《遼寧省大連市高中物理 第四章 牛頓運(yùn)動定律 4.7 用牛頓定律解決問題（二）同步測試 新人教版必修1.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《遼寧省大連市高中物理 第四章 牛頓運(yùn)動定律 4.7 用牛頓定律解決問題（二）同步測試 新人教版必修1.doc（12頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

4.7用牛頓定律解決問題（二） 一．選擇題 1.如圖所示，物體A、B疊放在水平光滑桌面上，用水平力F拉物體B，使A隨B一起向右作勻加速直線運(yùn)動，則：( ) A. 物體A對物體B的摩擦力方向水平向右 B. 物體A對物體B的摩擦力方向水平向左 C. 物體A和物體B之間不存在摩擦力 D. 條件不足，不能確定是否存在摩擦力 【答案】B 【解析】 試題分析：隔離物體A，受力有重力，物體B對物體A的支持力，物體B對物體A的靜摩擦力，由牛頓第二定律知：，物體A隨B一起向右作勻加速直線運(yùn)動，故物體B對物體A的靜摩擦力的方向水平向右，選項(xiàng)B正確。 考點(diǎn)：受力分析 牛頓第二定律 2.如圖所示，木塊A、B靜止疊放在光滑水平面上，A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為2m．現(xiàn)施水平力F拉B，A、B剛好不發(fā)生相對滑動，一起沿水平面運(yùn)動．若改用水平力F′拉A，使A、B也保持相對靜止，一起沿水平面運(yùn)動，則F′不得超過 （ ） A. 2F B. F/2 C. 3F D. F/3 【答案】B 【解析】 【分析】 物體A與B剛好不發(fā)生相對滑動的臨界條件是A、B間的靜摩擦力達(dá)到最大值，可以先對A或B受力分析，再對整體受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定律列式求解 【詳解】力F拉物體B時，A、B恰好不滑動，故A、B間的靜摩擦力達(dá)到最大值，對物體A受力分析，受重力mg、支持力N1、向前的靜摩擦力fm，根據(jù)牛頓第二定律，有 fm=ma 對A、B整體受力分析，受重力3mg、支持力和拉力F，根據(jù)牛頓第二定律，有 F=3ma 由以上兩式解得： 當(dāng)作用在物體A上時，A、B恰好不滑動時，A、B間的靜摩擦力達(dá)到最大值，對物體A，有 -fm=ma1 對整體，有：=3ma1 由上述各式聯(lián)立解得： 故應(yīng)選B。 【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵抓住恰好不滑動的臨界條件，然后靈活地選擇研究對象，運(yùn)用牛頓第二定律列式求解。 3.在光滑水平面上的木塊受到一個方向不變，大小從某一數(shù)值逐漸變小的外力作用時，木塊將作 （ ） A. 勻減速運(yùn)動 B. 勻加速運(yùn)動 C. 速度逐漸減小的變加速運(yùn)動 D. 速度逐漸增大的變加速運(yùn)動 【答案】D 【解析】 試題分析：外力逐漸減小，根據(jù)牛頓第二定律得知，加速度也逐漸減小，因?yàn)樵谶\(yùn)動方向受到一個外力，所以外力與速度方向相同，則木塊做加速運(yùn)動，故木塊做速度逐漸增大的變加速運(yùn)動，故D正確； 考點(diǎn)：考查了牛頓第二定律 【名師點(diǎn)睛】根據(jù)牛頓第二定律分析加速度如何變化，根據(jù)速度方向與加速度同向時，物體做加速運(yùn)動，進(jìn)行分析． 4.沿光滑斜面下滑的物體受到的力是 （ ） A. 力和斜面支持力 B. 重力、下滑力和斜面支持力 C. 重力、正壓力和斜面支持力 D. 重力、正壓力、下滑力和斜面支持力 【答案】A 【解析】 物體受到豎直向下的重力，垂直斜向向上的支持力，A正確； 5.滑塊與平板間摩擦系數(shù)為μ，當(dāng)放著滑塊的平板被慢慢地繞著左端抬起，α角由0增大到90的過程中，滑塊受到的摩擦力將 （ ） A. 不斷增大 B. 不斷減少 C. 先增大后減少 D. 先增大到一定數(shù)值后保持不變 【答案】C 【解析】 開始階段，滑塊相對于平板靜止，對滑塊受力分析可知，滑塊受到重力、支持力和沿斜面向上的靜摩擦力的作用，受力平衡，則滑塊受到的靜摩擦力大小 f=mgsinα，隨著α增大，滑塊所受的摩擦力f增大。