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牛顿运动定律测试题及答案
一、选择题(每小题8分,共48分)
1.A下面哪组中的单位全是国际单位制中的力学基本单位( )
A.kg、s、N B.g、s、m
C.g、min、km D.N、g、m
答案:B(点拨:在力学中,选长度、时间、质量的单位为基本单位,它们的国际制单位分别为米、秒、千克)
2.A导出单位是由基本单位组合而成的,则下列说法中正确的是( )
A加速度的单位是m/s2,是由m、s两个基本单位组合而成的
B.加速度的单位是m/s2,由公式 可知它是由m/s和s两个基本单位组合而成的
C.加速度的单位是m/s2,由公式a=F/m可知.它是由N、kg两个基本单位组合而成的
D.以上说法都是正确的
答案:A(点拨:在力学中选长度、时间、质量的单位为基本单位而m/s、N都是导出单位,所以B、C错误)
3.A关于力学单位.下列说法中正确的是( )
A.kg、m/s、N等单位是导出单位
B.kg、m、s等单位是基本单位
C.在国际单位制中,质量的单位可以是kg
D.只有在国际单位制中,牛顿第二定律才能表达为F=ma
答案:BCD(点拨:F=kma,只有当F、m、a的单位都是国际制单位时,k=1,故D正确)
4.B下列说法中,正确的是( )
A.在力学单位制中,若采用cm、g、s作为基本单位,力的单位是N
B.在力学单位制中,若力的单位是N,则是采用m、kg、s为基本单位
C.牛顿是国际单位制中的一个基本单位
D牛顿是力学单位制中采用国际单位制单位的一个导出单位
答案:BD(点拨:牛顿是由m、kg、s导出的单位)
5.B下述有关力学单位制中的说法,正确的是( )
A.在有关力学的分析计算中,只能采用国际单位,不能采用其他单位
B.力学单位制中.选为基本单位的物理量有力、速度和加速度
C.力学单位制中,采用国际单位制单位的基本单位有kg、m、s
D.单位制中的导出单位可以用基本单位来表达
答案:CD
6.B在国际单位制中,功率的单位是”瓦”,若用基本单位表示,下列正确的是( )
A.J/s B.N·m/s C.kg·m2/s2 D.kg·m2/s2
答案:D(点拨:由 ,功=力×位移得: ,∴功率的单位是kg·m2/s3)
二、填空题(每小题9分,共18分)
7.A国际单位制中,力的单位是——,这个单位是根据——确定的.
答案:牛顿;牛顿第二定律
8.B现有下列的物理量或单位,按下面的要求选择填空,
A密度B.面积C.体积D.米E.米每秒F.牛顿G.加速度H.质量
I.秒J.厘米K.长度L.时间M.千克N.压强O速度
(1)属于物理量的是______.
(2)在国际单位制中,作为基本单位的物理量有________
(3)在国际单位制中的基本单位是______,属于导出单位的是_____
答案:(1)ABCGHKLNO(2)HKL(3)DIM;EF
三、计算题(9、10题各11分,11题12分,共34分)
9.B质量为10g的子弹,以300m/s的速度水平射入一块竖直固定的木板,把木板打穿,子弹穿出的速度为200m/s,木板厚度为10cm,求子弹对木板的平均作用力.
答案:2500N(点拨:由 , 得a=-2.5×105m/s2∴f=ma=10×10-3×(-2.5×105)=-2500N,即木板对子弹的平均作用力为-2500N,因此子弹对木板的平均作用力为2500N)
10.A静止在水平面上的质量为5kg的物体,受到沿水平方向20N的拉力作用,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,求5s内物体发生的位移是多少?
