高中物理 3.5《牛顿运动定律的应用》单元测试 教科版必修1

用心 爱心 专心 牛顿运动定律的应用牛顿运动定律的应用 专题训练专题训练 时间 60 分钟 赋分 100 分 训练指要 本套试题训练和考查的重点是 进一步理解和掌握牛顿运动定律 能熟练地运用牛顿定 律解题 并能解答较简单的连接体问题 第 13 题和第 15 题为创新题 第 13 题有利于提高学 生的思维判断能力 第 15 题有利于提高学生的审题能力 一 选择题 每小题 5 分 共 40 分 1 如图 1 10 1 所示 悬挂于小车里的小球偏离竖直方向 角 则小车可能的运动情 况是 图 1 10 1 A 向右加速运动 B 向右减速运动 C 向左加速运动 D 向左减 速运动 2 如图 1 10 2 所示为一光滑竖直圆槽 AP BP CP为通过最低点P与水平面分别成 30 45 60 角的三个光滑斜面 与圆相交于A B C点 若一物体由静止分别从 A B C滑至P点所需的时间为t1 t2 t3 则 图 1 10 2 A t1 t2 t3B t1 t2 t3 C t1 t2 t3D t1 t2 t3 3 在升降机内的地板上放一秤 一人让在秤上 用W表示升降机匀速运动时秤的示数 W1和W2分别表示升降机以大小为a的加速度加速上升和减速下降时称的示数 则 A W2 W W1 B W W1 W W2 C W W1 W2 D W W1 W W2 4 如图1 10 3 所示 在托盘测力计的托盘内固定一个倾角为30 的光滑斜面 现将一个 重 4 N 的物体放在斜面上 让它自由滑下 那么测力计因4 N 物体的存在 而增加的读数是 用心 爱心 专心 图 1 10 3 A 4 NB 23 N C 0 ND 3 N 5 如图 1 10 4 所示水平面上 质量为 10 kg 的物块A拴在一个被水平拉伸的弹簧一 端 弹簧的另一端固定在小车上 小车静止不动 弹簧对物块的弹力大小为 5 N 时 物块处 于静止状态 若小车以加速度a 1 m s2沿水平地面向右加速运动时 图 1 10 4 A 物块A相对小车仍静止 B 物块A受到的摩擦力将减小 C 物块A受到的摩擦力大小不变 D 物块A受到的弹力将增大 6 如图 1 10 5 所示 A和B的质量分别是 1 kg 和 2 kg 弹簧和悬线的质量不计 在A上面的悬线烧断的瞬间 A A的加速度等于 3g B A的加速度等于g C B的加速度为零 D B的加速度为g 7 2001 年上海高考试题 如图 1 10 6 一升降机在箱底装有若干个弹簧 设在 某次事故中 升降机吊索在空中断裂 忽略摩擦力 则升降机在从弹簧下端触地后直到最低 点的一段运动过程中 A 升降机的速度不断减小 B 升降机的加速度不断变大 C 先是弹力做的负功小于重力做的正功 然后是弹力做的负功大于重力做的正功 D 到最低点时 升降机加速度的值一定大于重力加速度的值 图 1 10 5 用心 爱心 专心 图 1 10 6 图 1 10 7 8 如图 1 10 7 所示 一根轻质弹簧上端固定 下端挂一质量为m0的平盘 盘中有一 物体 质量为m 当盘静止时 弹簧的长度比其自然长度伸长了L 今向下拉盘使弹簧再伸长 L后停止 然后松手放开 设弹簧总处在弹性限度以内 则刚刚松开手时盘对物体的支持力 等于 A 1 L L mgB 1 L L m m0 g C L L mgD L L m m0 g 二 填空题 每小题 6 分 共 24 分 9 汽车在水平公路上做直线运动 它的功率保持不变 当汽车的速度为 4 m s 时 加速 度为 0 4 m s2 汽车所受阻力恒为车重的 0 01 倍 若取 g 10 m s2 汽车行驶的最大速度为 m s 10 已知质量为 m 的木块的大小为F的水平拉力作用下沿粗糙水平地面做匀加速直线运 动 加速度为a 则木块与地面之间的动摩擦因数为 若在木块上再施加一个与水平 拉力F在同一竖直平面内的推力 而不改变木块的加速度的大小和方向 则此推力与水平拉 力F的夹角为 11 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 12 一辆小车在水平恒力F作用下 