(五)牛顿运动定律(B)——2023-2024学年物理鲁科版(2019)高一必修第一册章章练
1.影响物体惯性大小的因素是( )
A.质量 B.加速度 C.速度 D.力
2.一列以速度v匀速行驶的列车内有一水平桌面,桌面上A处有一相对桌面静止的小球,由于列车运动状态的改变,车厢中的旅客发现小球沿如图(俯视图)中的虚线从A点运动到B点,则说明列车是加速且在向北拐弯的图是( )
A. B.
C. D.
3.“复兴号”高铁在某段水平轨道上匀速行驶,假设高铁上固定着盛满水的纸杯。若突然发现纸杯中的水向右洒出,如图所示,则关于高铁在此种情况下的运动,下列描述正确的是( )
A.高铁匀速向左运动 B.高铁可能突然向左加速运动
C.高铁可能突然向左减速运动 D.高铁可能突然向右加速运动
4.打水漂是人类最古老的游戏之一。如图所示,仅需要一块小瓦片,在手上呈水平放置后,用力使它水平飞出,瓦片擦水面飞行,不断地在水面上向前弹跳,直至下沉。下列判断正确的是( )
A.瓦片飞出时的初速度越大,它的惯性一定越大
B.瓦片飞行时所用时间越长,它的惯性一定越大
C.瓦片飞出去的距离越长,它的惯性一定越大
D.瓦片的质量越大,它的惯性一定越大
5.下列属于国际单位制中基本单位的是( )
A.J B.W C.m D.N
6.起重机将质量为m的货物匀加速竖直吊起,已知货物的加速度大小为a,重力加速度为g,则起重机对货物的拉力大小为( )
A.ma B.mg C. D.
7.一辆装满石块的货车在平直道路上以加速度。向前做匀减速直线运动。石块A的质量为m,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.石块A所受所有外力的合力大小为mg
B.石块A所受所有外力的合力大小为ma
C.石块A所受所有外力的合力大小为
D.石块A所受所有外力的合力大小为0
8.如图所示,用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上静止,下列说法中正确的是( )
A.水平力F跟墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力
B.物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力
C.水平力F增加,物体所受摩擦力也随之增加
D.墙对物体的作用力方向竖直向上
9.如图是某高中新生军训时护旗手林同学训练时的照片,他在水平地面上手持旗杆右脚向前拾起,身体微微前倾,在无风时保持静止状态。下列说法正确的是( )
A.地面对林同学有摩擦力的作用
B.旗杆对林同学的作用力方向竖直向下
C.林同学对地面的压力产生原因是地面发生了形变
D.林同学所受的重力与地面对他的支持力是一对平衡力
10.小明站在电梯内的体重计上,电梯静止时体重计示数为50kg,若电梯在竖直方向运动过程中,他看到体重计的示数为45kg时,取重力加速度.下面说法中正确是( )
A.电梯可能在加速上升,加速度大小为
B.电梯可能在加速上升,加速度大小为
C.电梯可能在减速上升,加速度大小为
D.电梯可能在减速下降,加速度大小为
11.一物理兴趣小组用如图所示的装置,探究“加速度与质量的关系”,通过改变放在小车上的砝码质量,改变小车(含遮光片)与砝码的总质量M。
(1)实验要平衡摩擦力,具体操作为:不悬挂砂桶,将长木板没有定滑轮的一端适当垫高,轻推小车,如果________,则摩擦力得到平衡;
(2)实验还需要的部分操作有________;
A.悬挂砂桶后调节细线与木板平行 B.测量砂和砂桶质量m
C.调节砂和砂桶质量m远小于M D.小车每次在同一位置释放
(3)调节好实验器材后,第一次实验:由静止释放小车,记录小车经过光电门1、2时遮光片挡光时间,小车(含遮光片)及砝码的总质量,力传感器的尔数F;第二次实验:向小车中添加砝码,小车(含遮光片)及砝码的总质量为,由静止释放小车,此时会发现力传感器的示数________(选填“大于”或“小于”)F,通过适当________ (选填“增加”或“减小”)砂桶中砂的质量,使力传感器的示数仍为F,重新实验,记录小车经过光电门1、2时遮光片挡光时间,如果表达式________成立,则表明合外力一定时,加速度与质量成反比。
