章末强化练(四) 牛顿运动定律（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中物理必修第一册（粤教版2019）

章末强化练(四)　牛顿运动定律 (时间：60分钟　满分：100分) 一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分．第1～5小题只有一个选项正确，第6～8小题有多个选项正确，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 1．下列说法正确的是(　　) A．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因 B．一个运动的物体，如果不再受力，它总会逐渐停下来，这说明，静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态” C．伽利略根据理想实验推论得出：如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去 D．车速越大，刹车后滑行的距离越长，所以惯性越大 C　[伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，故A错误；一个运动的物体，它总会逐渐停下来，是因为物体受到了摩擦力，如果不受力，物体会永远运动下去，故B错误；伽利略根据理想实验推论出：如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去，故C正确；惯性只与质量有关，与速度无关，故D错误．] 2．当作用在物体上的合外力不为零时(　　) A．物体的运动状态一定变化 B．物体的速度一定越来越小 C．物体的速度可能不变 D．物体的速度一定越来越大 A　[物体的合外力不为零，则物体的加速度不为零，物体的运动状态一定变化，即速度必然改变；当加速度方向与速度方向相同时，速度增大，相反时，速度减小．] 3．如图所示，光滑斜面固定于水平面，滑块A、B叠放后一起沿斜面下滑，且始终保持相对静止，A上表面水平，则在斜面上运动时，B受力的示意图为(　　) A　[整体向下匀加速直线运动，加速度方向沿斜面向下，则B的加速度方向沿斜面向下．根据牛顿第二定律知，B的合力沿斜面向下，则B一定受到水平向左的摩擦力以及重力和支持力．] 4．质量为60 kg的人，站在升降机内的台秤上，测得体重为700 N，则升降机的运动应是(g＝10 m/s2)(　　) A．匀速上升或匀速下降　　　　　 B．加速上升 C．减速上升 D．自由落体 B　[根据题意可知人所受支持力大于自身重力，处于超重状态，人具有竖直向上的加速度，因此升降机的可能运动情况是加速上升或者减速下降．] 5．如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，以速度v0匀速向下运动．在传送带的上端轻轻放上一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ＜tan θ，则图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是(　　) D　[开始时小木块相对传送带向后，滑动摩擦力向下，则下滑的加速度为 a1＝g sin θ＋μg cos θ 则第一阶段做向下的匀加速直线运动，因皮带足够长，则木块和传送带能够共速，共速时，因μ<tan θ，即最大静摩擦力小于重力的下滑分力，木块将继续加速，加速度为 a2＝g sin θ－μg cos θ 综上所述，木块先以a1做匀加速直线运动，后以a2做匀加速直线运动，故A、B、C错误，D正确．] 6．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，物体的运动情况是(　　) A．加速度由零逐渐增大到某一数值后，又逐渐减小到零 B．速度由零逐渐增大到某一数值后，又逐渐减小到零 C．位移一直增大 D．物体先沿该力的反方向运动，又反向运动 AC　[物体在几个共点力作用下处于静止状态，知合力等于零，其中一个力逐渐变小到零后又逐渐复原，知合力先增大后减小，根据牛顿第二定律得，加速度先增大后减小．加速度的方向始终与速度方向相同，知速度逐渐增大直到最大值，物体一直沿该力的反方向运动，位移一直增大. ] 7．如图所示，轻绳一端固定在小车支架上，另一端拴着两质量不同的小球．当小车水平向右运动且两段轻绳与竖直方向的夹角均始终为θ时，若不计空气阻力，下列说法正确的是(　　) A．两小球的加速度相等 B．两段轻绳中的张力可能相等 C．小车的速度越大，θ越大 D．小车的加速度越大，θ越大 AD　[由于两球与小车相对静止，则两球的加速度与小车的加速度相等，A正确；对上面的小球受力分析可知，若两绳的拉力相等，上面的小球的加速度竖直向下，会向下运动，B错误；对两球整体，由牛顿第二定律可得a＝g tan θ，小车的加速度越大，θ越大，因为小车做加速运动，速度一定越来越大，C错误，D正确．] 8．如图所示，在水平面上沿直线运动的小车上有一个固定的水平横杆，横杆左端悬挂着小球A，小车底板右端放置着物块B，A、B均相对车厢静止，物块B通过一轻质弹簧与竖杆相连，已知小球A的质量mA＝0.2 kg.