答案:25m(点拨:受力分析,F-f=ma,得 ,∴ )
11.C如图所示,水平放置的传送带以速度v=2m/s向右运行,现将一小物体轻轻地放在传送带A端,物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,若A端与B端相距4m,求 物体由A到B的时间和物体到B端时的速度
答案:2.5s,2m/s(点拨:小物体放在A端时初速度为零,且相对于传送带向后运动,所以小物体受到向前的摩擦力,小物体在该力作用下向前加速,a=μg=2m/s2.当小物体的速度与传送带传送的速度相等时,两者相对静止,不存在摩擦力,小物体开始做匀速直线运动所以小物体的运动可以分两个阶段,先由零开始加速,后做匀速直线运动。当v物=2m/s时, ,以后 ∴t总=1s+1.5s=2.5s,且到达B点时的速度为2m/s)
牛顿运动定律的应用
一、选择题(每小题8分,共56分)
1.A以15m/s的速度行驶的汽车,关闭发动机后10s汽车停下来,若汽车的质量为4×103kg,则汽车在滑行中受到的阻力是( )
A.6×103N B.6×102N C.60N D.6N
答案:A(点拨:关闭发动机之后,汽车在阻力作用下做匀减速运动,f=ma,由题可得: ∴f=ma=4×103×1.5N=6×103N)
2.B物体静止在光滑的水平面上,从某时刻起受到如图所示的水平拉力F作用,则物体的运动情况应是( )
A.物体先做初速为零的匀加速运动,后做匀减速运动
B.物体先做变加速运动,后做变减速运动
C.物体先做加速度越来越大的加速运动,再做加速度越来越小的加速运动,且到T时刻速度达到最大值
D.在T时刻,物体的速度又变为零
答案:C(点拨:由图可知水平拉力先变大后变小,由于F=ma,加速度和合力存在瞬时对应关系,所以加速度也先变大,后变小.又水平拉力方向始终与运动方向一致,所以物体一直做加速运动.当F为零时,物体由于惯性将以最大的速度一直运动下去)
3.A力A单独作用一个物体时产生的加速度为3m/s2,力B单独作用于此物体时产生的加速度为4m/s2,两力同时作用于该物体产生的加速度不可能是( )
A.1m/s2 B.5m/s2 C.4m/s2 D.8m/s2
答案:D(点拨:FA=maA,FB=maB.由于FA与FB的合力F合范围在[｜FA-FB｜,｜FA+FB｜]范围内,所以F合=ma,加速度的范围在[｜aA-aB｜,｜aA+aB｜]范围内,即[1m/s2,7m/s2])
4.B在一个以加速度g自由落下的密闭电梯内,有一人同时相对电梯由静止释放一只铅球和一只氢气球,则电梯内的人将会看到( )
A.铅球坠落到电梯底板,氢气球上升到电梯顶板
B.铅球仍在人释放的位置,与人相对静止,而氢气球上升到电梯顶板
C.铅球坠落到电梯底板,氢气球仍在人释放的位置,与人相对静止
D.铅球和氢气球均在人释放的位置,与人相对静止
答案:D(点拨:最初铅球和气球与电梯一起运动,它们具有相同的速度.当两物体释放后,仅受到重力作用,加速度与电梯一样,所以在任意时间的速度都与电梯的速度相同,即铅球和气球都相对于电梯静止,也就是相对于人静止)
5.B电梯内有一物体,质量为m,用细绳挂在电梯的天花板上,当电梯以 的加速度竖直减速上升时,细绳对物体的拉力是( )
