牛顿运动定律测试卷
总分150分
一:选择题【在每小题给出的四个选项中.只有一个选项正确。4分×15=60分】
1.下列说法正确的是:( D )
A.在17世纪之前,普遍认为力是维持物体运动所不可缺少的,第一个根据实验指出这种认识是错误的科学家是牛顿;
B. 惯性是物体保持原来运动状态的力;
C.一个日本旅游者,想来中国,他设想将自己悬挂在空中的大气球上,由于地球的自转,只要在空中停留几个小时,就可以到达中国;
D.由于地球的自转是由西向东,如果让同一跳远运动员用同样的方式从西向东跳和从东向西跳,测出的成绩是一样的 。
2. 如图所示,在平直的轨道上,匀速向右行驶的封闭的车厢AB中,悬挂着一个带有滴管的盛油容器,容器正下方地板上有一点O.当滴管按相等时间间隔依次滴下三滴油时(设这三滴油都能落在车厢地板上),下列说法中正确的是:( D )
A.这三滴油依次落在OA之间,且后一滴比前一滴离O远;
B.这三滴油依次落在OA之间,且后一滴比前一滴离O近;
C. 这三滴油依次落在OA之间同一位置上;
D. 这三滴油依次落在O点上。
3.物体的位移随时间变化的函数关系是s=4t+2t2(m),
则它运动的加速度是 ( C )
A.0m/s2 , B. 2m/s2 ,
C. 4m/s2 , D. 8m/s2 .
4.根据牛顿运动定律可知,以下说法正确的是( D )
A.我们骑自行车带人时,如车速过快会导致惯性大,不易刹车
B.沿滑梯下滑的幼儿,是因为受到了下滑力作用的缘故
C.以卵击石是鸡蛋破碎,说明它们之间的相互作用力不等
D.牛顿运动定律只能解决宏观物体的低速的问题
5.我国自行研制的“神舟五号”载人飞船在太空遨游,宇航员杨利伟在绕地球做匀速圆周运动时的受力情况是 ( D )
A.受到地区引力和重力的作用; B.受到地球引力和向心力的作用;
C.物体不受任何力作用 ; D.只受到地球引力作用 。
6.下列说法正确的是 ( D )
A.某人用力推原来静止在水平面上的小车,使小车开始运动,此后改用较小的力就可以维持小车作匀速直线运动。可见力是使物体运动的原因;
B.当物体所受合外力不变时,其运动状态一定不变;
C.物体的运动方向总是和它所受合外力方向相同;
D.物体作变速运动时,一定有外力作用 。
7.下列说法正确的是( D )
A.一同学看见某人用手推不动原来静止的小车,于是说:是因为这辆车的惯性太大的缘固;
B.物体不受任何外力,也可以做曲线运动;
C.只要物体受到的合外力不为零,物体的速度就一定不会变为零;
D.加速度的方向一定跟速度增量的方向一致;
E.物体受到的合物力越大,速度的变化就一定大。
8.下列说法中正确的是( A ).
A.有摩擦力存在的接触面上,一定同时有弹力存在;
B.有弹力存在的接触面上,一定同时有摩擦力存在;
C.两个接触且有相对运动的物体,其接触面之间一定没有摩擦力存在;
D.两个接触且有没有相对运动的物体,其接触面之间一定没有摩擦力存在。
9.下列共点力作用在物体上,不能使物体平衡的是( A ).
A.3N 4N 8N B.20N 30N 50N C.10N 10N 5N D.2N 5N 7N
10.甲、乙两物体在同一直线上运动,它们的V--t图象如图所示,由此可知( C )。
A.在tl时刻,甲和乙的加速度一定相同;
B.在t1时刻,甲和乙的速度大小相等,方向相反;
C.在t2时刻,甲和乙的速度方向相同,加速度方向相反;
D.在t2时刻,甲和乙的速度相同,加速度也相同。
11.静止的物体在一个方向不变、逐渐变小的力作用下,将作( D ).
