内容正文:
专题3.1牛顿三定律的理解及实验—【练】
一、练基础
1.(2021·青岛一模)伽利略对“自由落体运动”和“运动和力的关系”的研究,开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图 (a)、(b)分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程,对这两项研究,下列说法正确的是
A.图(a)通过对自由落体运动的研究,合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动
B.图(a)中先在倾角较小的斜面上进行实验,可“冲淡”重力,使时间测量更容易
C.图(b)中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的,实验可实际完成
D.图(b)的实验为“理想实验”,通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持
【答案】B
【解析】伽利略设想物体下落的速度与时间成正比,因为当时无法测量物体的瞬时速度,所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比,那么位移与时间的平方成正比;由于当时用滴水法计时,无法记录自由落体的较短时间,伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下,来“冲淡”重力的作用效果,而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多,所用时间长得多,所以容易测量。伽利略做了上百次实验,并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推。故A错误,B正确。完全没有摩擦阻力的斜面是实际不存在,故C错误。伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得到物体的运动不需要力来维持,故D错误。
2. (2021·山东济宁市微山县第二中学高三月考)引体向上是同学们经常做的一项健身运动.该运动的规范动作是:两手正握单杠,由悬垂开始,上拉时,下颚需超过单杠面.下放时,两臂放直,不能曲臂,如图所示,这样上拉下放,重复动作,达到锻炼臂力和腹肌的目的.关于做引体向上动作时人的受力,以下判断正确的是( )
A.加速上拉过程中,单杠给人的作用力大于人给单杠的作用力
B.在加速下放过程中,单杠对人的作用力等于人对单杠的作用力
C.悬垂静止时,单杠对人的作用力与人对单杠的作用力是一对平衡力
D.加速下放过程中,在某瞬间人可能不受力的作用
【答案】 B
【解析】无论是上拉过程、下放过程,还是悬垂静止时,单杠对人的作用力总等于人对单杠的作用力,是一对相互作用力,与人的运动状态无关,选项A、C错误,B正确;加速下放过程中,人受到的合外力向下,故D错误.
3.(2021·浙江衢州市高三二模)大型油罐车内的油在运输过程中极易发生涌动(如图1),为了防止油涌动导致车体重心急剧变化的危害,在油罐车内部设置了一些固定挡板(如图2)。下列说法错误的是( )
A.油罐车匀速向左拐弯时,油罐内的油将涌动到油罐的右侧
B.油罐车在设置挡板后,减小了油的惯性,使油不容易发生涌动
C.油罐车在匀速前进的过程中突然刹车,挡板可以减弱油向前剧烈涌动
D.油罐车在平直道路上匀速前进时,即使没有挡油板油也几乎不会涌动
【答案】B
【解析】A.由于惯性油罐车匀速向左拐弯时,油罐内的油将涌动到油罐的右侧,故A正确;B.惯性取决于物体的质量,故B错误;C.油罐车在匀速前进的过程中突然刹车,由于惯性油向前剧烈涌动,设置挡板并不能改变油的惯性,但能减弱油向前剧烈涌动,故C正确;D.油罐车在平直道路上匀速前进时,由牛顿第一定律可知,即使没有挡油板油也几乎不会涌动,故D正确。本题选不正确的,故选B。
4.(2021·广东湛江市高三一模)一质量为m的乘客站在倾角为的自动扶梯的水平踏板上,随扶梯一起以大小为的加速度加速上行,如图所示。重力加速度大小为g。该过程中,乘客对踏板的压力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】该过程中,乘客在竖直向上方向的加速度大小设踏板对乘客的支持力大小为F,在竖直方向上,由牛顿第二定律有,解得,由牛顿第三定律可得,乘客对踏板的压力大小,所以C正确;ABD错误;故选C。
5.(2021届山东省济南市高三模拟)如图所示,A球和天花板之间用轻弹簧相连,A球和B球之间用轻细线相连,整个系统保持静止。已知轻弹簧的劲度系数为k,A、B两球的质量分别为m和2m,重力加速度为g。现剪断轻细线,弹簧的变化始终在弹性限度内,下列说法正确的是( )
A.剪断瞬间,A球的加速度为0
B.剪断瞬间,A球的加速度为2g
C.剪断后,当A球上升到最高点时,弹簧的形变量为
D.剪断后,当A球上升到最高点时,弹簧的形变量为
【答案】BC
【解析】剪断前弹簧的弹力为,剪断瞬间,根据牛顿第二定律得,解得 ,A错误,B正确;剪断后小球A做简谐振动,根据对称性,小球在最高点的加速度也等于2g,方向向下,由牛顿第二定律得,解得,C正确,D错误。故选BC。
6.(2020·河北邢台市质检)一个箱子放在水平地面上,箱内有一固定的竖直杆,在杆上套着一个环,箱与杆的质量为M,环的质量为m,如图所示.已知重力加速度为g,环沿杆以加速度a匀加速下滑,则此时