本章复习与测试教学设计与反思

第四章

牛顿运动定律综合测试

限时：90分钟

总分：100分

一、单项选择题(每小题4分，共24分) 1．对“运动状态的改变”的正确理解是(

) A．仅指速度大小的改变

B．仅指速度方向的改变

C．要改变物体的运动状态，必须有力的作用

D．物体运动状态的改变与物体的初始运动状态有关

2．下列哪一组属于国际单位制的单位(

) A．m、N、kg

C．J、N/m、cm/s2

B．kg、km、km/h

D．m/s2、g、N/cm2

3．对惯性的理解，下列说法中正确的是(

) A．将物体抛到空中后，物体就没有了惯性

B．物体做自由落体运动时，惯性就变小了

C．两个质量相同的物体，不论速度大小及是否受力，惯性大小一定相同

D．两个质量相同的物体，在不同的合外力作用下，运动状态容易改变的惯性小

4．如图所示，细线的一端系一质量为m的小球，另一端固定在倾角为θ的光滑斜面体顶端，细线与斜面平行．在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中，小球始终静止在斜面上，小球受到细线的拉力T和斜面的支持力FN分别为(重力加速度为g)(

) A．T＝m(gsinθ＋acosθ)

FN＝m(gcosθ－asinθ)

B．T＝m(gcosθ＋asinθ)

FN＝m(gsinθ－acosθ) C．T＝m(acosθ－gsinθ)

FN＝m(gcosθ＋asinθ)

D．T＝m(asinθ－gcosθ)

FN＝m(gsinθ＋acosθ)

5．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，如图所示．若在小车底板上还有一个跟其相对静止的物体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，还一定受到向左的摩擦力作用

D．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

6．倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块静止在斜面体上．下列结论正确的是(

) A．木块受到的摩擦力大小是mgcosα

B．木块对斜面体的压力大小是mgsinα

C．桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsinαcosα

D．桌面对斜面体的支持力大小是(M＋m)g

二、多项选择题(每小题4分，共16分) 7．关于牛顿运动定律，以下说法错误的是(

) A．物体不受外力作用时保持原有运动状态不变的性质叫惯性，故牛顿第一定律又叫惯性定律

B．牛顿运动定律仅适用于宏观物体，只可用于解决物体的低速运动问题

C．牛顿第一定律是牛顿第二定律在物体不受外力或所受外力为零，物体的加速度a＝0条件下的特例

D．作用力和反作用力总是同一性质的力，它们产生的作用效果不一定相同

8．在一种叫做“蹦极跳”的运动中，质量为m的游戏者身系一根长为L、弹性优良的轻质柔软的橡皮绳，从高处由静止开始下落1.5L时达到最低点．若不计空气阻力，则在橡皮绳从原长到最低点的过程中，以下说法正确的是(

)

A．速度先减小后增大

C．加速度先增大后减小

B．加速度先减小后增大

D．速度先增大后减小

9．如图所示，用两根细线把A，B两小球悬挂在天花板上的同一点O，并用第三根细线连接A，B两小球，然后用某个力F作用在小球A上，使三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好沿竖直方向，两小球均处于静止状态．则该力可能为图中的(

) A．F1

B．F2

C．F3

D．F4

10．某实验小组的同学在电梯的天花板上固定一根弹簧测力计，使其测量挂钩向下，并在挂钩上悬挂一个重为10 N的钩码，弹簧测力计弹力随时间变化的规律可通过传感器直接得出，如图所示，则下列分析正确的是(

) A．从时刻t1到t2钩码处于失重状态

B．从时刻t3到t4钩码处于超重状态

C．电梯可能开始在15楼，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在1楼

D．电梯可能开始在1楼，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在15楼

三、填空题(每小题5分，共20分) 11．以大小为1 N的水平恒力拉着一个质量为2 kg的物体在粗糙水平面上以6 m/s的速度开始滑动，拉力方向与运动的方向一致，4 s内物体前进了16 m，此物体与水平面的动摩擦因数为________．

112．在验证牛顿第二定律的实验中，某同学作出的a－M关系图象如右图所示．从图象可以看出，作用在研究对象上的恒力F＝________N，当物体的质量为M

＝5 kg时，它的加速度a＝________m/s2. 13．我国是最早掌握卫星回收技术的国家之一，卫星回收舱返回大气层后受到空气阻力作用，先做变减速运动，最后做匀速运动．若回收舱质量为m，空气阻力大小与速率的平方成正比，即F＝kv2，则卫星回收舱的收尾速率为__________．(收尾速率即最终匀速运动的速率) 14．下图甲为验证牛顿第二定律的实验装置示意图．图中打点计时器的电源为50 Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示．在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”．

