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1、牛頓運動定律的理解
一、選擇題
1.(2018·云南學業(yè)考試)(多選)如圖所示,電燈處于靜止狀態(tài),電燈及燈罩的重力為G,電燈及燈罩對細繩的拉力為F1、細繩對電燈及燈罩的拉力為F2.則( )
A.G、F2是一對相互作用力 B.G、F2是一對平衡力
C.F1、F2是一對平衡力 D.F1、F2是一對相互作用力
答案 BD
解析 A項,電燈受重力和燈繩的拉力而處于平衡,故G、F2是一對平衡力;故A項錯誤,B項正確;
C項,電燈對燈繩的拉力為F1、燈繩對電燈的拉力為F2,是一對相互作用的物體之間作用力,故是相互作用力;故C項錯誤;D項正確.
2.伽利略對“自由落體運動”和“運動和力
2、的關(guān)系”的研究,開創(chuàng)了科學實驗和邏輯推理相結(jié)合的重要科學研究方法.圖(a)、(b)分別表示這兩項研究中實驗和邏輯推理的過程,對這兩項研究,下列說法正確的是( )
A.圖(a)通過對自由落體運動的研究,合理外推得出小球在斜面上做勻變速運動
B.圖(a)中先在傾角較小的斜面上進行實驗,可“沖淡”重力,使時間測量更容易
C.圖(b)中完全沒有摩擦阻力的斜面是實際存在的,實驗可實際完成
D.圖(b)的實驗為“理想實驗”,通過邏輯推理得出物體的運動需要力來維持
答案 B
解析 伽利略當時用滴水法計時,無法記錄自由落體的較短時間,伽利略設(shè)計了讓銅球沿阻力很小的斜面滾下,來“沖淡”重力的作
3、用效果,而小球在斜面上運動的加速度要比它豎直下落的加速度小得多,所用時間長得多,所以容易測量.伽利略做了上百次實驗,并通過抽象思維在實驗結(jié)果上做了合理外推.故A項錯誤,B項正確.完全沒有摩擦阻力的斜面是實際不存在的,故C項錯誤.伽利略用抽象思維、數(shù)學推導和科學實驗相結(jié)合的方法得到物體的運動不需要力來維持,故D項錯誤.
3.(2018·煙臺模擬)下列關(guān)于牛頓第一定律的說法中正確的是( )
A.牛頓第一定律是牛頓用實驗直接驗證獲得的
B.牛頓第一定律告訴我們,只有靜止和勻速運動的物體才具有慣性
C.牛頓第一定律的建立過程體現(xiàn)的是理想實驗的思維方法
D.由牛頓第一定律可知,靜止的物體一定
4、不受外力作用
答案 C
解析 A項,牛頓第一定律是牛頓在伽利略等前人實驗的基礎(chǔ)上,根據(jù)邏輯推理得出的,是以實驗為基礎(chǔ),但又不是完全通過實驗得出,故A項錯誤;
B項,牛頓第一定律告訴我們,所有的物體都具有慣性,故B項錯誤;
C項,牛頓第一定律是在實驗的基礎(chǔ)上進一步的推理概括出來的科學理論,采用的理想實驗的思維方法與質(zhì)點概念的建立一樣,都是一種科學的抽象思維方法,故C項正確;
D項,由牛頓第一定律可知,靜止的物體可能不受外力作用,也可能受合力為零,故D項錯誤.
4.(多選)如圖所示,水平力F把一個物體緊壓在豎直的墻壁上靜止不動,下列說法中正確的是( )
A.作用力F與墻壁對物體
5、的壓力是一對作用力與反作用力
B.作用力F與物體對墻壁的壓力是一對平衡力
C.物體的重力與墻壁對物體的靜摩擦力是一對平衡力
D.物體對墻壁的壓力與墻壁對物體的壓力是一對作用力與反作用力
答案 CD
解析 A項,物體在水平方向受到作用力F跟墻壁對物體的壓力兩個力,它們是一對平衡力,不是一對作用力和反作用力,故A項錯誤.
B項,作用力F與物體對墻壁的壓力不是作用在同一個物體上,不是平衡力;故B項錯誤.
C項,物體豎直方向受到重力和墻壁對物體的靜摩擦力兩個作用,物體處于靜止狀態(tài),則這兩個力是一對平衡力,故C項正確.
D項,物體對墻壁的壓力與墻壁對物體的壓力是一對作用力與反作用力.故D
6、項正確.
5.(2018·湖南學業(yè)考試)關(guān)于物體的慣性,下列說法中正確的是( )
A.汽車運動的速度越大越不容易停下來,是因為汽車運動的速度越大慣性越大
B.小球由于重力的作用而自由下落時,它的慣性就不存在了
C.小球被豎直向上拋出后繼續(xù)上升,是因為小球受到一個向上的慣性
D.物體慣性的大小僅與物體的質(zhì)量有關(guān),質(zhì)量大的慣性大
答案 D
解析 A項,質(zhì)量是慣性大小的唯一量度,與速度無關(guān),質(zhì)量越大,慣性越大.故A項錯誤;B項,任何物體在任何情況下都有慣性,小球由于重力的作用而自由下落時,慣性依然存在,故B項錯誤;C項,豎直向空中拋出一個小球,雖然失去了向上的推力,但由于慣性,小球仍
7、然保持原來的運動狀態(tài),所以繼續(xù)向上運動.慣性是物體能夠保持原來的運動狀態(tài)的一種性質(zhì),沒有方向,故C項錯誤;D項,物體慣性的大小僅與物體的質(zhì)量有關(guān),質(zhì)量大的慣性大,故D項正確.
