:人对台秤的压力为480 N,根据牛顿第三定律,台秤对人的支持力为480 N,小于人的重力,人处于失重状态,加速度向下,所以升降机可能加速下降或减速上升。答案:C7.如图4-1所示,不计绳的质量及绳与滑轮的摩擦,物体A的质量为M,水平面光滑,当在绳端施以F=mg的竖直向下的拉力作用时,物体A的加速度为a1,当在B端挂一质量为m 的物体时,A的加速度为a2,则a1与a2的关系正确的是( )图4-1A.a1=a2 B.a1a2 C.a1a2 D.无法判断解析:当施以竖直向下的拉力时F=Ma1=mg,所以a1=g;当挂一质量为m的物体时,两物体组成一个简单的连接体,它们的加速度大小相等,设此时绳子的拉力为T,则有mg-T=ma2,T=ma2,联立得a2=a1。答案:B8.如图4-2所示,吊篮P悬挂在天花板上,与吊篮质量相等的物体Q被固定在吊篮中的轻弹簧托住,当悬挂吊篮的细绳烧断的瞬间,吊篮P和物体Q的加速度大小是( )图4-2A.aP = aQ = g B.aP=2g,aQ= g C.aP= g,aQ=2g D.aP= 2g,aQ= 0解析:烧断细绳的瞬间,细绳的拉力立刻消失,吊篮受重力和弹簧弹力的作用,这两个力的方向相同,其合力大小为吊篮重力的两倍,所以吊篮产生的加速度为2 g;物体Q受到重力的弹簧弹力两个力的作用,其合力为零,加速度为零。答案:D9.某火箭发射场正在进行某型号火箭的发射试验。该火箭起飞时质量为2.02103 kg,起飞推力2.75106 N,火箭发射塔高100 m,则该火箭起飞时的加速度大小为_ m/s2;在火箭推动力不变的情况下,若不考虑空气阻力及火箭质量的变化,火箭起飞后,经_s飞离火箭发射塔。(g=9.8 m/s2)解析:根据牛顿第二定律F-mg=ma,a=m/s2=1.35103 m/s2;再由h=at2,得t=s=0.385 s。答案:1.35103 0.38510.总质量为M的热气球由于故障在空中以速度v0匀速下降。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_。解析:设空气浮力为F,原来匀速下降,热气球的总重力等于空气浮力。从热气球中释放一个质量为m的沙袋时,热气球将减速度下降,热气球受到的合外力为F合=F-(M-m)g=(M-m)a,得a=,由速度公式得热气球减速到零的时间为t=。沙袋做匀加速直线运动,这时其速度为v=v0+gt=。答案:11.在水平面上用水平力F拉物体从静止开始做匀加速直线运动,当速度达到v时撤掉F,物体在水平面上滑行直到停止, 物体的速度图象如图4-3所示,物体在水平面上的摩擦力为Ff ,则FFf =_。 图4-3- 图44解析:前2 s物体做匀加速直线运动,其加速度为a1=m/s2=2 m/s2,2 s末至8 s末,物体做匀减速直线运动,其加速度为a2=m/s2。根据牛顿第二定律列方程得F-Ff=ma1,Ff=ma2联立得,FFf =41。答案:4112.如图4-4所示,一细线的一端固定于倾角为45的光滑楔形滑块A的顶端P处。细线的另一端拴一质量为m的小球,当滑块至少以a=_向左运动时,小球对滑块的压力等于零,当滑块以a =2g的加速度向左运动时,线中拉力T=_。解析:小球对滑块的压力等于零时,则小球只受细绳拉力和重力两个力的作用,其合力为F合=mgtan45=mg,所以加速度a=g;当滑块以a =2g的加速度向左运动时,小球将脱离斜面,细绳与竖直方向的夹角不再是45角,但拉力和小球重力的合力的方向仍向左,且有T=mg。答案:g mg 13.如图4-5所示,A、B两个物体间用最大张力为100 N的轻绳相连,mA= 4 kg,mB=8 kg,在拉力F的作用下向上加速运动,为使轻绳不被拉断,F的最大值是多少?(g取10 m/s2)图4-5解:要使轻绳不被拉断,则绳的最大拉力FT=100 N,先以B为研究对象,受力分析如右图(1)所示,据牛顿第二定律有FTmBg= mBa 再以A、B整体为对象,受力分析如右图(2)所示,同理列方程 F(mA+mB)g =(mA+mB)a 由解得 F=(mA+mB)(g+a)=1212.5=150(N)。14.蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60 kg的运动员,从离水平网面3.2 m高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回离水平网面5.0 m高处。已知运动员与网接触的时间为1.2 s。若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理,求此力的大小。