悬线与竖直方向的夹角为α＝37 °，物块B的质量mB＝0.4 kg，物块B与车厢底板间无摩擦，弹簧的劲度系数为k＝100 N/m, (g取10 m/s2 ，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8).下列判断可能正确的是(　　) A．弹簧处于伸长状态 B．弹簧处于压缩状态 C．弹簧的形变量为2.4 cm D．弹簧的形变量为3.0 cm BD　[对A研究，受重力和细线的拉力，如图所示： 根据牛顿第二定律得：mAg tan 37°＝mAa，代入数据得：a＝7.5 m/s2，由图可知A受到的合外力向右，则B受到的弹力方向也向右，所以弹簧处于压缩状态，根据牛顿第二定律可得：kΔx＝mBa，代入数据解得：Δx＝3.0 cm.] 二、实验题(本题共1小题，共14分) 9．(14分)光电门是一种可以测量物体瞬时速度的器材，它利用的基本原理是：极短时间内的平均速度大小可以近似认为是该时刻的瞬时速度大小．某同学利用光电门测量滑块与导轨之间的动摩擦因数，该同学首先用游标卡尺对滑块上遮光片的宽度进行测量，然后将导轨的一端适当垫高，使导轨平面与水平面间的夹角为θ，安装好光电门，测出两光电门之间的距离l，给光电门接通电源，再让滑块从导轨高的一端自由滑下，滑块先后经过两光电门时，光电门1的计时器上显示0.032 s，光电门2的计时器上显示0.017 s. (1)由图乙可知遮光片的宽度为________cm. (2)该同学利用测量的数据计算出滑块经过光电门1时的速率为________m/s(结果保留三位有效数字). (3)若滑块经过光电门1、2时的速度大小分别为v1、v2，用v1、v2、θ、l、g可以将滑块与导轨间的动摩擦因数表示为____________． 解析　(1)游标卡尺的主尺读数为29 mm，游标尺分度值为0.05 mm，读数为0.05×14 mm＝0.70 mm，故最终读数为29.70 mm＝2.970 cm. (2)根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，滑块经过光电门1的速率为v＝＝ m/s＝0.928 m/s. (3)根据速度—位移公式得v－v＝2al，解得a＝，根据牛顿第二定律得mg sin θ－μmg cos θ＝ma，则动摩擦因数μ＝tan θ－. 答案　(1)2.970　(2)0.928　(3)tan θ－ 三、计算题(本题共3小题，共38分．要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位) 10．(12分)如图甲所示，质量m＝5 kg的物体静止在水平地面上的O点，如果用F1＝20 N的水平恒定拉力拉它时，运动的s­t图像如图乙所示；如果水平恒定拉力变为F2，运动的v­t图像如图丙所示(g取10 m/s2).求： (1)物体与水平地面间的动摩擦因数； (2)拉力F2的大小． 解析　(1)由题图乙可知，如果用F1＝20 N的力拉物体，物体做匀速直线运动，有F1＝μmg， 解得μ＝＝＝0.4. (2)根据速度—时间图线知，物体的加速度 a＝＝ m/s2＝2 m/s2， 根据牛顿第二定律得F2－μmg＝ma， 解得F2＝μmg＋ma＝(0.4×50＋5×2) N＝30 N. 答案　(1)0.4　(2)30 N 11．(12分)如图所示，在光滑的水平面上有甲、乙两木块，质量不等分别为m1和m2，中间用原长为l0、劲度系数为k的轻质弹簧连接起来，现用一水平力F向右拉木块乙，当两木块一起向右匀加速运动时，求： (1)两木块的加速度a的大小； (2)弹簧的形变量x和甲乙两木块之间的距离l. 解析　(1)对整体：F＝(m1＋m2)a，a＝. (2)对甲：F弹＝kx＝m1a x＝ 则l＝l0＋. 答案　(1)　(2)　 l0＋ 12．(14分)2018年11月15日，京东获得了全球首个省域无人机物流许可证，这也许标志着整个无人机配送物流时代即将到来．如图所示，在一次载货测试中，一架质量为1 kg的无人机，下方固定一个质量为0.5 kg的配送箱，箱中放有一个质量为1.5 kg的货物，若无人机从地面以最大升力竖直起飞，6 s内上升了 36 m，假设无人机竖直飞行时所受阻力大小恒为6 N．求：(g＝10 m/s2) (1)无人机提供的最大升力的大小； (2)此过程中货物受到箱底的支持力的大小； (3)若6 s末无人机升力变为24 N，求无人机最高能上升到距地面多高处？ 解析　(1)在匀加速上升的过程中，有h＝at2 解得a＝2 m/s2 根据牛顿第二定律可得：Fm－f－m总g＝m总a 解得Fm＝42 N (2)对货物进行受力分析，根据牛顿第二定律可得 FN－mg＝ma 解得FN＝18 N (3)若6 s末无人机升力变为24 N，无人机做减速运动，根据牛顿第二定律可得F－f－m总g＝m总a1 解得a1＝－4 m/s2 t＝6 s时的速度vt＝at＝12 m/s 匀减速上升的距离h1＝＝ m＝18 m 无人机最高能上升到距地面的高度 H＝h1＋h＝54 m. 答案　(1)42 N　(2)18 N　(3)54 m 学科网（北京）股份有限公司 $$