6.(2018·定州市模擬)“殲-20”戰(zhàn)斗機在某次起飛中,由靜止開始加速,當加速度a不斷減小至零時,飛機剛好起飛.關(guān)于起飛過程下列說法正確的是( )
A.飛機所受合力不變,速度增加越來越慢
B.飛機所受合力減小,速度增加越來越快
C.速度方向與加速度方向相同,速度增加越來越快
D.速度方向與加速度方向相同,速度增加越來越慢
答案 D
解析 A、B兩項,根據(jù)牛頓第二定律可知,當加速度a不斷減小至零時合力逐
8、漸減小到零,速度增加得越來越慢,故A、B項錯誤;
C、D兩項,飛機做加速運動,加速度方向與速度方向相同,加速度減小,即速度增加的快慢程度越來越慢,故C項錯誤,D項正確.
7.(2016·課標全國Ⅰ)(多選)一質(zhì)點做勻速直線運動.現(xiàn)對其施加一恒力,且原來作用在質(zhì)點上的力不發(fā)生改變,則( )
A.質(zhì)點速度的方向總是與該恒力的方向相同
B.質(zhì)點速度的方向不可能總是與該恒力的方向垂直
C.質(zhì)點加速度的方向總是與該恒力的方向相同
D.質(zhì)點單位時間內(nèi)速率的變化量總是不變
答案 BC
解析 質(zhì)點開始做勻速運動,處于平衡狀態(tài),施加恒力后,則該質(zhì)點的合外力為該恒力.若該恒力方向與質(zhì)點原運動方向
9、不共線,則質(zhì)點做曲線運動,質(zhì)點速度方向時刻與恒力方向不同,故A項錯誤;若恒力的方向某一時刻與質(zhì)點運動方向垂直,之后質(zhì)點做曲線運動,力與運動方向夾角會發(fā)生變化,例如平拋運動,故B項正確;由牛頓第二定律可知,質(zhì)點加速度方向與其所受合外力方向相同,C項正確;根據(jù)加速度的定義,相等時間內(nèi)速度變化量相同,速率變化量不一定相同,故D項錯誤.
8.馬車在我國古代是主要交通工具,在現(xiàn)在還有一些地方還在使用.如圖所示,已知拖車的質(zhì)量為500 kg,馬匹的質(zhì)量為400 kg,拖車受到馬的拉力為1 000 N、阻力為500 N,則馬匹的加速度和拖車對馬匹的拉力各為( )
A.1.25 m/s2、1 000
10、 N B.1.25 m/s2、500 N
C.1.00 m/s2、1 000 N D.1.00 m/s2、500 N
答案 C
解析 根據(jù)牛頓第二定律,得
a== m/s2=1 m/s2
拖車對馬匹的拉力與馬對拖車的拉力是一對作用力與反作用力關(guān)系,大小相等,所以拖車對馬匹的拉力為1 000 N,故選C項.
9.如圖所示,滑板運動員沿水平地面向前滑行,在橫桿前相對于滑板豎直向上起跳,人與滑板分離,分別從橫桿的上、下通過,忽略人和滑板在運動中受到的阻力,則運動員( )
A.起跳時腳對滑板的作用力斜向后
B.在空中水平方向先加速后減速
C.越過桿后落在滑板的后方
D
11、.越過桿后仍落在滑板上起跳的位置
答案 D
解析 運動員相對于滑板豎直向上起跳,所以腳對滑板的作用力豎直向下,A項錯;人在空中時,水平方向不受力的作用,水平方向速度不變,B項錯;由于人和滑板的水平速度始終相同,所以人落在滑板上起跳的位置,C項錯,D項對.
10.一物塊靜止在粗糙的水平桌面上.從某時刻開始,物塊受到一方向不變的水平拉力作用.假設(shè)物塊與桌面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.以a表示物塊的加速度大小,F(xiàn)表示水平拉力的大?。苷_描述F與a之間的關(guān)系的圖像是( )
答案 C
解析 物塊的受力如圖所示,當F不大于最大靜摩擦力時,物塊仍處于靜止狀態(tài),故其加速度為0;當F大于最
12、大靜摩擦力后,由牛頓第二定律,得F-μFN=ma,即F=μFN+ma,F(xiàn)與a成線性關(guān)系.C項正確.
