牛顿运动定律本章知能检测

第四章牛顿运动定律建议用时实际用时设定分值实际得分90分钟100分一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有的小题有多个，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）图4-11.如图4-图4-1A.重力、支持力B.重力、支持力、摩擦力C.重力、支持力、摩擦力、斜向上的拉力D.重力、支持力、压力、摩擦力图4-22.如图4-2所示，一个楔形物体M放在固定的粗糙斜面上，M上表面水平且光滑，下表面粗糙，在其上表面上放一光滑小球图4-2A.沿斜面方向的直线B.竖直向下的直线C.无规则的曲线D.抛物线图4-33.一光滑斜劈，在力F图4-3A.水平向左B.水平向右C.沿斜面向下D.沿斜面向上4.在日常生活中，小巧美观的冰箱贴使用广泛。一磁性冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上静止不动时，它受到的磁力（）A.小于受到的弹力B.大于受到的弹力C.和受到的弹力是一对作用力与反作用力D.和受到的弹力是一对平衡力图4图4-45.如图4-4所示，固定斜面的倾角为30°，现用平行于斜面的力F拉着质量为m的物体沿斜面向上运动，物体的加速度大小为a，若该物体放在斜面上沿斜面下滑时的加速度大小也为a，则力F的大小是（）A.12mg B.mg C.36.如图4-5所示，一个物体由A点出发分别到达C1、C2、图4-5A.物体到达图4-5B.物体分别在三条轨道上的运动时间相同C.物体到达C1D.物体在AC3图4-67.如图4-6所示，弹簧测力计外壳质量为m0，弹簧及挂钩的质量忽略不计，挂钩吊着一质量为m图4-6A.mgB.mm0+mmg图4-78.如图4-7所示，质量为m的物体悬挂在轻质的支架上，斜梁OB与竖直方向的夹角为θ。设水平横梁OA和斜梁OB作用于O点的弹力分别为F1图4-7A.F1=mgsinθB.F1＝mgsinθ9.ABCD图4-8图4-9图4-38图4-1010.如图4-10所示，轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端与套在粗糙竖直杆MN上的轻圆环B相连接。用水平力F拉住绳子上一点O，使物体A及圆环B静止在图中虚线所在的位置。现稍微增加力F使O点缓慢地移到实线所示的位置，这一过程中圆环B仍保持在原来位置不动。则此过程中，圆环对杆的摩擦力F1和圆环图4-10A.F1保持不变，B.F1逐渐增大，C.F1逐渐减小，D.F1保持不变，二、填空题（本题共2小题，每小题8分，共16分，请将正确的答案填到横线上）11.“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图4-11甲所示。甲乙图4-11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4-11乙所示。计时器打点的时间间隔为s。从比较清晰的点起，每五个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度a＝m/s（2）平衡摩擦力后，将五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：砝码盘中砝码个数总重力F/N加速度a/（m·s-图4-12请根据实验数据在图4-12中作出图4-12图4-1312.某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图4-13所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端。开始时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移图4-13（1）滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为。（2）滑块与斜面间的动摩擦因数为。（3）以下能引起实验误差的是。a.滑块的质量b.当地重力加速度的大小c.长度测量时的读数误差d.小球落地和滑块撞击挡板不同时图4-14图4-1413.（15分）如图4-14所示，两个质量均为m的小环套在一水平放置的粗糙长杆上，两根长度均为l的轻绳一端系在小环上，另一端系在质量为M的木块上，两个小环之间的距离也为l，小环保持静止。试求：（1）小环对杆的压力；（2）小环与杆之间的动摩擦因数μ至少为多大？14.