本章复习与测试公开课参赛课教案

第四章

牛顿运动定律

建议用时

90分钟

实际用时

设定分值

100分

实际得分

一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有的小题有多个，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）

1.如图4-1所示，一个人站在自动扶梯的水平台阶上随扶梯匀速上升，它受到的力有（

）

A.重力、支持力

B.重力、支持力、摩擦力

C.重力、支持力、摩擦力、斜向上的拉力

D.重力、支持力、压力、摩擦力

2.如图4-2所示，一个楔形物体放在固定的粗糙斜面上，上表面水平且光滑，下表图4-2 面粗糙，在其上表面上放一光滑小球，楔形物体由静止释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是（

）

A.沿斜面方向的直线

B.竖直向下的直线

C.无规则的曲线

D.抛物线

3. 一光滑斜劈，在力F推动下向左做匀加速直线运动，且斜劈上有一木块恰好与斜劈保持相对静止，如图4-3所示，则木块所受合力的方向为（

）

A.水平向左

B.水平向右

C.沿斜面向下

D.沿斜面向上

4. 在日常生活中，小巧美观的冰箱贴使用广泛。一磁性冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上静止不动时，它受到的磁力（

）

A.小于受到的弹力

图4-3

图4-1

B.大于受到的弹力

C.和受到的弹力是一对作用力与反作用力

D.和受到的弹力是一对平衡力

5.如图4-4所示，固定斜面的倾角为30°，现用平行于斜面的力拉着质量为的物体沿斜面向上运动，物体的加速度大小为，若该物体放在斜面上沿斜面下滑时的加速度大小也为，则力的大小是（

）

图4-4

A.

B.

C.

D.

图4-5 、。物体在三条轨道上的摩6.如图4-5所示，一个物体由点出发分别到达、擦不计，则（

）

A.物体到达点时的速度最大

B.物体分别在三条轨道上的运动时间相同

C.物体到达点的时间最短

D.物体在

7.如图4-6所示，弹簧测力计外壳质量为上运动的加速度最小

图4-6 ，弹簧及挂钩的质量忽略不计，挂钩吊着一

图4-7 质量为的重物，现用一方向竖直向上的外力拉着弹簧测力计，使其向上做匀加速直线运动，则弹簧测力计的读数为（

）

A.

8.如图4-7所示，质量为的物体悬挂在轻质的支架上，斜梁梁

B.

C.

D.

与竖直方向的夹角为。设水平横梁和斜作用于点的弹力分别为和。以下结果正确的是（

）

sin

＝

cos

=

9.某人在地面上用弹簧测力计称得其体重为490 N。他将弹簧测力计移至电梯内称其体重，至时间段内，弹簧测力计的示数如图4-8所示，电梯运行的（取电梯向上运动的方向为正）（

）

图象（图4-9）可能是图4-10

A

B

C

D

图4-8

图4-9

10.如图4-10所示，轻绳一端系在质量为的物体上，另一端与套在粗糙竖直杆上的轻圆环相连接。用水平力拉住绳子上一点，使物体及圆环静止在图中虚线所在的位置。现稍微增加力使点缓慢地移到实线所示的位置，这一过程中圆环仍保持在原来位置不动。则此过程中，圆环对杆的摩擦力和圆环对杆的弹力的变化情况是（

）

保持不变，逐渐增大

逐渐增大，保持不变

逐渐减小，保持不变

保持不变，逐渐减小

二、填空题（本题共2小题，每小题8分，共16分，请将正确的答案填到横线上）

11.“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图4-11甲所示。

甲

乙

图4-11 （1）

在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图

图4-13 4-11乙所示。计时器打点的时间间隔为0.02 s。从比较清晰的点起，每五个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度＝

。（结果保留两位有效数字）

（2）平衡摩擦力后，将五个相同的砝码都放在小车上。挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。小车的加速度与砝码盘中砝码总重力的实验数据如下表：砝码盘中

砝码个数

总重力

/N 加速度

/（m·）

0.196 0.69

0.392 1.18图线。

图线不通过原点。请说明主要原因。

0.588 1.66

0.784 2.18 [来源学科网]

0.980 2.70 [来源学§科§网Z§X§X§K]请根据实验数据在图4-12中作出（3）根据提供的实验数据作出的

12.某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图4-13所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端。开始时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的高度、滑块释放点与挡板处的高度差和沿斜面运动的位移。（空气阻力对本实验的影响可以忽略）

（1）滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为

。

（2）滑块与斜面间的动摩擦因数为

。

图4-12

（3）以下能引起实验误差的是

。

a.滑块的质量

b.当地重力加速度的大小

c.长度测量时的读数误差

d.小球落地和滑块撞击挡板不同时

三、计算题（本题共3小题，共44分。解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位）

13.（15分）如图4-14所示，两个质量均为的小环套在一水平放置的粗糙长杆上，两根长度均为的轻绳一端系在小环上，另一端系在质量为的木块上，两个小环之间的距离也为，小环保持静止。试求：

（1）小环对杆的压力；

（2）小环与杆之间的动摩擦因数μ至少为多大？

[来源:Zxxk.Com]

图4-15

图4-14

14.（14分）质量为10 kg的物体在＝200 N的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角＝37°，如图4-15所示。力作用2 s后撤去，物体在斜面上继续上滑了1.25 s后，速度减为0。求：物体与斜面间的动摩擦因数μ和物体的总位移。（已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取10

）

15.（15分）在研究摩擦力的实验中，将木块放在水平长木板上。如图4-16a所示，用力沿水平方向拉木块，拉力从0开始逐渐增大。分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩擦力，并用计算机绘制出摩擦力随拉力的变化图象，如图4-16b所示。已知木块的质量为8.0 kg，重力加速度取10 cos 37°＝0.8。

，sin 37°＝0.6，

a

b

c 图

图4-16

（1）求木块与长木板间的动摩擦因数；

（2）如图4-16c所示，木块受到恒力＝50 N作用，方向与水平方向成＝37°角斜向右上方，求木块从静止开始沿水平面做匀变速直线运动的加速度；

（3）在（2）中拉力作用时间＝2.0 s后撤去，计算再经过多长时间木块停止运动？

参考答案

1.

