高一物理必修一第四章习题集及标准答案

1、第四章 牛顿运动定律一、选择题1.下列说法中，正确的是 （）A .某人推原来静止的小车没有推动是因为这辆车的惯性太大B.运动得越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大C.竖直上抛的物体抛出后能继续上升，是因为物体受到一个向上的推力D.物体的惯性与物体的质量有关，质量大的惯性大，质量小的惯性小2 .关于牛顿第二定律，正确的说法是（）A.合外力跟物体的质量成正比，跟加速度成正比B.加速度的方向不一定与合外力的方向一致C.加速度跟物体所受合外力成正比，跟物体的质量成反比；加速度方向与合外力方向相同D.由于加速度跟合外力成正比，整块砖自由下落时加速度一定是半块砖自由下落时加速度的2倍3

2、 .关于力和物体运动的关系，下列说法正确的是（）A . 一个物体受到的合外力越大，它的速度就越大B. 一个物体受到的合外力越大，它的速度的变化量就越大C. 一个物体受到的合外力越大，它的速度的变化就越快D. 一个物体受到的外力越大，它的加速度就越大4 .在水平地面上做匀加速直线运动的物体，在水平方向上受到拉力和阻力的作用，如果要使物体的加速度变为原来的2倍，下列方法中可以实现的是（）A.将拉力增大到原来的 2倍1B.阻力减小到原来的 一2C.将物体的质量增大到原来的2倍D.将物体的拉力和阻力都增大原来的2倍5 .竖直起飞的火箭在推力 F的作用下产生10 m/s2的加速度，若推动力增大到2F,则

3、火箭的加速度将达到（g取10 m/s2,不计空气阻力）（）A . 20 m/s2B. 25 m/s2C. 30 m/s2D. 40 m/s26 .向东的力F1单独作用在物体上，产生的加速度为a1；向北的力F2单独作用在同一个物体上，产生的加速度为a2o则F1和F2同时作用在该物体上，产生的加速度（）A .大小为a1一a2B.大小为 ja2+a；C.方向为东偏北 arctan 一D.方向为与较大的力同向ai7 .物体从某一高处自由落下，落到直立于地面的轻弹簧上，如图所示。在 A点物体开始与弹簧接触，到 B点物体的速度为0,然后被弹簧弹回。下列说法中正确的是（）A.物体从A下落到B的过程中，加速度

4、不断减小O8 .物体从B上升到A的过程中，加速度不断减小等AC.物体从A下落到B的过程中，加速度先减小后增大7,鼠7,D .物体从B上升到A的过程中，加速度先增大后减小8 .物体在几个力作用下保持静止，现只有一个力逐渐减小到零又逐渐增大到原值，则在力变化的整个过程中， 物体速度大小变化的情况是 （）A.由零逐渐增大到某一数值后，又逐渐减小到零9 .由零逐渐增大到某一数值后，又逐渐减小到某一数值C.由零逐渐增大到某一数值D.以上说法都不对10 如图所示，一个矿泉水瓶底部有一小孔。静止时用手指堵住小孔不让它漏水，假设水瓶在下述几种运动过 程中没有转动且忽如空气阻力，则 （）A.水瓶自由下落时，小孔

5、向下漏水11 将水瓶竖直向上抛出，水瓶向上运动时，小孔向下漏水；水瓶向下运动时，小孔不向下漏水C.将水瓶水平抛出，水瓶在运动中小孔不向下漏水D .将水瓶斜向上抛出，水瓶在运动中小孔不向下漏水12 .如图所示，在倾角为的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着一只猫。已知木板的质量是猫质量的2倍。当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变。则此时木板沿斜面 下滑的加速度为（）A . gsinB. g sin.2 nC. g sinD. 2g sin二、填空题11 .质量为2 kg的物体受到40 N、30 N和50 N三个恒力的作用，刚好处于静止状态，现突然将其中3

6、0 N的外力撤去，其余两力不变，物体将获得 m/s2的加速度。12 .某物体沿倾角为30。的斜面可以匀速下滑，将斜面倾角增大到53。，让该物体以5 m/s的初速度冲上斜面，它上滑的最大距离是 m。（sin 53 = 0.8, cos 53°= 0.6）13 . 1966年曾在地球上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验。实验时，用双子星号宇宙 飞船m1，去接触正在轨道上运行的火箭组m2（发动机已熄灭）。接触以后，开动飞船尾部的推进器，使飞船 /B和火箭组共同加速。推进器的推力等于895 N,测出飞船和火箭组的加速度为0.13 m/s2。双子星号宇宙飞船的质量为3 400 kg,

