高二物理下学期暑假巩固练习5牛顿运动定律含答案

5 牛顿运动定律

一、选择题：第1～5题为单选题，第6～8题为多选题。

1．一小孩用竹杆拨动小船，使船向左运动，则（　　）

A．人对地面的摩擦力方向向左

B．杆对船的弹力是由于杆的形变产生的

C．杆对船的弹力与船对杆的弹力是一对平衡力

D．人对杆的力和船对杆的力是一对相互作用力

2．2021年10月15日，伴随着“三、二、一”的倒计时，“神舟十三号”在“长征二号”运载火箭的推动下顺利进入太空，“神舟十三号”航天员翟志刚、王亚平和叶光富也将开始为期6个月的“太空旅行”。如图所示为“长征二号”运载火箭，下列关于它在竖直方向加速起飞过程的说法，正确的是（　　）

A．火箭加速上升时，航天员对座椅的压力小于自身重力

B．燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭升空

C．保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落后处于失重状态

D．火箭喷出的热气流对火箭的作用力大于火箭对热气流的作用力

3．如图所示，矩形框架ABCD固定在竖直面内，轻弹簧的一端固定在A点，另一端连接一个质量为m的小球，小球穿在框架的竖直杆CD上，用一水平力F作用在小球上，当小球静止时，弹簧与竖直杆AB之间的夹角，小球与CD杆间的弹力恰好为零。已知小球与CD杆之间的动摩擦因数，重力加速度为g，则在撤去水平力F的瞬间，小球的加速度大小为（　　）

A．0 B． C． D．

4．如图所示，光滑的水平面上两个质量分别为、的物体，中间用轻质弹簧秤连接，在大小为的水平拉力作用下一起匀加速运动，则（　　）

A．、加速度大小为

B．某时刻突然撤去拉力的瞬间，加速度大小为

C．弹簧秤的示数是

D．某时刻突然撤去拉力的瞬间，加速度大小为

5．一辆货车运载若干相同的光滑圆柱形空油桶，质量均为m。如图所示，底层油桶平整排列、相互紧贴。上层只有一只油桶C，自由摆放在油桶A、B之间，且与汽车一起处于静止状态。重力加速度为g。若汽车向左加速运动（C始终与汽车相对静止），则（　　）

A．A对C的支持力增大

B．B对C的支持力减小

C．当加速度时，A对C无支持力

D．当加速度时，C对B的压力大小为mg

6．如图所示为跳伞者在下降过程中速度v随时间t变化的示意图。根据示意图，判定下列说法正确的是（　　）

A．0～t1之间速度越大，空气阻力越小

B．0～t1之间速度越大，空气阻力越大

C．t1～t2之间跳伞者处于超重状态

D．t1～t2之间跳伞者处于失重状态

7．如图甲所示，足够长的木板B静置于光滑水平面上，其上放置小滑块A，木板B受到不断增大的水平拉力F作用时，用传感器测出木板B的加速度a，得到如图乙所示的a－F图像、已知g取10 m/s2，则（　　）

A．滑块A的质量为1 kg

B．木板B的质量为1 kg

C．当F=10N时木板B加速度为4m/s2

D．滑块A与木板B间动摩擦因数为0.1

8．如图所示，细绳AB和BC连接着一质量为m的物体P，其中绳子的A端固定，C端通过小光滑定滑轮连接着一质量也为 m的物体Q（P、Q均可视为质点）。开始时，用手托住物体P，使物体P与A、C两点等高在一条水平直线上，且绳子处于拉直的状态，把手放开，P下落到图示位置时，夹角如图所示。已知AB=L，重力加速度为g。则由开始下落到图示位置的过程中说法正确的是（　　）

A．物体Q与物体P的速度大小始终相等

B．释放瞬间P的加速度等于g

C．图示位置时，Q的速度大小为

D．图示位置时，Q受到的绳子拉力大小为

二、非选择题

9．如图甲所示，可用轻杆、小球和硬纸板等制作一个简易加速度计，粗略测量运动物体的加速度。在轻杆上端装上转轴，固定于竖直纸板上的O点，轻杆下端固定一小球，杆可在竖直平面内自由转动。将此装置固定于运动物体上，当物体向右加速（减速）运动时，杆便向左（向右）摆动。为了制作加速度计的刻度盘，同学们进行了如下操作：