A. B. C.mgD.
答案:B(点拨:由牛顿第二定律,物体运动的加速度向下,即合力方向向下,∴mg-T=ma,
6.B两辆汽车在同一平直路面上行驶,它们的质量之比m1:m2=1:2,速度之比为v1:v2=2:1,当两车急刹车后,甲车滑行的最大距离是s1,乙车滑行的最大距离是s2,设两车与路面间的动摩擦因数相同,不计空气阻力,则( )
A.s1:s2=1:2 B.s1:s2=1:1 C.s1:s2=2:1 D.s1:s2=4:1
答案:D(点拨:因两车与路面的动摩擦因数相同,a=μg,所以刹车后的加速度相等,由 ∴ ,即:s1:s2=4:1)
7.B如图所示,C是水平地面,A、B是两个长方形物块,F是作用在物块B上沿水平方向的力,物体A和B以相同的速度做匀速直线运动,由此可知,A、B间的滑动摩擦因数μ1和B、C间的滑动摩擦因数μ2有可能的是( )
A.μ1=0,μ2=0 B.μ1=0,μ2≠0
C.μ1≠0,μ2=0 D.μ1≠0,μ2≠0
答案:BD(点拨:AB在F的作用下匀速运动,将AB看作一个整体,则水平面对B有一摩擦力与F是一对平衡力,所以水平地面与B物体间的摩擦因数μ2必不为零.又A做匀速运动,水平方向不受力,所以A与B间的摩擦因数不能确定)
二、填空题(每小题6分,共18分)
8.A一物体从长为10m、高为0.5m的斜面顶端由静止开始滑下,设物体与斜面间的动摩擦因数为0.2,则它从斜面顶端滑到底端所用时间t=_____s;末速度vt=________m/s
答案:2.47;8(点拨:物体沿斜面下滑时,受力分析如图,可得
得: .又∵ 得: ,有vt=at=3.27×2.47m/s≈8m/s)
9.B在水平面上有一质量为4kg的物体,在水平拉力F的作用下由静止开始运动,10s后拉力减为 ,该物体的速度图象如图所示,则水平拉力F=______N,物体与地面间的动摩擦因数μ=
答案:9N;0.125(点拨:由图可得:a1=1m/s2,a2=-0.5m/s2.∴F-μmg=ma1, 得:F=9N,μ=0.125)
10.B如图所示,在车厢顶上吊一小球,小球悬线与竖直方向夹角a,行车速度方向如图所示,质量为m的物体相对车厢静止,则物体受到摩擦力大小为_______,方向为________.
答案:f=mgtanα;方向向右(点拨:小球受到两个力,即重力与绳子的拉力合力水平向右,与运动方向相反,可知小车在做匀减速运动,加速度大小为a=gtanα.由于物体相对静止在小车上,故物体也在做匀减速运动,产生此加速度的力为静摩擦力.方向向右,大小为f0=ma=mgtanα)
三、计算题(每小题13分,共26分)
11.B一个质量为24kg的气象气球,以20m/s的速度匀速上升,当气球上升到50m高处时掉下一个4.0kg的重物经3s后,气球和重物之间的距离是多少?(g取10m/s2)
答案:54m(点拨:重物从气球上掉下时,由于具有惯性,所以物体先以20m/s的初速度匀减速上升,后又加速下降.而气球由于总质量变小浮力不变,所以,以20m/s的初速度加速上升.因此,由开始时气球匀速上升F浮=G=240N,后气球所受的合力为F浮-G′=m′a,得 .经历3s后上升高度 而重物掉下后a=g,∴ ∴Δs=s气球-s重=69m-15m=54m)
12.C一质量为2kg的物体在4N的水平拉力作用下由静止开始在水平面上运动,已知物体与水平面之间的动摩擦因数为0.1求:
(1)运动后通过0.5m位移时,物体的速度有多大?
(2)为使它在运动0.5m位移时的速度大小恰好等于0.5m/s,可同时再对物体施加一个竖直向下的力F,则F为多大?(g取10m/s2)
答案:(1)1m/s(2)15N(点拨:(1)由牛顿第二定律:T-f=ma得: ,由 得: (2)由T-f=ma得:T-μ(mg+F)=ma,又由 得: 代入上式:4N-0.1(20N+F)=2kg×0.25m/s2得:F=15N)
