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1、綜合測評(四)　牛頓運動定律 (分值：100分　時間：60分鐘) 命題報告 知識點 簡單 中等 較難 對牛頓第一定律的理解 1、9 對牛頓第二定律的理解 2 超重與失重 3 瞬時加速度的計算 4 動力學的圖象問題 6 8、11 動力學的兩類問題 5 7、12 實驗：驗證牛頓第二定律 10 一、選擇題(本大題共8個小題，每小題6分，共48分) 1. (2014·北京高考)伽利略創(chuàng)造的把實驗、假設(shè)和邏輯推理相結(jié)合的科學方法，有力地促進了人類科學認識的發(fā)展．利用如圖1所示的裝置做如下實驗：小球從左側(cè)斜面上

2、的O點由靜止釋放后沿斜面向下運動，并沿右側(cè)斜面上升．斜面上先后鋪墊三種粗糙程度逐漸降低的材料時，小球沿右側(cè)斜面上升到的最高位置依次為1、2、3.根據(jù)三次實驗結(jié)果的對比，可以得到的最直接的結(jié)論是(　　) 圖1 A．如果斜面光滑，小球?qū)⑸仙脚cO點等高的位置 B．如果小球不受力，它將一直保持勻速運動或靜止狀態(tài) C．如果小球受到力的作用，它的運動狀態(tài)將發(fā)生改變 D．小球受到的力一定時，質(zhì)量越大，它的加速度越小 【解析】　本題考查伽利略實驗，需要學生理解實驗并有一定的思維辨識能力．根據(jù)題意，鋪墊材料粗糙程度降低時，小球上升的最高位置升高，當斜面絕對光滑時，小球在斜面上沒有能量損失，因此

3、可以上升到與O點等高的位置，而B、C、D三個選項，從題目不能直接得出，所以，選項A正確． 【答案】　A 2．(2014·鎮(zhèn)江一中高一檢測)下面說法正確的是(　　) A．物體所受合外力越大，加速度越大 B．物體所受合外力越大，速度越大 C．物體在外力作用下做勻加速直線運動，當合外力逐漸減小時，物體的速度逐漸減小 D．物體的加速度大小不變一定受恒力作用 【解析】　根據(jù)牛頓第二定律，物體受的合外力決定了物體的加速度，而加速度大小和速度大小無關(guān)，A對B錯；物體做勻加速運動說明加速度方向與速度方向一致，當合外力減小但方向不變時，加速度減小但方向也不變，所以物體仍然做加速運動，速度增加，C錯

4、誤；加速度是矢量，其方向與合外力方向一致，加速度大小不變，若方向發(fā)生變化，合外力方向必然變化，D錯誤． 【答案】　A 3．(多選)(2014·合肥一中高一檢測)在升降機中，一個人站在磅秤上，發(fā)現(xiàn)自己的體重減輕了20%，于是他作出下列判斷，其中正確的是(　　) A．升降機以0.8g的加速度加速上升 B．升降機以0.2g的加速度加速下降 C．升降機以0.2g的加速度減速上升 D．升降機以0.8g的加速度減速下降 【解析】　A、D項的a＝0.8g，方向豎直向上，由牛頓第二定律F－mg＝ma得F＝1.8mg，其中F為人的視重，即人此時處于超重狀態(tài)，A、D錯誤．B、C項的a＝0.2g，方向

5、豎直向下，根據(jù)牛頓第二定律mg－F′＝ma，得F′＝0.8mg，人的視重比實際重力小×100%＝20%，B、C正確． 【答案】　BC 4．如圖2所示，吊籃P懸掛在天花板上，與吊籃質(zhì)量相等的物體Q被固定在吊籃中的輕彈簧托住，當懸掛吊籃的細繩燒斷的瞬間，吊籃P和物體Q的加速度大小分別是(　　) 圖2 A．a(chǎn)P＝g　aQ＝g B．a(chǎn)P＝2g　aQ＝g C．a(chǎn)P＝g　aQ＝2g D．a(chǎn)P＝2g　aQ＝0 【解析】　原來平衡，彈簧彈力F與Q重力mg相等．細繩燒斷瞬間，彈簧彈力不變，故Q所受合力仍為零，故aQ＝0；P受到重力mg和彈簧向下的壓力mg，故加速度aP＝＝＝2g.故D正確．