(1)完成下列实验步骤中的填空：

①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________的点．

②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码．

③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有一列点的纸带，在纸带上标出小

车中砝码的质量m. ④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③. ⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点，测量相邻计数点的间距s1、s2…求出与不同m相对应的加速度a. 11⑥以砝码的质量m为横坐标，a为纵坐标，在坐标纸上作出a－m关系图线．若1加速度与小车和砝码的总质量成反比，则a与m应成________关系(填“线性”或“非线性”)．

(2)完成下列填空：

①本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是________．

丙

②设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2和s3，a可用s1、s3和Δt表示，a＝________.图乙为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1＝________mm，s3＝________mm.由此求得加速度的大小a＝________m/s2. ③图丙为所得实验图线的示意图．设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿第二定律成立，则小车受到的拉力为________，小车的质量为________．

四、计算题(共40分)

15．(8分)如图所示，木块A和B用一轻质弹簧相连，竖直放在木块C上，三者都静止，它们的质量之比为mA∶mB∶mC＝1∶2∶3.设接触面均光滑，试求沿水平方向抽出木块C的瞬间，A和B的加速度aA，aB的值各为多大．

16．(10分)在研究摩擦力特点的实验中，将木块放在水平长木板上，如图甲所示，用力沿水平方向拉木块，拉力从0开始逐渐增大．用特殊的测力仪器测出拉力和摩擦力，并绘制出摩擦力Ff随拉力F变化的图象，如图乙所示．已知木块质量为2 kg，取g＝10 m/s2. (1)求木块与长木板间的动摩擦因数；

(2)若将实验中的长木板与水平方向成37°角放置，将木块置于其上，木块在平行于木板的恒力F作用下，从静止开始向上做匀变速直线运动，沿斜面向上运动4 m，速度达到4 m/s，求此拉力F的大小．

17．(12分)某飞机场利用如图所示的传送带将地面上的货物运送到飞机上，传送带与地面的夹角θ＝30°，传送带两端A，B之间的长度L＝10 m，传送带以v＝5 m/s的恒定速度向上运动．在传送带底端A轻轻放上一质量m＝5 kg的货物，货物与传送带间的动摩擦因数μ＝g＝10 m/s2)

18．(10分)如图所示，一足够长的木板B静止在水平地面上，有一小滑块A以v0＝2 m/s的水平初速度冲上该木板．已知木板质量是小滑块质量的2倍，木板与小滑块间的动摩擦因数为μ1＝0.5，木板与水平地面间的动摩擦因数为μ2＝0.1，求小滑块相对木板滑行的位移是多少．(取g＝10 m/s2)

3.求货物从A端运送到B端所需的时间．(取2

第四章

牛顿运动定律综合测试答案

1．C

牛顿第一定律揭示了力的概念及力与物体运动状态变化的关系：力是改变物体运动状态的原因．

2．A

国际单位制中的基本单位为m、kg、s，利用物理公式，在三个基本单位上导出单位，国际单位制中单位也是由基本单位和导出单位构成的．显然A选项正确．

3．C

质量是惯性大小的惟一量度．惯性大小仅与质量有关，与物体运动状态无关，与物体是否受力及速度大小无关，故A，B，D均错，只有C正确．

4．A

本题考查受力分析和牛顿第二定律，意在考查考生对力和运动关系的理解．对小球进行受力分析，并沿水平、竖直方向正交分解各力．水平方向上有Tcosθ－FNsinθ＝ma，竖直方向上有Tsinθ＋FNcosθ＝mg.联立求解可知选项A正确．

5．D

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．

6．D

本题考查受力分析，意在考查考生对力的平衡条件、隔离法和整体法的运用能力．根据力的平衡条件可知，木块受到的静摩擦力为mgsinα，木块对斜面的压力为mgcosα，则A、B项错误；由整体法知，桌面对斜面体的摩擦力为0，支持力为(M＋m)g，则C项错误，D项正确．

7．AC

物体保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质叫惯性，物体可以受外力作用但合外力为零，故A错误；牛顿第一定律不是合外力为零时牛顿第二定律的特例，故C错误．

