人教 高一物理必修一第四章習題及答案

/第四章牛頓運動定律一、選擇題1．以下說法中,正確的選項是()A．某人推原來靜止的小車沒有推動是因為這輛車的慣性太大B．運動得越快的汽車越不容易停下來,是因為汽車運動得越快,慣性越大C．豎直上拋的物體拋出后能繼續(xù)上升,是因為物體受到一個向上的推力D．物體的慣性與物體的質(zhì)量有關(guān),質(zhì)量大的慣性大,質(zhì)量小的慣性小2．關(guān)于牛頓第二定律,正確的說法是()A．合外力跟物體的質(zhì)量成正比,跟加速度成正比B．加速度的方向不一定與合外力的方向一致C．加速度跟物體所受合外力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比；加速度方向與合外力方向相同D．由于加速度跟合外力成正比,整塊磚自由下落時加速度一定是半塊磚自由下落時加速度的2倍3．關(guān)于力和物體運動的關(guān)系,以下說法正確的選項是()A．一個物體受到的合外力越大,它的速度就越大B．一個物體受到的合外力越大,它的速度的變化量就越大C．一個物體受到的合外力越大,它的速度的變化就越快D．一個物體受到的外力越大,它的加速度就越大4．在水平地面上做勻加速直線運動的物體,在水平方向上受到拉力和阻力的作用,如果要使物體的加速度變?yōu)樵瓉淼?倍,以下方法中可以實現(xiàn)的是()A．將拉力增大到原來的2倍B．阻力減小到原來的C．將物體的質(zhì)量增大到原來的2倍D．將物體的拉力和阻力都增大原來的2倍5．豎直起飛的火箭在推力F的作用下產(chǎn)生10m/s2的加速度,假設推動力增大到2F,那么火箭的加速度將到達(g取10m/s2,不計空氣阻力)()A．20m/s2 B．25m/s2 C．30m/s2 D．40m/s26．向東的力F1單獨作用在物體上,產(chǎn)生的加速度為a1；向北的力F2單獨作用在同一個物體上,產(chǎn)生的加速度為a2。那么F1和F2同時作用在該物體上,產(chǎn)生的加速度()A．大小為a1－a2 B．大小為C．方向為東偏北arctan D．方向為與較大的力同向7．物體從某一高處自由落下,落到直立于地面的輕彈簧上,如下圖。在A點物體開始與彈簧接觸,到B點物體的速度為0,然后被彈簧彈回。以下說法中正確的選項是()ABA．物體從A下落到BABB．物體從B上升到A的過程中,加速度不斷減小C．物體從A下落到B的過程中,加速度先減小后增大D．物體從B上升到A的過程中,加速度先增大后減小8．物體在幾個力作用下保持靜止,現(xiàn)只有一個力逐漸減小到零又逐漸增大到原值,那么在力變化的整個過程中,物體速度大小變化的情況是()A．由零逐漸增大到某一數(shù)值后,又逐漸減小到零B．由零逐漸增大到某一數(shù)值后,又逐漸減小到某一數(shù)值C．由零逐漸增大到某一數(shù)值D．以上說法都不對9．如下圖,一個礦泉水瓶底部有一小孔。靜止時用手指堵住小孔不讓它漏水,假設水瓶在下述幾種運動過程中沒有轉(zhuǎn)動且忽略空氣阻力,那么()A．水瓶自由下落時,小孔向下漏水B．將水瓶豎直向上拋出,水瓶向上運動時,小孔向下漏水；水瓶向下運動時,小孔不向下漏水C．將水瓶水平拋出,水瓶在運動中小孔不向下漏水D．將水瓶斜向上拋出,水瓶在運動中小孔不向下漏水10．如下圖,在傾角為的固定光滑斜面上,有一用繩子拴著的長木板,木板上站著一只貓。木板的質(zhì)量是貓質(zhì)量的2倍。當繩子突然斷開時,貓立即沿著板向上跑,以保持其相對斜面的位置不變。那么此時木板沿斜面下滑的加速度為()A．sin B．gsinC．gsin D．2gsin二、填空題11．