12.如图所示,质量的物体放在水平面上,在的水平恒定拉力作用下由静止开始运动,物体发生位移时撤去力F,物体在水平面上继续滑动一段距离后停止运动。已知物体与水平面间的动摩擦因数。求:
(1)物体在力F作用过程中加速度的大小;
(2)撤去力F的瞬间,物体速度的大小;
(3)撤去力F后物体继续滑动的时间。
答案以及解析
1.答案:A
解析:一切物体在任何状态下都具有惯性,惯性是物体本身的一种基本属性,惯性大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,故A正确,BCD错误。故选:A。
2.答案:C
解析:由于列车原来做匀速运动,小球和列车保持相对静止,现在列车要加速,由于惯性小球相对于桌面向后运动;列车要向北拐弯,则列车和桌面都向北运动,由于惯性的作用小球相对桌面向南运动,故C正确,ABD错误。故选:C。
3.答案:B
解析:若高铁匀速向左运动,则水也匀速运动,速度相等,水不会从纸杯中洒出,故A错误;高铁突然向左加速,由于惯性,水还没有来得及加速,所以高铁向左的速度大于水向左的速度,可以出现题图所示情况,故B正确;同理可知,D错误;高铁突然向左减速,由于惯性,水还没有来得及减速,所以高铁向左的速度小于水向左的速度,水应向左洒出,故C错误。
4.答案:D
解析:惯性的大小只与物体的质量有关,D正确。
5.答案:C
解析:在国际单位制中,在力学中长度、质量、时间三个物理量被选为基本单位,他们的符号分别为m、kg、s,而物理量之间的关系推导出来的物理量的单位叫做导出单位,故C正确,ABD错误。故选C。
6.答案:C
解析:由牛顿第二定律可得,解得起重机对货物的拉力大小,故选C.
7.答案:B
解析:石块A所受所有外力的合力大小为ma,B正确。
8.答案:B
解析:A.作用力F与墙壁对物体的弹力都作用在物体上,是一对平衡力,故A错误;
B.物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力都作用在物体上,是一对平衡力,故B正确;
C.竖直方向物体受摩擦力和重力平衡,故物体所受的摩擦力,当F增大时,物体所受摩擦力不变仍为G,即不论如何增加,摩擦力始终为G,故C错误;
D.墙对物体支持力水平向右,墙对物体的摩擦力竖直向上,所以墙对物体的作用力是支持力与摩擦力的合力,方向指向右上方,故D错误。
故选B。
9.答案:B
解析:解:A、由于在水平方向不受外力作用,故此时地面对护旗手没有摩擦力的作用,故A错误;
B、对旗杆分析可知,旗杆受重力和人的作用力而处于平衡,故人对旗杆的作用力竖直向上,由牛顿第三定律可知,旗杆对护旗手的作用力方向竖直向下,故B正确;
C、护旗手对地面的压力是由于护旗手发生形变而产生的,故C错误;
D、由于护旗手还受旗杆的作用力,所以护旗手所受的重力与地面对他的支持力不是一对平衡力,故D错误。
故选:B。
10.答案:C
解析:电梯静止时体重计示数为50kg,说明小明的体重50kg,体重计的示数为45kg,说明电梯有向下的加速度,处于失重状态,运动情况可能为:向上减速或向下加速;小明受支持力和重力,由牛顿第二定律可知其加速度为:,故C正确,ABD错误。
故选:C。
11.答案:(1)小车沿木板做匀速直线运动
(2)AD
(3)大于;减小;
解析:(1)轻推小车,直到小车沿木板做匀速直线运动,摩擦力得到平衡。
(2)A.需要细线与木板平行,才能保证细线的拉力与小车的合外力方向相同,细线的拉力才等于小车的合外力,所以需要悬挂砂桶后调节细线与木板平行,故A正确;
BC.由于不需要用沙桶的重力来表示合外力,合外力可以直接测量,所以不需要满足m远小于M,也不需要测量砂和砂桶质量m,故BC错误;
D.需要控制单一变量,木板每处光滑程度不同,所以需要从同一位置释放,故D正确。
故选AD。
(3)对沙和沙桶有
对小车有
其中
联立有
对F的表达式整理有
