2牛顿运动定律.docx

2牛顿运动定律.docx

《2牛顿运动定律.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2牛顿运动定律.docx（20页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

2牛顿运动定律

牛顿运动定律

第一节牛顿运动定律

1．在一艘匀速向北行驶的轮船甲板上，一运动员向不同方向做立定跳远，若向各个方向跳出时的起跳情况都相同，则（）

A．向北跳最远B．向南跳最远

C．向东向西跳一样远，但没有向南跳远D．无论向哪个方向都一样远

2．汽车拉着拖车在水平道路上沿直线加速行驶，关于它们所受力的大小，下列说法中正确的是（）

A．汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力

B．汽车拉拖车的力等于拖车拉汽车的力

C．汽车拉拖车的力大于拖车受到的阻力

D．汽车拉拖车的力等于拖车受到的阻力

3．一汽车在路面情况相同的公路上沿直线行驶，下面关于车速、惯性、质量和以相同的动摩擦因数采取纯滑动式刹车的滑行路程的讨论，正确的是（）

A．车速越大，它的惯性越大

B．质量越大，它的惯性越大

C．车速越大，刹车后滑行的路程越长

D．车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大

4．如图2－1所示，一物块位于光滑水平桌面上，用一大小为F、方向如图所示的力去推它，使它以加速度a向右运动。

若保持力的方向不变而增大力的大小，则（）

A．a变大

B．a不变

C．a变小图2－1

D．因为物块的质量未知，故不能确定a变化的趋势

5．惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要零件之一是加速度计。

加速度计的构造原理的示意图如图2－2所示：

沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套有一质量为m的滑块，滑块两侧分别与劲度系数为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2－2

A．方向向左，大小为ks/mB．方向向右，大小为ks/m

C．方向向左，大小为2ks/mD．方向向右，大小为2ks/m

6．如图2－3所示，一个质量为4.0kg的物体静止在水平地面上，现用大小为20N，与水平方向成30°角斜向上的力F拉物体，使物体沿水平地面做匀加速直线运动。

已知物体与水平面间的动摩擦因数为0.50，求物体做匀加速直线运动的加速度?

（g取10m/s2）

7．如图2－4所示，一个质量为4.0kg的物体静止在水平地面上，现用与水平方向成37°角斜向上的力F拉物体，使物体沿水平地面做匀加速直线运动。

力F作用2.0s后撤去此力，又经过4.0s物体刚好停下。

已知物体与水平地面间的动摩擦因数为0.50，求力F的大小、物体运动的最大速度vm和总位移s（cos37°＝0.8，sin37°＝0.6，g取10m/s2）。

第二节共点力平衡

1．如图2－5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以相同的速度作匀速直线运动。

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有可能是（）

A．μ1＝0，μ2＝0B．μ1＝0，μ2≠0

C．μ1≠0，μ2＝0D．μ1≠0，μ2≠0

2．如图2－6所示，在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一原长为l、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与地面间的滑动摩擦因数为μ。

现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是（）

图2－6

A．

B．

C．

D．

3．如图2－7所示，电灯悬挂于两墙之间，更换绳OA，使连接点A向上移，但保持O点位置不变，则A点向上移时，绳OA的拉力（）

图2－7

A．逐渐增大B．逐渐减小

C．先增大后减小D．先减小后增大

4．如图2－8所示，一个重为G的球放在光滑的斜面上，斜面倾角为α，在斜面上有一光滑的不计厚度的木板档住了球，使之处于静止状态。

今使木板与斜面的夹角β缓慢增大，分析在此过程中，球对木板、斜面的压力如何变化。

图2－8

5．两根长度相等的轻绳，下端悬挂一质量为m的物体，上端分别固定在水平天花板上的M、N点，M、N两点间的距离为s，如图2－9所示。

已知两绳所能经受的最大拉力均为T，重力加速度为g，则每根绳的长度不得小于多少?