質(zhì)量為2kg的物體受到40N、30N和50N三個恒力的作用,剛好處于靜止狀態(tài),現(xiàn)突然將其中30N的外力撤去,其余兩力不變,物體將獲得m/s2的加速度。12．某物體沿傾角為30°的斜面可以勻速下滑,將斜面傾角增大到53°,讓該物體以5m/s的初速度沖上斜面,它上滑的最大距離是________m。(sin53°=0.8,cos53°=0.6)13．1966年曾在地球上空完成了以牛頓第二定律為根底的測定質(zhì)量的實驗。實驗時,用雙子星號宇宙飛船m1,去接觸正在軌道上運行的火箭組m2(發(fā)動機已熄滅)。接觸以后,開動飛船尾部的推進器,使飛船和火箭組共同加速。推進器的推力等于895N,測出飛船和火箭組的加速度為0.13m/s2。雙子星號宇宙飛船的質(zhì)量為3400kg,那么火箭的質(zhì)量為。14．如下圖,天花板上用細繩吊起兩個用輕彈簧相連的兩個質(zhì)量相同的小球。兩小球均保持靜止。當突然剪斷細繩時,上面小球A的加速度是,下面小球B的加速度是。aθm15．如下圖,小車沿水平面以加速度a向右做勻加速直線運動．車的右端固定一根鐵桿,鐵桿始終保持與水平面成角,桿的頂端固定著一只質(zhì)量為aθmABF16．如下圖,質(zhì)量為2m的物塊A與質(zhì)量為m的物塊B置于水平面上,在水平推力F的作用下,A、B做加速運動,假設水平面光滑,那么A對B的作用力的大小為。假設水平面不光滑,且A、B與地面的動摩擦因數(shù)相等,那么A對B的作用力的大小為ABF17．一個彈簧測力計最多只能掛上60kg的物體,在以5m/s2的加速度下降的電梯中,那么它最多能掛上_____kg的物體。如果在電梯內(nèi),彈簧測力計最多只能掛上40kg的物體,那么加速度大小為________m/s2。電梯的運行方式為(指明加速或減速以及運動方向)。(g取10m/s2)三、實驗題18．在驗證牛頓第二定律的實驗中,測量長度的工具是,精度是mm；測量時間的工具是；測量質(zhì)量的工具是。實驗中砂和桶的總質(zhì)量m和車與砝碼的總質(zhì)量M間必須滿足的條件是。實驗中打出的紙帶如下圖,相鄰計數(shù)點間的時間是0.1s,圖中長度單位是cm,由此可以算出小車運動的加速度是m/s2。四、計算題19．如圖是某同學做引體向上時身體的速度－時間圖象。此同學身體(除胳膊外)的質(zhì)量為60kg。在0.25s時刻,該同學的胳膊給身體的力量是多大?(g取9.8m/s2)20．如下圖,質(zhì)量M=1kg的小球穿在斜桿上,斜桿與水平方向成θ=30°角,球與桿間的動摩擦因數(shù)為,小球受到豎直向上的拉力F=20N,那么小球沿桿上滑的加速度大小為多少？(g取10m/s2)21．將金屬塊m用壓縮的輕彈簧卡在一個矩形的箱中,如下圖,在箱的上頂板和下底板裝有壓力傳感器,箱可以沿豎直軌道運動,金屬塊始終沒有離開上頂板。當箱以a=2.0m/s2的加速度豎直向上做勻減速運動時,上頂板的壓力顯示的壓力為6.0N,下底板的壓力傳感器顯示的壓力為10.0N。(g=10m/s2)m(1)假設上頂板壓力傳感器的示數(shù)是下底板壓力傳感器的示數(shù)的一半,試判斷箱的運動情況m(2)要使上頂板壓力傳感器的示數(shù)為零,箱沿豎直方向運動的情況可能是怎樣的？22．如下圖,一平直的傳送帶以速率v=2m/s勻速運行,把一工件從A處運送到B處,A、B相距d=10m,工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.1。假設從A處把工件輕輕放到傳送帶上,那么經(jīng)過多長時間能被傳送到B處?