超重与失重 牛顿运动定律的适用范围
一、选择题(每小题7分,共56分)
1.A站在电梯上的人,当电梯竖直减速下降时,下面说法中正确的是( )
A.电梯对人的支持力小于人对电梯的压力
B.电梯对人的支持力大于人对电梯的压力
C.电梯对人的支持力等于人对电梯的压力
D.电梯对人的支持力大于人的重力
答案:CD(点拨:减速下降时,加速度向上物体处于超重状态,所以电梯对人的支持力大于人受到的重力而人对电梯的压力和电梯对人的支持力是相互作用力,大小必定相等)
2.A下列几种情况中,升降机绳索拉力最大的是( )
A.以很大速度匀速上升 B.以很小速度匀速下降
C.上升时以很大的加速度减速 D.下降时以很大的加速度减速
答案:D(点拨:当重物处于超重时,升降机绳索拉力最大,所以可能的情况有加速向上或减速下降)
3.B把一个质量为0.5kg的物体挂在弹簧秤下,在电梯中看到弹簧秤的示数是3N,g取10m/s2,则可知电梯的运动情况可能是( )
A.以4m/s2的加速度加速上升 B.以4m/s2的加速度减速上升
C.以4m/s2的加速度加速下降 D.以4m/s2的加速度减速下降
答案:BC(点拨:弹簧秤的示数显示出物体受到的拉力为3N,所以物体所受的合力为F合=mg-T=2N,且合力方向向下,所以加速度 方向向下)
4.A关于超重和失重,下列说法中正确的是( )
A.超重就是物体受的重力增加了
B.失重就是物体受的重力减少了
C.完全失重就是物体一点重力都不受了
D.不论超重或失重甚至完全失重,物体所受重力是不变的
答案:D(点拨:所谓超重或失重都是指物体的视重发生变化,而物体受到的重力保持不变)
5.B某人站在升降机底板上的台秤上,他从台秤的示数看到自己的体重减少了20％,则由此可以判断升降机的运动情况可能是( )
A.升降机以a=0.2g匀加速上升 B.升降机以a=0.2g匀减速上升
C.升降机以a=0.2g匀加速下降 D.升降机以a=0.2g匀减速下降
答案:BC(点拨:台秤示数减少20％,即示数为体重的0.18倍此时人所受的合力为F合=mg-0.8mg=0.2mg,所以加速度a=0.2g,且方向向下,升降机可能的运动状态为加速下降或减速上升)
6.B在轨道上运行的人造地球卫星中,下述哪些仪器不能使用( )
A.天平 B.弹簧秤 C.水银温度计 D.水银气压计
答案:ABD(点拨:在轨道上运行的人造卫星中,物体处于失重状态,凡是工作原理与重力有关的仪器在卫星中不能正常使用,凡是与重力有关的实验,在卫星中都无法进行)
7.A在升降机中要使用天平来称物体的质量,下列判断正确的是( )
A不论升降机做何种运动,都可以用天平称物体的质量
B.只有在升降机做匀速运动时才能用天平称物体的质量
C.当升降机具有方向向下、大小为g的加速度时,不能用天平称物体的质量
D.当升降机具有方向向上、大小为g的加速度时,不能用天平称物体的质量
答案:C(点拨:当升降机以a=g向下加速时,物体处于完全失重状态,天平无法正常使用所以C正确.当升降机以a=g向上加速时,物体与砝码同处于超重状态,当砝码的质量与物体质量相等时,对天平的压力相等所以天平仍能使用,故B、D错误)
8.B在以加速度a匀加速上升的升降机中,有一个质量为m的人,对于此人,下列说法中正确的是( )
A.人对地球的引力为m(g+a),方向向上 B.人对电梯的压力为m(g+a),方向向下
C.此人所受的重力为m(g+a),方向向下 D.此人的视重为m(g+a)
二、填空题(每小题8分,共16分)
答案:BD(点拨:人处于超重状态时,重力保持不变,而根据牛顿第二定律N-mg=ma,得N=m(g+a),
方向向上,即为视重)
9.A一个质量为m=70kg的人站在电梯中体重计上称体重,当电梯静止时,体重计读数为_____N;当电梯以a=g的加速度向下做减速运动时,体重计上的读数为_____N.
