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1、必修1 第四章牛顿运动定律一、选择题1、下列关于惯性的说法中,正确的是( )A人走路时没有惯性,被绊倒时有惯性B百米赛跑到终点时不能立即停下来是由于惯性,停下来时就没有惯性了C物体没有受外力作用时有惯性,受外力作用后惯性被克服了D物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关答案:D 解析:惯性是物体的固有属性,物体在任何情况下都有惯性,且惯性的大小与物体的运动状态及受力情况均无关,它仅取决于物体的质量大小,因此A、B、C错误,D正确。AB2、如图所示,一个劈形物体A,各面均光滑,放在固定的斜面上,上表面水平,在上表面放一个光滑小球。劈形物体由静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )A.
2、沿斜面向下的直线 B.竖直向下的直线C.无规则的曲线 D.抛物线答案:B解析:由牛顿第一定律可知,力是改变物体运动状态的原因。如果物体在某个方向不受力,则物体在此方向上的运动状态就不会改变。对小球进行受力分析,可知小球在与斜面相碰之前,仅受竖直方向上的重力和A的支持力,小球在水平方向上并没有受到力的作用,故小球水平方向上不会发生运动状态的改变,仍保持原来的静止状态,所以其轨迹为竖直向下的直线。3、 关于牛顿第二定律的下列说法中,正确的是 ( )A物体加速度的大小由物体的质量和物体所受合力大小决定,与物体的速度无关B. 物体加速度的方向只由它所受合力的方向决定,与速度方向无关C. 物体所受合力的
3、方向和加速度的方向及速度方向总是相同的D. 一旦物体所受合力为零,则物体的加速度立即为零,其运动也就逐渐停止了答案:AB解析 对于某个物体,合力的大小决定加速度的大小,合力的方向决定加速度的方向,而速度的方向与加速度方向无关。根据牛顿第二定律的瞬时性特征,合力一旦为零,则加速度立即为零,则速度不再发生变化,以后作匀速直线运动。选项A、B正确。4、 关于速度、加速度和合外力之间的关系,下述说法正确的是( )A做匀变速直线运动的物体,它所受合外力是恒定不变的B做匀变速直线运动的物体,它的速度、加速度、合外力三者总是在同一方向上C物体受到的合外力增大时,物体的运动速度一定加快D物体所受合外力为零时,
4、一定处于静止状态答案 A解析 匀变速直线运动就是加速度恒定不变的直线运动,所以做匀变速直线运动的物体的合外力是恒定不变的,选项A正确。做匀变速直线运动的物体,它的加速度与合外力的方向一定相同,但加速度与速度的方向就不一定相同了,所以B选项是错的。物体所的合外力增大时,它的加速度一定增大,但速度就不一定增大了,选项C是错的。物体所受合外力为零时,不一定处于静止状态,也可以处于匀速运动状态,选项D是错的。本题正确选项是A。5、如图所示,位于光滑固定斜面上的小物块P受到一个水平向右的推力F的作用,已知小物块P沿斜面加速下滑,现保持F的方向不变,使其减小,则加速度( )PFA一定变小B一定变大C一定不
5、变D可能变小,可能变大,也可能不变答案:B解析:小物块P在推力F的作用下,沿光滑固定斜面加速下滑,设小物块的质量为m,斜面的倾角为,分析小物块的受力,并建立小物块的动力学方程,由牛顿第二定律,有:mgsin-Fcos=ma故a=gsin-(Fcos)/m 当保持F的方向不变,使其减小时,加速度a一定变大,故B选项正确。6、.如图所示, AD、BD、CD都是光滑的直角斜面,斜面固定在水平地面上,现使一小物体分别从A、B、C点由静止开始下滑到D点,所用时间分别为t1、t2、t3,则 At1t2t3 Bt3t2t1 Ct2t1=t3 Dt2t1t3答案:C、解析:沿光滑斜面下滑的加速度a为gcos
6、(为斜面顶角),设底边长为d,可知斜面长s为,由s=at2 和数学知识可得C正确。7、 在光滑的水平桌面上,有一个静止的物体,给物体施以水平作用力,在力作用到物体上的瞬间,则( )A. 物体同时具有加速度和速度B. 物体立即获得加速度,速度仍为零C. 物体立即获得速度,加速度仍为零D. 物体的速度和加速度均为零答案:B 解析 外力与加速度是瞬时对应关系,所以在力作用到物体上的瞬时,物体立即具有加速度,但物体的速度还得从零开始增大,不可能立即具有速度。本题正确的选项是B。、8、如图,轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连,下端与另一质量为M的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状
7、态。现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,木块1、2的加速度大小分别为a1、a2 ,重力加速度大小为g 。则有( )A, B,C,D,答案:C解析:要求抽出木板的瞬时,木块1、2的加速度大小,必须分析此瞬间物体所受的合力为多大,而分析此时的受力情况,离不开原来的受力情况分析。对木块1,木板抽出前受到一对平衡力(重力和弹簧的弹力,mg=F弹)的作用,木板抽出后的受力情况不变,因而其加速度为零。对木块2,木板抽出前受到重力和向下的弹簧弹力、竖直向上的木板的支持力,合力为零;当抽出木板的瞬时木板的支持力消失,只剩下竖直向下的力,F合= Mg+ F弹= Mg+ mg ,根据牛顿第二定律有:Mg+