(g=10 m/s2)解:运动员触网时速度v1=(向下),离网时速度v2=(向上),速度变量v=v1+v2(向上),加速度a=v/t,由F-mg=ma可得F=mg+m+=1.5103 N。15.(2004全国)一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平面的中央。桌布的一边与桌的AB边重合,如图4-6。已知盘与桌布间的动摩擦因数为1,盘与桌面间的动摩擦因数为2。现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面,加速度的方向是水平的且垂直于AB边。若圆盘最后未从桌面掉下,则加速度a满足的条件是什么?(以g表示重力加速度)图4-6解:设圆盘的质量为m,桌长为l,在桌布从圆盘下抽出的过程中,盘的加速度为a1,有1mg=ma1,桌布抽出(后,盘在桌面上做匀减速运动,以a2表示加速度的大小,有2mg=ma2,设盘刚离开桌布时的速度为v1,移动的距离为x1,离开桌布后在桌面上在运动距离x2后便停下,有v12=2a1x1,v12=2a2x2,盘没有从桌面上掉下的条件是x2l-x1,设桌布从盘下抽出的时间为t,在这段时间内桌布移动的距离为x,有x=at2,x1=a1t2而x=l+x1,由以上各式解得au1g。综合测试一、本题共10小题。(每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是正确的,全部选对得4分,对而不全得2分)1.下列关于力和运动关系的说法中,正确的是( )A.没有外力作用时,物体不会运动,这是牛顿第一定律的体现B.物体受力越大,运动的越快,这是符合牛顿第二定律的C.物体所受合外力为零,则速度一定为零;物体所受合外力不为零,则其速度也一定不为零D.物体所受的合外力最大时,而速度却可以为零;物体所受的合外力最小时,而速度却可以最大解析:物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因,即力是使物体产生加速度的原因。物体所受合外力为零时,加速度一定为零,但速度不一定为零,速度可以最大,例如物体做加速度减小的加速度运动。物体所受合外力最大时,加速度一定最大,但速度不一定最大,速度可以为零,例如,蹦极跳中当人处于最低端时。答案:D2.一个质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度方向相同,但加速度的大小逐渐减小直至为零。则在此过程中( )A.速度逐渐减小,当加速度减小为零时,速度达最小值B.速度逐渐增加,当加速度减小为零时,速度达最大值C.位移逐渐增大,当加速度减小为零时,位移将不再增大D.位移逐渐减小,当加速度减小为零时,位移达最小值解析:加速度的方向与速度方向一致,物体处于加速状态,当加速度减小时,单位时间内增加的速度小了,但速度一直在增加,直到加速度减小到零,速度达到最大值,但位移始终在增加。答案:B3.如图1所示,重为100 N的物体在水平面上向右运动,物体与水平面的动摩擦系数为0.2,与此同时物体受到一个水平向左的力F=20 N,那么物体受到的合力为( )图1A.0 B.40 N,水平向左C.20 N,水平向右 D. 20 N,水平向左解析:物体向右运动,地面给物体的滑动摩擦力方向向左,大小为Ff=mg=20 N,因此,物体受到的合力为40 N,水平向左。答案:B4.甲、乙、丙三个物体做匀变速运动,通过A点时,物体甲的速度是6 m/s,加速度是1 m/s2;物体乙的速度是2 m/s,加速度是6 m/s2;物体丙的速度是-4 m/s,加速度是2 m/s2。则下列说法中正确的是( )A.通过A点时,物体甲最快,乙最慢B.通过A点前1 s时,物体丙最快,乙最慢C.通过A点后1s时,物体乙最快,丙最慢D.以上说法都不正确解析:速度是描述物体运动快慢的物理量,通过A点时甲的速度大,运动最快,通过A点前1 s时,由速度公式可求得甲的速度为5 m/s,乙的速度为4 m/s;丙的速度为6 m/s,B正确;通过A点后1 s时,甲的速度为7 m/s,乙的速度为8 m/s;丙的速度为2 m/s,C正确。答案:ABC5.张明同学双手握住竖直竹竿匀速攀上和匀速滑下的过程中,张明受到的摩擦力分别为f1和f2,那么( )A. f1方向竖直向下, f2方向竖直向上,且f1=f2B. f1方向竖直向上,f2方向竖直向上,且f1=f2C. f1为静摩擦力,f2为滑动摩擦力D. f1为静摩擦力,f2为静摩擦力解析:匀速攀升时,人有相对杆向下的运动趋势,静摩擦力向上,作为动力;匀速下滑时,人相对于杆是向下的相对运动,滑动摩擦力向上,作为阻力。