力學競賽原題試題及答案

力學競賽原題試題及答案姓名：____________________

一、選擇題（每題[5]分，共[30]分）

1.下列關于牛頓運動定律的說法，錯誤的是：

A.第一定律：一個物體如果不受外力作用，它將保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。

B.第二定律：物體的加速度與作用在它上面的合外力成正比，與它的質量成反比。

C.第三定律：對于任意兩個相互作用的物體，它們之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反。

D.第二定律表明，質量大的物體更容易加速。

2.一輛汽車以勻速直線運動，在水平路面上受到的阻力大小為F，那么汽車受到的加速度大小為：

A.0

B.F

C.F/m

D.F+m

3.一個物體從靜止開始沿斜面向上運動，若斜面與水平面成θ角，物體的質量為m，斜面的摩擦系數(shù)為μ，那么物體受到的摩擦力大小為：

A.mgsinθ

B.μmgcosθ

C.mgsinθ+μmgcosθ

D.mgsinθ-μmgcosθ

4.一個質量為m的物體從高度h自由下落，不計空氣阻力，那么物體落地時的速度大小為：

A.gh

B.√(2gh)

C.√(gh)

D.gh^2

5.一輛質量為m的汽車以速度v行駛，剎車后滑行距離s，假設摩擦系數(shù)為μ，那么汽車在剎車過程中所受到的摩擦力做的功為：

A.μmgv

B.μmgs

C.μmgs^2

D.μmgs/v

二、填空題（每題[5]分，共[25]分）

1.一物體在水平面上受到一個大小為F的推力，摩擦系數(shù)為μ，物體的質量為m，那么物體受到的摩擦力大小為______。

2.一個物體在光滑水平面上以初速度v0沿直線運動，受到一個大小為F的恒力作用，物體在t時間內移動的距離為______。

3.一物體從高度h自由下落，不計空氣阻力，那么物體落地時的速度大小為______。

4.一輛質量為m的汽車以速度v行駛，剎車后滑行距離s，假設摩擦系數(shù)為μ，那么汽車在剎車過程中所受到的摩擦力做的功為______。

5.一物體在水平面上受到一個大小為F的推力，摩擦系數(shù)為μ，物體的質量為m，那么物體受到的摩擦力做的功為______。

三、計算題（每題[10]分，共[30]分）

1.一物體從靜止開始沿斜面向上運動，斜面與水平面成θ角，物體的質量為m，斜面的摩擦系數(shù)為μ，求物體在斜面上運動時的加速度大小。

2.一個物體在水平面上受到一個大小為F的推力，摩擦系數(shù)為μ，物體的質量為m，求物體在水平面上勻速運動時所需的推力大小。

3.一物體從高度h自由下落，不計空氣阻力，求物體落地時的速度大小。

4.一輛質量為m的汽車以速度v行駛，剎車后滑行距離s，假設摩擦系數(shù)為μ，求汽車在剎車過程中所受到的摩擦力做的功。

5.一物體在水平面上受到一個大小為F的推力，摩擦系數(shù)為μ，物體的質量為m，求物體在水平面上勻速運動時所需的推力大小。

四、論述題（每題[15]分，共[30]分）

1.論述牛頓第一定律的內容及其在物理學中的重要性。

2.解釋動量守恒定律，并舉例說明其在實際生活中的應用。

五、實驗題（每題[15]分，共[30]分）

1.設計一個實驗，驗證牛頓第二定律。

2.設計一個實驗，測量一個物體的重力加速度。

六、綜合題（每題[20]分，共[40]分）

1.一個物體從高度h自由下落，不計空氣阻力，求物體落地時的速度大小和落地時所做的功。

2.一輛質量為m的汽車以速度v行駛，在剎車過程中，汽車受到的摩擦力大小為F，求汽車在剎車過程中所受到的摩擦力做的功和汽車停止所需的時間。

試卷答案如下：

一、選擇題

1.D

解析思路：牛頓第二定律表明，加速度與合外力成正比，與質量成反比。因此，質量大的物體在相同的合外力作用下加速度較小，而不是更容易加速。

2.A

解析思路：汽車以勻速直線運動，說明合力為零，因此加速度為零。

3.D

解析思路：摩擦力的大小等于摩擦系數(shù)乘以物體受到的正壓力。在斜面上，正壓力等于物體的重力在垂直斜面方向的分量，即mgsinθ。

4.B

解析思路：根據(jù)自由落體運動的公式v^2=2gh，可以得出落地時的速度大小為√(2gh)。

5.B

解析思路：摩擦力做的功等于摩擦力與物體移動距離的乘積。摩擦力大小為μmg，移動距離為s，因此功為μmgs。

二、填空題

1.μmg

解析思路：摩擦力大小等于摩擦系數(shù)乘以物體受到的正壓力，即μmg。

2.(1/2)Ft^2

解析思路：根據(jù)牛頓第二定律F=ma，可以得到加速度a=F/m。使用運動學公式s=(1/2)at^2，代入加速度a得到s=(1/2)Ft^2。

3.√(2gh)

解析思路：根據(jù)自由落體運動的公式v^2=2gh，可以得出落地時的速度大小為√(2gh)。

4.μmgs

解析思路：摩擦力做的功等于摩擦力與物體移動距離的乘積，即μmgs。

5.μmgx

解析思路：摩擦力做的功等于摩擦力與物體移動距離的乘積，即μmgx。

三、計算題

1.a=gsinθ-μgcosθ

解析思路：物體在斜面上運動時，沿斜面方向的分力為gsinθ，摩擦力為μgcosθ，因此加速度為gsinθ-μgcosθ。

2.F=μmg

解析思路：物體勻速運動時，合力為零，摩擦力等于推力，即F=μmg。

3.v=√(2gh)

解析思路：根據(jù)自由落體運動的公式v^2=2gh，可以得出落地時的速度大小為√(2gh)。

4.W=μmgs

解析思路：摩擦力做的功等于摩擦力與物體移動距離的乘積，即μmgs。

5.F=μmg

解析思路：物體勻速運動時，合力為零，摩擦力等于推力，即F=μmg。

四、論述題

1.牛頓第一定律指出，一個物體如果不受外力作用，它將保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。這一定律說明了慣性的概念，即物體保持其運動狀態(tài)的性質。它在物理學中非常重要，因為它為我們提供了一個判斷物體運動狀態(tài)是否改變的標準。

2.動量守恒定律指出，在一個封閉系統(tǒng)中，如果沒有外力作用，系統(tǒng)的總動量保持不變。這一定律在許多物理現(xiàn)象中都有應用，例如碰撞、爆炸等。在碰撞問題中，動量守恒定律可以幫助我們分析碰撞前后的動量變化，從而確定碰撞的性質。

五、實驗題

1.實驗步驟：

a.準備一個斜面，一個物體，和一個計時器。

b.將物體放在斜面頂端，釋放物體，使其沿斜面滑下。

c.記錄物體通過不同位置的時間，并測量斜面的傾角。

d.根據(jù)時間記錄和斜面傾角，計算物體的加速度。

解析思路：通過測量物體沿斜面下滑的時間，可以計算出物體在斜面上的加速度，從而驗證牛頓第二定律。

2.實驗步驟：

a.準備一個物體，一個彈簧測力計，和一個水平面。

b.將物體放在水平面上，用彈簧測力計垂直向上拉物體，使其離開地面。

c.釋放物體，測量物體自由下落的時間。

d.根據(jù)時間記錄，計算物體的重力加速度。

解析思路：通過測量物體自由下落的時間，可以計算出物體的重力加速度，從而驗證重力加速度的存在。

六、綜合題

1.v=√(2g