高中牛顿运动定律测试题及解析

高中牛顿运动定律测试题及解析牛顿运动定律作为经典物理学的基石，不仅是高中物理学习的核心内容，更是培养逻辑思维与分析解决问题能力的关键载体。本次测试题旨在全面考察同学们对牛顿三大定律的理解深度与应用技巧，题目设置由浅入深，注重基础概念辨析与实际情境的结合。希望通过这份测试，能帮助同学们查漏补缺，深化对力学世界基本规律的认知。测试题一、选择题（单选）1.关于惯性，下列说法正确的是（）A.物体速度越大，惯性越大B.物体质量越大，惯性越大C.物体受力越大，惯性越大D.物体静止时没有惯性2.用手水平推静止在水平地面上的桌子，桌子未动。下列说法正确的是（）A.手对桌子的推力小于桌子受到的摩擦力B.手对桌子的推力大于桌子受到的摩擦力C.手对桌子的推力等于桌子受到的摩擦力D.桌子不受摩擦力作用3.人站在体重秤上静止不动时，下列说法正确的是（）A.人对秤的压力和秤对人的支持力是一对平衡力B.人受到的重力和秤对人的支持力是一对平衡力C.人受到的重力和人对秤的压力是一对作用力与反作用力D.秤受到的重力和人对秤的压力是一对平衡力4.一物体在光滑水平面上受到水平拉力F的作用，从静止开始运动。则在力F作用的这段时间内，物体的运动情况是（）A.速度不变，加速度不变B.速度增大，加速度增大C.速度增大，加速度不变D.速度不变，加速度增大5.如图所示（示意图，想象一水平面上两个物块A、B，A在左，B在右，一水平力F向右拉B），质量分别为m和M的两个物块A和B叠放在光滑水平面上，现用水平力F拉物块B，使A、B一起向右做匀加速直线运动。则下列说法正确的是（）A.A对B的摩擦力向左，大小为(mF)/(M+m)B.A对B的摩擦力向右，大小为(MF)/(M+m)C.B对A的摩擦力向左，大小为(mF)/(M+m)D.B对A的摩擦力向右，大小为(mF)/(M+m)二、填空题6.质量为2kg的物体，在5N的水平拉力作用下，沿水平地面做匀速直线运动。则物体受到的滑动摩擦力大小为______N，物体与地面间的动摩擦因数为______。若将拉力增大到8N，则此时物体受到的滑动摩擦力大小为______N，物体的加速度大小为______m/s²。三、计算题7.一个质量为4kg的物体静止在粗糙的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2。现对物体施加一个与水平方向成37°角斜向上的拉力F，拉力大小为20N。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s²。求：（1）物体对地面的压力大小；（2）物体受到的摩擦力大小；（3）物体的加速度大小。解析一、选择题1.答案：B解析：惯性是物体保持其原有运动状态（静止或匀速直线运动）的性质，是物体的固有属性。其唯一量度是物体的质量，与物体的速度大小、受力情况、运动状态均无关。质量越大，物体的惯性越大，运动状态越难改变。故B选项正确，A、C、D选项错误。2.答案：C解析：桌子在水平方向上受到手的推力和地面对它的静摩擦力。由于桌子静止不动，处于平衡状态，根据牛顿第一定律（或二力平衡条件），这两个力必定大小相等、方向相反，是一对平衡力。因此，手对桌子的推力等于桌子受到的静摩擦力。故C选项正确，A、B、D选项错误。3.答案：B解析：分析各选项：A选项：人对秤的压力作用在秤上，秤对人的支持力作用在人上，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对作用力与反作用力，而非平衡力（平衡力作用在同一物体上）。故A错误。B选项：人受到的重力（地球对人的吸引力，方向竖直向下）和秤对人的支持力（方向竖直向上）都作用在人上，且人静止，处于平衡状态，这两个力是一对平衡力。故B选项正确。C选项：人受到的重力施力物体是地球，受力物体是人；人对秤的压力施力物体是人，受力物体是秤。