第四章 牛顿运动定律 限时训练（2）-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

大胆想象 体验收获的愉悦 纠错总结 提升自我的捷径 石家庄康福外国语学校 GYWL（高一物理）--030 制作时间：2024-12-09 使用时间 2024-12-12 制作人：牛志军 审核：物理组 牛顿运动定律限时训练题(2) （时间：40分钟） 一、单项选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的) 1．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，一定处于静止状态 2．一个质量m＝2 kg的物体放置在光滑水平桌面上，受到三个沿水平方向共点力F1、F2、F3的作用，且这三个力的大小和方向构成如图所示的三角形，已知F2＝0.5 N，则下列说法正确的是(　　) A．这个物体共受到四个力的作用 B．这个物体的合力大小为0 C．这个物体的加速度大小为1 m/s2 D．这个物体的加速度与F2方向相同 3．如图所示，手推车的篮子里装有一篮球，女孩把手推车沿斜面向上匀速推动，篮子的底面平行于斜面，靠近女孩的一侧面垂直于底面，下列说法正确的有(　　) A．篮子底面受到的压力大于篮球的重力 B．篮子对篮球的作用力小于篮球的重力 C．人对篮球的作用力等于篮球的重力 D．篮子右侧面受到的压力小于篮球的重力 4．如图所示，质量为m的物体放在质量为M、倾角为θ的斜面体上，斜面体置于粗糙的水平地面上，用平行于斜面的力F拉物体使其沿斜面向下匀速运动，斜面体始终静止，则下列说法正确的是(　　) A．斜面体对地面的摩擦力大小为Fcos θ B．斜面体对地面的支持力为(M＋m)g C．物体对斜面体的摩擦力的大小为F D．斜面体对物体的作用力竖直向上 5．夸克(quark)是一种基本粒子，也是构成物质的基本单元．其中正、反顶夸克之间的强相互作用势能可写为Ep＝－k，式中r是正、反顶夸克之间的距离，αs是无单位的常量，k是与单位制有关的常数，则在国际单位制中常数k的单位是(　　) A．N·m B．N C．J/m D．J·m 6. 如图所示，跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型：运动员从高处落到处于自然状态的跳板上，随跳板一同向下做变速运动到达最低点，然后随跳板反弹，则(　　) A．运动员与跳板接触的全过程中只有超重状态 B．运动员把跳板压到最低点时，他所受外力的合力为零 C．运动员能跳得高的原因从受力角度来看，是因为跳板对他的作用力远大于他的重力 D．运动员能跳得高的原因从受力角度来看，是因为跳板对他的作用力远大于他对跳板的作用力 7．如图所示，运动员手持网球拍托球沿水平面匀加速运动，设球拍和球的质量分别为M、m，球拍平面和水平面之间的夹角为θ，球拍与球保持相对静止，它们之间的摩擦及空气阻力不计，则(　　) A．运动员的加速度大小为gsin θ B．运动员对球拍的作用力为 C．运动员对球拍的作用力为 D．若运动员的加速度大于gsin θ，则球一定沿球拍向上运动 8. 如图是汽车运送圆柱形工件的示意图．图中P、Q、N是固定在车体上的压力传感器，假设圆柱形工件表面光滑，汽车静止不动时Q传感器示数为零，P、N传感器示数不为零．当汽车向左匀加速启动过程中，P传感器示数为零，而Q、N传感器示数不为零．已知sin 15°＝0.26，cos 15°＝0.97，tan 15°＝0.27，g＝10 m/s2.则汽车向左匀加速启动的加速度可能为(　　) A．3 m/s2 B．2.5 m/s2 C．2 m/s2 D．