图2－9

6．当物体从高空下落时，空气阻力随速度的增大而增大，因此经过一段距离后将匀速下落，这个速度称为此物体下落的终极速度。

已知球形物体速度不大时所受空气阻力正比于速度v，且正比于球的半径r，即空气阻力f＝krv，k是比例系数。

对于常温下的空气，比例系数k＝3.4×10－4Ns/m2。

已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，取重力加速度g＝10m/s2，试求半径r＝0.10mm的球形雨滴在无风情况下的终极速度vr。

（结果取两位数字）

7．如图2－10所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态。

现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧。

在这过程中下面木块移动的距离为多少?

图2－10

第三节牛顿定律在受力分析中的应用

1．如图2－11所示，位于斜面上的物块M在沿斜面向上力F的作用下，处于静止状态。

则斜面作用于物块的静摩擦力的（）

图2－11

A．方向可能沿斜面向上B．方向可能沿斜面向下

C．大小不可能等于零D．大小可能等于F

2．两个物体A和B，质量分别为M和m，用跨过定滑轮的轻绳相连，A静止于水平地面上，如图2－12所示。

不计滑轮的摩擦，A对绳的作用力的大小与地面对A的作用力的大小分别为（）

A．mg，（M－m）g

B．mg，Mg

C．（M－m）g，Mg

D．（M＋m）g，（M－m）g

图2－12

3．用轻质细线把两个质量未知的小球a、b悬挂起来，如图2－13所示，今对小球a持续施加一个向左偏下30°的恒力，并对小球b持续施加一个向右偏上30°的同样大的恒力，最后达到平衡。

在图2－14中表示平衡状态的图可能是（）

图2－13图2－14

4．一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳匀车顶相连。

小球某时刻正处于如图2－15所示状态。

设斜面对小球的支持力为N，细绳对小球的拉力为T，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是（）

A．若小车向左运动，N可能为零

B．若小车向左运动，T可能为零

C．若小车向右运动，N不可能为零

D．若小车向右运动，T不可能为零图2－15

5．如图2－16所示，两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块，质量分别为m1和m2，拉力F1和F2方向相反，与轻线沿同一水平直线，且F1＞F2。

试求在两个物块运动过程中轻线的拉力T。

图2－16

6．一质量为M，倾角为θ的楔形木块，静置在水平桌面上，与桌面间的滑动摩擦因数为μ。

一质量为m的物块，置于楔形木块的斜面上。

物块与斜面的接触是光滑的。

为了保持物块相对斜面静止，可用一水平力F推楔形木块，如图2－17所示。

求此水平力F的大小。

图2－17

7．有五个质量均为m的相同木块，并列地放在水平地面上，如图2－18所示。

已知木块与地面间的动摩擦因数为μ，当木块1受到水平力F的作用时，5个木块同时向右做匀加速运动。

求：

图2－18

（1）木块匀加速运动的加速度；

（2）第4块木块所受合力；

（3）第4块木块受到第3块木块的作用力大小。

第四节运动和力的关系

1．一质量为M的探空气球在匀速下降，若气球所受浮力F始终保持不变，气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关，重力加速度为g。

现欲使该气球以同样速率匀速上升，则需从气球篮中减少的质量为（）

A．

B．

C．

D．0

2．如图2－19所示，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连。

设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是（）

A．向右做加速运动B．向右做减速运动

C．向左做加速运动D．向左做减速运动图2－19

3．如图2－20所示，在倾角为α的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着一只猫。

已知木板的质量是猫的质量的2倍。

当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变。

若重力加速度为g，则此时木板沿斜面下滑的加速度为（）

图2－20

A．

B．gsinαC．

D．2gsinα

4．如图2－21所示，水平地面上有一楔形物体b，b的斜面上有一小物块a；a与b之间、b与地面之间均存在摩擦。

已知楔形物体b静止时，a静止在b的斜面上。

现给a和b一个共同的向左的初速度，与a和b都静止时相比，此时可能（）

A．a与b之间的压力减少，且a相对b向下滑动

B．a与b之间的压力增大，且a相对b向上滑动

C．a与b之间的压力增大，且a相对b静止不动

D．b与地面之间的压力不变，且a相对b向上滑动图2－21

5．如图2－22所示，一物体放在一倾角为θ的斜面上，向下轻轻一推，它刚好能匀速下滑。

若给此物一个沿斜面向上的初速度v0，则它能上滑的最大路程是多少?

