内容正文:
牛顿第一定律 牛顿第二定律
一、单选题
1.如图所示,滑冰运动员用力将冰刀后蹬,可以向前滑行;停止用力,会逐渐停下,且滑行的速度越大,停下所需时间越长,滑的越远。有四位同学对此过程发表了自己的看法,你认为正确的是( )
A.运动员的运动需要力来维持
B.停止用力,运动员停下来是具有惯性的表现
C.停止用力,运动员停下来是由于摩擦力的作用
D.速度越大,停下所需时间越长,说明惯性的大小和速度有关
2.如图所示,一只盛水的容器固定在一个小车上,在容器中分别悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球,容器中水和铁球、乒乓球都处于静止状态,当容器随小车突然向右运动时,两球的运动状况是(以小车为参考系)( )
A.铁球向左,乒乓球向右 B.铁球向右,乒乓球向左
C.铁球和乒乓球都向左 D.铁球和乒乓球都向右
3.“歼-20”战斗机在某次起飞中,由静止开始加速,当加速度a不断减小至零时,飞机刚好起飞。关于起飞过程,下列说法正确的是( )
A.飞机所受合力不变,速度增加越来越慢
B.飞机所受合力减小,速度增加越来越快
C.速度方向与加速度方向相同,速度增加越来越快
D.速度方向与加速度方向相同,速度增加越来越慢
4.2021年10月16日0时23分,“神舟十三号”成功发射,顺利将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送入太空并进驻空间站。在空间站中,如需测量一个物体的质量,需要运用一些特殊方法:如图所示,先对质量为的标准物体P施加一水平恒力F,测得其在内的速度变化量大小是,然后将标准物体与待测物体Q紧靠在一起,施加同一水平恒力F,测得它们内速度变化量大小是。则待测物体Q的质量为( )
A. B. C. D.
5.航天员王亚平在“天宫一号”目标飞行器里成功进行了我国首次太空授课。授课中的一个实验展示了失重状态下液滴的表面张力引起的效应。在视频中可观察到漂浮的液滴处于相互垂直的两个椭球之间不断变化的周期性“脉动”中。假设液滴处于完全失重状态,液滴的上述“脉动”可视为液滴形状的周期性微小变化(振动),如图所示。已知液滴振动的频率表达式为,其中k为一个无单位的比例系数,r为液滴半径,ρ为液体密度,σ为液体表面张力系数(其单位为N/m),α、β、γ是相应的待定常数。对于这几个待定常数的大小,下列表达式中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
6.在2022年北京冬奥会中,我国花样滑冰运动员隋文静和韩聪以出色的表现为中国代表队夺得第9金。如图所示为比赛时的两个场景,下列说法正确的是( )
A.在欣赏花样滑冰运动时,要将运动员看作质点
B.韩聪用力将隋文静抛出,说明力能改变物体的运动状态
C.韩聪拉着隋文静旋转时,韩聪对隋文静的力大于隋文静对韩聪的力
D.韩聪拉着隋文静旋转时,隋文静的速度方向始终沿着其伸直的手臂方向
7.如图,将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处,上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节,使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放,物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关。若由30°逐渐增大至60°,物块的下滑时间t将( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大
8.如图,某飞行器在月球表面起飞后,一段时间内沿与月面夹角为θ的直线做加速运动。此段时间飞行器发动机的喷气方向可能沿( )
A.方向① B.方向② C.方向③ D.方向④
9.某人想测量地铁启动过程中的加速度,他把一根细绳的下端绑着一支圆珠笔,细绳的上端用电工胶布临时固定在地铁的竖直扶手上。在地铁起动后的某段加速过程中,细绳偏离了竖直方向,他用手机拍摄了当时情景的照片,拍摄方向跟地铁前进方向垂直。细绳偏离竖直方向约为,估算此时地铁的加速度是多少( )
