力与运动检测试题 公开课教学设计

《力与运动》检测试题一、选择题(第1～6题为单项选择题,第7～12题为多项选择题,每小题4分,共48分)1.下列说法正确的是(D)A.亚里士多德提出了惯性的概念B.牛顿的三个定律都可以通过实验来验证C.单位m,kg,N是一组属于国际单位制的基本单位D.伽利略指出力不是维持物体运动的原因解析:牛顿首先提出了惯性的概念,故选项A错误;牛顿第一定律是逻辑思维的产物,不能用实验直接验证,故选项B错误;N是国际单位制的导出单位,不是基本单位,故选项C错误;伽利略通过理想斜面实验,指出力不是维持物体运动的原因,故选项D正确.2.关于超重和失重的下列说法中,正确的是(B)A.物体具有向下的加速度时处于超重状态,物体具有向上的加速度时处于失重状态B.地面附近的物体只在重力作用下的运动中处于完全失重状态C.超重就是物体所受的重力增大了,失重就是物体所受的重力减小了D.物体做自由落体运动时处于完全失重状态,所以做自由落体运动的物体不受重力作用解析:失重状态:当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时,就说物体处于失重状态,此时有向下的加速度;当物体对接触面完全没有作用力时,就说物体处于完全失重状态;超重状态:当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时,就说物体处于超重状态,此时有向上的加速度;不论是超重、失重,还是完全失重,物体所受的重力是不变的,只是对接触面的压力不和重力相等了,B正确.3.下列情景中,关于力的大小关系,说法正确的是(B)A.运动员做引体向上在向上加速运动时,横杆对人的支持力大于人对横杆的压力B.火箭加速上升时,火箭发动机的推力大于火箭的重力C.鸡蛋撞击石头,鸡蛋破碎,鸡蛋对石头的作用力小于石头对鸡蛋的作用力D.钢丝绳吊起货物加速上升时,钢丝绳对货物的拉力大于货物对钢丝绳的拉力解析:运动员做引体向上在向上加速运动时,横杆对人的支持力与人对横杆的压力是一对作用力和反作用力,所以大小相等,方向相反,A错误;火箭加速上升时,一定受到向上的合力,故发动机的推力大于火箭的重力,B正确;鸡蛋对石头的力和石头对鸡蛋的力是作用力与反作用力,二者大小相等,C错误;钢丝绳对货物的拉力与货物对钢丝绳的拉力为作用力与反作用力,二者大小相等,D错误.4.春天,河边上的湿地很松软,人在湿地上行走时容易下陷,在人下陷时(C)A.人对湿地地面的压力就是他所受的重力B.人对湿地地面的压力大于湿地地面对他的支持力C.人对湿地地面的压力等于湿地地面对他的支持力D.人对湿地地面的压力小于湿地地面对他的支持力解析:人对湿地地面的压力和湿地地面对他的支持力是一对作用力和反作用力,故大小相等,选项C正确.5.原来做匀速运动的升降机内有一被伸长弹簧拉住的具有一定质量的物体A静止在地板上,如图所示,现发现A突然被弹簧拉向右方.由此可判断,此时升降机的运动可能是(B)A.加速上升 B.减速上升C.加速运动 D.减速运动解析:当升降机匀速运动时,地板给物体的静摩擦力与弹簧的弹力平衡,且该静摩擦力可能小于或等于最大静摩擦力.当升降机有向下的加速度时,必然会减小物体对地板的正压力,也就减小了最大静摩擦力,这时的最大静摩擦力小于电梯匀速运动时的静摩擦力,而弹簧的弹力又未改变,故只有在这种情况下A才可能被拉向右方.四个选项中选项B情况电梯的加速度是向下的.6.如图所示,质量分别为2m,m的球A,B由轻质弹簧相连后再用细线悬挂在正在竖直向上做匀加速运动的电梯内,细线中的拉力为F,此时突然剪断细线,在线断的瞬间,弹簧的弹力大小和小球A的加速度大小分别为(D)A.,+g B.,+gC.,+g D.,+g解析:以A,B及弹簧整体为研究对象根据牛顿第二定律有整体加速度为a=.再以B为研究对象,B受弹力和重力作用而产生向上的加速度,故有Fx-mg=ma得此时弹簧中弹力为Fx=mg+ma=mg+m·=,在线断瞬间,弹簧形变没有变化,弹簧弹力仍为,线断瞬间以A为研究对象,A受重力和弹簧弹力作用产生加速度,合力为FA=Fx+2mg=+2mg根据牛顿第二定律知,此时A球的加速度为aA===+g,所以选项A,B,C错误,D正确.7.如图所示,自由下落的小球下落一段时间后,与弹簧接触,从它接触弹簧开始,到弹簧压缩到最短的过程中,下列说法正确的是(BD)A.小球一直做减速运动B.小球所受的弹簧弹力等于重力时,小球速度最大C.小球一直处于超重状态D.