又因为,都是匀速运动,所以摩擦力大小等于重力大小。答案:BC6.如图2所示为一物体沿东西方向(以东为正向)作直线运动的速度时间图象,由此图象可以判断出( )图2A.前5 s物体所受的外力方向是向西的,后5 s受到的外力方向是向东的B.前5 s物体所受的外力方向是向东的,后5 s受到的外力方向是向西的C.物体受到的外力方向一直是向东的D.物体受到的外力方向一直是向西的解析:物体的加速度始终为正值,说明物体受到的合外力一直是向东的,而速度方向前5 s向西,后5 s向东。答案:C7.如图3所示,两车厢的质量相同,其中一个车厢内有一人拉动绳子使两车厢相互靠近。若不计绳子质量及车厢与轨道间的摩擦,下列对于哪个车厢里有人的判断正确的是( )图3A.绳子的拉力较大的那一端车厢里有人B.先开始运动的车厢里有人C.后到达两车中点的车厢里有人D.不去称量质量无法确定哪个车厢有人解析:根据作用力与反作用力可知,绳子的拉力对两车厢来说是相等的,有人的车厢质量大,产生的加速度小,速度增加的慢,运动中将后到达中点。答案:C8.汽车在平直公路上匀速前进(设驱动轮在后),则( )A.前轮、后轮受到的摩擦力方向均向后B.前轮、后轮受到的摩擦力方向均向前C.前轮受到的摩擦力方向向前,后轮受到的摩擦力向后D.前轮受到的摩擦力方向向后,后轮受到的摩擦力向前解析:后轮是主动轮,有相对地面向后的运动趋势,所以地面给后轮的摩擦力向前,前轮是从动轮,有相对于地面向前的运动趋势,所以地面给前轮的摩擦力向后。答案:D9.一个从地面竖直上抛的物体,它两次经过一个较低点a的时间间隔是TA,两次经过一个较高点b的时间间隔是TB,则a、b之间的距离为( )A.g(Ta2-Tb2) B. g(Ta2-Tb2)C.g(Ta2-Tb2) D. g(Ta2-Tb2)解析:ha=g()2,hb=g()2,所以a、b之间的距离为h=g(Ta2-Tb2)。答案:B10.两个质量为m的圆环,套在水平的杆上,下端用两根等长的细线拴一质量为M的物体,如图4所示,物体和圆环均处于静止状态,当圆环间的距离变小时,下列说法正确的是( )图4A.杆对环的弹力保持下变 B.圆环受的摩擦力保持不变C.绳中张力保持不变 D.两张力的合力保持不变解析:两张力的合力与物体的重力大小相等,方向相反,当圆环间的距离减小时,其合力不变,两张力减小。由力的分解可知,杆对环的弹力大小等于细线张力沿竖直方向的分力,两张力沿竖直方向的分力之和等于物体的重力,这是不变的,所以杆对环的弹力保持不变。答案:AD二、填空题(本题共3小题,每小题各6分,共18分)11.质量为1 kg的物体停放在水平地面上,物体与地面间的最大静摩擦力为2 N,动摩擦因数为0.2。现给物体施加一水平方向的外力F,则当F=1 N时,物体与地面间的摩擦力f1=_N;当F=2 N时,物体与地面间的摩擦力f2=_N;当F=3 N时,物体与地面间的摩擦力f3=_N。(g取10 m/s2)解析:可以认为物体与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力F下标m=mg=2 N,当F=1 N时,物体与地面间的摩擦力为静摩擦力,大小为1 N,当F=2 N时,物体与地面间的摩擦力为滑动摩擦力,大小为2 N,当F=3 N时,物体与地面间的摩擦力为滑动摩擦力,大小为2 N。答案:1 2 212.质量为 0.2 kg的小球从某高处由静止落下,设小球所受的空气阻力 F随下落速度的增大而增大,当空气阻力F_时,小球的加速度最大,最大值amax=_m/s2。此时,小球的速度为_;当空气阻力F_N时,小球的速度最大,此时小球的加速度为_。(g取10 m/s2)解析:刚静止下落时,速度为零,空气阻力最小为零,小球只受重力,加速度最大为重力加速度,当空气阻力增大到和小球重力相等时,合外力为零,加速度为零,但速度最大。答案:0 10 0 2 013.两个长度相等、倾角都是的斜面,一个是光滑的,另一个是粗糙的,物体从粗糙斜面顶端匀加速滑到底端所用时间,为从光滑斜面滑到底端所用时间的3倍。那么,物体在光滑斜面和粗糙斜面上下滑的加速度之比为_,物体与粗糙斜面间的动摩擦因数为_。解析:由L=at2得,物体在光滑斜面上的加速度为a=gsina,物体在粗糙斜面上的加速度为a2=gsin-gcos,两式联立得,=tan。答案:91 tan三、实验题(6分)14.