A. B. C. D.
10.某同学使用轻弹簧、直尺钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图所示,弹簧上端固定,在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。不挂钢球时,弹簧下端指针位于直尺20cm刻度处;下端悬挂钢球,静止时指针位于直尺40cm刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上,就可用此装置直接测量竖直方向的加速度。取竖直向上为正方向,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.30cm刻度对应的加速度为 - 0.5g B.40cm刻度对应的加速度为g
C.50cm刻度对应的加速度为2g D.各刻度对应加速度的值是不均匀的
11.如图甲所示,水平地面上轻弹簧左端固定,右端通过小物块压缩后锁定,时解除锁定释放小物块。计算机通过小物块上的速度传感器描绘出它的图线如图乙所示,其中段为曲线,段为直线,倾斜直线是时图线的切线,已知小物块的质量为,重力加速度,则下列说法正确的是( )
A.小物块与地面间的动摩擦因数为0.3 B.小物块与地面间的动摩擦因数为0.4
C.弹簧的劲度系数为 D.弹簧的劲度系数为
12.如图为用索道运输货物的情景,已知倾斜的索道与水平方向的夹角为37°,重物与车厢地板之间的动摩擦因数为0.3.当载重车厢沿索道向上加速运动时,重物与车厢仍然保持相对静止状态,重物对车厢水平地板的正压力为其重力的1.15倍,sin37°=0.6,cos37°=0.8,那么这时重物对车厢地板的摩擦力大小为( )
A.0.35mg B.0. 3mg
C.0.23mg D.0. 2mg
二、多选题
13.如图所示,轻质弹簧上端固定,不挂重物时下端位置在C点;在下端挂一个质量为m的物体(可视为质点)后再次保持静止,此时物体位于A点;将物体向下拉至B点后释放。关于物体的运动情况,下面说法中正确的是( )
A.物体由B到A的运动过程中,物体的加速度一直在减小
B.物体由B到A的运动过程中,物体的速度一直在增大
C.物体由B到C的运动过程中,物体的加速度一直在增大
D.物体由B到C的运动过程中,物体的速度先增大后减小
14.如图,圆柱形玻璃容器内装满液体静置于水平面上,容器中有a、b、c三个不同材质的物块,物块a、c均对容器壁有压力,物块b悬浮于容器内的液体中,忽略a、c与容器壁间的摩擦。现给容器施加一个水平向右的恒力,使容器向右做匀加速直线运动。下列说法正确的是( )
A.三个物块将保持图中位置不变,与容器一起向右加速运动
B.物块a将相对于容器向左运动,最终与容器右侧壁相互挤压
C.物块b将相对于容器保持静止,与容器一起做匀加速运动
D.物块c将相对于容器向右运动,最终与容器右侧壁相互挤压
15.如图,在倾角为的光滑斜面上,有两个物块P和Q,质量分别为和,用与斜面平行的轻质弹簧相连接,在沿斜面向上的恒力F作用下,两物块一起向上做匀加速直线运动,则( )
A.两物块一起运动的加速度大小为
B.弹簧的弹力大小为
C.若只增大,两物块一起向上匀加速运动时,它们的间距变大
D.若只增大,两物块一起向上匀加速运动时,它们的间距变大
三、解答题
16.物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中。如图所示,倾斜滑轨与水平面成24°角,长度,水平滑轨长度可调,两滑轨间平滑连接。若货物从倾斜滑轨顶端由静止开始下滑,其与滑轨间的动摩擦因数均为,货物可视为质点(取,,重力加速度)。
(1)求货物在倾斜滑轨上滑行时加速度的大小;
(2)求货物在倾斜滑轨末端时速度的大小;
(3)若货物滑离水平滑轨末端时的速度不超过2m/s,求水平滑轨的最短长度。
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
A
D
B
D
B
D
C
A
A
题号
11
12
13
14
15
答案
C
D
ABD
CD
BC
1.C
【详解】A.力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的,故A错误;
BC.停止用力,运动员停下来是由于摩擦力的作用,而继续运动是因为惯性,故B错误,C正确;
D.摩擦力一定时,根据运动学公式可知,速度越大,停下所需时间越长,但惯性与自身的质量有关,与速度无关,故D错误。
故选C。
2.A
【详解】小车突然向右运动时,由于惯性,铁球和乒乓球都“想”保持原有的静止状态,由于与同体积的“水球”相比铁球的质量大,惯性大,铁球的运动状态难改变,而同体积的“水球”的运动状态容易改变,所以小车加速向右运动时,铁球相对于小车向左运动.同理,由于与同体积的“水球”相比乒乓球的质量小,惯性小,乒乓球相对于小车向右运动.
故A正确,BCD错误.