11.(2018·湘潭一模)一皮帶傳送裝置如圖所示,皮帶的速度v足夠大,輕彈簧一端固定,另一端連接一個質(zhì)量為m的滑塊,已知滑塊與皮帶之間存在摩擦,當滑塊放在皮帶上時,彈簧的軸線恰好水平,若滑塊放到皮帶的瞬間,滑塊的速度為零,且彈簧正好處于自由長度,則當彈簧從自由長度到第一次達最長這一過程中,物體的速度和加速度變化的情況是( )
A.速度增大,加速度增大
B.速度增大,加速度減小
C.速度先增大后減小,加速度先增大后減小
D.速度先增大后減小,加速度先減小后增大
答案 D
解析 物
13、塊滑上傳送帶,受到向左的摩擦力,開始摩擦力大于彈簧的彈力,向左做加速運動,在此過程中,彈簧的彈力逐漸增大,根據(jù)牛頓第二定律,加速度逐漸減小,當彈簧的彈力與滑動摩擦力相等時,速度達到最大,然后彈力大于摩擦力,加速度方向與速度方向相反,物體做減速運動,彈簧彈力繼續(xù)增大,根據(jù)牛頓第二定律得,加速度逐漸增大,速度逐漸減?。蔇項正確,A、B、C三項錯誤.
12.如圖所示,用彈簧秤懸掛一個重G=10 N的金屬塊,使金屬塊部分地浸在臺秤上的水杯中(水不會溢出),若彈簧秤的示數(shù)變?yōu)門′=6 N,則臺秤的示數(shù)( )
A.保持不變 B.增加10 N
C.增加6 N D.增加4 N
答案
14、D
解析 金屬塊浸入水中后,水對金屬塊產(chǎn)生浮力F.由彈簧秤的示數(shù)知,浮力的大小為:F=G-T′=10 N-6 N=4 N
根據(jù)牛頓第三定律,金屬塊對水也施加一個反作用力F′,
其大小F′=F=4 N.通過水和缸的傳遞,對臺秤產(chǎn)生附加壓力.所以,臺秤的示數(shù)增加4 N.
13.如圖所示,物塊A靜止在水平放置的固定板上,若分別對A施加相互垂直的兩個水平拉力F1和F2作用時(F1<F2),A將分別沿F1和F2的方向勻加速滑動,其受到的滑動摩擦力大小分別為Ff1和Ff2,其加速度大小分別為a1和a2;若從靜止開始同時對P施加F1和F2,其受到的滑動摩擦力大小為Ff3,其加速度大小為a3,關(guān)于以上
15、各物理量之間的關(guān)系,判斷正確的是( )
A.a(chǎn)3=a1=a2 B.a(chǎn)3>a2>a1
C.Ff3>Ff1=Ff2 D.Ff1=Ff2>Ff3
答案 B
解析 因拉力均沿水平方向,所以對水平木板的壓力均等于物體A的重力,滑動摩擦力大小相等,C、D兩項錯誤;由已知條件,結(jié)合牛頓第二定律有a3>a2>a1,A項錯誤,B項正確.
14.(2018·湖北聯(lián)考)(多選)某物體在光滑的水平面上受到兩個恒定的水平共點力的作用,以10 m/s2的加速度做勻加速直線運動,其中F1與加速度的方向的夾角為37°,某時刻撤去F1,此后該物體( )
A.加速度可能為5 m/s2 B.速度的變
16、化率可能為6 m/s2
C.1秒內(nèi)速度變化大小可能為20 m/s D.加速度大小一定不為10 m/s2
答案 BC
解析 根據(jù)牛頓第二定律F合=ma=10m,F(xiàn)1與加速度方向的夾角為37°,根據(jù)幾何知識可知,F(xiàn)2有最小值,最小值為F2m=F合sin37°=6m.所以當F1撤消后,合力的最小值為Fmin=6m,此時合力的取值范圍為6m≤F合所以最小的加速度為amin==6 m/s2.故B、C兩項正確.故選B、C兩項.
二、非選擇題
15.在北京殘奧會開幕式上,運動員手拉繩索向上攀登,最終點燃了主火炬.為了探求上升過程中運動員與繩索和吊椅間的作用,可將過程簡化.一根不可伸縮的輕繩跨過輕質(zhì)
17、的定滑輪,一端掛一吊椅,另一端被坐在吊椅上的運動員拉住,如圖所示.設(shè)運動員質(zhì)量為65 kg,吊椅的質(zhì)量為15 kg,不計定滑輪與繩子間的摩擦,重力加速度取g=10 m/s2,當運動員與吊椅一起以a=1 m/s2的加速度上升時,試求:
(1)運動員豎直向下拉繩的力;
(2)運動員對吊椅的壓力.
答案 (1)440 N (2)275 N
解析 (1)設(shè)運動員和吊椅的質(zhì)量分別為M和m,繩拉運動員的力為F.
以運動員和吊椅整體為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律
2F-(M+m)g=(M+m)a
解得F=440 N
根據(jù)牛頓第三定律,運動員拉繩的力的大小為440 N,方向豎直向下.
(2)以運動員為研究對象,運動員受到三個力的作用,重力大小Mg,繩的拉力F,吊椅對運動員的支持力N.
根據(jù)牛頓第二定律F+N-Mg=Ma
解得N=275 N
根據(jù)牛頓第三定律,運動員對吊椅壓力大小為275 N,方向豎直向下.
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