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第四章

牛顿运动定律

(时间：90分钟

满分：100分)

一、选择题(本题10小题，每小题4分，共40分) 1．对下列现象解释正确的是(

) A．在一定拉力作用下，车沿水平面匀速前进，没有这个拉力，小车就会停下来，所以力是物体运动的原因

B．向上抛出的物体由于惯性，所以向上运动，以后由于重力作用，惯性变小，所以速度也越来越小

C．急刹车时，车上的乘客由于惯性一样大，所以都会向前倾倒

D．质量大的物体运动状态不容易改变是由于物体的质量大，惯性也就大的缘故

2．下列关于力和运动关系的几种说法，正确的是(

) A．物体所受的合力不为零时，其速度不可能为零

B．物体所受的合力的方向，就是物体运动的方向

C．物体所受的合力与物体运动速度无直接联系

D．物体所受的合力不为零，则加速度一定不为零

3. 图1 用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实验：用一辆电动玩具汽车拖动另一辆无动力的玩具汽车，在两车挂接处装上传感器探头，并把它们的挂钩连在一起．当电动玩具汽车通电后拉着另一辆车向前运动时，可以在显示器屏幕上出现相互作用力随时间变化的图象，如图1所示，观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线，可以得到以下实验结论，其中正确的是(

) A．作用力与反作用力的大小时刻相等 B．作用力与反作用力作用在同一物体上

C．作用力消失后反作用力可以慢慢消失 D．作用力与反作用力方向相同

4．在以加速度a匀加速上升的电梯中，有一质量为m的人，下列说法中正确的是(

) A．此人对地板的压力大小为m(g＋a) B．此人对地板的压力大小为m(g－a) C．此人受到的重力大小为m(g＋a) D．此人受到的合力大小为m(g－a) 5．下列说法正确的是(

) A．起重机用钢索加速吊起货物时，钢索对货物的力大于货物对钢索的力

B．子弹能射入木块是因为子弹对木块的力大于木块对子弹的阻力

C．大人与小孩相撞时，大人对小孩的撞击力大于小孩对大人的撞击力

D．将图钉按入木板，图钉对木板的力和木板对图钉的力大小是相等的

6.

图2 图2中，a、b、c为三物块，M、N为两轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮的轻绳，把它们按如图所示方式连接，并处于平衡状态(

) A．有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态

B．有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态

- 1 -

C．有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态

D．有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态

7．在小车中的悬线上挂一个小球，实验表明，当小球随小车做匀变速直线运动时，悬线将与竖直方向成某一固定角度，如图3所示．若在小车底板上还有一个跟其相

图3 对静止的物体M，则关于小车的运动情况和物体M的受力情况，以下分析正确的是(

) A．小车一定向右做加速运动

B．小车一定向左做加速运动

C．M除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向右的摩擦力作用

D．M除受到重力、底板的支持力作用处，还可能受到向左的摩擦力作用

8．一个物体在水平恒力F的作用下，由静止开始在一个粗糙的水平面上运动，经过时间t，速度变为v，如果要使物体的速度变为2v，下列方法正确的是(

) A．将水平恒力增加到2F，其他条件不变

B．将物体质量减小一半，其他条件不变

C．物体质量不变，水平恒力和作用时间都增为原来的两倍

D．将时间增加到原来的2倍，其他条件不变

9.

图4 一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连．小球某时刻正处于图4所示状态．设斜面对小球的支持力为FN，细绳对小球的拉力为FT，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是(

) A．若小车向左运动，FN可能为零 B．若小车向左运动，FT可能为零

C．若小车向右运动，FN不可能为零 D．若小车向右运动，FT不可能为零

10.

图5 如图5所示，A、B两条直线是在A、B两地分别用竖直向上的力F拉质量分别为mA和mB的物体，实验得出的两个加速度a与力F的关系图线，由图分析可知(

) A．两地重力加速度是gA>gB

B．mA

C．两地重力加速度是gA＝gB

D．mA>mB

题号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 答案

二、填空与实验(本题2小题，每小题8分，共16分) 11. 图6 有一个同学用如下方法测定动摩擦因数μ，如图6所示，物块m与斜面AB和平面BD都是由

- 2 -

同种材料做成的，斜面长为L1，A点距平面高为h，BD是一足够长的平面，现让m从A处由静止开始滑下，达到B点后顺利进入水平面，最后停止在水平面上，经多次实验，测出物块m静止点的平均位置在C处，并测得BC＝L2，通过以上数据可求得物块与水平面间的动摩擦因数μ＝____________. 12．“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图7甲所示．

图7 (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5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该2小车的加速度a＝______m/s.(结果保留两位有效数字) (2)平衡摩擦力后，将5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a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：

砝码盘中砝码总重力F(N)

0.196

0.392

0.588

0.784

0.980 －2加速度a(m·s)

0.69

1.18

1.66

2.18

2.70 请根据实验数据在图8所示的坐标系中作出a－F的关系图象．

图8 (3)根据提供的实验数据作出的a－F图线不通过原点，请说明主要原因．

三、计算题(本题4小题，共44分) 13．(10分)太空是一个微重力、高真空、强辐射的环境，人类可以利用这样的天然实验室制造出没有内部缺陷的晶体，生产出能承受强大拉力的细如蚕丝的金属丝．假如未来的某天你乘坐飞船进行“微重力的体验”行动，飞船由6 000 m的高空静止下落，可以获得持续的25 s之久的失重状态，你在这段时间里可以进行关于微重力影响的实验．已知下落的过程中飞船2受到的空气阻力为重力的0.04倍，重力加速度g取10 m/s，试求：