7、则火箭的质量为 14 .如图所示，天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的两个质量相同的小球。两小球均保持静止。当突然剪 断细绳时，上面小球 A的加速度是 ,下面小球B的加速度是 15 .如图所示，小车沿水平面以加速度a向右做匀加速直线运动.车的右端固定一根铁杆,铁杆始终保持与水平面成角，杆的顶端固定着一只质量为m的小球.此时杆对小球的作用力为16 .如图所示，质量为 2 m的物块A与质量为m的物块B置于水平面上，在已知水平推力F的作用下，A、B做加速运动，若水平面光滑，则 A对B的作用力的大小为。若水平面不光滑，且 A、B与地面的动摩擦因数相等，则 A对B的作用力的大小为 17 .一个弹簧测力计

8、最多只能挂上60 kg的物体，在以5 m/s2的加速度下降的电梯中，则它最多能挂上 kg的物体。如果在电梯内，弹簧测力计最多只能挂上40 kg的物体，则加速度大小为 m/s2。电梯的运行方式为（指明加速或减速以及运动方向）。（g取10 m/s2）三、实验题18 .在验证牛顿第二定律的实验中，测量长度的工具是 ,精度是 mm;测量时间的工具是;测量质量的工具是 。实验中砂和桶的总质量m和车与祛码的总质量 M间必须满足的条件是。实验中打出的纸带如图所示，相邻计数点间的时间是0.1 s,图中长度单位是 cm,由此可以算出小车运动的加速度是m/s2。单位工cm(g 取 10 m/s2)四、计算题19.

9、如图是某同学做引体向上时身体的速度一时间图象。此同学身体刻，该同学的胳膊给身体的力量是多大？（g取9.8 m/s2）（除胳膊外）的质量为60 kg。在0.25 s时20.如图所示，质量M =1 kg的小球穿在斜杆上， 斜杆与水平方向成30。角，球与杆间的动摩擦因数为3，小球受到竖直向上的拉力2、3F = 20 N ,则小球沿杆上滑的加速度大小为多少?0D21 .将金属块m用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中，如图所示，在箱的上顶板和下底板装有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动，金属块始终没有离开上顶板。当箱以a = 2.0 m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时，上顶板的压力显示的压力为 6.0 N

10、,下底板的压力传感器显示的压力为10.0 N。(g = 10 m/s2)m(1)若上顶板压力传感器的示数是下底板压力传感器的示数的一半，试判断箱的运动情况。(2)要使上顶板压力传感器的示数为零，箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的？22 .如图所示，一平直的传送带以速率v = 2 m/s匀速运行，把一工件从 A处运送到B处，A、B相距d = 10 m ,工件与传送带间的动摩擦因数产0.1。若从A处把工件轻轻放到传送带上，那么经过多长时间能被传送到B处？参考答案、选择题1. D2. C3. CD4. D“F Ff c 2F 2Ff解析：a = , 2a=5. C解析：F mg = maiF=mg+

11、ma1当推动力增大到 2F,则：2F mg = ma22( mg +mai) mg= m( 2ai+g) = ma2 a2=2ai + g=30 m/s26. BC解析：加速度为矢量，两个互相垂直的矢量的合成可以用勾股定理计算。7. C解析：在A和B之间有一个重力等于弹力的平衡位置D ,从A下落到平衡位置 D的过程，加速度大小a =-GF随着弹力不断增大，加速度越来越小；从平衡位置D下落到B的过程，加速度大小a =_F二G m随着弹力不断增大，加速度越来越大。同理，物体从 B上升到A的过程中，随着弹力不断减小，加速度先减小后增大。注意加速度要由合力决定，而不是与弹力直接挂钩。本题中有几个关键点

12、：刚接触弹簧时A点，弹力为零，合力等于重力；小球受到的弹力与重力大小相等时D点，小球受合力为零，加速度为零，速度最大；最低点B,弹力最大，合力向上，也最大，加速度向上最大，速度为零。小球运动过程还可用速度图象表示，OA段对应自由下落阶段； AD段对应弹力逐渐增大到等于重力阶段；DB段对应减速下降阶段。8. C解析：物体的加速度先由零增大到某值，再由某值减小到零，但加速度的方向不变， 所以物体一直做加速运动。9. CD解析：无论水瓶是自由下落，还是向各个方向抛出，在运动过程中，小孔都不会有水漏出来。原因是在空中的水瓶和水瓶内的水，只受到重力的作用，重力白作用效果全部用来产生重力加速度(g = 9

