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第四章牛顿运动定律综合测试(满分100分,90分钟完成)班级_______姓名_______目的要求:1.掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法,学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题;2.会根据物体的运动状态,分析物体的受力情况,会应用牛顿运动定律解答有关实际问题。第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题:本大题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确,选对的得6分,对而不全得3分。选错或不选的得0分。BA图11.如图1所示,质量为的物体A放置在质量为M的物体B上,B与弹簧相连,它们一起在光滑水平面上作往复运动,运动过程中A、B之间无相对运动,设弹簧的劲度系数为k,当物体离开平衡位置的位移为x时,A、B之间摩擦力的大小等于(BA图1A.0B.kxC.D.2.一质量为m的人站在电梯中,电梯加速上升,加速大小为,g为重力加速度。人对电梯底部的压力为 () A. B.2mg C.mg D.3.一向右运动的车厢顶上悬挂两单摆M与N,他们只能在图2所示平面内摆动。某一瞬时出现图示情景,由此可知车厢的运动及两单摆相对车厢运动的可能情况是()MN图2A.车厢作匀速直线运动,M在摆动,MN图2B.车厢作匀速直线运动,M静止,N在摆动C.车厢作匀速直线运动,M在摆动,N在摆动D.车厢作匀加速直线运动,M静止,N也静止图3αF4.如图3所示,位于水平面上的质量为M的小木块,在大小为F、方向与水平方向成α角的拉力作用下沿地面做加速运动。若木块与地面之间的动摩擦因数为μ,则木块的加速度为(图3αFA.B.C.D.5.升降机以加速度a竖直向上作匀加速运动,升降机内的天花板上有一只螺帽突然松动,脱离天花板,这时螺帽相对于地的加速度是(g为重力加速度) () A.g-aB.g+aC.aD.g图46.跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板,另一端被吊板上的人拉住,如图4所示。已知人的质量为,吊板的质量为,绳及滑轮的质量、滑轮的摩擦均不计,取。当人以的力拉绳时,人与吊板的加速度和人对吊板的压力分别为图4A.B.C.D.7.惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中,这个系统的重要元件之一是加速度计。加速度计的构造原理的示意图如图所示:沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为的滑块,滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连;两弹簧的另一端与固定壁相连。滑块原来静止,弹簧处于自然长度。滑块上有指针,可通过标尺测出滑块的位移,然后通过控制系统进行制导。设某段时间内导弹沿水平方向运动,指针向左偏离0点的距离为s,则这段时间内导弹的加速度()图5图5A.方向向左,大小为ks/ B.方向向右,大小为ks/C.方向向左,大小为2ks/ D.方向向右,大小为2ks/FAθ图68.如图6所示,质量为的三角形木楔A置于倾角为θ的固定斜面上,它与斜面间的动摩擦因数为μ,一水平力F作用在木楔A的竖直平面上。在力F的推动下,木楔A沿斜面以恒定的加速度向上滑动,则FAθ图6A.B.C.D.第Ⅱ卷(非选择题,共52分)二、填空、实验题:本大题共4小题,每小题6分,共24分。把正确答案填写在题中横线上或按要求作答。BFA图79.如图7所示,质量为2m的物块A与水平地面的摩擦可忽略不计,质量为m的物块B与地面的动摩擦因数为μ,在已知水平推力F的作用下,A、B做加速运动,则BFA图7246100v/m·s-1t/sCBA图810.电梯的质量为500kg,电梯在上升过程中的v-t关系如图8所示,如果运动中受到的阻力恒为103N,则牵引电梯的钢绳所受的拉力:OA过程F1=__________,246100v/m·s-1t/sCBA图8ABF图911.如图9所示,质量为2的物块A与水平地面的摩擦可忽略不计,质量为的物块B与地面的摩擦系数为μ。在已知水平推力F的作用下,A、B作加速运动。A对B的作用力为_____ABF图912.一物块从倾角为θ、长为s的斜面的项端由静止开始下滑,物块与斜面的滑动摩擦因数为μ,则物块滑到斜面底端所需的时间为。三、计算题:本大题共3小题,计28分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。