[牛顿运动定律]单元测试题及答案

牛顿运动定律

一、选择题

1．下列说法正确的是( )

A．高速行驶的公共汽车紧急刹车时，乘客都要向前倾倒，说明乘客受到惯性力的作用

B．短跑运动员最后冲刺时，速度很大，很难停下来，说明速度越大，惯性越大

C．抛出去的链球是靠惯性向远处运动的

D．把手中的球由静止释放后，球能竖直下落，是由于球具有惯性的缘故

解析：惯性是物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的特性，不是力故A项错、C项正确．而质量是惯性大小的唯一量度，故B项错．由静止释放的小球的惯性是要保持原来的静止状态，而下落是由于重力迫使它改变了静止状态，故D项错． 答案：C

2．一游客站在观光电梯内，将行李箱置于电梯的水平底板上，某段时间内电梯竖直向上做匀减速运动，加速度为a＜g，在这一运动过程中( )

①游客感觉到电梯外的建筑物加速向下运动

②游客感觉到电梯外的建筑物减速向下运动

③行李箱对底板的压力大于行李箱的重力

④行李箱对底板的压力小于行李箱的重力

A．①③ B．②③

C．①④ D．②④

解析：以建筑物为参考系，电梯竖直向上做匀减速运动，反之，以电梯为参考系，游客看到的建筑物向下减速运动，故①错、②对；游客和行李箱处于失重状态，则行李箱对底板的压力小于行李箱的重力，故③错、④对．

答案：D

3．(2011年上海单科)如图，在水平面上的箱子内，带异种电荷的小球a、b用 绝缘细线分别系于上、下两边，处于静止状态．地面受到的压力为FN，球

b所受细线的拉力为F.剪断连接球b的细线后，在球b上升过程中地面受

到的压力( )

A．小于FN B．等于FN

C．等于FN＋F D．大于FN＋F

解析：剪断连接球b的细线后，b球会向上加速，造成两球之间的静电力F电增大，剪断前由整体法FN＝Mg＋mag＋mbg，F电＝mbg＋F.剪断后对箱和a球有FN′＝Mg＋mag＋F电′＝FN－mbg＋F电′，由于F电′＞F电，所以FN′＞FN＋F，故选D.

答案：

D

4．(2012年滁州模拟)先后用相同材料制成的橡皮条彼此平行地沿

水平方向拉同一质量为m的物块，且每次使橡皮条的伸长量均

相同，物块m在橡皮条的拉力作用下所产生的加速度a与所拉

橡皮条的数目n的关系如图所示．若更换物块所在水平面的材

料，再重复这个实验，则图中直线与水平轴间的夹角θ将( )

A．变大 B．不变

C．变小 D．与水平面的材料有关

解析：设一根橡皮条的拉力为F，有：nF－μmg＝ma，得：a＝ n－μg，可见更换材料，只是改变了物体与水平面之间的摩擦因数大小，并不影响θ角的大小．

答案：B

5．如图所示，长方体物块C置于水平地面上，物块A、B用不可伸长的

轻质细绳通过滑轮连接(不计滑轮与绳之间的摩擦)，A物块与C物块光

滑接触，整个系统中的A、B、C三物块在水平恒定推力F作用下以相同

的加速度一起向左运动．下列说法正确的是( )

A．B与C之间的接触面不可能是光滑的

B．若推力F增大，则绳子对B的拉力必定增大

C．若推力F增大，则定滑轮所受压力必定增大

D．若推力F增大，则C物块对A物块的弹力必定增大

解析：对整体，F－μm总g＝m总a①；对物体A：T＝mAg②，FN＝mAa③；对物体B：T±f＝mBa④，B与C之间摩擦力可能为零，也可能向左或向右，主要取决于系统加速度的大小，选项A错；若推力F增大，系统加速度增大，由③式得，选项D正确；若推力F增大而物体B相对静止，则T＝mAg不变，选项B、C均错．

