章节训练第4章 牛顿运动定律2.docx
《章节训练第4章 牛顿运动定律2.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《章节训练第4章 牛顿运动定律2.docx（20页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
章节训练第4章牛顿运动定律2
【章节训练】第4章牛顿运动定律-2
一、选择题（共5小题）
1．（2011•四川）如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图，假定其过程可简化为：
打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，为确保安全着陆，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，则（ ）
A．
.火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小
B．
.返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力
C．
返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功
D．
.返回舱在喷气过程中处于失重状态
2．（2011•天津）如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力（ ）
A．
方向向左，大小不变
B．
方向向左，逐渐减小
C．
方向向右，大小不变
D．
方向向右，逐渐减小
3．（2012•安徽）如图所示，放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一竖直向下的恒力F，则（ ）
A．
物块可能匀速下滑
B．
物块仍以加速度a匀加速下滑
C．
物块将以大于a的加速度匀加速下滑
D．
物块将以小于a的加速度匀加速下滑
4．（2012•安徽）如图所示，在竖直平面内有一个半径为R的圆弧轨道．半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力，已知AP=2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中（ ）
A．
重力做功2mgR
B．
机械能减少mgR
C．
合外力做功mgR
D．
克服摩擦力做功
mgR
5．（2011•浙江）如图所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”．两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢．若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是（ ）
A．
甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力
B．
甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力
C．
若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利
D．
若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利
二、填空题（共2小题）（除非特别说明，请填准确值）
6．（2003•上海）理想实验有时更能反映自然规律．伽利略设计了一个理想实验，其中有一个经验事实，其余是推论．如图所示的斜面：
①减小另一个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍能达到原来的高度
②两个斜面对接，让静止小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面
③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度
④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动
将上述理想实验的设想步骤按正确的顺序排列 _________ （只写序号即可）
在上述设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的属于理想化的推论．下列关于事实和推论的分类正确的是：
_________
A．①是事实，②③④是推论
B．②是事实，①③④是推论
C．③是事实，①②④是推论
D．④是事实，①②③是推论．
7．（2013•闸北区二模）固定在水平地面上的光滑半球形曲面，半径为R，已知重力加速度为g．一小滑块从顶端静止开始沿曲面滑下，滑块脱离球面时的向心加速度大小为 _________ ，角速度大小为 _________ ．
三、解答题（共2小题）（选答题，不自动判卷）
8．（2013•天津）某实验小组利用图1的装置探究加速度与力、质量的关系．
①下列做法正确的是 _________ （填字母代号）
A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴木块上
C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源
D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要盆新调节木板倾斜度
②为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量 _________ 木块和木块上硅码的总质量（填远大于，远小于，或近似于）
③甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图2中甲、乙两条直线•设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲，μ乙，由图可知，m甲 _________ m乙μ甲 _________ μ乙（填“大于”、“小于”或“等于”）
9．（2013•天津）质量为m=4kg的小物块静止于水平地面上的A点，现用F=10N的水平恒力拉动物块一段时间后撤去，物块继续滑动一段位移停在B点，A、B两点相距x=20m，物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s2，求：
（l）物块在力F作用过程发生位移xl的大小：
（2）撤去力F后物块继续滑动的时间t．
【章节训练】第4章牛顿运动定律-2
参考答案与试题解析
一、选择题（共5小题）
1．（2011•四川）如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图，假定其过程可简化为：
打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，为确保安全着陆，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，则（ ）
A．
.火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小
B．
.返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力
C．
返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功
D．
.返回舱在喷气过程中处于失重状态
考点：
牛顿第二定律；超重和失重；功的计算．1509699
分析：
打开降落伞一段时间后，返回舱已经做匀速运动，此时的速度还是比较大，当着陆时点燃缓冲火箭使返回舱的速度快速的减为零，从而安全着陆，所以在点燃返回舱的缓冲火箭的过程中，起主要作用的是缓冲火箭，缓冲火箭对返回舱做负功使其动能减小．
解答：
解：
A、火箭开始喷气前匀速下降拉力等于重力减去返回舱受到的空气阻力，火箭开始喷气瞬间反冲力直接对返回舱作用因而伞绳对返回舱的拉力变小．所以A正确．
B、返回舱在喷气过程中减速的主要原因是缓冲火箭向下喷气而获得向上的反冲力，不是空气阻力，所以B错误．
C、在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，加速度方向向上，返回舱处于超重状态，动能减小，返回舱所受合外力做负功，所以C错误．
D、由C的分析可知，D错误．
故选A．
点评：
在着陆的过程中，主要是靠缓冲火箭来使返回舱减速到零，所以缓冲火箭对返回舱做负功，返回舱做减速运动有向上的加速度，处于超重状态．本题需要同学分析清楚返回舱的运动过程，从而判断返回舱运动的状态．
2．（2011•天津）如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力（ ）
A．
方向向左，大小不变
B．
方向向左，逐渐减小
C．
方向向右，大小不变
D．
方向向右，逐渐减小
考点：
牛顿第二定律；滑动摩擦力．1509699
专题：
整体法和隔离法．
分析：
整体法和隔离法是动力学问题常用的解题方法．
1、整体法：
整体法是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法．在力学中，就是把几个物体视为一个整体，作为研究对象，受力分析时，只分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力（外力），不考虑整体内部之间的相互作用力（内力）．
整体法的优点：
通过整体法分析物理问题，可以弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况，从整体上揭示事物的本质和变体规律，从而避开了中间环节的繁琐推算，能够灵活地解决问题．通常在分析外力对系统的作用时，用整体法．
2、隔离法：
隔离法是指对物理问题中的单个物体或单个过程进行分析、研究的方法．在力学中，就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来，作为研究对象，只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力，不考虑研究对象对其他物体的作用力．
隔离法的优点：
容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形，问题处理起来比较方便、简单，便于初学者使用．在分析系统内各物体（或一个物体的各个部分）间的相互作用时用隔离法．
本题中两物体相对静止，可以先用整体法，整体受重力、支持力和向后的摩擦力，根据牛顿第二定律先求出整体加速度，再隔离物体B分析，由于向前匀减速运动，加速度向后，故合力向后，对B物体受力分析，受重力、支持力和摩擦力作用，根据牛顿第二定律，可以求出静摩擦力的大小．
解答：
解：
A、B两物块叠放在一起共同向右做匀减速直线运动，对A、B整体根据牛顿第二定律有
然后隔离B，根据牛顿第二定律有
fAB=mBa=μmBg大小不变，
物体B做速度方向向右的匀减速运动，故而加速度方向向左，摩擦力向左；
故选A．
点评：
对于连接体问题可以用整体法求加速度，用隔离法求解系统内力！
3．（2012•安徽）如图所示，放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一竖直向下的恒力F，则（ ）
A．
物块可能匀速下滑
B．
物块仍以加速度a匀加速下滑
C．
物块将以大于a的加速度匀加速下滑
D．
物块将以小于a的加速度匀加速下滑
考点：
牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．1509699