6、 【答案】　D 5．如圖3所示，有一輛汽車滿載西瓜在水平路面上勻速前進．突然發(fā)現(xiàn)意外情況，緊急剎車做勻減速運動，加速度大小為a，則中間一質(zhì)量為m的西瓜A受到其他西瓜對它的作用力的大小是(　　) 圖3 A．m　　　　　 B．ma C．m D．m(g＋a) 【解析】　對西瓜A受力分析如圖，F(xiàn)表示周圍西瓜對A的作用力，則由牛頓第二定律得：＝ma，解得：F＝m，故選C. 【答案】　C 6．如圖4所示，足夠長的傳送帶與水平面夾角為θ，以速度v0逆時針勻速轉(zhuǎn)動．在傳送帶的上端輕輕放置一個質(zhì)量為m的小木塊，小木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ

7、速度隨時間變化關(guān)系的是 (　　) 圖4 【解析】　小木塊剛釋放后相對于傳送帶向上運動，所受滑動摩擦力為μmgcos θ，這一段加速度大小為a1，方向沿斜面向下，根據(jù)牛頓第二定律得mgsin θ＋μmgcos θ＝ma1，a1＝gsin θ＋μgcos θ.從木塊與傳送帶速度相同后，小木塊沿傳送帶向下運動，受到傳送帶的滑動摩擦力沿傳送帶向上，加速度大小為a2，由于μμmgcos θ，由牛頓第二定律得mgsin θ－μmgcos θ＝ma2，a2＝gsin θ－μgcos θ，木塊仍加速下滑，由于a1>a2，故圖象為D. 【答案】　D 7. (20

8、14·新課標全國卷Ⅰ)如圖5，用橡皮筋將一小球懸掛在小車的架子上，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)使小車從靜止開始向左加速，加速度從零開始逐漸增大到某一值，然后保持此值，小球穩(wěn)定地偏離豎直方向某一角度(橡皮筋在彈性限度內(nèi))．與穩(wěn)定在豎直位置時相比，小球的高度(　　) 圖5 A．一定升高 B．一定降低 C．保持不變 D．升高或降低由橡皮筋的勁度系數(shù)決定 【解析】　這是一連接體，當穩(wěn)定后，小球與小車有相同的加速度，橡皮筋中彈力滿足胡克定律，并且豎直方向合力為零，由此判斷橡皮筋豎直方向的分量與原來長度的關(guān)系．設(shè)橡皮筋原長為l0、勁度系數(shù)為k，靜止時，橡皮筋長度為l，加速時長度為l′且與豎直方向夾

9、角為θ. 由胡克定律可知，靜止時k(l－l0)＝mg，加速時小球受力分析如圖所示，由牛頓第二定律可知 k(l′－l0)cos θ＝mg k(l′－l0)sin θ＝ma 則k(l－l0)＝k(l′－l0)cos θ l′cos θ＝l－l0(1－cos θ) 即l′cos θ

10、，運動過程中加速度不變，v－t圖象為圖中虛線所示．受空氣阻力的大小與速率成正比關(guān)系的物體，上升過程中：mg＋kv＝ma，a＝g＋，開始時加速度最大，上升過程中a始終大于g，實線v－t圖象斜率均大于虛線斜率，只有選項D符合題意． 【答案】　D 二、填空題(本大題共2個小題，共18分) 9．(6分)(2014·上海高考)牛頓第一定律表明，力是物體________發(fā)生變化的原因；該定律引出的一個重要概念是________． 【解析】　牛頓第一定律表明，力不是維持物體運動的原因，而是物體運動狀態(tài)發(fā)生變化的原因；物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)，叫作慣性，因此牛頓第一定律又叫慣性

