1、單元質(zhì)檢三牛頓運動定律(時間:45分鐘滿分:100分)單元質(zhì)檢第6頁一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。在每小題給出的四個選項中,第15題只有一項符合題目要求,第68題有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)1.在滑冰場上,甲、乙兩個穿著溜冰鞋的小孩原來靜止不動,在猛推一下后分別向相反方向運動。假定兩板與冰面間的動摩擦因數(shù)相同。已知甲在冰上滑行的距離比乙遠,這是由于()A.在推的過程中,甲推乙的力小于乙推甲的力B.在推的過程中,甲推乙的時間小于乙推甲的時間C.在剛分開時,甲的初速度大于乙的初速度D.在分開后,甲的加速度大小小于乙的加速度大小答案C解

2、析在推的過程中,作用力與反作用力大小相等,相互作用時間相同,故A、B均錯;分開后,兩者滑動摩擦力分別為Ff1=m1g,Ff2=m2g,則各自的加速度分別為a1=g,a2=g,兩者做勻減速直線運動的加速度大小相等,則根據(jù)v2=2ax,可知,因為x1x2,則v1v2,故C對、D錯。2.(2018福建省三明月考)直升機懸停在空中向地面投放裝有救災(zāi)物資的箱子,如圖所示。設(shè)投放初速度為零,箱子所受的空氣阻力與箱子下落速度的二次方成正比,且運動過程中箱子始終保持圖示姿態(tài)。在箱子下落過程中,下列說法正確的是()A.箱內(nèi)物體對箱子底部始終沒有壓力B.箱子剛從飛機上投下時,箱內(nèi)物體受到的支持力最大C.箱子接近地

3、面時,箱內(nèi)物體受到的支持力比剛投下時大D.若下落距離足夠長,箱內(nèi)物體有可能不受底部支持力而“飄起來”答案C解析由于箱子在下降的過程中受到空氣的阻力,加速度的大小要小于重力加速度,由牛頓第二定律可知物體一定要受到箱子底部對物體的支持力的作用,所以A錯誤。箱子剛從飛機上投下時,箱子的速度為零,此時受到的阻力的大小也為零,此時加速度的大小為重力加速度,物體處于完全失重狀態(tài),箱內(nèi)物體受到的支持力為零;箱子接近地面時,速度最大,受到的阻力最大,所以箱子底部對物體向上的支持力也是最大的,所以B錯誤,C正確。由以上的分析可知,箱子底部對物體向上的支持力隨速度的增大而增大,所以不可能“飄起來”,所以D錯誤。3

4、.如圖所示,在豎直平面內(nèi)有半徑為R和2R的兩個圓,兩圓的最高點相切,切點為A,B和C分別是小圓和大圓上的兩個點,其中AB長為R,AC長為2R。現(xiàn)沿AB和AC建立兩條光滑軌道,自A處由靜止釋放小球,已知小球沿AB軌道運動到B點所用時間為t1,沿AC軌道運動到C點所用時間為t2,則t1與t2之比為()A.1B.12C.1D.13答案A解析設(shè)AB與豎直方向的夾角為,如圖所示,則AB=2Rcos 由牛頓第二定律得物體沿AB下滑的加速度為a=gcos 解得在AB上運動的時間為t1,則AB=,解得t1=2;設(shè)AC與豎直方向的夾角為,則AC=4Rcos 由牛頓第二定律得物體沿AC下滑的加速度為a=gcos

5、可知物體在AC上運動的時間為t2=2,所以,A正確,B、C、D錯誤。4.如圖所示,質(zhì)量為M的長平板車放在光滑的傾角為的斜面上,車上站著一質(zhì)量為m的人,若要平板車靜止在斜面上,車上的人可以()A.勻速向下奔跑B.以加速度a=gsin 向下加速奔跑C.以加速度a=gsin 向下加速奔跑D.以加速度a=gsin 向上加速奔跑答案C解析小車受重力、支持力及人對小車的壓力及摩擦力而處于平衡狀態(tài);將重力分解,則在沿斜面方向向下的分力為Mgsin ;要使小車處于平衡狀態(tài),則人對小車應(yīng)有沿斜面向上的大小為Mgsin 的力;由牛頓第三定律可知,人受向下的大小為Mgsin 的摩擦力;對人受力分析,則有人受重力、支