图5为接在50 Hz低压交流电源上的打点计时器,在纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带,图5中所示的是每打5个点所取的记数点,但第3个记数点没有画出。由图数据可求得:(1)该物体的加速度为_m/s2;(2)第3个记数点与第2个记数点的距离约为_cm;(3)打第3个点时该物体的速度为_m/s。图5答案:0.74 4.36 0.47四、计算题(共36分,要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤,有数值计算的要明确写出数值和单位,只有最终结果的不得分)15.(8分)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稳态速度。已知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=3.410-4Ns/m2。已知水的密度=1.0103 kg/m3,重力加速度为g=10 m/s2。求半径r=0.10 mm的球形雨滴在无风情况下的稳态速度。(结果保留两位有效数字)解:雨滴下落时受两个力作用:重力,方向向下;空气阻力,方向向上。当雨滴达到稳态速度后,加速度为0,二力平衡,用m表示雨滴质量,有mg-krv=0,m=4r3/3,求得v=4r2g/3k,v=1.2 m/s。16.(6分)一只小球从高处自由下落,下落0.5 s时,一颗子弹从其正上方小球下落的位置开始向下射击,正好在球下落的总高度为1.8 m处击中小球,求子弹的初速度是多大?(不计空气阻力,g=10 m/s2)解:由题知:小球从高处自由下落,从开始至被子弹击中所需时间t= s=0.6 s可见,子弹开始射击到击中小球时间t=0.6-0.5=0.1 s由x=v0t+gt2得子弹的初速度,v0=17.5 m/s。17.(10分)如图6所示,拉B物体的轻绳与竖直方向成60角,O为一定滑轮,物体A与B间用跨过定滑轮的细绳相连且均保持静止,已知B的重力为100 N,水平地面对B的支持力为80 N,绳和滑轮质量及摩擦均不计,试求:图6(1)物体A的重力;(2)物体B与地面间的摩擦力。解:对物体A、B分别进行受力分析如右图,则有对A: T=Ga 对B:N+Tcos60=Gb Ff=Tsin60 由可得T=40 N由得Ff=Tsin60=34.6 N,故Ga=40 N。18.(12分)2001年9月11日,美国遭受了历史上规模最大、损失最为惨重的恐怖主义袭击,恐怖分子劫持客机分别撞击了纽约的“世贸大楼”和华盛顿的“五角大楼”。其中一架客机拦腰撞到世贸大楼的南部塔楼第60层地方,并引起巨大爆炸,大约1 h后,南部塔楼部分轰然倒塌(高约245 m),灰尘和残骸四处飞溅,300多名救援警察和消防人员没来得及逃生。我们不妨设置一个情境:当处于倒塌部分正下方的地面人员,看到一块质量约为4103 kg的楼墙块竖直倒下的同时到作出反应开始逃离需0.2 s的时间,逃离的安全区域为离大厦100 m外(实际的安全区要更远)。设该坠落块与地面作用时间为0.05 s,不计空气阻力,g取10 m/s2。求:(1)地面人员要逃离大厦到安全区至少要以多大速度奔跑?(忽略人的加速时间,百米短跑世界记录为979)(2)该坠落块对地产生的平均作用力多大?(3)由于爆炸引起地表震动,设产生的纵波的传播速率vP=9.1 km/s,横波的传播速率vs=3.1 km/s,设在某处的地震勘测中心记录到两种不同震感之间的时间间隔t0=5 s,那么观测记录者与震源之间的距离s为多少千米?解:(1)坠落物做自由落体运动的时间:h=gt2落地速度v0=gt 地面人员逃离时间t=t-0.2逃离速度v=求得t=7 s v0=70 m/s v=10.3 m/s。(2)根据牛顿运动定律可知:(F-mg)=ma=求得F=5.64106 N。(3)震动同时产生传播,则由匀速运动知求得s=23.1 km。附录:公式表1.速度公式 表达式:v= 各字母所代表的量:v 物体运动的速度,x 物体的位移,t 时间。 各量的国际单位:v m/s(米/秒),x m(米),t s(秒)。2.匀速直线运动的位移公式 表达式:x=v-t 各字母所代表的量:x 物体的位移,v 物体运动的速度, t 时间。 各量的国际单位:x m(米),v m/s(米/秒), t s(秒)。3.加速度公式 表达式:a= 各字母所代表的量:a 物体的加速度,v 物体运动的速度, t 时间。 各量的国际单位:a

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论