A.匀减速直线运动;
B.匀加速直线运动;
C.加速度逐渐变大的变加速直线运动;
D.加速度逐渐变小的变加速直线运动。
12.在水平地面上做匀加速直线运动的物体,在水平方向上受到拉力和阻力的作用,如果要使物体的加速度变为原来的两倍,下列方法中可以实践的是( D )
A.将拉力增大到原来的两倍;
B.将阻力减小到原来的1/2;
C.将物体的质量增大到原来的两倍;
D.将物体的拉力和阻力增大到原来的两倍。
13.物体在几个共点力的作用下做匀速直线运动,若突然撤去其中一个大小为力F的外力,则可以完全确定的是( D )
A.物体做加速度为F/m的匀加速直线运动;
B.物体做加速度为F/m的匀减速直线运动;
C.物体加速度为大小F/m,方向与F相同;
D.物体加速度为大小F/m,方向与F相反。
14.人走路时,人和地球之间的作用力和反作用力的对数有( C )
A.一对 ;B. 二对 ;
C. 三对 ;D. 四对 。
15.如图所示,水平力F把A、B两物体紧压在竖直墙壁上,使二者均处于静止状态,那么以下说法正确的是 ( B )
A.A对B的摩擦力的方向不一定向下;
B.墙对B的摩擦力的方向一定向上;
C.A对B的摩擦力与墙对B的摩擦力大小相等;
D.当F增大时,B与墙之间的摩擦力也随着增大。
二:非选择题部分【把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答.解答题要写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。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.】
1. (4分)在光滑水平地面上,一个质量m=10kg的物体在水平力F1作用下产生3m/s2的加速度,而在另一水平力F2作用下产生4m/s2的加速度,若F1、F2同时作用在这个物体上,合力的最大值是70N ,最小值是10N .
2. (3分)竖直起飞的火箭在推动力F的作用下产生10m/s2的加速度,若推动力增大为2F,则火箭的加速度将达到30 m/s2 .(g取10 m/s2)
3. (4分)物体沿倾角为θ的光滑斜面上滑,其加速度大小为 gsinθ m/s2,若从该斜面顶端由静止释放则加速度大小为 gsinθ m/s2;如果该斜面不光滑且动摩擦因素为μ,物体沿倾角为θ的斜面上滑,其加速度大小为 g(sinθ+μcosθ) m/s2,若从该动摩擦因素为μ的斜面顶端由静止释放则加速度大小为 g(sinθ-μcosθ) m/s2 .(已知μ<tanθ )
4. (4分) 汽车在一条平直公路上行驶,因发现紧急情况而急刹车.如果刹车的加速度大小为2m/s2,刹车时汽车速度为10m/s,则经6s时汽车的速度是 0 m/s;汽车在6s内的位移大小是 25 m.
5. (4分)质量为1kg的物体,如果在F1=3.0N的力单独作用下、产生的加速度大小a1=3.0m/s2;如果同时受到两个相互垂直的外力F1=3.0N、F2=4.0N的作用,则物体受到的合加速度的大小a2=5.0m/s2.
6. (4分)质量100kg的物体在水平地面上做直线运动,它受到阻力恒为1000N,而受到的提了推力F总与阻力方向相反,其值由1800N逐渐减少到零。当F=0 N时,其加速度值最大,最大值为10m/s2;当F=1000N时,其加速度最小,最小值为0 N 。
7. (4分)如图(乙)所示,将包有白纸的圆柱棒替代纸带和重物,蘸有颜料的毛笔固定在马达上并随之转动,使之替代打点计时器.当烧断挂圆柱的线后,圆柱竖直自由落下,毛笔就在圆柱白纸上划出记号,图(甲)所示,测得记号之间的距离依次为26、42、58、74、90、106mm,已知马达铭牌上有“1440r/min”字样,请就实验所得数据验证当地的重力加速度g值.
答案:其方法如下:
①由马达铭牌“1440 r/min”算出毛笔画的线距时间间隔了(s)②根据算出任意选取的相邻两条线的瞬时速度.
(m/s)
(m/s)
∴ νD2-νC2=2gSCD ;
g=(νD2-νC2)/ 2SCD=(1.652-1.252)/(2×0.058)m/s 2
=10.0 m/s 2 .
8.(3分)一个物体受到两个力F1、F2的作用,Fl=40N,方向水平向右,F2=30N,方向竖直向下,请用做图法画出该物体受到的合力.