答案：D

6．如图(a)所示，用一水平外力F推着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的

物体，逐渐增大F，物体做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象

如图(b)所示，若重力加速度g取10 m/s，根据图(b)中所提供的信息不

能计算出(

) 2Fm

A．物体的质量

B．斜面的倾角

C．物体能静止在斜面上所施加的最小外力

D．加速度为6 m/s时物体的速度

解析：分析物体受力，由牛顿第二定律得：Fcos θ－mgsin θ＝ma，由F＝0时，a＝

cos θ6－2cos 37°2－6 m/s，得θ＝37°.由a＝－gsin θ和a－F图线知：＝m30－20m

得：m＝2 kg，物体静止时的最小外力Fmincos θ＝mgsin θ，Fmin＝mgtan θ＝15 N，无法求出物体加速度为6 m/s时的速度，因物体的加速度是变化的，对应时间也未知，故选D．

答案：D

7．(2012年安庆模拟)水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，用于对旅客的行李进行安全检查．如下图所示为一水平传送带装置示意图，紧绷的传送带AB始终保持v＝1 m/s的恒定速率运行．旅客把行李无初速度地放在A处，设行李与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.1，AB间的距离为2 m，g取10 m/s.若乘客把行李放到传送带的同时也以v＝1 m/s的恒定速度平行于传送带运动去B处取行李，则(

)

A．乘客与行李同时到达B

B．乘客提前0.5 s到达B

C．行李提前0.5 s到达B

D．若传送带速度足够大，行李最快也要3 s才能到达B

解析：行李放在传送带上，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动．加速度为a＝μg＝1 m/s，历时2222

vv2－x1t1＝＝1 s达到共同速度，位移x1＝t1＝0.5 m，此后匀速运动t2＝＝1.5 s到达a2v

B，共用2.5 s．乘客到达B历时t＝＝2 s，故B正确．若传送带速度足够大，行李一v

直加速运动，最短运动时间tmin＝

答案：B

二、非选择题

8．如图所示是某次利用气垫导轨“验证牛顿运动定律”的实验装置安装完毕后的示意图，

图中A为小盘和砝码，B为定滑轮，C为滑块及上面添加的砝码，D为纸带，E为电火花计时器，F为蓄电池，电压为6 V，G是电键，请指出图中的三处错误： 2×22 s，D项错误． 2a

(1) B接滑块的细线应水平(或与导轨平行)_；

(2) C滑块离计时器太远_；

(3) E电火花计时器用的是220 V的交流电，不能接直流电_．

9．(9分)滑雪是一个常见的体育运动项目，某一山坡滑道可看成倾角θ＝30°的斜面，一

名滑雪运动员连同滑雪装置总质量m＝80 kg，他从静止开始自由匀加速下滑，在时间t＝10 s内沿斜面滑道滑下的位移x＝200 m，后又进入水平滑道．(设水平滑道足够长，不计空气阻力，取g＝10 m/s)问：

(1)运动员在下滑过程中受到的摩擦力Ff为多大？

(2)滑雪板与滑道之间的动摩擦因数μ为多少？

(3)若水平滑道的动摩擦因数是山坡滑道动摩擦因数的2倍，求运动员在水平滑道上滑行的最大距离．

122解析：(1)设山坡滑道上的加速度为a，则由x＝at得a＝4 m/s 2

由mgsin θ－Ff＝ma得： 2

Ff＝mgsin θ－ma＝80 N.

(2)由Ff＝μmgcos θ可得：

μ＝3. 15

(3)在水平面上：2μmg＝ma′得

a′＝2μg＝432 m/s 3

由v＝at，v＝2a′x′可得： 2

x′＝2003 m.

答案：(1)80N (2)3 (3)2003 m 15

10．(10分)如图所示，质量为m＝1 kg的小球穿在斜杆上，斜杆与水平方向

的夹角为θ＝37°，球恰好能在杆上匀速滑动．若球受到一大小为F＝

40 N

的水平推力作用，可使小球沿杆向上加速滑动(g取10 m/s)．求：

(1)小球与斜杆间的动摩擦因数μ的大小；

2

(2)小球沿杆向上加速滑动的加速度大小． 解析：(1)对小球受力分析，由平衡条件可知： mgsinθ＝Ff1

FN1＝mgcosθ

Ff1＝μFN1

解得μ＝tan 37°＝0.75

(2)水平推力作用后，由牛顿第二定律： Fcos θ－mgsin θ－Ff2＝ma

Ff2＝μFN2＝μ(Fsin θ＋mgcos θ) 解得a＝2 m/s2

答案：(1)0.75 (2)2 m/s2