答案:686N;1372N(点拨:当电梯静止时,人受到平衡力,所以体重计的读数为人受到的重力.当电梯以a=g的加速度向下减速时,N-mg=rna,N=mg+ma=70(9.8+9.8)=1372N)
10.B某人在以2.5m/s2的加速度下降的升降机里最多能举80kg的物体,他在地面最多能举起______kg的物体若此人在一匀加速上升的升降机中最多能举起40kg的物体,则此升降机上升的加速度大小为_______(g取10m/s2)
答案:60kg;5m/s2(点拨:升降机以a=2.5m/s2的加速度下降时,mg-N=ma,N=mg-ma=80kg·(10g-2.5g)=600N,所以人所能施加的最大举力为600N,当人在地面上时,物体处于静止,所受的支持力等于物体的重力,即人在地面上最多能举60k的物体若升降机加速上升时,N-mg=ma, )
三、计算题(每小题14分,共28分)
11.A弹簧秤的秤钩上挂一个质量为1kg的物体,在下列情况下,弹簧秤的读数各为多大?(g取10m/s2)
(1)以0.2m/s2的加速度沿竖直方向匀加速上升;
(2)以0.2m/s2的加速度沿竖直方向匀减速下降;
(3)以0.1m/s2的加速度沿竖直方向匀减速上升;
(4)以0.1m/s2的加速度沿竖直方向匀加速下降
答案:(1)10.2N(2)10.2N(3)9.9N(4)9.9N(点拨:第(1)(2)种情况,物体的加速度都是向上,所以受力情况为T-mg=ma得T=mg+ma=1×(10+0.2)N=10.2N;第(3)(4)种情况.物体的加速度都是向下,所以受力情况为mg-T=ma,得T=mg-ma=1×(10-0.1)N=9.9N)
12.C一电梯从静止开始上升,挂在电梯顶板下的弹簧稃上悬吊着一个质量为3kg的物体,前5s内弹簧秤示数为36N,第2个5s内,弹簧秤示数为30N,最后5s内弹簧秤示数为24N,且第15s末电梯停止.你能从观察到的这些数据求出电梯上升的高度吗?(取g=10m/s2)
答案:100m(点拨:电梯上升过程中先加速后匀速再减速,加速时T-mg=ma,得 ,v1=at=10m/s减速时mg-T=ma′得 ,由速度时间图象得: )
单元训练卷(2)
一、选择题(每小题8分,共48分)
1.A下列说法正确的是( )
A.凡是大小相等、方向相反、作用在同一物体上的两个力必是一对作用力与反作用力
B.凡是大小相等、方向相反、分别作用在两个物体上的两个力必定是一对作用力与反作用力
C.凡是大小相等、方向相反、作用在同一直线上且分别作用在两个物体上的两个力必定是一对作用力与反作用力
D.相互作用的一对力究竟称哪一个力是作用力是任意的
答案:D(点拨:仅满足等值、反向、异体的两个力不一定就是作用力和反作用力,它们还必须是物体间的相互作用力所以BC错误)
2.A一辆静止的马车在马的拉力下开始运动,下列说法正确的是( )
A.只会存在马拉车的力,不会存在车拉马的力
B.先有马拉车的力,然后才有车拉马的力
C.马拉车的力大于车拉马的力,所以车向前运动
D.马拉车与车拉马的力同时产生,大小相同,方向相反
答案:D(点拨:马拉车的力和车拉马的力是作用力与反作用力的关系,必定等值反向.而车能前进是因为马拉车的力大于车受到的最大静摩擦力故选D)
3.B质量均为m的A、B两球之间连有一轻弹簧,放在光滑的水平台面上,A球紧靠墙壁,如图所示.今用力F将B球向左推压弹簧,静止后,突然将力F撤去的瞬间( )
A.A的加速度大小为
B.A的加速度为零
C.B的加速度大小为
D.B的加速度大小为
答案:BD(点拨:当用F压B球时,B水平方向上受到一对平衡力,即弹簧的弹力(-F)和外力F,A水平方向上也受到一对平衡力,即弹簧的弹力和墙壁对A球的弹力.当F撤去的瞬间A、B球由于惯性保持静止状态,所以弹簧的形变量未发生变化,即弹簧的弹力不变,对于A球受力情况不变,所以仍加速度为零,对于B球由于外力F撤去,仅剩弹簧弹力-F,所以 )
4.B如图所示,置于水平地面上的相同材料的质量分别为m和m0的两物体用细绳连接,在m0上施加一水平恒力F,使两物体做匀加速直线运动,对两物体间细绳上的拉力,下列说法正确的是( )
A.地面光滑时.绳子拉力大小等于
B.地面不光滑时,绳子拉力大小为
C.地面不光滑时,绳子拉力大于
