2011—2012学年高中物理 第4章 牛顿运动定律 章末检测同步教学案 新人教版必修1

1 第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律 时间 时间 9090 分钟分钟 满分 满分 100100 分分 一 选择题 本题 10 小题 每小题 4 分 共 40 分 1 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 2 下列关于力和运动关系的几种说法 正确的是 A 物体所受的合力不为零时 其速度不可能为零 B 物体所受的合力的方向 就是物体运动的方向 C 物体所受的合力与物体运动速度无直接联系 D 物体所受的合力不为零 则加速度一定不为零 3 图 1 用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实验 用一辆电动玩具汽车拖动另一辆无动力 的玩具汽车 在两车挂接处装上传感器探头 并把它们的挂钩连在一起 当电动玩具汽车通 电后拉着另一辆车向前运动时 可以在显示器屏幕上出现相互作用力随时间变化的图象 如 图 1 所示 观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线 可以得到以下实验结论 其中正确的是 A 作用力与反作用力的大小时刻相等 B 作用力与反作用力作用在同一物体上 C 作用力消失后反作用力可以慢慢消失 D 作用力与反作用力方向相同 4 在以加速度a匀加速上升的电梯中 有一质量为m的人 下列说法中正确的是 A 此人对地板的压力大小为m g a B 此人对地板的压力大小为m g a C 此人受到的重力大小为m g a D 此人受到的合力大小为m g a 5 下列说法正确的是 A 起重机用钢索加速吊起货物时 钢索对货物的力大于货物对钢索的力 B 子弹能射入木块是因为子弹对木块的力大于木块对子弹的阻力 C 大人与小孩相撞时 大人对小孩的撞击力大于小孩对大人的撞击力 D 将图钉按入木板 图钉对木板的力和木板对图钉的力大小是相等的 6 图 2 图 2 中 a b c为三物块 M N为两轻质弹簧 R为跨过光滑定滑轮的轻绳 把它们按如 图所示方式连接 并处于平衡状态 A 有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态 B 有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态 2 C 有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态 D 有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态 7 在小车中的悬线上挂一个小球 实验表明 当小球随小车做匀变速直线运动时 悬线将 与竖直方向成某一固定角度 如图 3 所示 若在小车底板上还有一个跟其相 图 3 对静止的物体M 则关于小车的运动情况和物体M的受力情况 以下分析正确的是 A 小车一定向右做加速运动 B 小车一定向左做加速运动 C M除受到重力 底板的支持力作用外 还一定受到向右的摩擦力作用 D M除受到重力 底板的支持力作用处 还可能受到向左的摩擦力作用 8 一个物体在水平恒力F的作用下 由静止开始在一个粗糙的水平面上运动 经过时间t 速度变为v 如果要使物体的速度变为 2v 下列方法正确的是 A 将水平恒力增加到 2F 其他条件不变 B 将物体质量减小一半 其他条件不变 C 物体质量不变 水平恒力和作用时间都增为原来的两倍 D 将时间增加到原来的 2 倍 其他条件不变 9 图 4 一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动 小球通过细绳与车顶相连 小球某时刻正处于 图 4 所示状态 设斜面对小球的支持力为FN 细绳对小球的拉力为FT 关于此时刻小球的受 力情况 下列说法正确的是 A 若小车向左运动 FN可能为零 B 若小车向左运动 FT可能为零 C 若小车向右运动 FN不可能为零 D 若小车向右运动 FT不可能为零 10 图 5 如图 5 所示 A B两条直线是在A B两地分别用竖直向上的力F拉质量分别为mA和mB的物 体 实验得出的两个加速度a与力F的关系图线 由图分析可知 A 两地重力加速度是gA gB B mAmB 题号 12345678910 答案 二 填空与实验 本题 2 小题 每小题 8 分 共 16 分 11 图 6 有一个同学用如下方法测定动摩擦因数 如图 6 所示 物块m与斜面AB和平面BD都是由 3 同种材料做成的 斜面长为L1 A点距平面高为h BD是一足够长的平面 现让m从A处由 静止开始滑下 达到B点后顺利进入水平面 最后停止在水平面上 经多次实验 测出物块 m静止点的平均位置在C处 并测得BC L2 通过以上数据可求得物块与水平面间的动摩擦 因数 12 探究加速度与物体质量 物体受力的关系 的实验装置如图 7 甲所示 图 7 1 在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中 打出了一条纸带如图乙所示 计时器打点的时 间间隔为 0 02 s 从比较清晰的点起 每 5 个点取一个计数点 量出相邻计数点之间的距 离 该小车的加速度a m s2 结果保留两位有效数字 2 平衡摩擦力后 将 5 个相同的砝码都放在小车上 挂上砝码盘 然后每次从小车上取一 个砝码添加到砝码盘中 测量小车的加速度 小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实 验数据如下表 砝码盘中砝码总重力F N 