6、持力、向下的摩擦力;則人受到的合力為mgsin +Mgsin ;由牛頓第二定律可知a=gsin ,故C正確。5.如圖所示,一個質(zhì)量為M=2 kg的小木板放在光滑的水平地面上,在木板上放著一個質(zhì)量為m=1 kg的小物體,它被一根水平方向上壓縮了的彈簧推著靜止在木板上,這時彈簧的彈力為2 N。現(xiàn)沿水平向左的方向?qū)π∧景迨┮宰饔昧?使木板由靜止開始運動起來,運動中力F由0逐漸增加到9 N,以下說法正確的是()A.物體與小木板先保持相對靜止一會,后相對滑動B.物體受到的摩擦力一直減小C.當(dāng)力F增大到6 N時,物體不受摩擦力作用D.小木板受到9 N的拉力時,物體受到的摩擦力為3 N答案C解析由題,當(dāng)彈簧

7、的彈力是2 N向左時,物體仍然靜止在木板上,所以物體與木板之間的最大靜摩擦力要大于或等于2 N。若要使物體相對于木板向右滑動,則物體受到向右的合力至少為4 N的力,物體的加速度為a= m/s2=4 m/s2同時,物體與木板有相對運動時,木板的加速度要大于物體的加速度,當(dāng)二者相等時,為最小拉力。則有Fmin=(M+m)a=(2+1)4 N=12 N即只有在拉力大于12 N時,物體才能相對于木板滑動,所以在拉力小于9 N時,物體相對于木板靜止。故A錯誤。若物體與木板之間的摩擦力恰好為0,則物體只受到彈簧的彈力的作用,此時物體的加速度為a= m/s2=2 m/s2由于物體始終相對于木板靜止,所以此時

8、整體在水平方向的受力為F0=(M+m)a=(2+1)2 N=6 N所以當(dāng)力F增大到6 N時,物體不受摩擦力作用。則拉力小于6 N之前,摩擦力隨拉力F的增大而減小,當(dāng)拉力大于6 N時,摩擦力又隨拉力的增大而增大。故B錯誤,C正確。小木板受到9 N拉力時,整體的加速度a= m/s2=3 m/s2物體受到的摩擦力為Ff,則ma=Ff+2 N所以Ff=ma-2 N=1 N。故D錯誤。6.如圖,帶有豎直支柱的斜面體靜止在水平地面上,光滑的小球被輕質(zhì)細線和輕彈簧系住靜止于斜面體上,彈簧處于拉伸狀態(tài),現(xiàn)燒斷細線,則在細線燒斷瞬間()A.小球加速度方向沿斜面向下B.小球所受合外力為零C.斜面體對小球的支持力瞬

9、間增大D.地面對斜面體的支持力瞬間增大答案AC解析細線燒斷的瞬間,彈簧的彈力不變,仍然沿斜面向下,小球受重力、支持力和彈簧的彈力作用,合外力沿斜面向下,故A正確,B錯誤。設(shè)開始細繩與斜面的夾角為,斜面的傾角為,細繩燒斷前,在垂直斜面方向上有FTsin +FN=mgcos ,細線燒斷的瞬間,FN=mgcos ,可知支持力瞬間增大,故C正確。對整體分析,燒斷前,整體重力等于支持力,燒斷細線的瞬間,小球有沿斜面向下的加速度,小球處于失重狀態(tài),則地面支持力變小,故D錯誤。7.如圖所示,一個質(zhì)量為m的圓環(huán)套在一根固定的水平長直桿上,環(huán)與桿的動摩擦因數(shù)為。現(xiàn)給環(huán)一個水平向右的恒力F,使圓環(huán)由靜止開始運動,