D.地面不光滑时,绳子拉力小于
答案:AB(点拨:若地面光滑时,整体法分析m、m0的受力情况:F=(m+m0)a,得 ,隔离法分析m, ,故选A若地面不光滑,则整体法分析m、m0的受力情况,F-μ(m+m0)g=(m+m0)a′,得 隔离法分析m,T-μmg=ma′得 .故选B)
5.B如图所示,在托盘测力计的托盘内固定一个倾角为30°的光滑斜面.现将一个重4N的物体放在斜面上,让它自由滑下,那么测力计因4N物体的存在而增加的读数是( )
A,4N B. C.0 D.3N
答案:D(点拨:重为4N的物体自由下滑时,处于失重状态,a=gsin30°;则它在竖直方向上的加速度 ,所以mg-N=ma′,得 ,即增加的视重为3N)
6.A如图所示,物体m与斜面保持相对静止,当斜面加速竖直向上运动时.则( )
A.物体m受到斜面的支持力增加 B.物体m受到的合力增加
C.物体m受到的重力增加 D.物体m受到的摩擦力增加
答案:ABD(点拨:最初物体与斜面静止时,合力为零当斜面加速上升时,物体与斜面相对静止,则合力不为零,故选B.设物体受到的支持力与摩擦力的合力为F,N=Fcosθ,f=Fsinθ,当物体静止时,F=mg当电梯加速上升时,F＞mg,所以支持力和摩擦力都变大)
二、填空题(每小题8分,共16分)
7.A质量为2kg的物体在水平面上运动时,受到与运动方向相同的拉力作用,物体与地面间的摩擦因数为0.4,当拉力由10N均匀减小到零的过程中拉力F=______N时,物体加速度最大且为______;当拉力F=______N时,物体速度最大,物体运动情况是____________
答案:0;-4m/s2;8;做加速运动(点拨:由题可得f=μmg=8N,所以拉力由10N均匀减小时,物体先加速后减速.F合=F-μmg=ma,当F=0时,a=-μg=
-4m/s2为最大值.当F合与运动方向一致时,物体始终做加速运动.当a=0时,速度达到最大,此时F=μmg=8N)
8.B气球和吊篮中砂袋总质量为M,它们以 的加速度下降设砂袋的体积远小于气球体积,空气阻力不计现要使气球以 的加速度匀加速上升,则应丢掉质量为m的砂袋,则
答案: (点拨:当气球以 加速下降时, ,得 ,要使气球以a′= 加速上升,则 ,F浮保持不变故 得
三、计算题(每小题12分,共36分)
9.B一个质量为60kg的人在竖直方向运动的升降机中只能举起40kg的重物,而在地面上这个人最多能举起50kg的重物.这个升降机的运动情况如何?这个举着40kg重物的人对升降机的压力是多大?(g取10m/s2)
答案:以a=2.5m/s2匀加速上升或匀减速下降,N=1250N(点拨:由题可得,人能施加的最大力气为500N所以在竖直方向运动的升降机中,对重物进行受力分析:重物受到人对它的支持力和重力.即F-mg=ma,500N-400N=40kga,得:a=2.5m/s2且方向向上,所以升降机可能以a=2.5m/s2的匀加速上升或可能匀减速下降.此时对人受力分析,人受到重力(mg),重物对人的压力(F),升降机对人的支持力(N)即N-(F+m′g)=m′a.N-(500+600)N=60×2.5N,得:N=1250N)
10.B如图所示,质量为M,长度为L的木块,放在光滑地面上,在木板的最右端放置质量为m的木块(大小不计).木块和木板间的动摩擦因数为μ,在木板最右端施加一水平拉力F后,木块在木板上滑动求木块离开木板的时间?
答案: (点拨:由题意可知,当木板在F作用下向右运动时,木块相对于木板向后运动,它们之间存在滑动摩擦力 ,当木块离开木板时,木板相对于木块的位移为L,∴sM-sm=L, , 得 )
11.C一辆机车(M)拉着一辆拖车(m)在水平轨道上由静止出发匀加速前进,在运动开始的10s钟内前进了40m.突然机车与拖车脱钩,又过了10s两车相距60m.若机车牵引力不变,又不计阻力,求机车与拖车质量之比?
答案:2:1(点拨:由开始时机车由静止开始匀加速运动 ,得 ,由不计阻力,即F=(M+m)a=0.8(M+m)脱钩瞬间v=at=8m/s,此后拖车匀速运动,机车匀加速 .经10s后 ,得M:m=2:1).
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