专题：
压轴题；牛顿运动定律综合专题．
分析：
将F分解为垂直于斜面和平行于斜面两个方向F1和F2，根据力的独立作用原理，单独研究F的作用效果，当F引起的动力增加大时，加速度增大，相反引起的阻力增大时，加速度减小．
解答：
解：
未加F时，物体受重力、支持力和摩擦力，根据牛顿第二定律有：
a=
．
当施加F后，加速度a′=
，因为gsinθ＞μgcosθ，所以Fsinθ＞μFcosθ，可见a′＞a，即加速度增大．故C确，A、B、D均错误．
故选C．
点评：
解决本题的关键能够正确地进行受力分析，运用牛顿第二定律进行求解．
4．（2012•安徽）如图所示，在竖直平面内有一个半径为R的圆弧轨道．半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力，已知AP=2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中（ ）
A．
重力做功2mgR
B．
机械能减少mgR
C．
合外力做功mgR
D．
克服摩擦力做功
mgR
考点：
牛顿第二定律；动能定理的应用．1509699
专题：
牛顿第二定律在圆周运动中的应用．
分析：
小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力，根据牛顿第二定律求解出B点的速度；然后对从P到B过程根据功能关系列式判读．
解答：
解：
A、重力做功与路径无关，只与初末位置有关，故P到B过程，重力做功为WG=mgR，故A错误；
B、小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力，根据牛顿第二定律，有mg=m
，解得
；
从P到B过程，重力势能减小量为mgR，动能增加量为
=
，故机械能减小量为：
mgR﹣
，故B错误；
C、从P到B过程，合外力做功等于动能增加量，故为
=
，故C错误；
D、从P到B过程，克服摩擦力做功等于机械能减小量，故为mgR﹣
，故D正确；
故选D．
点评：
解决本题的关键知道球到达C点时对轨道的压力为0，有mg=m
，以及能够熟练运用动能定理．
5．（2011•浙江）如图所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”．两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢．若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是（ ）
A．
甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力
B．
甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力
C．
若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利
D．
若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利
考点：
牛顿第三定律．1509699
分析：
作用力和反作用力一定是两个物体之间的相互作用力，并且大小相等，方向相反，同时产生同时消失，而平衡力不会同时产生和消失．
在作用力一样的情况下，由牛顿第二定律可知，质量大的，加速度小，运动的慢．
解答：
解：
A、甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是作用力和反作用力，故A错误；
B、甲对绳的拉力与乙对绳的拉力的一对平衡力，故B错误；
C、若甲的质量比乙大，则甲的加速度比乙的小，可知乙先到分界线，故甲能赢得“拔河”比赛的胜利，故C正确；
D、收绳速度的快慢并不能决定“拔河”比赛的输赢，故D错误．
故选C．
点评：
胜负的关键在于看谁的速度大，是谁先到达分界线，由于力的大小一样，又没有摩擦力，就只与质量有关了．
二、填空题（共2小题）（除非特别说明，请填准确值）
6．（2003•上海）理想实验有时更能反映自然规律．伽利略设计了一个理想实验，其中有一个经验事实，其余是推论．如图所示的斜面：
①减小另一个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍能达到原来的高度
②两个斜面对接，让静止小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面
③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度
④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动
将上述理想实验的设想步骤按正确的顺序排列 ②③①④ （只写序号即可）
在上述设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的属于理想化的推论．下列关于事实和推论的分类正确的是：
B
A．①是事实，②③④是推论
B．②是事实，①③④是推论
C．③是事实，①②④是推论
D．④是事实，①②③是推论．
考点：
牛顿第一定律．1509699
分析：
通过简单的斜面实验：
让小球从一个斜面滚下后，再滚上另一斜面．若斜面没有摩擦，则小球会达到原来高度．然后改变另一斜面的倾角，观察小球的运动．最后让另一斜面平放，则小球要达到原来高度，但又不可能达到，所以它将一直运动下去，这就是理想实验．
解答：
解：
（1）伽利略设计了一个理想实验的步骤是：
先在两个对接的斜面上，让静止的小球沿左边的斜面滚下，小球将滚上右边的斜面；如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度；接着减小右边斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度；继续减小右边斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球要沿水平面作匀速直线运动．
