滚动检测(五) 牛顿运动定律及应用
(时间：60分钟 满分：100分)
一、选择题(本题共9小题，每小题7分，共63分．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对得7分，选对但不全的得4分，错选得0分)
1．关于物体的惯性，下列说法正确的是 ( )．
A．物体受力后可以改变运动状态，所以作用力可以改变惯性
B．快速行驶的汽车，刹车时困难，因而速度大时惯性大
C．满载货物的汽车比不载货时刹车困难，故满载时比空载时惯性大
D．推动原来静止的物体比推动原来滑动的物体要费力些，表明静止的物体的惯性大些
答案 C
2．下列说法正确的是 ( )．
A．起重机用钢索加速吊起货物时，钢索对货物的力大于货物对钢索的力
B．子弹能射入木块是因为子弹对木块的力大于木块对子弹的力
C．大人与小孩相撞时，大人对小孩的撞击力大于小孩对大人的撞击力
D．将图钉嵌入木板，图钉对木板的力和木板对图钉的力大小是相等的
解析 作用力与反作用力大小相等，故D正确．
答案 D
图1
3．如图1所示，手提一根下端挂有重物m的轻弹簧竖直向上做匀加速运动，当手突然停止时，重物m将会 ( )．
A．立即停止运动 B．开始向上减速运动
C．开始向上匀速运动 D．继续向上加速运动
解 由于重物m原来在加速向上运动，当手突然停止运动时，因为惯性，此重物必然继续向上运动．又因原来弹簧弹力F大于重力mg，即F>mg，当手突然停止运动时弹簧的形变不会立即消失，仍然存在F>mg，则重物m仍然会继续向上加速运动．但随着物体的向上运动，弹簧的形变会逐渐减小，当弹簧弹力F＝mg之后，重物便会向上减速运动直至静止，故D选项正确，而A、B、C选项错误．
答案 D
4．用手托着一块砖，开始静止不动，当手突然向上加速运动时，砖对手的压力 ( )．
A．一定小于手对砖的支持力 B．一定等于手对砖的支持力
C．一定大于手对砖的支持力 D．一定大于砖的重力
答案 BD
5．一个质量为2 kg的物体在五个共点力作用下保持平衡．现在撤掉其中两个力，这两个力的大小分别为25 N和20 N，其余三个力保持不变，则物体此时的加速度大小可能是 ( )．
A．1 m/s2 B．10 m/s2
C．20 m/s2 D．30 m/s2
解析 物体在五个共点力作用下处于平衡状态，其合力为零，即其余三个力的合力与撤掉的两个力的合力等值反向，故其余三个力的合力5 N≤F≤45 N．由牛顿第二定律a＝得2.5 m/s2≤a≤22.5 m/s2.故B、C可能，A、D不可能．
答案 BC
图2
6．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1 s内保持静止，若两力F1和F2随时间的变化情况如图2所示，则下列说法正确的是 ( )．
A．在第2 s内物体做加速运动，加速度逐渐减小，速度逐渐增大
B．在第3 s内物体做加速运动，加速度逐渐减小，速度逐渐增大
C．在第4 s内物体做加速运动，加速度逐渐减小，速度逐渐增大
D．在第5 s末，物体的加速度为零，运动方向与F1相同
解析 由物体在第1 s内保持静止可知F1和F2的合力为零，即F1与F2大小相等，方向相反，在第2 s内和第3 s内F2减小，F1与F2的合力增大，加速度逐渐增大，速度逐渐增大，A、B错误．第4 s内F2逐渐增大，F1与F2的合力逐渐减小，加速度逐渐减小，速度逐渐增大，第5 s末F1与F2的合力为零，加速度为零，速度方向与F1相同，C、D正确．
答案 CD
图3
7．如图3所示，两根完全相同的弹簧下挂一质量为m的小球，小球与地面间有细线相连，处于静止状态，细线竖直向下的拉力大小为2 mg.若剪断细线的瞬间，小球的加速度 ( )．
A．a＝g，方向向上 B．a＝g，方向向下
C．a＝2g，方向向上 D．a＝3g，方向向下
解析 在剪断细线的瞬间，弹簧的形变量来不及恢复，也就是说弹簧的弹力不改变．剪断细线，细线的拉力消失，其他力没改变，这几个力的合力与未剪断细线前细线的拉力大小相等，方向相反，所以加速度大小为2 g，方向向上，正确选项是C.