8、 mg= M a2可得:二、非选择题9、如图所示,D是一滑雪场示意图,其中AC是长L=0.8m、倾角=37的斜坡,CD段是与斜坡平滑连接的水平面。人从A点由静止下滑,经过C点时速度大小不变,又在水平面上滑行一段距离后停下。人与接触面间的动摩擦因数均为=0.25,不计空气阻力,(g=10m/s2,sing37=0.6,cos37=0.8)求:(1)人从斜坡顶端A滑至底端C所用的时间;(2)人在离C点多远处停下?答案:(1)2s (2)12.8m解析:人沿斜坡做匀加速运动,在水平面上人做匀减速运动。由牛顿第二定律求出加速度,再根据运动学公式求出下滑时间和运动的距离。(1)人在斜坡上下滑时,受力如图
9、所示。设人沿斜坡下滑的加速度为a,沿斜坡方向,由牛顿第二定律得:mgsin-Ff=ma滑动摩擦力Ff=FN垂直于斜坡方向有:FN-mgcos=0由匀变速运动规律得:联立以上各式得:a=gsin-gcos=4 m/s2解得:t=2s(2)人在水平面上滑行时,水平方向只受到地面的摩擦力作用。设在水平面上人减速运动的加速度为,由牛顿第二定律得:mg=m a设人到达c处的速度为v,由匀变速运动规律知下滑过程:v2=2al水平面上:0-v2=-2 as联立以上各式解得s=12.8m10、某航空公司的一架客机,在正常航线上做水平飞行时,突然受到强大的垂直气流的作用,使飞机在10s内下降高度为1800 m,
10、造成众多乘客和机组人员的伤害事故,如果只研究在竖直方向上的运动,且假设这一运动是匀变速直线运动。(1)求飞机在竖直方向上产生的加速度多大?(2)试估算质量为65 kg的乘客所系安全带必须提供多大拉力才能使乘客不脱离座椅。答案:(1)36 m/s2 (2)1690 N 解析:(1)飞机在竖直方向做匀加速运动,由位移公式s =at2 得a =m/s2=36 m/s2 (2)设安全带提供的拉力为F,由牛顿第二定律:F+mg=ma 得F=m(a-g)=1690 N 11机车A拉着一节车厢B向右行驶。用FAB和FBA分别代表A对B和B对A的作用力。已知B行驶时受到的阻力F阻=2.0103 N。画出题中情
11、境的草图,回答以下问题。(1)A拉B匀速行驶时,FAB与F阻有什么关系?FAB和FBA有什么关系?(要说明大小和方向两方面的关系,并说明回答的根据。)(2)A拉B加速行驶时,FAB和F阻有什么关系?FAB和FBA有什么关系?若车厢B的质量是4.0 t,加速度a是0.3 m/s2,FAB和FBA各等于多少?解析:(1)因为A拉B匀速运动,即物体处于平衡状态,因此B车厢所受的合力为零,故FAB=F阻。而FAB与FBA是一对相互作用力,根据牛顿第三定律,它们总是大小相等方向相反。(2)因为A拉B加速行驶,根据牛顿第二定律:FAB-F阻=ma,所以FABF阻。而FAB与FBA是一对相互作用力,根据牛顿
12、第三定律, 它们总是大小相等方向相反。由牛顿第二定律:FAB-F阻=maFAB=ma+F阻=4.01030.3N+2.0103N=3.2103N由牛顿第三定律:FAB与FBA是一对相互作用力,它们总是大小相等方向相反。即FAB=FBA=3.2103N12、.如图所示,质量为M的人通过定滑轮将质量为m的重物以加速度a上提。若绳与竖直方向夹角为,求: (1)人受到地面的摩擦力多大?(2)人对地面的压力多大?.解析:对物体:T-mg=ma解之得 T=m(g+a) 对人: f=Tsin N+Tcos=Mg 解之得:f=m(g+a)sin N=Mg-m(g+a)cos 13 在粗糙的水平面上,有两个相的
13、物互接触体如图2所示,用水平力F由左向右推M,两物块一起加速运动,已知M两物块质量分别为M和m,物块与地面间的摩擦因数相同,求物体间的作用力为多大?解析、对整体运动定律F-u(M+m)g=(M+m)a对m有:FN-umg=ma解得:FN=:mf/(M+m)14、 滑雪是冬天的一项极具刺激性的体育运动,如图甲所示,滑雪者踏着雪橇(它们的总质量为100kg)在倾角37的斜面上向下滑动,在运动过程中受到的空气阻力与速度成正比,在运动过程中受到的空气阻力与速度成正比,现测得雪橇运动的t图线如图311乙所示,图中的AB直线是曲线的切线,B点坐标为(4,15),CD是曲线的渐近线,试求空气的阻力系数k和雪
14、橇与斜坡间的动摩擦因素(g取10m/s2,sin370.6).解:由牛顿第二定律得mgsinkvmgcos=ma 当v1=5m/s时a1=2.5m/s2当v2=10m/s时a2=0分别代入式得6005k80025060010k8000k=50 =0.125 15、 如图所示,小车在水平路面上加速向右运动,一个质量为m的小球,用一条水平绳和一条斜绳(斜绳与竖直方向30),把该小球系于车内,不计绳的质量,求下列情况下,两绳对小球的拉力大小。(1)车以加速度a1运动;(2)车以加度度a2g运动.解(1)设OA、OB绳张力分别为TA、TBTA0时,加速度为a0 则a0gtang a0 a0故TA0设OB绳与竖直方向夹角为则TBcos =mgTBsinma2由得TBmg16.贝贝和晶晶在探究牛顿第二定律的过程中分别采用了以下方案:两人都在水平桌面上放上一端