【答】:
三、计算题 本大题共5小题,共12分×5=60分.解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,若只有最后答案而无演算过程的不得分
1. (12分)物体做匀加速直线运动,初速度是2m/s,加速度等于0.5m/s2,求:
(1)第3s末物体的速度;【答】: 3.5 m/s;
(2)物体3s内的位移; 【答】: 8.25m ;
(3)第4s内的位移. 【答】: 3.75m .
【解】:1)由速度公式得Vt=V0+at=(2+0.5×3)m/s;
2) 由位移公式得S3=V0+at2/2=(2×3+0.5×32/2)m=8.25m;
3) 第4s内的位移ΔS=S4-S3=(2×4+0.5×42/2)m-8.25m=3.75m .
2. (12分)一物体放在倾角为θ的斜面上,轻轻推动一下,恰好能沿斜面匀速下滑,则物体与斜面间的动摩擦因素μ是多少?若给物体初速度v0,使它沿此斜面上滑,则向上滑行的最大距离为多远?【答】: S= V02/[2(sinθ+μcosθ)g] .
【解】:1):受力分析得:mgsinθ=μmgcosθ
μ=tanθ
2):物体沿斜面上滑的加速度为:
a=-(sinθ+μcosθ)g ;
由导出公式Vt2-V02=2aS得:
02-V02=-2(sinθ+μcosθ)g S
S= V02/[2(sinθ+μcosθ)g] .
3. (12分)如图所示,物块质量为m,受到与水平方向成θ角的推力F作用,在水平面上做匀速直线运动,若改用同样大小的推力F沿水平方向推动物体,物体的加速度多大?
【答】: a=(Fmg+F2Sinθ-FmCosθ)/(m2g+mFSinθ)
【解】:(1)受力分析,利用正交分解得:
水平方向:Fcosθ=Ff………………①
竖直方向:FN=mg+Fsinθ…………②
又FN=μmg…………………………③
由①、②代入③得:μ= Fcosθ/(mg+Fsinθ) …………………………………④
(2)若F沿水平方向推物体,由牛顿第二定律得:a=(F-μmg)/m…………⑤
由④代⑤得:a=(Fmg+F2Sinθ-FmCosθ)/(m2g+mFSinθ) …………………⑥
4.(12分)如图所示,A、B两滑环分别套在同一竖直面内间距为1m的光滑细杆上,A和B的质量之比为1∶3,用一自然长度为1m的轻弹簧将两环相连,在 A环上作用一沿杆方向的、大小为20N的拉力F,当两环都沿杆以相同的加速度a运动时,弹簧与杆夹角为53°(cos53°=0.6)
求:(1)弹簧的劲度系数为多少?【答】:弹簧的劲度系数k= =100N/m
(2)若突然撤去拉力F,在撤去拉力F的瞬间,A的加速度为a,,a,
与a之间比为多少? 【答】:a,:a=3∶1
【解】:(1)先取A+B和弹簧整体为研究对象,弹簧弹力为内力,杆对A、B支持力与加速度方向垂直,在沿F方向应用牛顿第二定律F=(mA+mB)a① 再取B为研究对象F弹cos53°=mBa②
① ②联立求解得,F弹=25N
由几何关系得,弹簧的伸长量 ⊿x=(1/sin53°-1)=0.25m
所以弹簧的劲度系数k= F弹/⊿x =100N/m
(2)撤去F力瞬间,弹簧弹力不变,A的加速度a,= F弹cos53°/mA
所以a,:a=3∶1。
5.(12分)如图所示的升降机中,用OA、OB两根轻绳悬挂着一质量为20kg的重物,若OA与竖直方向的夹角为37°,OA垂直于OB,且两绳能承受的最大拉力均为320N,则为使绳子不断,升降机竖直向上的加速度最大为多少?(g取10m/s2)
【答】10m/s2
【解】:设OA绳子上的拉力为FA,OB绳子上的拉力为FB .
则水平方向分力满足:
FASin370=FBSin530 …………………①
竖直方向分力满足:
FACos370+FBCos530-mg=ma………②
由①知:FA>FB ,故当FA达最大拉力320N时,升降机
竖直向上的加速度达最大值。
将FA=320N代入①得FB=240N ,故由②得升降机竖直向上的加速度最大为amax=10m/s2 .