1.5 m/s2 二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 9．(多选)某物体在光滑的水平面上受到两个恒定的水平共点力的作用，以10 m/s2的加速度做匀加速直线运动，其中F1与加速度的方向的夹角为37°，某时刻撤去F1，此后该物体(　　) A．加速度可能为5 m/s2 B．速度的变化率可能为6 m/s2 C．1 秒内速度变化大小可能为20 m/s D．加速度大小一定不为10 m/s2 10．(多选)木箱重G1，人重G2，人站在木箱里用力F向上推木箱，如图所示，则有(　　) A．人对木箱底的压力大小为G2＋F B．人对木箱底的压力大小为G2 C．木箱对地面的压力大小为G2＋G1－F D．木箱对地面的压力大小为G1＋G2 11．(多选)如图所示，倾角为θ的斜面静置于地面上，斜面上表面光滑，A、B、C三球的质量分别为m、2m、3m，轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与A球相连，A、B间固定一个轻杆，B、C间由一轻质细线连接．弹簧、轻杆与细线均平行于斜面，初始系统处于静止状态，现突然剪断细线．下列判断正确的是(　) A．细线被剪断的瞬间，A、B、C三个小球的加速度均为零 B．细线被剪断的瞬间，A、B之间杆的弹力大小为零 C．细线被剪断的瞬间，A、B球的加速度沿斜面向上，大小为gsin θ D．细线被剪断的瞬间，A、B之间杆的弹力大小为4mgsin θ 12. (多选)如图甲所示，物块的质量m＝1 kg，初速度v0＝10 m/s，在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻后恒力F突然反向，整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图象如图乙所示，g＝10 m/s2.下列选项中正确的是(　　) A．2秒末～3秒末内物块做匀减速运动 B．在t＝1 s时刻，恒力F反向 C．物块与水平面间的动摩擦因数为0.3 D．恒力F大小为10 N 三、非选择题（本题共3小题，共44分） 13．如图甲所示，为一倾角θ＝37°足够长的斜面，将一质量为m＝1 kg的物体无初速度在斜面上释放，同时施加一沿斜面向上的拉力，拉力随时间变化关系图象如图乙所示，与斜面间动摩擦因数μ＝0.25.取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求： (1)2 s末物体的速度； (2)前16 s内物体发生的位移． 14. 一小物块随足够长的水平传送带一起运动，被一水平向左飞行的子弹击中并从物块中穿过，如图甲所示．固定在传送带右端的位移传感器记录了小物块被击中后的位移x随时间的变化关系如图乙所示(图象前3 s内为二次函数，3 s～4.5 s内为一次函数，取向左运动的方向为正方向)．已知传送带的速度v1保持不变，g取10 m/s2. (1)求传送带速度v1的大小； (2)求零时刻物块速度v0的大小； (3)在图丙中画出物块对应的v－t图象． 15．如图所示，一质量为mB＝2 kg，长为L＝6 m的薄木板B放在水平面上，质量为mA＝2 kg的物体A(可视为质点)在一电动机拉动下从木板左端以v0＝5 m/s的速度向右匀速运动．在物体带动下，木板以a＝2 m/s2的加速度从静止开始做匀加速直线运动，此时牵引物体的轻绳的拉力F＝8 N．已知各接触面间的动摩擦因数恒定，重力加速度g取10 m/s2，求： (1)经多长时间物体A滑离木板？ (2)木板与水平面间的动摩擦因数为多少？ (3)物体A滑离木板后立即取走物体A，木板能继续滑行的距离为多少？ 牛顿运动定律限时训练题(2)参考答案 一、单项选择题( 1． 