（14分）质量为10kg的物体在F＝200N的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角θ＝37°，如图4-15所示。力F作用2s后撤去，物体在斜面上继续上滑了s后，速度减为0。求：物体与斜面间的动摩擦因数μ和物体的总位移x。（已知sin37°＝，cos37°＝，g取10m/s图4图4-1515.（15分）在研究摩擦力的实验中，将木块放在水平长木板上。如图4-16a所示，用力沿水平方向拉木块，拉力从0开始逐渐增大。分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩擦力，并用计算机绘制出摩擦力Ff随拉力F的变化图象，如图4-16b所示。已知木块的质量为kg，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝，cos37abc图图4-16（1）求木块与长木板间的动摩擦因数；（2）如图4-16c所示，木块受到恒力F＝50N作用，方向与水平方向成θ＝37°角斜向右上方，求木块从静止开始沿水平面做匀变速直线运动的加速度；（3）在（2）中拉力F作用时间t1＝

参考答案1.A解析：人站在扶梯上匀速上升，处于平衡状态，受重力和扶梯对他的支持力。故选项A正确。2.B解析：对小球进行受力分析可知：小球所受的重力和支持力均沿竖直方向，小球在水平方向上不受力。根据牛顿第一定律可知，小球在水平方向上的运动状态不变，又因楔形物体由静止释放，故小球在水平方向上无运动，只沿竖直方向向下做直线运动。故选项B正确。3.A解析：木块与斜劈一起向左做匀加速直线运动时，加速度方向水平向左，根据牛顿第二定律知，木块所受合力的方向水平向左，故选项A正确。4.D解析：因磁性冰箱贴静止不动，在水平方向上受到两个力：磁力与弹力，应为平衡力，所以选项D正确，选项A、B、C错误。5.B解析：根据牛顿第二定律得，向上拉时，F-mgsin30°-Ff=ma，物体放在斜面上下滑时，mgsin30°-6.CD解析：设斜面高为h，斜面倾角为α，则斜面长为x=hsinα，根据牛顿第二定律物体下滑的加速度为a=gsinα，所以在AC3上运动的加速度最小，选项D正确；根据x=12at2和v=at图4-17解析：设弹簧测力计向上的加速度是a，选整体为研究对象，根据牛顿第二定律得，力F拉着质量为m0的外壳和质量为m的重物运动的加速度a=F-图4-17解析：以O点为研究对象，受力如图4-17所示。由受力图根据平衡条件可得F1=mgtanθ，9.AD解析:从题图可以看出，t0～t1时间内，该人的视重小于其重力，t1～t2时间内，视重正好等于其重力，而在t2～t3时间内，视重大于其重力。根据题中所设的正方向可知，t0～t1时间内，该人具有向下的加速度，10.A解析：设圆环B的质量为M。以整体为研究对象，受力情况如图4-18甲所示，根据平衡条件得甲乙图4甲乙图4-18F1由②式可知，杆对圆环的摩擦力F1'大小保持不变，由牛顿第三定律得，圆环对杆的摩擦力再以结点O为研究对象，受力情况如图4-18乙所示。根据平衡条件得到：F=mgtanθ，当O点由虚线位置缓慢地移到实线所示的位置时，θ增大，则F增大，而F2=F11.（1）（2）见解析（3）忘记加入砝码盘的重力解析：（1）由题意可知计数点间的时间间隔T＝5T0图4-19由Δx＝aT2和Δx＝图4-19可得a＝m/s（2）a-F图线如图4-（3）平衡小车与桌面之间的摩擦力，a-F12.（1）xH（2）&h解析:（1）同时听到声音说明小球与滑块运动的时间相同，设都为t，则小球做自由落体运动，H＝12gt2，滑块沿斜面下滑做匀加速直线运动，x＝12at图4-20（2）对滑块进行受力分析如图4-图4-20沿斜面方向：mgsinθ-F垂直斜面方向：FN-mg又有：Ff＝由以上三式联立解得a＝gsinθ-μg将ag＝xH代入可得：μ＝&（3）由动摩擦因数的表达式可知选c、d。13.（1）12Mg解析：（1）以木块和两个小环作为整体进行受力分析，由平衡条件得2FN＝（M＋2m）由牛顿第三定律知小环对杆的压力FN'＝（2）对木块受力分析由平衡条件得2FTcos30°临界状态，小环受到的静摩擦力达到最大值，则有FTsin30°＝μ解得动摩擦因数最小为μmin＝14.m解析：设力F作用时物体沿斜面上升的加速度大小为a1，撤去力F后其加速度大小变为a2，则a1图4-21有力F作用时，物体受力为重力mg、推力F、支持力FN1、摩擦力Ff1图4-21在沿斜面方向上，由牛顿第二定律可得Fcosθ-mgsinθ-Ff1＝μFN1＝μ（mgcosθ＋Fsin撤去力F后，物体受重力mg、支持力