这两个力的施力物体和受力物体均不同，且性质也不同（重力是万有引力，压力是弹力），不是作用力与反作用力。故C选项错误。D选项：秤受到的重力作用在秤上，人对秤的压力也作用在秤上，但这两个力方向相同（均竖直向下），显然不可能是平衡力。故D选项错误。4.答案：C解析：物体在光滑水平面上运动，不受摩擦力，只受水平拉力F。根据牛顿第二定律F=ma，由于F恒定，物体质量m不变，所以加速度a恒定不变。物体从静止开始运动，加速度方向与速度方向相同，因此物体的速度会不断增大。故物体做匀加速直线运动，速度增大，加速度不变。C选项正确。5.答案：D解析：首先，将A、B两物块看作一个整体。整体在水平方向上只受到拉力F的作用，总质量为(M+m)。根据牛顿第二定律，整体的加速度a=F/(M+m)，方向水平向右。接下来，隔离物块A进行分析。A在水平方向上只可能受到B对它的静摩擦力（因为整体一起向右加速，A有向右的加速度，根据牛顿第二定律，A必定受到向右的合外力）。因此，B对A的摩擦力f_A是A所受的合外力，方向向右。根据牛顿第二定律，f_A=m*a=mF/(M+m)。根据牛顿第三定律，A对B的摩擦力f_B与B对A的摩擦力f_A大小相等、方向相反。所以f_B=f_A=mF/(M+m)，方向向左。综上所述，B对A的摩擦力向右，大小为(mF)/(M+m)。故D选项正确。二、填空题6.答案：5；0.25；5；1.5解析：物体沿水平地面做匀速直线运动，处于平衡状态，在水平方向上，拉力与滑动摩擦力平衡。因此，滑动摩擦力f=F拉=5N。竖直方向上，物体受到的重力G与地面的支持力N平衡，N=G=mg=2kg*10m/s²=20N。滑动摩擦力f=μN，所以动摩擦因数μ=f/N=5N/20N=0.25。若将拉力增大到8N，由于物体对地面的压力N和动摩擦因数μ都没有改变（压力仍等于重力，因为拉力是水平的），所以滑动摩擦力大小不变，仍为5N。根据牛顿第二定律，此时物体所受合外力F合=F拉'-f=8N-5N=3N。加速度a=F合/m=3N/2kg=1.5m/s²。三、计算题7.解：对物体进行受力分析：物体受到重力G（竖直向下）、拉力F（与水平方向成37°角斜向上）、地面的支持力N（竖直向上）以及滑动摩擦力f（水平向左，与相对运动趋势方向相反，因F有水平向右的分量，物体有向右运动趋势）。（1）物体对地面的压力大小：首先求地面对物体的支持力N。在竖直方向上，物体没有加速度，受力平衡。拉力F在竖直方向的分量为F_y=Fsin37°=20N*0.6=12N，方向竖直向上。重力G=mg=4kg*10m/s²=40N，方向竖直向下。根据竖直方向力的平衡：N+F_y=G，所以N=G-F_y=40N-12N=28N。根据牛顿第三定律，物体对地面的压力N'与地面对物体的支持力N大小相等、方向相反，故N'=N=28N。（2）物体受到的摩擦力大小：物体受到的是滑动摩擦力（因为在拉力作用下物体将运动），f=μN=0.2*28N=5.6N。（3）物体的加速度大小：在水平方向上，拉力F的水平分量F_x=Fcos37°=20N*0.8=16N，方向水平向右。摩擦力f=5.6N，方向水平向左。水平方向的合外力F合=F_x-f=16N-5.6N=10.4N。根据牛顿第二定律，物体的加速度a=F合/m=10.4N/4kg=2.6m/s²。答：（1）物体对地面的压力大小为28N；（2）物体受到的摩擦力大小为5.6N；（3）物体的加速度大小为2.6m/s²。总结与反思通过本次测试，我们可以看到，要熟练掌握牛顿运动定律，关键在于：1.深刻理解概念：如惯性的本质、牛顿三定律的物理意义及其适用条件。2.正确进行受力分析：这是解决力学问题的前提，要养成按顺序（重力、弹力、摩擦力、其他力）分析受力的习惯，并能准确画出受力示意图。3.灵活运用规律：根据物体的运动状态（平衡态或非平衡态）选