答案　A 解析　做匀变速直线运动的物体，加速度恒定不变，由牛顿第二定律知，它所受合外力是恒定不变的，故A正确；由牛顿第二定律可知，加速度与合外力方向相同，与速度不一定在同一方向上，故B错误；物体受到的合外力增大时，加速度一定增大，物体的运动速度变化一定加快，而速度不一定加快，故C错误；物体所受合外力为零时，物体的加速度一定等于零，速度不一定为零，故D错误． 2． 答案　C 解析　物体共受到五个力的作用：重力、支持力、F1、F2、F3，A错误；竖直方向上的重力和支持力平衡，合力为零，根据几何知识可知F3＝1 N，故水平方向上的三力的合力F合＝2F3＝2 N，方向沿F3方向，B错误；根据牛顿第二定律可知a＝＝1 m/s2，方向沿F3方向，C正确，D错误． 3． 答案　D 解析　对篮球受力分析，并运用合成法如图所示： 设斜面倾角为θ，根据几何知识可知，篮子底部对篮球的支持力FN1＝mgcos θ，根据牛顿第三定律，则篮子底面受到的压力为mgcos θ<mg，A错误；篮子右侧面对篮球的支持力FN2＝mgsin θ，根据牛顿第三定律，则篮子右侧面受到的压力为mgsin θ<mg，篮子对篮球的作用力为FN1、FN2的合力，大小等于篮球的重力，B错误，D正确；人对篮球没有作用力，C错误． 4． 答案　A 解析　由于斜面体和物体都处于平衡状态，将斜面体和物体看成一个整体，由受力情况可得：地面对斜面体的摩擦力大小为Fcos θ，地面对斜面体的支持力大小为(M＋m)g＋Fsin θ，由牛顿第三定律可知A对，B错；隔离物体进行受力分析，斜面体对物体的摩擦力大小为F＋mgsin θ，由牛顿第三定律可知C错；斜面体对物体的作用力即为物体受到的支持力与摩擦力的合力，由力的合成可知斜面体对物体的作用力与物体的重力和F的合力大小相等、方向相反，故斜面体对物体的作用力不在竖直方向上，D错． 5．答案　D 解析　由题意有k＝－，αs是无单位的常量，Ep的国际单位是J，r的国际单位是m，在国际单位制中常数k的单位是J·m，D正确，A、B、C错误． 6. 答案　C 解析　运动员与跳板接触的下降过程中，先向下加速，然后向下减速，最后速度为零，则加速度先向下，然后向上，所以下降过程中既有失重状态也有超重状态，同理上升过程中也存在超重和失重状态，故A错误；运动员把跳板压到最低点时，跳板给运动员的弹力大于运动员受到的重力，合外力不为零，故B错误；从最低点到运动员离开跳板过程中，跳板对运动员的作用力做正功，重力做负功，二力做功位移一样，运动员动能增加，因此跳板对他的作用力大于他的重力，故C正确；跳板对运动员的作用力与运动员对跳板的作用力是作用力与反作用力，大小相等，故D错误． 7． 答案　C 8. 答案　A 解析　当汽车向左匀加速启动过程中，P传感器示数为零而Q、N传感器示数不为零，对圆柱形工件受力分析如图所示． 根据牛顿第二定律得： FQ＋mg＝FNcos 15° F合＝FNsin 15°＝ma 联立可得：a＝tan 15°＝×0.27＋10×0.27 m/s2＝0.27·＋2.7 m/s2＞2.7 m/s2，故加速度大于2.7 m/s2，故可能的为A选项． 二、多项选择题 9．答案　BC 解析　根据牛顿第二定律得F合＝ma＝10m，F1与加速度方向的夹角为37°，根据几何知识可知，F2有最小值，最小值为F2min＝F合sin 37°＝6m，所以当F1撤去后，合力的最小值为Fmin＝6m，此时合力的取值范围为F合≥6m，所以最小的加速度为amin＝＝6 m/s2，故B、C正确． 10．答案　AD 解析　对人隔离受力分析有：竖直向下的重力G2、向下的作用力F、向上的支持力FN，可得FN＝G2＋F，根据牛顿第三定律，人对木箱底的压力大小为G2＋F，选项A正确，B错误；将人与木箱看成一个整体，可得木箱对地面的压力大小为G1＋G2，选项C错误，D正确． 