當(dāng)滑塊相對于平板滑動后，滑塊受到的是滑動摩擦力，大小為 f=μmgcosα；摩擦力隨夾角的增大而減小，所以滑塊受到的摩擦力將先增大后減少。故ABD錯誤，C正確。故選C。 點(diǎn)睛：分析物體受到的摩擦力時，首先要判斷物體受到的是靜摩擦力還是滑動摩擦力，靜摩擦力和滑動摩擦力的計(jì)算方法是不同的。 6.如圖，質(zhì)量為M的凹形槽沿斜面勻速下滑，現(xiàn)將質(zhì)量為m的砝碼輕輕放入槽中，下列說法中正確的是 （ ） A. M和m一起加速下滑 B. M和m一起減速下滑 C. M和m仍一起勻速下滑 【答案】C 【解析】 【分析】 質(zhì)量為M的凹形槽沿斜面勻速下滑，合力為零，由此條件列出重力沿斜面向下的分力與滑動摩擦力的關(guān)系式，分析將質(zhì)量為m的砝碼輕輕放入槽中時，這兩個力的大小關(guān)系，判斷M和m的運(yùn)動情況。 【詳解】由題，質(zhì)量為M的凹形槽沿斜面勻速下滑，合力為零，則有 Mgsinθ=μMgcosθ，得sinθ=μcosθ 當(dāng)將質(zhì)量為m的砝碼輕輕放入槽中時，重力沿斜面向下的分力為G1=（M+m）gainθ，滑動摩擦力為f=μ（M+m）cosθ 可知，G1=f，M和m的整體所受的合力仍為零，故M和m仍一起勻速下滑 故選C。 【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵由平衡條件得出sinθ=μcosθ，此式與質(zhì)量無關(guān)，當(dāng)M質(zhì)量增加時，合力仍為零。 7.粗糙水平面上有一個三角形木塊abc，在它的兩個粗糙斜面上分別放兩個質(zhì)量m1和m2的木塊，m1＞m2，如圖所示。已知三角形木塊和兩個物體都是靜止的，則粗糙水平面對三角形木塊 （ ） A. 有摩擦力作用，摩擦力方向水平向右 B. 有摩擦力作用，摩擦力方向水平向左 C. 有摩擦力作用，但摩擦力方向不能確定 D. 以上結(jié)論都不對 【答案】D 【解析】 【分析】 圖中物體均處于平衡狀態(tài)，故可以利用整體法進(jìn)行受力分析求出地面對三角形木塊的摩擦力。 【詳解】將三個物體看作整體，則物體只受重力和支持力作用，水平方向沒有外力，故三角形木塊不受地面的摩擦力，故D正確，ABC錯誤； 故選D。 【點(diǎn)睛】關(guān)鍵是將多個物體看作是一個整體進(jìn)行分析，這樣可以簡單的得出正確結(jié)果；如果采用隔離法逐個分析，受力分析容易出錯，并且過程相當(dāng)復(fù)雜。 8.質(zhì)量分別為mA和mB的兩個小球，用一根輕彈簧聯(lián)結(jié)后用細(xì)線懸掛在頂板下（下圖所示），當(dāng)細(xì)線被剪斷的瞬間，關(guān)于兩球下落加速度的說法中，正確的是 （ ） A. aA=aB=0 B. aA=aB=g C. aA＞g，aB=0 D. aA＜g，aB=0 【答案】C 【解析】 【分析】 分別對AB兩球進(jìn)行受力分析，A球受到兩個向下的力，B球還是處于平衡狀態(tài)。 【詳解】B球受到兩個力：重力和彈簧拉力，由于這兩個力原來平衡，現(xiàn)在剪斷繩子后這兩個力不變，所以B所受合力還是為零，所以B球的加速度為零 剪斷繩子后A球受到兩個力：重力和彈簧彈力，彈簧彈力為mBg，所以A的加速度為： 故選C。 【點(diǎn)睛】此題考查牛頓第二定律的應(yīng)用，掌握臨界狀態(tài)下物體的受力情況即可解決此類問題。 9.下列說法中正確的是（ ） A. 物體只有靜止或勻速直線運(yùn)動時才有慣性 B. 物體只有受外力作用時才有慣性 C. 物體的速度大時慣性大 D. 慣性是物體的固有屬性，其大小僅與物體質(zhì)量有關(guān) 【答案】D 【解析】 因?yàn)槿魏挝矬w在任何情況下都有慣性，其大小只與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量大的慣性大，因此A、B、C選項(xiàng)錯誤，D選項(xiàng)正確。 10.以下說法中正確的是（ ） A. 牛頓第一定律反映了物體不受外力的作用時的運(yùn)動規(guī)律 B. 不受外力作用時，物體的運(yùn)動狀態(tài)保持不變 C. 在水平地面上滑動的木塊最終停下來，是由于沒有外力維持木塊運(yùn)動的結(jié)果 D. 