A

解析：人站在扶梯上匀速上升，处于平衡状态，受重力和扶梯对他的支持力。故选项A正确。

2.

B

解析：对小球进行受力分析可知：小球所受的重力和支持力均沿竖直方向，小球在水平方向上不受力。根据牛顿第一定律可知，小球在水平方向上的运动状态不变，又因楔形物体由静止释放，故小球在水平方向上无运动，只沿竖直方向向下做直线运动。故选项B正确。

3.

A

解析：木块与斜劈一起向左做匀加速直线运动时，加速度方向水平向左，根据牛顿第二定律知，木块所受合力的方向水平向左，故选项A正确。

4.

D

解析：因磁性冰箱贴静止不动，在水平方向上受到两个力：磁力与弹力，应为平衡力，所以选项D正确，选项A、B、C错误。

5.

B

解析：根据牛顿第二定律得，向上拉时，30°＝，解得，故选项B正确。

sin 30°，物体放在斜面上下滑时，sin 6.

CD

解析：设斜面高为，斜面倾角为，则斜面长为

，根据牛顿第二定律物体下滑的加速度为

sin ，所以在上运动的加速度最小，选项D正确；根据和得物体到达底端的时间，，所以物体在上运动的时间最短，物体在三条轨道上到达底端的速度大小相等，故选项C正确，选项A、B错误。

7.D

解析：设弹簧测力计向上的加速度是，选整体为研究对象，根据牛顿第二定律得，力拉着质量为的外壳和质量为的重物运动的加速度，选重物为研究对象，根据牛顿第二定律得，则读数

图4-17

，故选项D正确。

8.D

解析：以点为研究对象，受力如图4-17所示。由受力图根据平衡条件可得故选项D正确。

tan ，。9.

AD

解析:从题图可以看出，～时间内，该人的视重小于其重力，～时间内，视重正好等于其重力，而在～时间内，视重大于其重力。根据题中所设的正方向可知，～时间内，该人具有向下的加速度，～时间内，该人处于平衡状态，而在～时间内，该人则具有向上的加速度，所以电梯可能的运动图象为A、D，故选项A、D正确。

甲

乙

图4-18

10.

A

解析：设圆环的质量为。以整体为研究对象，受力情况如图4-18甲所示，根据平衡条件得

①

②

由②式可知，杆对圆环的摩擦力大小保持不变，由牛顿第三定律得，圆环对杆的摩擦力也保持不变。

再以结点为研究对象，受力情况如图4-18乙所示。根据平衡条件得到：虚线位置缓慢地移到实线所示的位置时，增大，则增大，而正确。

tan θ，当点由，所以增大，故选项A11.（1）0.16

（2）见解析

（3）忘记加入砝码盘的重力

解析：（1）由题意可知计数点间的时间间隔＝＝0.1 s。

由Δ＝和Δ＝0.16 cm＝

m

可得＝0.16 。

图4-20 （2）图线如图4-19所示。

（3）平衡小车与桌面之间的摩擦力图线仍不通过原点，可能是在计算总重力时忘记加入砝码盘的重力，使作出的图线向左平移造成的。

12.（1）

（2）

（3）cd 解析:（1）同时听到声音说明小球与滑块运动的时间相同，设都为，则小球做自由落体运动，＝，滑块沿斜面下滑做匀加速直线运动，＝，由以上两式可得

＝。

（2）对滑块进行受力分析如图4-20所示，由牛顿第二定律得

沿斜面方向：

sin ＝

垂直斜面方向：

cos ＝0 又有：＝

cos ，

。

图4-19

由以上三式联立解得＝sin 将＝代入可得：μ＝（3）由动摩擦因数的表达式可知选c、d。

13.（1），方向竖直向下

（2）

解析：（1）以木块和两个小环作为整体进行受力分析，由平衡条件得＝，即＝＋

由牛顿第三定律知小环对杆的压力（2）对木块受力分析由平衡条件得

cos 30°＝

＝，方向竖直向下。

临界状态，小环受到的静摩擦力达到最大值，则有

sin 30°＝，

解得动摩擦因数最小为＝。

14. 0.25

16.25 m

解析：设力作用时物体沿斜面上升的加速度大小为，撤去力后其加速度大小变为，则＝①

、推力、支持力、摩擦力，如图4-21所示。

有力作用时，物体受力为重力在沿斜面方向上，由牛顿第二定律可得

cos ＝sin ＝（＝②

cos ＋sin ）③

、支持力、摩擦力，在沿斜面方向上，由牛顿第二定律得

撤去力后，物体受重力mgsin θ＋＝＝＝④

cos ⑤

[来源:Z.xx.k.Com]联立①②③④⑤式，代入数据得＝8 ，＝5 ，＝0.25。

图4-21 物体运动的总位移＝＋＝

m＝

16.25 m。

15. （1）0.4

（2）2.5 N 根据＝，解得＝0.4。

＝，sin ＋＝，＝

（3）1.25 s

解析：（1）由题图b知：木块所受到的滑动摩擦力＝32 （2）根据牛顿第二定律得cos 联立解得＝2.5 。

＝4 （3）撤去后，加速度

继续滑行的时间＝＝

s＝1.25 s。