(1)让重锤做自由落体运动，利用打点计时器打出的纸带测量当地的重力加速度．实验中得到一条较理想的纸带（如图乙），纸带上记录的点为打点计时器（频率）打的点．根据数据求出重力加速度______（保留3位有效数字）。

(2)测量当地重力加速度后还应测量的物理量是_______（填入所选物理量前的字母）。

A．小球的质量m   B．轻杆的长度L   C．小球的直径d   D．轻杆与竖直方向的夹角

(3)写出加速度与(1)、(2)中被测物理量之间的关系式_______（用被测物理量的字母表示）。

10．某同学利用气垫导轨测量当地的重力加速度的装置如图甲所示。数字计时器可以测出遮光条经过光电门1和光电门2的挡光时间。

(1)实验前，利用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d=_______mm；

(2)调节气垫导轨水平后，挂上槽码，连接滑块与槽码的细线与气垫导轨平行，开动气泵，释放槽码和滑块，数字计时器记录遮光条经过光电门1、2的挡光时间为t1、t2，测出光电门1和2之间的距离为s，则滑块运动的加速度a=_______。（用d、t1、t2、s表示）；

(3)若测得滑块和遮光条的质量为M，槽码的质量为m，则当地重力加速度g=______。（用m、M、a表示）

11．某特技演员在拍电影时从三楼跳到一根竖直的金属杆上，再顺着金属杆滑到地面。假设演员刚跳到金属杆上时速度为零，先做匀加速运动然后立即做匀减速运动，到达地面时速度也恰好为零，金属杆的长度为L＝18m，演员在杆上运动的总时间为t＝4s。忽略空气阻力，取重力加速度g＝10m/s2。

(1)求演员下滑过程中的最大速度；

(2)若演员加、减速运动的位移之比为，求加、减速过程中演员所受滑动摩擦力的比值。

12．避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如图竖直平面内，制动坡床视为水平面夹角为θ（小角度）的斜面。一辆长L＝12m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为v0＝23m/s时，车尾位于制动坡床的底端，货物开始在车厢内向车头滑动。当货物在车厢内滑动了s＝4m时，车头距制动坡床顶端d＝38m。再过一段时间，货车停止。已知空货车质量M是货物质量m的4倍，货物与车厢间的动摩擦因数μ＝0.4；货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍。货物与货车分别视为小滑块和平板，取cos θ＝1，sin θ＝0.1，g＝10m/s2。

(1)求货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向；

(2)请画出当货物在车厢内滑动时货车的受力示意图，并求出货车此时的的加速度的大小和方向；

(3)求出制动坡床的长度。

1．【答案】B

【解析】人在水平方向受杆给人的作用力，有向右运动的趋势，所以受地面向左的静摩擦力，人对地面的摩擦力是这个力的反作用力，二者方向相反，所以人对地面的摩擦力向右，故A错误；弹力是由施力物体发生弹性形变引起的，杆对船的力的施力物体是杆，所以杆对船的力是由杆的形变产生的，故B正确；杆对船的力和船对杆的作用力作用在不同物体上，大小相等方向相反，是一对相互作用力，故C错误；人对杆的力和船对杆的力作用在同一个物体上，所以人对杆的力和船对杆的力不是一对相互作用力，故D错误。

2．【答案】C

【解析】火箭加速上升时，加速度方向向上，根据牛顿第二定律可知航天员受到的支持力大于自身的重力，由牛顿第三定律知航天员对座椅的压力大于自身重力，A错误；火箭受到重力、空气阻力以及内部燃料喷出时的作用力，燃料燃烧向下喷气，喷出的气体的反作用力推动火箭升空，B错误；保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落后，由于具有竖直向上的速度，所受重力和空气阻力均竖直向下，合外力方向竖直向下，故加速度方向竖直向下，处于失重状态，C正确；火箭喷出的热气流对火箭的作用力与火箭对热气流的作用力是作用力和反作用力，二者等大反向，D错误。