0 1960 3920 5880 7840 980 加速度a m s 2 0 691 181 662 182 70 请根据实验数据在图 8 所示的坐标系中作出a F的关系图象 图 8 3 根据提供的实验数据作出的a F图线不通过原点 请说明主要原因 三 计算题 本题 4 小题 共 44 分 13 10 分 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 6 000 m 的高空静止下落 可以获得持续的 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 1 飞船在失重状态下的加速度 2 飞船在微重力状态中下落的距离 4 14 10 分 某一旅游景区 建有一山坡滑草运动项目 该山坡可看成倾角 30 的斜面 一名游客连同滑草装置总质量m 80 kg 他从静止开始匀加速下滑 在时间t 5 s 内沿斜 面滑下的位移x 50 m 不计空气阻力 取g 10 m s2 结果保留 2 位有效数字 问 1 游客连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力Ff为多大 2 滑草装置与草皮之间的动摩擦因数 为多大 5 15 12 分 如图 9 所示 放在水平面上的物体质量m 2 kg 受到一个斜向下的与水平方向 成 37 角的推力F 10 N 的作用 从静止开始运动 已知物体与水平面间的动摩擦因数 0 25 sin 37 0 6 cos 37 0 8 g取 10 m s2 问 图 9 1 物体 10 s 末的速度是多大 物体 10 s 内的位移是多少 2 若 10 s 末撤去推力 物体在水平面上运动的总位移是多少 16 12 分 物体静止在一水平面上 它的质量为m 物体与水平面之间的动摩擦因数为 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力 现用平行于水平面的力F拉物体 得到加速度a和拉力F 的关系图象如图 10 所示 图 10 1 根据图象可以求出物体的质量m 王敏同学分析的过程是 从图象中得到F 12 N 时 物 体的加速度a 4 m s2 根据牛顿第二定律F ma 求得质量m 3 kg 请判断王敏同学的分析过程是否正确 并分析原因 若不正确 请给出正确的结果 2 根据图象计算物体与水平面之间的动摩擦因数 的数值 g 10 m s2 第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律 1 D 2 CD 本题考查物体所受的合力 加速度和速度的关系 同时理解掌握牛顿第二定律 F ma 当物体所受合力不为零时 加速度一定不为零 但在某一时刻瞬时速度可能为零 所 以选项D是对的 A是错的 物体所受合力的方向就是加速度的方向 但不一定是速度的方 向 运动的方向 合力与运动速度无直接联系 所以选项B是错误的 C是对的 3 A 4 A 6 5 D 起重机钢索对货物的拉力和货物对钢索的拉力 子弹对木块的力与木块对子弹的力 大人对小孩的撞击力与小孩对大人的撞击力 图钉对木板的力和木板对图钉的力都是作用力 和反作用力 作用力与反作用力总是大小相等的 故A B C选项不正确 D选项正确 6 AD 7 C 对小球进行受力分析可知 小球有水平向右的加速度 但小车的初速度可能向右也 可能向左 所以小车的具体运动情况不能确定 M 和小球 小车都保持相对静止 也有向右 的加速度 根据牛顿运动定律可以分析 物体 M 一定受到向右的摩擦力作用 8 D 9 AB 本题考查牛顿运动定律 对小球受力分析 当 FN为零时 小球的合外力水平向右 加速度向右 故小车可以向右加速运动或向左减速运动 A对 C错 当 FT为零时 小球的 合外力水平向左 加速度向左 故小车可能向右减速运动或向左加速运动 B对 D错 10 BC 11 h L2 1 h2 L2 12 1 0 16 0 15 也可 2 如图所示 3 未计入砝码盘的重力 解析 本题主要考查 探究加速度与物体质量 物体受力的关系 这一探究性实验 题中用 到的知识点有纸带的处理 表格数据的处理以及图象问题 意在考查考生对实验的探究能 力 以及熟练运用学过知识处理问题 分析问题的能力及绘图的能力 根据 x aT2可计算 小车的加速度 a 0 16 m s2 运用表格中绘出的数据可绘出图象 图象不过原点的主要原 因是未计入砝码盘的重力 13 1 9 6 m s2 2 3 000 m 解析 1 设飞船在失重的状态下的加速度为 a 由牛顿第二定律得 mg Ff ma 又 Ff 0 04mg 即 mg 0 04mg ma 解得 a 9 6 m s2 2 由 x at2得 1 2 x 9 6 252 m 3 000 m 1 2 14 1 80 N 2 0 12 解析 1 由位移公式 x at2 1 2 沿斜面方向 由牛顿第二定律得 mgsin Ff ma 联立并代入数值后 得 Ff m gsin 80 N 2x t2 2 在垂直斜面方向上 FN mgcos 0 又 Ff FN 联立并代入数值后 得 0 12 Ff mgcos 2 3 30 15 1 7 5 m s 37 5 m 2 48 75 m 解析 1 物体在 F 的作用下做匀加速运动 7 设加速度为 a1 Fcos 37 Ff ma1 FN Fsin 37 mg Ff FN 联立并代入数据解得 a1 0 75 m s2 此时速度 v a1t 0 75 10 m s 7 5 m s 加速位移 x1 a1t2 0 75 100 m 37 5 m 1 2 1 2 2 F 撤去后物体做匀减速运动 设加速度为 a2 mg ma2 a2 g 2 5 m s2 减速位移 x2 m 11 25 m 0