參考答案一、選擇題1．D2．C3．CD4．D解析：a＝,2a＝5．C解析：∵F－mg＝ma1∴F＝mg＋ma1當推動力增大到2F,那么：2F－mg＝ma2∴2(mg＋ma1)－mg＝m(2a1＋g)＝ma2∴a2＝2a1＋g＝30m/s26．BC解析：加速度為矢量,兩個互相垂直的矢量的合成可以用勾股定理計算。7．CvOtADB解析：在A和B之間有一個重力等于彈力的平衡位置D,從A下落到平衡位置D的過程,加速度大小a=,隨著彈力不斷增大,加速度越來越小；從平衡位置D下落到B的過程,加速度大小a=,隨著彈力不斷增大,加速度越來越大。同理,物體從BvOtADB注意加速度要由合力決定,而不是與彈力直接掛鉤。此題中有幾個關(guān)鍵點：剛接觸彈簧時A點,彈力為零,合力等于重力；小球受到的彈力與重力大小相等時D點,小球受合力為零,加速度為零,速度最大；最低點B,彈力最大,合力向上,也最大,加速度向上最大,速度為零。小球運動過程還可用速度圖象表示,OA段對應自由下落階段；AD段對應彈力逐漸增大到等于重力階段；DB段對應減速下降階段。8．C解析：物體的加速度先由零增大到某值,再由某值減小到零,但加速度的方向不變,所以物體一直做加速運動。9．CD解析：無論水瓶是自由下落,還是向各個方向拋出,在運動過程中,小孔都不會有水漏出來。原因是在空中的水瓶和水瓶內(nèi)的水,只受到重力的作用,重力的作用效果全部用來產(chǎn)生重力加速度(g=9.8m/s2),沒有使水與水之間,水與水瓶之間發(fā)生擠壓(形變)的效果。換句話說,一點也沒有了水壓,處于完全失重狀態(tài)。10．C解析：貓保持平衡,對板的摩擦力為Ff=mgsin板在平行于斜面方向受到的力為2mgsin＋mgsin板的加速度為a==二、填空題11．15解析：從平衡可知,40N和50N兩個力的合力與30N平衡,當把30N的外力撤去時,物體所受的合力大小為30N,方向與原30N的力相反,根據(jù)牛頓第二定律得a==15m/s2。12．1.09解析：物體在勻速運動時有關(guān)系mgsin30o=mgcos30o=tan30o=當斜面傾角變?yōu)?3°時,并向上運動時,加速度為a=gsin53°＋gcos53°=8＋2上升的最大距離為x=≈1.09m13．3485kg解析：飛船和火箭整體作為研究對象,飛船尾部向后噴氣,使得整體受到向前的推力,此推力是系統(tǒng)沿運動方向的合外力。系統(tǒng)受力及加速度方向如下圖。根據(jù)牛頓第二定律F=ma=(m1＋m2)a得：m2=－m1=kg－3400kg=3485kg14．2g,方向向下；

0解析：分別以A,B為研究對象,做剪斷前和剪斷時的受力分析。剪斷前A,B靜止。A球受三個力,拉力T、重力mg和彈力F。B球受二個力,重力mg和彈簧拉力F′。所以T=2mg,F=F′=mg。剪斷時,A球受兩個力,因為繩剪斷瞬間拉力不存在,而彈簧有形變,瞬間形狀不可改變,彈力還存在,所以A受合力2mg,加速度大小為2g,方向向下。B受力不變,所以加速度為0。15．m,方向與豎直方向成角斜向右上方,=arctanmgmaβF解析：由于球被固定在桿上,故與車具有相同的加速度a,以球為研究對象,根據(jù)其受力和運動情況可知小球的加速度a由小球重力mg和桿對小球的作用力F的合力提供,物體受力情況如下圖,由題意知合力方向水平向右。根據(jù)勾股定理可知F=m,方向與豎直方向成角斜向右上方,且=arctanmgmaβF注意由于加速度方向與合外力方向一致,因此重力與彈力的合力方向就是加速度方向。而桿對球施力就不一定沿桿的方向了。16．；AB整體FFABB解析：水平面光滑時,以AB整體為研究對象,合外力為F,加速度為a=。再以B為研究對象,B在水平方向上受到的外力只有A對B的作用力,根據(jù)牛頓第二定律,其大小等于FAB=maAB整體FFABBAB整體BFF'ABμmg水平面不光滑時,以AB整體為研究對象,合外力為F和摩擦力3μmg的合力,加速度為a=。再以B為研究對象,B在水平方向上受到的外力有A對B的作用力和摩擦力μmg,根據(jù)牛頓第二定律,ma=F'AB－μmgAB整體BFF'ABμmg33μmg17．120；5m/s2；向上加速或向下減速解析：彈簧彈力最大為F=600N。當電梯向下加速時,物體受向下重力和向上的彈力,合力向下。根據(jù)牛頓第二定律,有mg－F=ma得m=120kgF當彈簧最多只能掛40kg的物體時,加速度方向向上。Fa根據(jù)牛頓第二定律,有aGF－mg=maG得a=5m/s2＜＜三、＜＜18．刻度尺；1；打點計時器；天平；mM；0.69解析：通過紙帶計算勻變速運動的加速度時,可用相鄰的兩段位移之差Δx=aT2來算。如圖兩段位移中隔了一段,即相差2Δx。2.62cm－1.24cm=2aT2,T=0.1s得a=0.69m/s2四、計算題19．612NFfFN解析：FfFNa===0.4m/s2F－mg=maF=612N