答案 C
8．某同学为了测定电梯的运动情况，用一弹簧测力计将质量为m的物体悬挂在电梯的天花板上，当物体相对于电梯静止时，弹簧测力计的示数为，说明 ( )．
A．电梯可能以加速度减速上升
B．电梯可能以加速度减速下降
C．电梯可能以加速度加速上升
D．电梯可能以加速度加速下降
解析 物体m受重力mg和弹簧测力计的拉力F＝mg，由牛顿第二定律得F－mg＝ma，故a＝，方向竖直向上，即电梯可能以加速度减速下降或加速上升，故B、C正确．
答案 BC
图4
9．如图4所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接．下图中v、a、f和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程．下图中正确的是 ( )．
解析 本题考查牛顿第二定律、受力方向、滑动摩擦力、直线运动和速度图象、加速度图象、摩擦力图象及路程随时间变化的图象等知识点，意在考查考生对知识的理解和运用能力．物体在斜面上下滑，受到重力、支持力和摩擦力的作用，其合外力为恒力，加速度为恒量，物体做匀加速直线运动，其加速度图象应为一平行时间横轴的直线段，速度v＝at，其速度图象应为一向上倾斜的直线段，路程s＝at2，路程随时间变化的图象应为—开口向上的拋物线，选项A、B、D错误；物体滑到水平面上后，在摩擦力作用下做匀减速直线运动，其摩擦力大于在斜面上运动时的摩擦力，所以选项C正确．
答案 C
二、实验题(10分)
10．有一同学探究“加速度与力、质量的关系”的过程如图5所示，其中F、2F分别是小车所受的合外力，M、2M分别是小车的总质量，根据实验数据得到如图6所示的v-t图线．
图5
(1)要分析加速度与质量的关系，应选用的两个过程是________；要分析加速度与合外力的关系，应选用的两个过程是________．
图6
(2)从图6中相应的v-t图线可知：甲车的加速度a甲和丙车的加速度a丙的大小关系为________，结合两车的质量和受力情况，可以得到结论：
____________________________________________________________.
解析 (1)探究加速度与力、质量的关系应采用控制变量法，故要分析加速度与质量的关系应选用甲和丙或乙和丁；要分析加速度与合外力的关系，应选用甲和乙或丙和丁．
(2)在v－t图象中图线的斜率大小表示加速度的大小，故a甲＝2a丙，又m甲＝m丙，且受合外力相等，故物体的加速度跟质量成反比．
答案 (1)甲和丙(或乙和丁) 甲和乙(或丙和丁)
(2)a甲＝2a丙 当物体受合外力相等时，物体的加速度与质量成反比
三、计算题(本题共2小题，共27分．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
11．(13分)太空是一个微重力、高真空、强辐射的环境，人类可以利用这样的天然实验室制造出没有内部缺陷的晶体，生产出能承受强大拉力的细如蚕丝的金属丝．假如未来的某天你乘坐“神舟”n号飞船进行“微重力的体验”行动，飞船由6 000 m的高空静止下落，可以获得持续的25 s之久的失重状态，你在这段时间里可以进行关于微重力影响的实验．已知下落的过程中飞船受到的空气阻力为重力的0.04倍，重力加速度g取10 m/s2，试求：
(1)飞船在失重状态下的加速度为多少？
(2)飞船在微重力状态中下落的距离是多少？
解析 (1)设飞船在失重的状态下的加速度为a，由牛顿第二定律得
mg－f＝ma，又f＝0.04 mg，即mg－0.04mg＝ma，解得：a＝9.6 m/s2.
(2)由s＝at2得s＝×9.6×252 m＝3 000 m.
答案 (1)9.6 m/s2 (2)3 000 m
图7
12．(14分)如图7所示，小木块在沿斜面向上的恒定外力F作用下，从A点由静止开始做匀加速运动，前进了0.45 m 抵达B点时，立即撤去外力．此后小木块又前进0.15 m到达C点，速度为零．已知木块与斜面间的动摩擦因数μ＝/6，木块质量m＝1 kg.求：
(1)木块向上经过B点时速度为多大？
(2)木块在AB段所受的外力F多大？(g＝10 m/s2)
解析 (1)撤去外力后，小木块做匀减速直线运动从B运动到C受力分析如右图所示，根据牛顿第二定律得
f＋mgsin θ＝ma
N－mgcos θ＝0
又f＝μN
解得：a＝gsin θ＋μgcos θ＝7.5 m/s2
由运动学公式得v－v＝－2as
代入数据解得
vB＝＝ m/s
＝1.5 m/s
(2)设外加恒力为F，受力分析如图所示，
由牛顿第二定律得
F－mgsin θ－μN＝ma1
N＝mgcos θ
则刚开始从A运动到B的加速度为a1＝－(gsin θ＋μgcos θ)刚开始是匀加速直线运动，故有v＝2a1s1
代入数据可求得F＝10 N.
答案 (1)1.5 m/s (2)10 N
【点此下载】