（2）关于理想实验的描述中，有的属于可靠的事实，有的是理想化的推论．则②是事实，①③④是推论，③中不可能没有摩擦；①有摩擦是不可能达到原来高度的；④即使水平也不可能匀速运动．
故答案为：
②③①④
故选为：
B
点评：
通过事实去理论推导，这是跨出条件束缚的一种途径．
7．（2013•闸北区二模）固定在水平地面上的光滑半球形曲面，半径为R，已知重力加速度为g．一小滑块从顶端静止开始沿曲面滑下，滑块脱离球面时的向心加速度大小为
，角速度大小为
．
考点：
牛顿第二定律；向心力．1509699
专题：
牛顿第二定律在圆周运动中的应用．
分析：
当滑块刚要脱离球面时，支持力等于零，重力指向圆心的分量提供向心力，再结合动能定理即可求解此时的速度，进而求出向心加速度和角速度．
解答：
解：
设小球运动的竖直距离为h时，刚好脱离曲面，则有：
mg
=
①
由动能定理得：
②
由①②解得：
根据ω=
得：
ω=
故答案为：
；
点评：
本题主要考查了向心力公式及线速度角速度的关系，要求同学们知道当滑块刚要脱离球面时，支持力等于零，重力指向圆心的分量提供向心力，难度适中．
三、解答题（共2小题）（选答题，不自动判卷）
8．（2013•天津）某实验小组利用图1的装置探究加速度与力、质量的关系．
①下列做法正确的是 AD （填字母代号）
A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴木块上
C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源
D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要盆新调节木板倾斜度
②为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量 远小于 木块和木块上硅码的总质量（填远大于，远小于，或近似于）
③甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图2中甲、乙两条直线•设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲，μ乙，由图可知，m甲 小于 m乙μ甲 大于 μ乙（填“大于”、“小于”或“等于”）
考点：
探究加速度与物体质量、物体受力的关系．1509699
专题：
实验题；牛顿运动定律综合专题．
分析：
①实验要保证拉力等于小车受力的合力，要平衡摩擦力，细线与长木板平行；
②砝码桶及桶内砝码加速下降，失重，拉力小于重力，加速度越大相差越大，故需减小加速度，即减小砝码桶及桶内砝码的总质量；
③a﹣F图象的斜率表示加速度的倒数；求解出加速度与拉力F的表达式后结合图象分析得到动摩擦因素情况．
解答：
解：
①A、调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，否则拉力不会等于合力，故A正确；
B、在调节模板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，不应悬挂“重物”，故B选项错误；
C、打点计时器要“早来晚走”即实验开始时先接通打点计时器的电源待其平稳工作后再释放木块，而当实验结束时应先控制木块停下再停止打点计时器，故C选项错误；
D平衡摩擦力后，有mgsinθ=μmgcosθ，即μ=tanθ，与质量无关，故通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要盆新调节木板倾斜度，故D正确；
选择AD；
②按照教材上的理论若以砝码桶及砝码作为小木块的外力，则有a=
，而实际实验过程中砝码桶及砝码也与小木块一起做匀加速运动，即对砝码桶及砝码有mg﹣T=ma，对小木块有T=Ma．综上有：
小物块的实际的加速度为a=
＜
，只有当m＜＜M时，才能有效的保证实验的准确性；
③当没有平衡摩擦力时有：
T﹣f=ma，故a=
T﹣μg，即图线斜率为
，纵轴截距的大小为μg．
观察图线可知m甲小于m乙，μ甲大于μ乙；
故答案为：
①AD；②远小于；③小于，大于．
点评：
本题主要考察“验证牛顿第二定律”的实验，要明确实验原理，特别是要明确系统误差的来源，知道减小系统误差的方法．
9．（2013•天津）质量为m=4kg的小物块静止于水平地面上的A点，现用F=10N的水平恒力拉动物块一段时间后撤去，物块继续滑动一段位移停在B点，A、B两点相距x=20m，物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s2，求：
（l）物块在力F作用过程发生位移xl的大小：
（2）撤去力F后物块继续滑动的时间t．
考点：
牛顿第二定律．1509699
专题：
牛顿运动定律综合专题．
分析：
（1）对A到B的整个过程运用动能定理列式求解即可；
（2）先对A到B过程运用动能定理列式求解出C点速度，然后对C到B过程根据牛顿第二定律求解加速度，最后对C到B过程运用平均速度公式列式求解时间．
解答：
解：
（1）整个运动过程的示意图如图所示
取小物块为研究对象，从A到B过程，根据动能定理，有：
Fx1﹣fx2=0
其中：
f2=μmg
联立解得
x1=16m；
（2）对A到C过程运用动能定理，有：
Fx1﹣
；
解得：
v=4m/s
C到B过程，根据牛顿第二定律，有：
μmg=ma′，
解得a′=μg=2m/s2；
根据平均速度公式，有：
，
解得
；
答：
（l）物块在力F作用过程发生位移xl的大小为16m；
（2）撤去力F后物块继续滑动的时间t为2s．
点评：
本题关键灵活地选择运动过程运用动能定理列式求解，求解时间要根据运动学公式或者动量定理列式求解．
升级会员 