图2－22

6．一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2－23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a满足的条件是什么?

（以g表示重力加速度）

图2－23

第五节超重和失重

1．游乐园中，乘客乘坐能加速或减速运动的升降机，可以体会超重或失重的感觉，下列描述正确的是（）

A．当升降机加速上升时，游客是处在失重状态

B．当升降机减速下降时，游客是处在超重状态

C．当升降机减速上升时，游客是处在失重状态

D．当升降机加速下降时，游客是处在超重状态

2．下列关于物体超重、失重说法正确的是（）

A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态

B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态

C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态

D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态

3．一质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为g/3，g为重力加速度。

人对电梯底部的压力为（）

A．mg/3B．2mgC．mgD．4mg/3

4．一物体放置在倾角为θ的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中,加速度为a，如图2－24所示。

在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法中正确的是（）

A．当θ一定时，a越大，斜面对物体的正压力越小

B．当θ一定时，a越大，斜面对物体的摩擦力越大

C．当a一定时，θ越大，斜面对物体的正压力越小

D．当a一定时，θ越大，斜面对物体的摩擦力越小图2－24

5．将金属块m用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中，如图2－25所示，在箱的上顶板和下底板装有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动。

当箱以a＝2.0m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时，上顶板的传感器显示的压力为6.0N，下底板的传感器显示的压力为10N。

（取重力加速度g＝10m/s2）

图2－25

（1）若上顶板传感器的示数是下底板传感器的示数的一半，试判断箱的运动情况；

（2）若上顶板传感器的示数为零，箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的。

6．一质量为m＝40kg的小孩子站在电梯内的体重计上。

电梯从t＝0时刻由静止开始上升，在0到6s内体重计示数F的变化如图2－26所示。

试问：

在这段时间内电梯上升的高度是多少?

取重力加速度g＝10m/s2。

图2－26

第六节变力作用下牛顿定律的应用

1．一个静止的质点，在0～4s时间内受到力F的作用，力的方向始终在同一直线上，力F随时间t的变化如图2－27所示，则质点在（）

图2－27

A．第2s末速度改变方向

B．第2s末位移改变方向

C．第4s末回到原出发点

D．第4s末运动速度为零

2．利用传感器和计算机可以研究力的大小变化的情况，实验时让某消防队员从平台上跳下，自由下落H后双脚触地，他顺势弯曲双腿，他的重心又下降了h。

计算机显示消除队员受到地面支持力F随时间变化的图象如图2－28所示。

根据图象提供的信息，判断下列说法正确的是（）

图2－28

A．在t1至t2时间内消防队员的重心在加速下降

B．在t3至t4时间内消防队员的重心在减速下降

C．t3时刻消防员的加速度为零

D．t4时刻消防员的速度最大

3．在光滑的水平面上，有一个物体同时受到两个水平力F1和F2的作用，在第1s内保持静止。

若两个力F1、F2随时间变化如图2－29所示，则下列说法中正确的是（）

图2－29

A．在第2s内，物体做匀加速运动，加速度的大小恒定，速度均匀增大

B．在第3s内，物体做变加速运动，加速度均匀减小，速度逐渐减小

C．在第5s内，物体做变加速运动，加速度均匀减小，速度逐渐增大

D．在第6s末，物体的加速度与速度均为零

4．在粗糙水平面上静放着一个质量为m的物体，已知该物体与水平面之间的动摩擦因数为μ（计算时设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。