小球处于先失重后超重状态解析:开始与弹簧接触时,压缩量很小,因此弹簧对小球向上的弹力小于向下的重力,此时合外力大小F=mg-kx,方向向下;随着压缩量的增加,弹力增大,故合外力减小,当mg=kx时,合外力为零,此时速度最大,此后小球由于惯性继续向下运动,此时合外力大小为F=kx-mg,方向向上,小球减速,随着压缩量增大,小球所受合外力增大,当速度为零时,合外力最大.故整个过程中小球所受合力先减小后增大,速度先增大后减小,故选项A错误,B正确;由于小球先加速后减速,故加速度方向先向下,后向上,小球先失重后超重,故选项C错误,D正确.8.如图所示,A,B两物体用细绳连接后放在斜面上,如果两物体与斜面间的动摩擦因数都为μ,则它们下滑的过程中(BC)A.它们的加速度a=gsinαB.它们的加速度a<gsinαC.细绳中的张力T=0D.细绳中的张力T=mAg(sinα-cosα)解析:对A,B组成的系统整体运用牛顿第二定律有(mA+mB)gsinα-μ(mA+mB)gcosα=(mA+mB)a,得a=(sinα-μcosα)g<gsinα,选项A错误,B正确;对A进行隔离,运用牛顿第二定律有mAgsinα-μmAgcosα-T=mAa,得T=0,选项C正确,D错误.9.如图所示,悬挂于小车里的小球偏离竖直方向θ角,则小车可能的运动情况是(BC)A.向右减速运动 B.向右加速运动C.向左减速运动 D.向左加速运动解析:对小球受力分析,受重力和斜向右上方平行绳子的拉力,速度水平,小球做直线运动,合力与速度共线,故合力水平向右,加速度也水平向右,所以小车可能是向右加速,也可能是向左减速.10.如图(甲)所示,某人正通过定滑轮将质量为m的货物提升到高处.滑轮的质量和摩擦均不计,货物获得的加速度a与绳子对货物竖直向上的拉力T之间的函数关系如图(乙)所示.由图可以判断(ABD)A.图线与纵轴的交点M的值aM=-gB.图线与横轴的交点N的值TN=mgC.图线的斜率等于货物的质量mD.图线的斜率等于货物质量的倒数解析:对货物受力分析,受重力mg和拉力T,根据牛顿第二定律,有T-mg=ma,得a=-g,当T=0时,a=-g,即图线与纵轴的交点M的值aM=-g,故A正确;当a=0时,T=mg,故图线与横轴的交点N的值TN=mg,故B正确;图线的斜率表示质量的倒数,故C错误,D正确.11.如图所示,一质量为m的滑块,以初速度v0从倾角为θ的斜面底端滑上斜面,当其速度减为零后又沿斜面返回底端已知滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,若滑块所受的摩擦力为f、所受的合外力为F合、加速度为a、速度为v,选沿斜面向上为正方向,在滑块沿斜面运动的整个过程中,这些物理量随时间变化的图象大致正确的是(AD)解析:滑块在上滑的过程和下滑过程中,正压力大小不变,则摩擦力大小不变,方向相反,上滑时摩擦力方向向下,下滑时摩擦力方向向上,故A正确.上滑时加速度方向沿斜面向下,大小a1==gsinθ+μgcosθ,下滑时加速度大小a2==gsinθ-μgcosθ,方向沿斜面向下,则合力沿斜面向下,故B,C错误.上滑时做匀减速运动,下滑时做匀加速直线运动,上滑的加速度大小大于下滑的加速度大小,故D正确.12.某人在地面上用体重计称得体重为49kg.他将体重计移至电梯内称其体重,t0至t3时间段内,体重计的示数如图所示,电梯运行的v-t图可能是(取电梯向上运动的方向为正)(AD)解析:由题图可知,t0至t1时间段体重计的示数为44kg,故合力向下,电梯可能向下加速,也可能向上减速;t1至t2时间段弹力等于重力,故合力为零,电梯可能为匀速也可能静止;而t2至t3时间段内合力向上,故电梯加速度向上,电梯可能向上加速也可能向下减速;选项A,D均符合题意.二、非选择题(共52分)13.(6分)为了探究加速度与力的关系,使用如图所示的气垫导轨装置进行实验.其中G1,G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器通过G1,G2光电门时,光束被遮挡的时间Δt1,Δt2都可以被测量并记录.滑行器M连同上面固定的一条形挡光片的总质量为m′,挡光片宽度为D,光电门间距离为s,牵引钩码的质量为m.回答下列问题:(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉,使气垫导轨水平,在不增加其他仪器的情况下,如何判定调节是否到位?