飛跑的運(yùn)動員，由于通到障礙而被絆倒，這是因?yàn)樗艿酵饬ψ饔闷仁顾淖冊瓉淼倪\(yùn)動狀態(tài) 【答案】ABD 【解析】 【分析】 牛頓第一定律描述了力和運(yùn)動的關(guān)系，要明確力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的原因． 【詳解】牛頓第一定律反映了物體在不受外力作用時將保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，故A正確；不受外力作用時，由于慣性的作用，物體的運(yùn)動狀態(tài)保持不變，故B正確；水平地面上的木塊最終要停下來，是因?yàn)槲矬w受到了摩擦力的作用，故C錯誤；力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，故物體運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變時，一定受到了外力的作用，飛跑的運(yùn)動員，由于遇到障礙而被絆倒，這是因?yàn)樗艿酵饬ψ饔闷仁顾淖冊瓉淼倪\(yùn)動狀態(tài)，故D正確；本題選錯誤的，故選C。 【點(diǎn)睛】牛頓第一定律也稱慣性定律，它揭示了力與運(yùn)動的關(guān)系，在初學(xué)時應(yīng)認(rèn)真體會，加深理解． 11.如圖，在向右勻速行駛的車上，一小球吊在車廂頂上，車底板上的A點(diǎn)在小球的正下方．若小球上面的細(xì)繩被燒斷，小球?qū)⒙湓冢?） A. A點(diǎn) B. A點(diǎn)的右側(cè) C. A點(diǎn)的左側(cè) D. 無法確定 【答案】A 【解析】 【詳解】小球上面的細(xì)繩被燒斷時，因?yàn)樾∏蚓哂袘T性，與火車一起向前運(yùn)動，在水平方向上，小球與小車相對靜止，所以小球?qū)⒙湓贏點(diǎn)，故A正確。 12.下列哪些情況下物體的運(yùn)動狀態(tài)一定發(fā)生了變化（ ） A. 運(yùn)動物體的位移大小變化 B. 運(yùn)動物體的速度大小變化 C. 運(yùn)動物體的速度方向變化 D. 運(yùn)動物體的位移方向變化 【答案】BCD 【解析】 【詳解】運(yùn)動狀態(tài)改變即物體的速度改變，速度是矢量，只要大小，方向其中之一發(fā)生改變即可， A項(xiàng)：位移大小變化，速度不一定改變，故A錯誤； B項(xiàng)：運(yùn)動物體的速度大小變化即速度變化，運(yùn)動狀態(tài)改變，故B正確； C項(xiàng)：運(yùn)動物體的速度方向變化即速度變化，運(yùn)動狀態(tài)改變，故C正確； D項(xiàng)：運(yùn)動物體的位移方向變化則速度方向一定變化，所以運(yùn)動狀態(tài)一定改變，故D正確。 二．實(shí)驗(yàn)題 13.物體運(yùn)動狀態(tài)改變時，物體____受到外力作用。（一定或不一定） 【答案】一定； 【解析】 【詳解】物體運(yùn)動狀態(tài)改變則物體的速度一定改變，由公式 可知，物體一定產(chǎn)生加速度； 由牛頓第二定律可知，則物體一定受到外力作用。 14.物體運(yùn)動狀態(tài)改變的難易程度與物體_____及物體的_____有關(guān) 【答案】 (1). 所受合外力； (2). 質(zhì)量； 【解析】 【詳解】物體運(yùn)動狀態(tài)是否改變即看速度，速度變化即運(yùn)動狀態(tài)變化，速度變化即產(chǎn)生加速度，加速度越大，速度變化越快，即運(yùn)動狀態(tài)越易變化，由公式 可知，運(yùn)動狀態(tài)改變難易程度與物體的合外力和物體的質(zhì)量有關(guān)。 15.一個質(zhì)量為20kg的物體，受到兩個互成角度90，大小分別為30N和40N的力的作用，兩個力的合力是_____,產(chǎn)生的加速度為_______ 【答案】 (1). 50N； (2). ； 【解析】 【詳解】由平行四邊形定則求出合外力： 由牛頓第二定律求出加速度： 16.同樣的力作用在不同的物體上時，質(zhì)量大的物體得到的加速度_____，所以質(zhì)量大的物體慣性_____。（大或小） 【答案】 (1). ?。? (2). 大； 【解析】 【詳解】由牛頓第二定律可知，同樣的力作用在不同的物體上時，質(zhì)量大的物體得到的加速度小， 由公式可知，加速度小即運(yùn)動狀態(tài)難改變，所以質(zhì)量大的物體慣性大。 