10、同時對環(huán)施加一個豎直向上、大小隨速度變化的作用力F1=kv,其中k為常數(shù),則圓環(huán)運動過程中()A.最大加速度為B.最大加速度為C.最大速度為D.最大速度為答案AC解析當(dāng)F1=mg,即kv=mg,v=時,圓環(huán)水平方向不受摩擦力,則圓環(huán)的加速度最大為a=,A正確,B錯誤;當(dāng)滑動摩擦力Ff=(kv-mg)=F時,對應(yīng)的速度最大,v=,C正確,D錯誤。8.如圖所示,質(zhì)量為M足夠長的斜面體始終靜止在水平地面上,有一個質(zhì)量為m的小物塊在受到沿斜面向下的力F的作用下,沿斜面勻加速下滑,此過程中斜面體與地面的摩擦力為0。已知重力加速度為g,則下列說法正確的是()A.斜面體給小物塊的作用力大小等于mgB.斜面體

11、對地面的壓力小于(m+M)gC.若將力F的方向突然改為豎直向下,小物塊仍做加速運動D.若將力F撤掉,小物塊將勻速下滑答案AD解析m受到的是沿斜面方向的力作用,m加速下滑,M不受地面的摩擦力作用,說明斜面體給小物塊的作用力大小等于mg,將力F撤掉,小物塊勻速下滑,故A、D正確;視兩物體為整體,具有向下的加速度,有一個向下的合外力,所以斜面體對地面的壓力大于(m+M)g,故B錯誤;若F豎直向下時,將F沿著斜面與垂直斜面方向分解,結(jié)合滑動摩擦力公式,則有=tan ,小物塊仍做勻速運動,故C錯誤。二、實驗題(12分)甲9.(2017河南二七區(qū)月考)某實驗小組在探究加速度與物體受力的關(guān)系實驗中,設(shè)計出如

12、下的實驗方案,其實驗裝置如圖甲所示。已知小車質(zhì)量m1=214.6 g,砝碼盤質(zhì)量m0=7.8 g,所使用的打點計時器交流電源頻率f=50 Hz。其實驗步驟是:A.按圖中所示安裝好實驗裝置;B.調(diào)節(jié)長木板的傾角,輕推小車后,使小車能沿長木板向下做勻速直線運動;C.取下細繩和砝碼盤,記下砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m;D.將小車置于打點計時器旁,先接通電源,再放開小車,打出一條紙帶,由紙帶求得小車的加速度a;E.重新掛上細繩和砝碼盤,改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量,重復(fù)BD步驟,求得小車在不同合外力F作用下的加速度。回答下列問題:(1)按上述方案做實驗,是否要求砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量?(選填“是”或“

13、否”)。(2)某同學(xué)將有關(guān)測量數(shù)據(jù)填入他所設(shè)計的表格中,如下表,次數(shù)12345砝碼盤中砝碼的重力F/N0.100.200.290.390.49小車的加速度a/(ms-2)0.881.441.842.382.89他根據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫出a-F圖象(如圖丙)。造成圖線不過坐標(biāo)原點的一條最主要原因是。從該圖線延長線與橫軸的交點可求出的物理量是,其大小為。丙答案(1)否(2)在計算小車所受的合外力時未計入砝碼盤的重力(只要涉及“未考慮砝碼質(zhì)量的因素”就算正確)砝碼盤的重力0.08 N解析(1)掛上細繩和砝碼盤,小車做勻速運動,所以,取下細繩和砝碼盤后,小車加速運動時所受的合外力等于砝碼和砝碼盤的總重力,因

14、此,實驗中不必使砝碼及砝碼盤的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量。(2)實驗中本應(yīng)有(m0+m)g=m1a,由于實驗中未計入砝碼盤的質(zhì)量m0,測得的圖象與真實圖象相比沿F軸左移m0g,圖象將不過原點。由圖象及上述分析可知m0g=0.08 N。三、計算題(本題共3小題,共40分)10.(10分)一物體沿斜面向上以12 m/s的初速度開始滑動,它沿斜面向上以及沿斜面向下滑動的v-t圖象如圖所示,求斜面的傾角以及物體與斜面間的動摩擦因數(shù)。(g取10 m/s2)答案斜面的傾角30,物體與斜面間的動摩擦因數(shù)=。解析由題圖可知上滑過程的加速度a=則a上= m/s2=6 m/s2,下滑過程的加速度a下= m/s2=4 m