(1)飞船在失重状态下的加速度；

(2)飞船在微重力状态中下落的距离．

- 3 -

14．(10分)某一旅游景区，建有一山坡滑草运动项目．该山坡可看成倾角θ＝30°的斜面，一名游客连同滑草装置总质量m＝80 kg，他从静止开始匀加速下滑，在时间t＝5 s内沿斜面滑下的位移x＝50 m．(不计空气阻力，取g＝10 m/s2，结果保留2位有效数字)问：

(1)游客连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力Ff为多大？

(2)滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ为多大？

- 4 -

15.(12分)如图9所示，放在水平面上的物体质量m＝2 kg，受到一个斜向下的与水平方向成θ＝37°角的推力F＝10 N的作用，从静止开始运动．已知物体与水平面间的动摩擦因数μ2＝0.25，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s.问：

图9 (1)物体10 s末的速度是多大？物体10 s内的位移是多少？

(2)若10 s末撤去推力，物体在水平面上运动的总位移是多少？

16．(12分)物体静止在一水平面上，它的质量为m，物体与水平面之间的动摩擦因数为μ.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．现用平行于水平面的力F拉物体，得到加速度a和拉力F的关系图象如图10所示．

图10 (1)根据图象可以求出物体的质量m.王敏同学分析的过程是：从图象中得到F＝12 N时，物体2的加速度a＝4 m/s，根据牛顿第二定律F＝ma，求得质量m＝3 kg. 请判断王敏同学的分析过程是否正确，并分析原因；若不正确，请给出正确的结果．

2(2)根据图象计算物体与水平面之间的动摩擦因数μ的数值．(g＝10 m/s)

第四章

牛顿运动定律

1．D

2．CD

[本题考查物体所受的合力、加速度和速度的关系，同时理解掌握牛顿第二定律F＝ma.当物体所受合力不为零时，加速度一定不为零；但在某一时刻瞬时速度可能为零，所以选项D是对的，A是错的．物体所受合力的方向就是加速度的方向，但不一定是速度的方向(运动的方向)，合力与运动速度无直接联系．所以选项B是错误的，C是对的．] 3．A

4.A

- 5 -

5．D

[起重机钢索对货物的拉力和货物对钢索的拉力、子弹对木块的力与木块对子弹的力、大人对小孩的撞击力与小孩对大人的撞击力、图钉对木板的力和木板对图钉的力都是作用力和反作用力；作用力与反作用力总是大小相等的，故A、B、C选项不正确，D选项正确．] 6．AD

7．C

[对小球进行受力分析可知，小球有水平向右的加速度，但小车的初速度可能向右也可能向左，所以小车的具体运动情况不能确定；M和小球、小车都保持相对静止，也有向右的加速度，根据牛顿运动定律可以分析，物体M一定受到向右的摩擦力作用．] 8．D

9．AB

[本题考查牛顿运动定律，对小球受力分析，当FN为零时，小球的合外力水平向右，加速度向右，故小车可以向右加速运动或向左减速运动，A对、C错；当FT为零时，小球的合外力水平向左，加速度向左，故小车可能向右减速运动或向左加速运动，B对，D错．] h10．BC

11.22

L1－h＋L212．(1)0.16(0.15也可) (2)如图所示

(3)未计入砝码盘的重力

解析

本题主要考查“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”这一探究性实验，题中用到的知识点有纸带的处理、表格数据的处理以及图象问题．意在考查考生对实验的探究能2力．以及熟练运用学过知识处理问题、分析问题的能力及绘图的能力，根据Δx＝aT可计算小车的加速度，a＝0.16 m/s2，运用表格中绘出的数据可绘出图象，图象不过原点的主要原因是未计入砝码盘的重力．

213．(1)9.6 m/s

(2)3 000 m

解析

(1)设飞船在失重的状态下的加速度为a，由牛顿第二定律得

mg－Ff＝ma 又Ff＝0.04mg 即mg－0.04mg＝ma 2解得a＝9.6 m/s

12(2)由x＝at得

212x＝×9.6×25

m＝3 000 m. 214．(1)80 N

(2)0.12 12解析

(1)由位移公式x＝at

2沿斜面方向，由牛顿第二定律得：mgsin

θ－Ff＝ma，

联立并代入数值后，得

2xFf＝m(gsin

θ－2)＝80 N

t(2)在垂直斜面方向上，FN－mgcos

θ＝0，又Ff＝μFN

Ff23联立并代入数值后，得μ＝＝＝0.12. mgcos

θ3015．(1)7.5 m/s

37.5 m

(2)48.75 m

解析

(1)物体在F的作用下做匀加速运动，

- 6 -

设加速度为a1

Fcos

37°－Ff＝ma1，

FN－Fsin

37°＝mg，

Ff＝μFN，

2联立并代入数据解得a1＝0.75 m/s. 此时速度v＝a1t＝0.75×10 m/s＝7.5 m/s，

121加速位移x1＝a1t＝×0.75×100 m＝37.5 m. 22(2)F撤去后物体做匀减速运动，设加速度为a2，

2μmg＝ma2，a2＝μg＝2.5 m/s，

20－v－7.5×7.5减速位移x2＝＝

m＝11.25 m，

－2a2－2×2.5所以总位移x＝x1＋x2＝48.75 m. 16．(1)见解析

(2)0.2 解析

(1)王敏同学的分析和解答是错误的，王敏错在把水平力F当作合外力．

正确的求解过程是：由图象可知，物体在水平方向受拉力F＝12 N时，物体的加速度a＝4 m/s2，摩擦力的大小Ff＝4 N，

由牛顿第二定律F合＝ma，

F－Ff12－4得m＝＝

kg＝2 kg

a4(2)因为Ff＝4 N，Ff＝μFN，FN＝mg＝20 N. Ff所以μ＝＝0.2. FN

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