3.D
【详解】AB.根据牛顿第二定律可知,当加速度a不断减小至零时合力逐渐减小到零,速度增加得越来越慢,故A、B项错误;
CD.飞机做加速运动,加速度方向与速度方向相同,加速度减小,即速度增加的快慢程度越来越慢,故C项错误,D项正确。
故选D。
4.B
【详解】对P施加F时,根据牛顿第二定律有
①
对P和Q整体施加F时,根据牛顿第二定律有
②
联立①②解得
故选B。
5.D
【详解】A.从物理单位的量纲来考虑,则A中单位为
而频率的单位是Hz(s-1),故A错误;
B.B选项单位为
B错误;
C.C选项单位为
故C错误;
D.D选项单位为
故D正确。
故选D。
6.B
【详解】A.在欣赏花样滑冰运动时,要欣赏运动员的动作,不能将运动员看作质点,A错误;
B.韩聪用力将隋文静抛出,说明力能改变物体的运动状态,B正确;
C.根据牛顿第三定律,韩聪拉着隋文静旋转时,韩聪对隋文静的力等于隋文静对韩聪的力,C错误;
D.韩聪拉着隋文静旋转时,隋文静的速度方向始终沿着其圆周运动的切线方向,D错误。
故选B。
7.D
【详解】设PQ的水平距离为L,由运动学公式可知
可得
可知时,t 有最小值,故当从由30°逐渐增大至60°时下滑时间t先减小后增大。
故选D。
8.C
【详解】上升器在起飞后的某段时间内的飞行方向与水平面成角,且速度在不断增大,说明飞船所受合外力的方向与速度同向,上升器受重力和喷气推力水平面作用,即重力与推力的合力与速度方向相同,上升器所受喷气的反冲力与喷气方向相反,由图可知只有推力在③的反方向时,合力才可能与速度v同向。故C正确,ABD错误。
故选C。
9.A
【详解】对圆珠笔进行受力分析如图所示
由此可得mg与绳子的拉力的合力F合,根据牛顿第二定律
由图可分析出
解得
故A正确,BCD错误;
故选A。
10.A
【分析】由题知,不挂钢球时,弹簧下端指针位于直尺20cm刻度处,则弹簧的原长l0 = 0.2m;下端悬挂钢球,静止时指针位于直尺40cm刻度处,则根据受力平衡有
mg = k(l - l0)
可计算出
k =
【详解】A.由分析可知,在30cm刻度时,有
F弹 - mg = ma(取竖直向上为正方向)
代入数据有
a = - 0.5g
A正确;
B.由分析可知,在40cm刻度时,有
mg = F弹
则40cm刻度对应的加速度为0,B错误;
C.由分析可知,在50cm刻度时,有
F弹 - mg = ma(取竖直向上为正方向)
代入数据有
a = 0.5g
C错误;
D.设刻度对应值为x,结合分析可知
,x = (取竖直向上为正方向)
经过计算有
a = (x > 0.2)或a = (x < 0.2)
根据以上分析,加速度a与刻度对应值为x成线性关系,则各刻度对应加速度的值是均匀的,D错误。
故选A。
11.C
【详解】AB.根据v-t图线的斜率表示加速度,由题中图象知,滑块脱离弹簧后的加速度大小
由牛顿第二定律得,摩擦力大小为
所以
AB错误;
CD.刚释放时滑块的加速度为
由牛顿第二定律得
代入数据解得
C正确,D错误。
故选C。
12.D
【详解】将a沿水平和竖直两个方向分解,对重物受力分析如图
水平方向:
竖直方向:
由
三式联立解得答案为f=0.20mg,D正确.
13.ABD
【详解】AB.物体在A点处于平衡状态,从B到A过程中,弹簧弹力大于重力,根据牛顿第二定律可知,物体将向A加速运动,随着弹簧形变量的减小,物体加速度将逐渐减小,而小球速度一直增大,AB正确;
CD.小球从B到C向上运动,当到达A时弹力等于重力,物体速度达到最大,然后物体将向C做减速运动,从A到C过程中,弹簧弹力逐渐减小,因此物体做减速运动的加速度逐渐增大,故从B到C整个过程中,物体加速度先减小后增大,速度先增大后减小,C错误,D正确。
故选ABD。
14.CD
【详解】由题意可知,c浮在上面对上壁有压力,可知c排开水的质量大于c本身的质量,同理b排开水的质量等于b本身的质量,a排开水的质量小于a本身的质量;则当容器向右做匀加速运动时,由牛顿第一定律可知,物块a将相对于容器向左运动,最终与容器左侧壁相互挤压;物块b将相对于容器保持静止,与容器一起做匀加速运动;物块c因相等体积的水将向左运动,则导致c将相对于容器向右运动,最终与容器右侧壁相互挤压(可将c想象为一个小气泡)。
故选CD。
15.BC
【详解】A.对整体受力分析,根据牛顿第二定律有
解得,故A错误;
B.对m2受力分析,根据牛顿第二定律有
解得,故B正确;
C.根据,可知若只增大,两物块一起向上匀加速运动时,弹力变大,根据胡克定律,可知伸长量变大,故它们的间距变大,故C正确;
D.根据,可知只增大,两物块一起向上匀加速运动时,弹力不变,根据胡克定律,可知伸长量不变,故它们的间距不变,故D错误。
故选BC。
16.(1);(2);(3)
【详解】(1)根据牛顿第二定律可得
代入数据解得
(2)根据运动学公式
解得
(3)根据牛顿第二定律
根据运动学公式
代入数据联立解得
学科网(北京)股份有限公司
$$