现沿某一水平方向对该物体施加一个量值变化的力F，其量值可能是①F＝0且历时t0；②F＝μmg且作用时间t0；③F＝2μmg且作用时间t0。

若此外力F按以下顺序施加在物体上，则使该物体在3t0时间内所发生的位移最大的情况是（）

A．①②③B．②①③C．①③②D．③②①

5．杂技演员在进行“顶杆”表演时，用的是一根质量可忽略不计的长竹竿，质量为30kg的演员自杆顶由静止开始下滑，滑到杆底时速度正好为零。

已知竹竿底部与下面顶杆人肩部之间有一传感器，传感器显示顶杆人肩部的受力情况如图2－30所示。

取g＝10m/s2，求：

（1）杆上的人下滑过程中的最大速度；

（2）竹竿的长度。

图2－30

6．一弹簧秤的秤盘A的质量m＝1.5kg，盘上放一物体B，B的质量为M＝10.5kg，弹簧本身质量不计，其劲度系数k＝800N/m，系统静止时如图2－31所示。

现给B一个竖直向上的力F使它从静止开始向上做匀加速运动，已知在头0.20s内，F是变力，以后F是恒力，求F的最大值和最小值。

（g取10m/s2）

图2－31

牛顿运动定律单元练习

一、选择题

1．如图2－32，木块在推力F作用下，沿水平面向右做匀速直线运动。

下列判断正确的是（）

图2－32

A．物体一定不受摩擦力

B．物体共受三个力作用

C．物体所受的合外力方向水平向右

D．物体所受摩擦力和推力的合力方向一定在竖直方向

2．如图2－33所示，A、B两个物体叠放在一起放于光滑水平面上，A的质量为B的质量的2倍。

现用水平力F拉A时，AB间刚好不发生相对滑动。

现改用水平力F拉B，要使A、B间也刚好不发生滑动，则拉力大小为（）

图2－33

A．F/2B．2FC．4FD．F/4

3．物体的质量为m，放在倾角为30°的斜面上，放手后，物体下滑的加速度大小为a。

若用平行于斜面向上的力F作用在物体上，使它沿斜面向上做加速度大小为a的匀加速运动。

则力F的大小为（）

A．mgB．

C．

D．

4．一块长而平直的木板上放置一物块，两者之间的动摩擦因数为μ，从水平位置开始缓慢地抬起木板一端，而保持另一端不动，如图2－34所示。

则物块所受的摩擦力随倾角α不断增大的变化情况是（）

图2－34

A．不断增大B．不断减小

C．先增大后减小D．先减小后增大

5．如图2－35所示，用竖直向上的力F作用在一个物体上，物体产生向上的加速度为a。

现在竖直向上的力变为2F，则物体的加速度（）

图2－35

A．一定大于2aB．一定等于2a

C．一定小于2a而大于aD．可能小于a

6．在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据。

刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上滑行时留下的痕迹。

在某次交通事故中，汽车刹车线的长度是14m。

假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数为0.7，g取10m/s2。

则汽车开始刹车时的速度为（）

A．7m/sB．10m/sC．14m/sD．20m/s

7．在如图2－36所示的四个图象中可以表示物体处于平衡状态的是（）

图2－36

8．如图2－37所示，物体P以一定的初速度沿光滑水平面向右运动，与一个右端固定的轻质弹簧相撞，并被弹簧反向弹回。

若弹簧在被压缩过程中始终遵守胡克定律，那么在P与弹簧发生相互作用的整个过程中（）

图2－37

A．P做匀变速直线运动

B．P的加速度大小不变，但方向改变一次

C．P的加速度大小不断改变，当加速度数值最大时，速度最小

D．有一段过程，P的加速度逐渐增大，速度也逐渐增大