13、.8 m/s2),没有使水与水之间，水与水瓶之间发生挤压 (形变)的效果。换句话说，一点也没有了水压，处于完全失重状态。10. C解析：猫保持平衡，对板的摩擦力为Ff= mg sin板在平行于斜面方向受到的力为2mg sin + mg sin板的加速度为a = 3mg sin = 3g sin 2m2二、填空题11. 15解析：从平衡可知，40 N和50 N两个力的合力与30 N平衡，当把30 N的外力撤去时，物体所受的合力大小为30 N,方向与原30 N的力相反，根据牛顿第二定律得a =F=15 m/s2。m12. 1.09解析：物体在匀速运动时有关系mg sin 30o = mg cos

14、30o3=tan 30o = 3当斜面倾角变为53°时，并向上运动时，加速度为a = g sin 53 + g cos 53 = 8 + 2J32上升的最大距离为 x = 1.09 m 2a13. 3 485 kg解析：飞船和火箭整体作为研究对象，飞船尾部向后喷气，使得整体受到向前的推力，此推力是系统沿运动方向的合外力。系统受力及加速度方向如图所示。根据牛顿第二定律FF = ma =( m1 + m2) a 得：1m2 = m1 = -895- kg 3 400 kg = 3 485 kg a 0.1314. 2 g,方向向下；0解析：分别以A, B为研究对象，做剪断前和剪断时的受力

15、分析。剪断前 A, B静止。A球受三个力，拉力 T、 重力mg和弹力F。B球受二个力，重力 mg和弹簧拉力F'。所以T = 2 mg, F = F'= mg。剪断时，A球受两个力， 因为绳剪断瞬间拉力不存在，而弹簧有形变，瞬间形状不可改变，弹力还存在，所以A受合力2 mg,加速度大小为2 g,方向向下。B受力不变，所以加速度为 0。2 22a15. ma g ,方向与竖直方向成角斜向右上方，=arctan 一g解析：由于球被固定在杆上，故与车具有相同的加速度a,以球为研究对象，根据其受力和运动情况可知小球的加速度a由小球重力mg和杆对小球的作用力 F的合力提供，物体受力情况如图

16、所示，由F题意知合力方向水平向右。根据勾股定理可知 F = mqa2+g2，方向与竖直方向成角斜向右上方，且 =arctan o注意由于加速度方向与合外力方向一致，因此重力与弹力的合力方向就是加速度方向。而杆对球施力就不一定 沿杆的方向了。3m解析：水平面光滑时，以 AB整体为研究对象，合外力为 F,加速度为a =o再以B为研究对象，B在水平方向上受到的外力只有 A对B的作用力，根据牛顿第二定律，其大小等于Fab = m a = F。33mFab水平面不光滑时，以 AB整体为研究对象，合外力为 F和摩擦力3 mg的合力，加速度为 a = _F二3_mg。再AB 口整体以B为研究对象，B在水平方

17、向上受到的外力有 A对B的作用力和摩擦力 mg,根据牛顿第二定律，ma =F'ab mg,F'ab得 F'ab =33mgAB整体17 . 120; 5 m/s2；向上加速或向下减速解析：弹簧弹力最大为 F = 600 No当电梯向下加速时，物体受向下重力和向上的弹力，合力向下。根据牛顿第二定律，有mg F = ma得 m =120 kg当弹簧最多只能挂40 kg的物体时，加速度方向向上。F根据牛顿第二定律，有1rlF mg = maG得 a = 5 m/s2三、实验题18 .刻度尺；1;打点计时器；天平；m« M; 0.69解析：通过纸带计算匀变速运动的加速

18、度时，可用相邻的两段位移之差Ax = aT 2来算。如图两段位移中隔了一段，即相差2 Ax。 22.62 cm1.24 cm = 2 aT ,T = 0.1 s得 a = 0.69 m/s2四、计算题19. 612 N解析：从速度一时间图象可看出，在前 0.5 s内，身体近似向上做匀加速直线运动。v 0.1 m/s2a =0.4 m/sFn .= Mi%t 0.25 sF mg = m aF = 612 N20. 2.5 m/s2解析：以小球为研究对象，如图受重力、拉力、杆支持力、摩擦力四个力作用。因小球沿杆加速上滑，所以合 力方向沿杆。以沿杆和垂直于杆建立直角坐标系。垂直于杆方向:F cos 30 = Fn + Mg cos 30 , °得 Fn = 5 73Na,得 a = 2.5 m/s2沿杆方向:F sin 30 ° Mg sin 30 ° Fn = m从A至1J B总时间t = t +12 = 6 s21. (1)匀速运动；(2)加速度为10 m/s2的向下的匀减速运动解析：箱子做向上的匀减速运动时,受力如图，加速度方向向下:mg+ 6 N 10 N = mam = 0.5 kg(1)由于金属块与上顶板没有离开，下传感器的示数不