15、/s2上滑過程和下滑過程對物體受力分析如圖上滑過程a上=gsin +gcos 下滑過程a下=gsin -gcos ,聯(lián)立解得=30,=11.(14分)如圖所示,一質(zhì)量為mB=2 kg的木板B靜止在光滑的水平面上,其右端上表面緊靠一固定斜面軌道的底端(斜面底端與木板B右端的上表面之間有一段小圓弧平滑連接),軌道與水平面的夾角=37。一質(zhì)量也為mA=2 kg的物塊A由斜面軌道上距軌道底端x0=8 m處靜止釋放,物塊A剛好沒有從木板B的左端滑出。已知物塊A與斜面軌道間的動摩擦因數(shù)為1=0.25,與木板B上表面間的動摩擦因數(shù)為2=0.2,sin =0.6,cos =0.8,g取10 m/s2,物塊A可

16、看作質(zhì)點。求:(1)物塊A剛滑上木板B時的速度為多大?(2)物塊A從剛滑上木板B到相對木板B靜止共經(jīng)歷了多長時間?(3)木板B有多長?答案(1)8 m/s(2)t2=2 s(3)L=8 m解析(1)物塊A從斜面滑下的加速度為a1,則mAgsin -1mAgcos =mAa1解得a1=4 m/s2物塊A滑到木板B上的速度為v1= m/s=8 m/s(2)物塊A在木板B上滑動時,它們在水平方向上的受力大小相等,質(zhì)量也相等,故它們的加速度大小相等,數(shù)值為a2=2g=2 m/s2設(shè)木板B的長度為L,二者最終的共同速度為v2,對物塊A有v2=v1-a2t2,xA=v1t2-a2對木板B有v2=a2t2,

17、xB=a2位移關(guān)系xA-xB=L聯(lián)立解得相對滑行的時間和木板B的長度分別為t2=2 s,L=8 m12.(16分)如圖所示,一水平的足夠長的淺色長傳送帶與平板緊靠在一起,且上表面在同一水平面。傳送帶上左端放置一質(zhì)量為m=1 kg的煤塊(視為質(zhì)點),煤塊與傳送帶及煤塊與平板上表面之間的動摩擦因數(shù)為均為1=0.1。初始時,傳送帶與煤塊及平板都是靜止的。現(xiàn)讓傳送帶以恒定的向右加速度a=3 m/s2開始運動,當(dāng)其速度達到v=1.5 m/s后,便以此速度做勻速運動。經(jīng)過一段時間,煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后,煤塊相對于傳送帶不再滑動,隨后,在平穩(wěn)滑上右端平板上的同時,在平板右側(cè)施加一個水平恒力F=

18、17 N,F作用了0.5 s 時煤塊與平板速度恰相等,此時刻撤去F。最終煤塊沒有從平板上滑下,已知平板質(zhì)量M=4 kg(重力加速度g取10 m/s2),求:(1)傳送帶上黑色痕跡的長度;(2)有F作用期間平板的加速度大小;(3)平板上表面至少多長(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。答案(1)s=0.75 m(2)a2=2 m/s2(3)L=0.65 m解析(1)煤塊在傳送帶上發(fā)生相對運動時,加速度a1=1g,解得a1=1 m/s2,向右;設(shè)經(jīng)過時間t1,傳送帶達到速度v,經(jīng)過時間t2,煤塊速度達到v,即v=a1t1=a2t2,解得t1=2.5 s,t2=7.5 s傳送帶發(fā)生的位移s=+v(t2-t1)煤塊發(fā)生的位移s=黑色痕跡長度即傳送帶與煤塊發(fā)生的位移之差,即s=0.75 m(2)煤塊滑上平板時的速度為v0=1.5 m/