ABa图1013.(8分)一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一边与桌的AB边重合,如图10所示。已知盘与桌布间的动摩擦因数为μ1,盘与桌面间的动摩擦因数为μ2。现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面,加速度方向是水平的且垂直于AB边。若圆盘最后未从桌面掉下,则加速度aABa图10mM图1114.(10分)如图11所示,质量为M=10kg的木楔ABC静=的斜面上,有一质量m=1.0kg的物块由静止开始沿斜面下滑:当滑行路程s=1.4m时,其速度v=1.4m/s,在此过程中木楔没有动。求地面对木楔的摩擦力的大小和方向。(g=10m/s2mM图11ACθBF图1215.(10分)如图12所示,在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B。它们的质量分别为、,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板。系统处于静止状态。现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动,求物块B刚要离开C时物块A的加速度和从开始到此时物块A的位移d。(重力加速度为ACθBF图12参考答案一、选择题:1.【答案】D【点拨】A、B无相对运动,两者具有相同的加速度。以A、B共同为研究对象,则受弹簧力,由牛顿第二定律:。以A为研究对象,在水平方向受摩擦力,由牛顿第二定律得:,故正确选项为D。2.【答案】D【点拨】设物体受重力为G,电梯底部对物体的支持力为FN,根据牛顿第二定律有:FN-G=ma=,解得FN=。3.【答案】A【点拨】如果车厢作匀速直线运动时,物体应处于平衡状态即合外力为零,故M相对车厢应该在运动,而N相对车厢可能是静止的,也可能是运动的;如果车厢作匀加速直线运动时,物体也应处于加速运动状态即合外力不为零,则M相对车厢可能是静止,也可能是运动的,而N则一定是在运动。故只有A正确。4.【答案】D【点拨】物体受力情况如图所示,将F分解为:Fx=Fcosα,Fy=Fsinα。F2FFxFyGαF1由牛顿第二定律:水平方向:FxF2=ma即F2FFxFyGαF1竖直方向:F1+Fy=mg即:F1+Fsinθ=Mg。又∵F2=μF1解得:。5.【答案】D【点拨】脱离天花板的螺帽只受到重力作用,故相对于地面的加速度为g,故D正确。 6.【答案】B【点拨】将人与吊板整体考虑,据牛顿第二定律:,代入数据得:。对人来说,设吊板对人的支持力为,则,解得。据牛顿第三定律得人对吊板的压力也为。故B正确。7.【答案】D【点拨】指针向左偏离0点距离为s,将引起两个弹簧均有形变s。左弹簧被压缩s,弹力向右;右弹簧被拉长s,弹力向右,故合弹力向右大小为2ks,则。8.【答案】C【点拨】将物体所受各力沿斜面和垂直斜面方向正交分解。即垂直斜面方向上有:,而;沿斜面有:。解得,故C正确。二、填空、实验题:9.【答案】【点拨】由牛顿第二定律,分别对A和B两个物体有:;解得FNAB=10.【答案】7000N,6000N,5500N【点拨】电梯在OA段做匀加速运动,由关系图知,根据牛顿第二定律有:,解得;在AB段做匀速直线运动,则:;在BC段做匀减速运动,由关系图知,牛顿第二定律有:,解得。11.【答案】【点拨】取A、B整体为研究对象,其水平方向只受一个力F的作用,根据牛顿第二定律知:,;取B为研究对象,其水平方向只受A的作用力F1,根据牛顿第二定律知:,故。12.【答案】FNfG【点拔】设物块质量为,加速度为,物块受力情况如下图所示,由牛顿第二定律有:,,,
解得:,,。FNfG三、计算题:13.【答案】a≥【解析】此题是物体间有相对运动的临界问题,主要考查牛顿第二定律和运动学公式,找出圆盘不从桌面上掉下来的条件是解题的关键。设圆盘的质量为m,桌长为l,在桌布从圆盘上抽出的过程中,盘的加速度为,有桌布抽出后,盘在桌面上作匀减速运动,以a2表示加速度的大小,有设盘刚离开桌布时的速度为v1,移动的距离为x1,离开桌布后在桌面上再运动距离x2后便停下,有盘没有从桌面上掉下的条件是x2≤ 设桌布从盘下抽出所经历时间为t,在这段时间内桌布移动的距离为x,有又因为由以上各式解得:a≥14.【答案】N,方向水平向左【解析】已知物块沿斜面向下做匀加速直线运动,由物块的运动状态可以确定其受力情况。物块沿斜面加速下滑,由运动学公式有:v2=2as,所以=v2/2s=0.7m/s2,物块受力如图(甲)所示,由牛顿第二定律有:;联立得解:=N,=N。对
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