8．BD

橡皮绳的伸长量越大，产生的弹力越大，开始一段，橡皮绳伸长量较小，弹力小于重力，游戏者做加速运动，而加速度a逐渐减小，到橡皮绳的弹力等于重力时，加速度a减为0，速度v达到最大；游戏者继续下落，此后弹

力逐渐增大且大于重力，做加速度a逐渐增大的减速运动，选项B，D正确．

9．BC

对A球受力分析，A受重力G，拉力TOA，TBA和F的作用．当F为F1时如右图所示：以A为原点建坐标系xOy，则∑Fy<0，故不可能平衡．同理可知F为F4时，亦不可能平衡．故只有B，C正确．

10．ABC

t1～t2时间，由图弹簧秤读数小于钩码的重力，即钩码处于失重状态，该时间电梯具有向下的加速度；t3～t4时间读数大于重力，钩码处于超重状态，电梯具有向上的加速度，0～t1，t2～t3，t4～…时间内物体在竖直方向的加速度为零．故电梯可能在高处向下加速，接着匀速，再减速，最后停在低处，所以正确选项为ABC. 11．0.15 12解析：x＝v0t＋at，解得a＝－1 m/s2；F－μmg＝ma，解得μ＝0.15. 212．2.5

0.5 1解析：以图中坐标为(0.4,1)的点，所对应的是M＝

kg＝2.5 kg，a＝1 m/s2，0.4F所以F＝Ma＝2.5 N，当M＝5 kg时，由图象或公式均可求得，a＝M＝0.5 m/s2. 13.mg/k

14．(1)①间距相等

⑥

线性

(2)①远小于小车和砝码的总质量

s3－s1②

24.2

47.0

1.14 50Δt21b③k

k

315．答案0

g

2解析：由于各接触面均光滑，沿水平方向迅速抽出C木块的过程中，A，B两木块水平方向上不受力，它们之间的弹簧形变量不变，即弹簧上的弹力大小不变．

设A的质量为m，则mB＝2m，mC＝3m，在未抽出C时，设弹簧的弹力大小为F，则由木块静止得F＝mg. 抽出C的瞬间，弹簧的弹力不发生突变，仍为F，对A，B进行受力分析如图所示．

则由牛顿第二定律，对A有F－mg＝maA，得aA＝0，对B有F＋2mg＝2maB，3得aB＝g. 216．答案(1)0.2

(2)19.2 N 解析：(1)设木块与木板间的动摩擦因素为μ，由图乙知木块受到的滑动摩擦力Ff＝μmg＝4 N，解得μ＝0.2.

(2)设木块在斜面上的加速度为a，由v2＝2ax解得a＝2 m/s2，对木块受力分析如右图所示，建立直角坐标系，由牛顿第二定律得F－mgsinθ－Ff′＝ma，

FN′－mgcosθ＝0，

又Ff′＝μFN′，解得F＝19.2 N.

17. 答案

3 s 解析：货物放在传送带上，开始相对传送带向下运动，故所受滑动摩擦力的方向沿传送带向上．货物由静止开始做初速度为0的匀加速直线运动．以货物为研究对象，由牛顿第二定律得

μmgcos30°－mgsin30°＝ma，

解得a＝2.5 m/s2，

v货物匀加速运动的时间t1＝a＝2 s，

货物匀加速运动的位移

12x1＝at1＝5 m

2经计算知μmgcos30°>mgsin30°，

故此后货物随传送带一起向上做匀速运动，运动的位移x2＝L－x1＝5 m，

x2匀速运动的时间t2＝v＝1 s，

货物从A到B所需的时间t＝t1＋t2＝3 s. 118.

答案

m 3

解析：设小滑块的质量为m，则木板的质量为2m，小滑块的加速度为a1，木板的加速度为a2. 以小滑块为研究对象，由牛顿第二定律得

μ1mg＝ma1，

所以a1＝μ1g＝5 m/s2，

设经时间t，木板与小滑块相对静止，共同速度为v，又v＝v0－a1t，

以木板为研究对象，由牛顿第二定律得

μ1mg－μ2·3mg＝2ma2，

μ1mg－μ2·3mg所以a2＝＝1 m/s2，又v＝a2t，

2mv01设a2t＝v0－a1t，解得t＝＝

s，

a1＋a23则小滑块相对木板滑行的位移为

111x＝(v0t－a1t2)－a2t2＝

m. 223