11．答案　CD 解析　剪断细线前，以A、B、C组成的系统为研究对象，系统静止，处于平衡状态，所受合力为零，则弹簧的弹力为F＝(3m＋2m＋m)gsin θ＝6mgsin θ.以C为研究对象知，细线的拉力为3mgsin θ.剪断细线的瞬间，由于弹簧弹力不能突变，弹簧弹力不变，以A、B组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律得F－(m＋2m)gsin θ＝(m＋2m)aAB，解得A、B两个小球的加速度为aAB＝gsin θ，方向沿斜面向上，以B为研究对象，由牛顿第二定律得：FAB－2mgsin θ＝2maAB，解得杆的拉力为FAB＝4mgsin θ，以C为研究对象，由牛顿第二定律得aC＝gsin θ，方向沿斜面向下，故C、D正确，A、B错误． 12. 答案　BC 解析　物块做匀减速直线运动的加速度大小为：a1＝＝10 m/s2，物块做匀减速直线运动的时间为：t1＝＝ s＝1 s，即在t＝1 s末恒力F反向，物块做匀加速直线运动，故A项错误，B项正确； 物块匀加速直线运动的加速度大小：a2＝＝4 m/s2，根据牛顿第二定律得：F＋Ff＝ma1，F－Ff＝ma2，联立解得：F＝7 N，Ff＝3 N，由Ff＝μmg，得μ＝0.3，故C项正确，D项错误． 三、非选择题（本题共3小题，共44分） 13． 解析：(1)分析可知物体在前2 s内沿斜面向下做初速度为零的匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得 mgsin θ－F1－μmgcos θ＝ma1， v1＝a1t1， 代入数据可得 v1＝5 m/s. (2)设物体在前2 s内发生的位移为x1，则 x1＝a1t＝5 m. 当拉力为F2＝4.5 N时，由牛顿第二定律可得 F2＋μmgcos θ－mgsin θ＝ma2， 代入数据可得a2＝0.5 m/s2， 物体经过t2时间速度减为0，则 v1＝a2t2，t2＝10 s， 设t2时间发生的位移为x2，则 x2＝a2t＝25 m， 由于mgsin θ－μmgcos θ＜F2＜μmgcos θ＋mgsin θ，则物体在剩下4 s时间内处于静止状态． 故物体在前16 s内发生的位移x＝x1＋x2＝30 m，方向沿斜面向下． 14. 解析：(1)由x－t的图象可知，物块被击穿后，先向左减速，2 s末减到v＝0，然后向右加速，3 s末后与传送带共速v1＝＝2 m/s，以后随传送带一起做匀速运动． (2)2 s～3 s内，物块向右匀加速运动，加速度大小a＝μg，v1＝aΔt1 0～2 s内，物块向左匀减速运动，加速度大小a＝μg 解得零时刻物块的速度v0＝aΔt2＝4 m/s. (3)根据x－t的图象分析得到的运动规律用v－t图象画出如图所示． 15． 解析：(1)设经t0时间物体A滑离木板，则 对A：xA＝v0t0 对木板B：xB＝at xA－xB＝L 代入数据解得t0＝2 s(另解舍去) (2)A在B上滑动时，A匀速运动，则FfAB＝F＝8 N. 设地面对B的滑动摩擦力为FfB1，则由牛顿第二定律得 FfAB－FfB1＝mBa 又FfB1＝μFN FN＝(mA＋mB)g 解得μ＝0.1. (3)物体A滑离时B板的速度vB＝at0＝4 m/s B板向前减速滑行过程中，由牛顿第二定律得 μmBg＝mBaB 解得aB＝μg＝1 m/s2 木板继续滑行的位移xB＝＝8 m. 旧书不厌百回读，熟读深思子自如 旧书不厌百回读，熟读深思子自如 旧书不厌百回读，熟读深思子自如 旧书不厌百回读，熟读深思子自如 学科网（北京）股份有限公司 $$