17.一個物體正以5m/s速度向東做勻速直線運(yùn)動，從某一時刻開始受到一個方向向西、大小為3N的恒定外力作用，若物體質(zhì)量為5Kg， 2s末物體速度為______ 【答案】 【解析】 【詳解】由于物體受到向西的恒力作用，因此產(chǎn)生向西的恒定加速度，與物體的初速度方向相反，故物體做勻減速直線運(yùn)動。根據(jù)牛頓第二定律F＝ma，知加速度大小 根據(jù)勻變速直線運(yùn)動公式Vt＝Ｖo－at，得2.0s末速度Vt＝Ｖo－at＝（5－0.62.0）m/s＝3.8m/s速度的方向仍向東。 18.一物體在幾個力的作用下處于平衡狀態(tài)，若使其中一個向東的力逐漸減小，直至為零，則在此過程中物體的加速度__________ 【答案】方向一定向西，且逐漸增大； 【解析】 【詳解】幾個力的作用下處于平衡狀態(tài)，說明合力為零，當(dāng)使其中一個力減小時，其合力逐漸增大，方向與減小的力方向相反；所以其中一個向東的力逐漸減小，直至為0 則在此過程中物體的加速度向西，一直增大。 19.質(zhì)量為 的汽車以 的加速度前進(jìn)，阻力為 ，那么汽車的牽引力是______ 【答案】 ； 【解析】 【詳解】汽車在水平方向受到牽引力F和阻力f，合力產(chǎn)生加速度，則根據(jù)牛頓第二定律得， F-f=ma， 則有F=f+ma=2.510 3 N+810 3 1.5N=1.4510 4 N。 20.水平恒力能使質(zhì)量為 的物體在光滑水平面上產(chǎn)生大小為 的加速度，也能使質(zhì)量為 的物體在光滑水平面上產(chǎn)生大小為 的加速度，若此水平恒力作用在質(zhì)量為 的物體上，使其在光滑水平面上產(chǎn)生的加速度為a，則a與 、 的大小關(guān)系為_________ 【答案】 ； 【解析】 【分析】 分別對m1、m2、m1+m2進(jìn)行分析，運(yùn)用牛頓第二定律綜合求解。 【詳解】由牛頓第二定律，有對m1，F(xiàn)=m1a1 對m2，F(xiàn)=m2a2 對m1+m2 F=（m1+m2）a 由以上各式解得： 【點(diǎn)睛】本題考查了牛頓第二定律的基本運(yùn)用，比較簡單，關(guān)鍵是合適的選擇研究對象，運(yùn)用牛頓第二定律進(jìn)行求解。 三．計(jì)算題 21.質(zhì)量為10Kg的物體放在水平面上，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2，如果用大小40N，方向斜向上與水平方向的夾角為37的恒力作用，使物體沿水平面向右運(yùn)動, 求（1）物體運(yùn)動的加速度大??； （2）若物體由靜止開始運(yùn)動，需要多長時間速度達(dá)到8.4m/s，物體的位移多大？ 【答案】（1） （2）21m 【解析】 【詳解】(1) 以物體為研究對象，首先對物體進(jìn)行受力分析，如圖所示． 建立平面直角坐標(biāo)系把外力沿兩坐標(biāo)軸方向分解．設(shè)向右為正方向，依據(jù)牛頓第二定律列方程： 解得： 代入數(shù)據(jù)解得：； (2) 因?yàn)槲矬w做勻加速直線運(yùn)動，所以根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式可知： 物體運(yùn)動時間為： 物體的位移大小為：。 22.如圖所示，物體A和B靠在一起放在光滑水平面上，物體A受到水平向右的推力，大小為10N，已知物體A的質(zhì)量為2kg，物體B的質(zhì)量為3kg，求物體A運(yùn)動的加速度及物體A、B間的相互作用力． 【答案】 2m/s2 6N 【解析】 【詳解】以物A和B整體為研究對象進(jìn)行受力分析，如圖所示． 依據(jù)牛頓第二定律可知： 方向：水平向右； 以物體A為研究對象，依據(jù)牛頓第二定律可知： 。 23.如圖所示，一水平傳送帶以的速度作勻速運(yùn)動，傳送帶兩端的距離是．將一物體輕放在傳送帶一端A，已知傳送帶與物體間的動摩擦因數(shù)為，試求物體由傳送帶一端運(yùn)動到另一端所需的時間是多少？（） 【答案】11s 【解析】 【詳解】物體勻加速運(yùn)動的時間： 物體勻加速運(yùn)動的加速度： 所以 物體在t1內(nèi)的位移為： 物體勻速運(yùn)動通過的位移為： 物體勻速運(yùn)動的時間： 所以總時間為：