11、定律． 【答案】　運動狀態(tài)　慣性 10．(12分)(1)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中備有下列器材： A．電磁打點計時器；B.天平(帶砝碼)；C.秒表；D.低壓直流電源；E.紙帶和復寫紙；F.導線；G.細繩；H.小車；I.砂和小桶；J.一端附有滑輪的長木塊；K.砝碼 其中多余的器材是________(填代號)，缺少的器材是________和________． (2)在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時，分別以________為縱坐標、________為橫坐標作圖象，這樣就能直觀地看出其關(guān)系． 【解析】　(1)實驗的重點是在質(zhì)量一定時，根據(jù)不同力作用下打出的紙帶，求出加速度；在力

12、一定時，根據(jù)在不同質(zhì)量條件下打出的紙帶，求出加速度．故只要明確打點計時器工作原理和實驗步驟，則可判斷多余的器材是C、D；缺少的器材是低壓交流電源和刻度尺． (2)探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時，以a為縱坐標，以為橫坐標，作出的圖象為經(jīng)過原點的傾斜直線，這樣很容易看出它們的關(guān)系． 【答案】　(1)C、D　低壓交流電源　刻度尺　(2)a　 三、計算題(本大題共2個小題，共34分) 11．(16分)如圖6甲所示，質(zhì)量為1 kg的物塊，在水平向右、大小為5 N的恒力F作用下，沿粗糙水平面由靜止開始運動．在運動過程中，物塊受到水平向左的空氣阻力，其大小隨著物塊速度的增大而增大．且當物塊速度為零時，

13、空氣阻力也為零．物塊加速度a與時間t的關(guān)系圖線如圖6乙所示．取重力加速度g＝10 m/s2，求： 甲　　　　　　　　　乙 圖6 (1)物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ； (2)t＝5 s時物塊速度的大??； (3)t＝6 s時空氣阻力的大?。? 【解析】　(1)當t＝0時，由題意可知，物塊所受空氣阻力為零，此時物塊的受力情況如圖所示． 由牛頓第二定律有：F－Ff＝ma0① FN－mg＝0② 又因為Ff＝μFN③ 由①②③可求得：μ＝0.3. (2)由題意可知，在a－t圖象中，圖線與t軸所圍的面積為速度的增加量，所以t＝5 s時物塊的速度大小為： v＝×2×5 m/s＝5

14、 m/s. (3)由題圖可知，t＝5 s后，物塊做勻速直線運動，物塊所受的空氣阻力不變，設(shè)此過程中物塊所受空氣阻力為F空，由牛頓第二定律有： F－Ff－F空＝0④ 聯(lián)立以上各式解得：F空＝2 N. 【答案】　(1)0.3　(2)5 m/s　(3)2 N 12．(18分)如圖7所示，質(zhì)量為M＝1 kg的長木板靜止在光滑水平面上，現(xiàn)有一質(zhì)量為m＝0.5 kg的小滑塊(可視為質(zhì)點)以v0＝3 m/s的初速度從左端沿木板上表面沖上木板，帶動木板向前滑動．已知滑塊與木板上表面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1，重力加速度g取10 m/s2，木板足夠長．求： 圖7 (1)滑塊在木板上滑動過程中，

15、長木板受到的摩擦力大小和方向； (2)滑塊在木板上滑動過程中，滑塊相對于地面的加速度大小a； (3)滑塊與木板A達到的共同速度的大小v. 【解析】　(1)滑塊所受摩擦力為滑動摩擦力 f＝μmg＝0.5 N，方向向左 根據(jù)牛頓第三定律，滑塊對木板的摩擦力方向向右，大小為0.5N. (2)由牛頓第二定律得：μmg＝ma 得出a＝μg＝1 m/s2. (3)木板的加速度a′＝μg＝0.5 m/s2 設(shè)經(jīng)時間t，滑塊和長木板達到共同速度v，則滿足： 對滑塊：v＝v0－at 對長木板：v＝a′t 由以上兩式得：滑塊和長木板達到共同速度v＝1 m/s. 【答案】　(1)0.5 N，方向向右　(2)1 m/s2　(3)1 m/s