则可看出小车(含遮光片)及砝码的总质量M增大,会导致F增大即传感器示数增大;
再对F的表达式整理有
则可通过适当减小砂桶中砂的质量,使力传感器的示数仍为F。
根据牛顿第二定律
其中,
,
,
整理解得
12.答案:(1)
(2)4.0 m/s
(3)1 s
解析:(1)设物体受到的滑动摩擦力为,加速度为,则
根据牛顿第二定律,物体在力F作用过程中,有,解得:
(2)设撤去力F时物体的速度为v,由运动学公式
解得
(3)设撤去力F后物体的加速度为,根据牛顿第二定律,有
解得
由匀变速直线运动公式得:
2(五)牛顿运动定律(A)——2023-2024学年物理鲁科版(2019)高一必修第一册章章练
1.下列关于惯性的说法正确的是( )
A.汽车速度越大越难刹车,表明速度越大惯性越大
B.两个物体质量相同,惯性就一定相同
C.乒乓球可快速抽杀,是因为乒乓球没有惯性
D.宇航员处于完全失重状态,所以没有惯性
2.在伽利略斜面实验中有这样一个物理事实:如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略,小球必将准确地终止于它开始运动时的高度,不会更高一点,也不会更低一点,这说明某种“东西”在小球运动的过程中是不变的。这种“东西”在物理学中所对应的物理量是( )
A.动能 B.重力势能 C.机械能 D.功
3.下列说法正确的是( )
A.力是维持物体运动的原因
B.力可以离开物体单独存在
C.力是使物体产生加速度的原因
D.两个物体只有相互接触才会产生力的作用
4.如图所示,在静止的小车上有一充满液体的密闭容器,容器内分别静止着气泡A、悬浮在液体中的物体B、沉底的金属球C。当小车带着容器由静止开始向右运动时,三个小球的位置相对容器的运动情况是( )
A.A球不动,B球向左,C球向右 B.A球向左,B球不动,C球向右
C.A球向右,B球不动,C球向左 D.A球向左,B球向右,C球不动
5.猎豹起跑时加速度的大小可达。一只质量为50kg的猎豹以该加速度起跑瞬间,所受外力的合力大小为( )
A.100N B.200N C.400N D.600N
6.如图,某同学脚穿旱冰鞋去推一张放在水平地面上的桌子,结果没推动。则他对桌子的推力( )
A.大于桌子对他的推力 B.小于桌子对他的推力
C.方向与桌子对他的推力方向相同 D.方向与桌子对他的推力方向相反
7.根据牛顿第三定律可判断,下列说法正确的是( )
A.人走路时,地对脚的力大于脚对地的力,所以人往前走
B.物体A静止在物体B上,A的质量是B的100倍,则A对B的作用力大于B对A的作用力
C.以卵击石,石头没有损伤而鸡蛋破,是因鸡蛋对石头的作用力小于石头对鸡蛋的作用力
D.甲、乙两同学手拉手拔河,甲对乙的作用力在任何情况下都与乙对甲的作用力大小相等
8.下列运动的物体中,处于失重状态的是( )
A.飞机空投加速下落的物体
B.水平面加速旋转的飞椅
C.打开降落伞后减速下降的返回舱
D.匀速上升的电梯上站立的顾客
9.小明站在装有力传感器的台秤上,完成下蹲、起立动作。计算机采集到的力传感器示数随时间变化情况如图所示。下列判断正确的是( )
A.a点对应时刻,小明向下的速度最大
B.a点对应时刻,小明向下的加速度最大
C.b点对应时刻,小明处于超重状态
D.图示时间内,小明完成了两次下蹲和两次起立
10.某同学利用如图所示的装置探究物体的加速度与力、质量的关系;
(1)关于“探究加速度a跟F、m之间关系”实验,说法正确的是________。
A.连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行
B.平衡摩擦力时,应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上
C.小车释放前应靠近打点计时器,且应先释放小车再接通电源
D.平衡摩擦力后,若改变小车和砝码的总质量后需要重新平衡摩擦力
(2)某学生在平衡摩擦力时,把长木板的一端垫得过高,使得倾角偏大。他所得到的关系可用图甲中的哪个表示?_______。(图中a是小车的加速度,F是细线作用于小车的拉力)