(2)若取m′=0.4kg,改变m的值,进行多次实验,以下m的取值不合适的一个是.

=5g =15g =40g =400g(3)在此实验中,需要测得每一个牵引力对应的加速度,其中求得的加速度a的表达式为.(用Δt1,Δt2,D,s表示)

解析:(1)取下牵引钩码,M放在任意位置都不动;或取下牵引钩码,轻推滑行器M,数字计时器记录每一个光电门的光束被挡的时间Δt都相等.(2)实验要求m≪m′,而m′=0.4kg,故当m=400g时不符合要求,故选D.(3)滑行器通过光电门G1时的速度v1=,通过光电门G2时的速度v2=.滑行器做匀加速运动,根据运动学公式-=2as可得a==.答案:(1)见解析(2分)(2)D(2分)(3)a=(2分)14.(8分)为了“探究加速度与力、质量的关系”,某同学的实验方案如图(甲)所示,他想用钩码的重力mg表示小车受到的合外力(小车质量为M).请完成下列填空或作图(1)Mm(选填“远大于”“远小于”或“等于”);

(2)如图(乙)是某次实验中得到的一条纸带,其中A,B,C,D,E是计数点,相邻计数点间的时间间隔T=1s,距离如图,则纸带的加速度大小为m/s2.

(3)在一次实验中,控制小车质量M一定,探究加速度与力的关系,数据如表:a/(m·s-2)F/N①请在图(丙)内描点作a-F图象;②上述图线不通过原点的原因是

;

③小车质量M=kg.

解析:(1)以整体为研究对象,根据牛顿第二定律有mg=(m+M)a,解得a=,以M为研究对象,得绳子的拉力为F=Ma=,显然要有F=mg必有m+M=M,故有M≫m,即只有M≫m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于钩码的重力.(2)由匀变速直线运动规律知Δx=aT2.可得a==m/s2=0.02m/s2.(3)①利用描点作图法,将四组数据描在坐标系中,用直线连接各点,原则是让尽量多的点在线上,不在线上的点分居在线的两侧.②从图中可以看出,倾斜直线与横轴有交点,作用上一部分力F时,加速度仍为零,具体原因是未平衡摩擦力或未能完全平衡摩擦力.③从图线可知其斜率表示小车质量的倒数,即k====1,所以M=1kg.答案:(1)远大于(1分)(2)(2分)(3)①如图所示(2分)②未平衡摩擦力或未能完全平衡摩擦力(1分)③1(2分)15.(8分)如图所示,一个质量为2kg的物体静止在光滑水平面上.现沿水平方向对物体施加10N的拉力,g取10m/s2,求:(1)物体运动时加速度的大小;(2)物体运动3s时速度的大小;(3)物体从开始运动到位移为10m时经历的时间.解析:(1)根据牛顿第二定律得a==m/s2=5m/s2.(2分)(2)物体运动3s时速度的大小为v=at=5×3m/s=15m/s.(2分)(3)由s=at2得t==s=2s.(4分)答案:(1)5m/s2(2)15m/s(3)2s16.(8分)如图所示,滑雪运动员质量m=75kg,沿倾角θ=30°的山坡匀加速滑下,经过2s的时间速度由2m/s增加到8m/s,g=10m/s2,求:(1)运动员在这段时间内沿山坡下滑的距离和加速度大小;(2)运动员受到的阻力(包括摩擦和空气阻力).解析:(1)由运动学公式vt=v0+at,可得运动员的加速度a==m/s2=3m/s2,(2分)运动员的位移x=t=×2m=10m.(2分)(2)根据牛顿第二定律得,mgsin30°-f=ma,f=mgsin30°-ma=(75×10××3)N=150N.(4分)答案:(1)10m3m/s2(2)150N17.(10分)质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F,其运动的v-t图象如图所示.g取10m/s2,求:(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ;(2)水平推力F的大小;(3)0～10s内物体运动位移的大小.解析:(1)设物体做匀减速直线运动的时间为t2、加速度为a2,则a2==2m/s2(2分)设物体所受的摩擦力为f,根据牛顿第二定律,有f=ma2(1分)f=μmg(1分)联立解得μ==.(1分)(2)设物体做匀加速直线运动的时间为t1、初速度为v10、末速度为v1t、加速度为a1,则a1=(1分)根据牛顿第二定律有F-f=ma1(1分)联立解得F=μmg+ma1=6N.(1分