由静止开始在水平面上匀加速运动t1 s 后撤去F 小车再经过t2 s 停下 则小车加速阶段的位移s1与减速阶段的位移s2之比s1 s2 小车牵引力F与所受的摩擦力Ff之比F Ff 三 计算题 共 36 分 13 12 分 如图 1 10 8 所示 一质量为m的物体系于长度分别为l1 l2的两根细线上 l1的一端悬挂在天花板上 与竖直方向夹角为 l2水平拉直 物体处于平衡状态 现将l2 线剪断 求剪断瞬时物体的加速度 图 1 10 8 1 下面是某同学对该题的一种解法 解 设l1线上拉力为T1 l2线上拉力为T2 重力为mg 物体在三力作用下保持平衡 T1cos mg T1sin T2 T2 mgtan 剪断线的瞬间 T2突然消失 物体即在T2反方向获得加速度 因为mgtan ma 所以加 速度a gtan 方向与T2反方向 你认为这个结果正确吗 请对该解法作出评价并说明理由 2 若将图 1 10 8 中的细线l1改为长度相同 质量不计的轻弹簧 如图 1 10 9 所 示 其他条件不变 求解的步骤和结果与 1 完全相同 即a gtan 你认为这个结果正确 用心 爱心 专心 吗 请说明理由 图 1 10 9 14 12 分 一弹簧秤的秤盘质量M 1 5 kg 盘内放一物体P 物体P的质量m 10 5 kg 弹簧质量不计 其劲度系数为k 800N m 系统处于静止状态 如图 1 10 10 所示 现 给P施加一个竖直向上的力F 使P从静止开始向上做匀加速运动 已知在头 0 2 s 内F是 变力 在 0 2 s 以后是恒力 求F的最小值和最大值各是多少 g 10 m s2 图 1 10 10 15 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 4 103 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 9 79 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 参考答案 一 1 AD 2 C 3 BC 4 D 5 AC 6 AC 7 CD 8 A 以盘和重物为一个整体加以隔离 平衡时 kL m m0 g k L gmm 0 用手向下拉 弹簧共伸长L L 弹力F k L L 用心 爱心 专心 手的瞬时 根据牛顿第二定律F m m0 g m m0 把F值代入得 L gmm 0 L L m m0 g m m0 a a L L g 方向向上 隔离盘中物体 设盘对物体的支持力为N 由牛顿第二定律N mg ma 故N mg ma mg m L L g 1 L L mg 向上 二 9 20 10 mg maF arctan maF mg 根据牛顿第二定律由F mg ma得 mg maF 加力F 后 水平加速度不变 有 F F cos mg F sin ma 与上式联立得 arctan maF mg 说明推力方向只能与水平方向成 角向下 因施推力后加速度不变 则必有 F cos F sin 即得 tan 1 所以 arctan maF mg 11 t M m v0 mg m Mv0 12 t1 t2 F Ff t1 t2 t1 三 13 因为l2被剪断瞬间 l1上的张力大小发生了变化 1 错 因为l2被剪断的瞬 间 弹簧的长度来不及发生变化 力T1的大小和方向都不能突变 2 对 14 依题意 0 2 s 后P离开了托盘 0 2 s 时托盘支持力恰为零 此时加速度为 a F大 mg m 式中F大为F的最大值 此时M的加速度也为a a kx Mg M 所以kx M g a 原来静止时 压缩量设为x0 则 kx0 m M g 而x0 x at2 2 由 有 2 1 k agM k gMm at2 用心 爱心 专心 即mg Ma 0 02ak a mg M 0 02k 6 m s2 代入 Fmax m a g 10 5 6 10 N 168 N F最大值为 168 N 刚起动时F为最小 对物体与秤盘这一整体应用牛顿第二定律得 F小 kx0 m M g m M a 代入 有 Fmin m M a