A. B.
C. D.
11.某矿井中的升降机在开始3s内以的加速度由井底从静止匀加速上升,接着以3s末的速度匀速上升6s,最后匀减速上升,又经2s刚好停在井口,求:
(1)3s末的速度;
(2)最后2s的加速度;
(3)画出升降机11s内的速度—时间图并求出矿井的深度。
12.质量为的人站在升降机中的体重计上,当升降机做下列各种运动时,体重计的读数是多少?(g取)
(1)升降机匀速上升;
(2)升降机以的加速度匀加速上升;
(3)升降机以的加速度匀加速下降。
答案以及解析
1.答案:B
解析:A.惯性是描述物体运动状态改变的难易程度的物理量,由质量唯一量度,与运动的快慢无关,A错误;
B.惯性是描述物体运动状态改变的难易程度的物理量,由质量唯一量度,质量相同,惯性一定相同,B正确;
C.乒乓球可快速抽杀是因为乒乓球质量较小,惯性小,运动状态容易改变,可快速抽杀,C错误;
D.宇宙飞船中的物体处于完全失重状态,但质量没有消失,所以有惯性,D错误。
故选B。
2.答案:C
解析:伽利略在该实验中说的是小球的机械能守恒,即他说道的这种“东西”在物理学中所对应的物理量是机械能。
故选C。
3.答案:C
解析:A.由牛顿第一定律可知,物体的运动不需要力来维持,故A错误;B.力的作用是相互的,一个物体即是施力物体同时也是受力物体,不能离开物体而单独存在,故B错误;C.由牛顿第二定律知,力是使物体产生加速度的原因,故C正确;D.力按接触方式分可分为接触力和非接触力,重力、磁场力等都是不需要接触的力,故D错误。故选C。
4.答案:C
解析:B球悬浮,因此B的密度与容器中液体的密度相同;A是气泡质量较小,惯性较小;金属球C沉底,故C的质量和密度都较大,惯性也较大;当小车由静止开始向右运动时,由于惯性,ABC都想保持原来的静止状态;由于A球的惯性小,将被涌向左侧的液体推向右边,即A球向右运动;C球由于惯性大,将能继续保持原来的静止状态,则C球相对于小车向左运动;B球和液体的密度相同且容器中充满液体,则B球和液体(以及容器)保持相对静止;故ABD错误,C正确。
故选C。
5.答案:C
解析:由牛顿第二定律得
故选C。
6.答案:D
解析:某同学对桌子的推力和桌子对他的推力为一对相互作用力,大小相等,反向相反,故D正确,ABC错误。
故选D。
7.答案:D
解析:人走路时,地对脚的力与脚对地的力是一对作用力和反作用力,大小相等、方向相反,A错误;无论的质量大小如何,A对B的作用力与B对A的作用力是一对作用力和反作用力,大小相等、方向相反,B错误;鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力是一对作用力和反作用力,大小相等、方向相反,C错误;甲对乙的作用力与乙对甲的作用力是一对作用力和反作用力,大小相等、方向相反,D正确.
8.答案:A
解析:A.失重现象是加速度方向向下的运动。飞机空投加速下落的物体,加速度向下,是失重状态,故A正确;
B.匀速旋转飞椅的加速度在水平方向,竖直方向加速度等于0,既不是超重状态也不是失重状态,故B错误;
C.返回舱打开降落伞速度快速降低阶段是减速下降的运动,加速度向上,是超重状态,故C错误;
D.电梯带动顾客匀速上升阶段加速度为0,既不是超重状态也不是失重状态,故D错误。
故选A。
9.答案:A
解析:小明在下蹲过程经历先向下加速再向下减速的过程,即先失重后超重,起立过程经历先向上加速再向上减速的过程,即先超重后失重,由题图知,小明先下蹲后起立,小明完成了1次下蹲和1次起立,a点对应时刻,小明的加速度为零,向下的速度达到最大,A正确,B、D错误;b点对应时刻,所以小明处于失重状态,C错误。
10.答案:(1)A(2)B
解析:(1)A.为保证小车所受合力为恒力,能做匀变速直线运动,连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行,故A正确;
B.平衡摩擦力时,不需要将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上,故B错误;
C.为充分利用纸带,小车释放前应靠近打点计时器,且应先接通电源再释放小车,故C错误;
D.平衡摩擦力后,满足,若改变小车和砝码的总质量后,总重力的分力仍等于摩擦力,故不需要重新平衡摩擦力,故D错误。
故选A。
(2)平衡摩擦力时,把长木板的一端垫得过高,根据牛顿第二定律有,整理得,可知图象是一条不过原点的直线,图象截距为,故选B。
11.答案:(1)3m/s,方向竖直向上
(2),方向竖直向下
(3)图像见解析,25.5m
解析:(1)根据运动学公式可得3s末的速度大小为
方向竖直向上;
(2)根据加速度的定义可得最后2s的加速度大小为
方向竖直向下;
(3)图像如图所示
图像与t轴所围的面积表示位移,所以矿井的深度为
12.答案:(1)600N(2)780N(3)360N
解析:(1)当升降机匀速上升时,人处于平衡状态,所受支持力与重力大小相等,此时
人对体重计的压力等于600N,体重计的读数为600N。
(2)当升降机加速上升时,有
所以
代入数据得
体重计的示数为780N。
(3)当升降机加速下降时,有
代入数据得
体重计的示数为360N。
2