9．如图2－38所示，质量为m的小球被两根橡皮筋系住，当小球静止时，橡皮筋AC处在水平方位上。

下列判断中正确的是（）

图2－38

A．在AC被突然剪断的瞬间，BC对小球的拉力保持不变

B．在AC被突然剪断的瞬间，小球的加速度为零

C．在AC被突然剪断的瞬间，小球的加速度为gsinθ

D．在AC被突然剪断的瞬间，小球的加速度为gtanθ

二、填空题

10．如图2－39所示，质量为m的长方体是由质量相等的A、B两部分组成，其纵剖面上两部分的分界线与水平底面的夹角为θ。

在水平推力F作用下沿光滑桌面运动时，若A、B间光滑且无相对运动，则桌面对A和B的弹力分别为NA＝______；MN＝______。

（重力加速度为g）

图2－39

11．在水平铁轨上行驶的车厢里，车顶上挂一个单摆，车底板上放一个质量是m的木箱。

当列车减速时，摆线与竖直方向夹角为θ，如图2－40所示。

由此可知这时列车向______方行驶；列车底板对木箱的静摩擦力大小是______，方向向______．

图2－40

12．重为500N的人站在电梯内，电梯下降时v－t图线如图2－41所示。

在1～2s内，人对电梯底板的压力N1＝______N；在6～8s内，人对电梯底板的压力N2＝______N；在14～16s内，人对电梯底板的压力N3＝______N。

（取g＝10m/s2）

图2－41

三、计算题

13．在水平地面上有一质量为4.0kg的物体，物体在水平拉力F的作用下由静止开始运动。

10s后水平拉力减为

。

该物体的v－t图象如图2－42所示。

求：

（1）物体受到的水平拉力F的大小；

（2）物体与地面间的动摩擦因数。

（g取10m/s2）

图2－42

14．光滑水平地面上静置一辆质量为0.50kg的车，从t＝0时刻开始，对小车施加一个水平向东的恒力F，F的大小为1.0N，作用2.0s后，力的大小不变，方向改为向南，又作用2.0s，在t＝4.0s末时，力的大小不变，方向改为向西又作用2.0s，求这6.0s内小车的平均速度大小以及第6.0s末的即时速度大小。

15．如图2－43所示，一辆在水平公路上匀速行驶的汽车，突然做匀减速直线运动，车后壁架子上的小球A向前飞了出去，落在车厢地板上，后壁架子离车厢地板高1.25m。

落地点与车厢后壁架子之间的水平距离为1.0m，求汽车做匀减速运动的加速度大小是多大?

（g取10m/s2）

图2－43

参考答案

第二章牛顿运动定律

第一节牛顿运动定律

1．D2．BC3．BC4．A5．D6．a＝0.58m/s27．54.5N，20m/s，60m

第二节共点力平衡

1．BD2．A3．D4．球对档板的压力先减小后增大，球对斜面压力一直减小

5．

6．1.2m/s7．

第三节牛顿定律在受力分析中的应用

1．ABD2．A3．A4．AB5．

6．F＝μ（m＋M）g＋（m＋M）gtanθ7．

（1）

（2）F/5－μmg（3）2F/5

第四节运动和力的关系

1．A2．AD3．C4．BC5．

6．a≥（μ1＋2μ2）μ1g/μ2

第五节超重和失重

1．BC2．B3．D4．BC5．

（1）箱体将做匀速直线运动或保持静止状态。

（2）箱体将向上匀加速或向下匀减速运动，且加速度大小大于或等于10m/s2。

6．9m

第六节变力作用下牛顿定律的应用

1．D2．AB3．C4．D5．

（1）4m/s

（2）6m6．72N，174N

牛顿运动定律单元练习

1．D2．A3．A4．C5．A6．C7．AB8．C9．AD10．NA＝（mg＋Fcotθ）2，NB＝（mg－Fcotθ）211．右，mgtanθ，左12．400，500，55013．

（1）9N；

（2）0.125

14．3.3m/s，4m/s15．8m/s2。