3．【答案】A

【解析】由题意可知，撤去水平力F前，小球与CD杆之间摩擦力为零，设弹簧弹力大小为T，根据平衡条件有，撤去水平力F的瞬间，弹簧弹力不会发生突变，此时在竖直方向上小球受力仍平衡，而水平方向上，CD杆对小球的支持力与T在水平方向的分力平衡，综上所述可知在撤去F瞬间，小球所受合外力仍为零，加速度为零，故选A。

4．【答案】B

【解析】根据题意，对A、B整体分析，根据牛顿第二定律有，解得，故A错误；根据题意，对A分析，设弹簧的弹力为，根据牛顿第二定律有，代入数据解得，故C错误；某时刻突然撤去拉力的瞬间，弹簧弹力不变，根据牛顿第二定律，对物体A有，解得，则加速度大小为，对物体B，根据牛顿第二定律有，解得，则加速度大小为，故D错误，B正确。

5．【答案】C

【解析】设A、B对C的支持力大小分别为NA、NB，汽车的加速度大小为a。在竖直方向上根据平衡条件可得，在水平方向根据牛顿第二定律有，联立解得，，可知从a=0到a≠0时，NA减小，NB增大，故AB错误；根据知，当加速度a=g时，根据牛顿第三定律可知此时C对A的压力为零，故C正确；根据可知，当加速度时，B对C的支持力为，则C对B的压力大小为，D错误。

6．【答案】BC

【解析】0～t1图像斜率变小，加速度变小，由，知空气阻力变大，故A错误，B正确；t1～t2减速下降，加速度向上，处于超重状态，故C正确，D错误。

7．【答案】BC

【解析】由图知，当F=8N时，加速度为a=2m/s2，对整体，由牛顿第二定律有，代入数据解得mA+mB=4kg，当F大于8N时，A、B发生相对滑动，对B，根据牛顿第二定律得，解得，由图示图象可知，图线的斜率，解得，故滑块A的质量为mA=3kg，故A错误，B正确；根据，知当a=0时，F=6N，代入解得，故D错误；根据F=10N>8N时，滑块与木板相对滑动，B的加速度为，故C正确。

8．【答案】BD

【解析】如图所示，释放后，P绕A点做圆周运动，P的速度沿圆周的切线方向，当绳BC与水平夹角为30°时，绳BC与绳AB垂直，P的速度方向沿CB的延长线，此时物体Q与物体P的速度大小相等，之前的过程中，速度大小不相等，故A错误；如图中虚线所示，释放瞬间，P所受合力为重力，故加速度等于g，故B正确；如图中虚线所示，AC=2L，P处于AC的中点，AB=L，当下降到图示位置时，BC=，Q上升的高度，P下降的高度为，由于P的速度方向在CB的延长线上，故此时P、Q速度大小相等，根据系统机械能守恒得，解得，故C错误；设绳BC上张力为T，Q的加速度为a，P沿CB方向的加速度也为a，根据牛顿第二定律得，，联立得，故D正确。

9．【答案】(1)9.75     (2)D     (3)

【解析】(1)由逐差法可得重力加速度。

(2)假设小球由于加速发生了偏转，轻杆与竖直方向的夹角为，由牛顿第二定律得，解得，可知，为了在表盘上标上对应的加速度，还需要测量轻杆与竖直方向的夹角，故选D。

(3)由(2)可知加速度与重力加速度和轻杆与竖直方向的夹角的关系式为。

10．【答案】(1)3.04      (2)      (3)

【解析】(1)游标卡尺的读数为。

(2)滑块运动到光电门2时的速度大小为，运动到光电门1时的速度大小为，根据匀变速直线运动的速度公式可知。

(3)根据牛顿第二定律有，得到。

11．【解析】(1)设演员下滑过程的最大的速度为vm，则演员的v﹣t图像如图所示则

解得vm＝9m/s。

(2)设演员向下加速时加速度大小为a1，经历的时间为t1，通过的位移为x1，减速时加速度大小为a2，经历的时间为t2，经历的位移为x2，则

，

a1t1=a2t2

L=x1+x2

联立解得，

在加速下滑过程中，根据牛顿第二定律可得mg﹣f1＝ma1

在减速下滑阶段，根据牛顿第二定律可得f2﹣mg＝ma2

联立解得。

12．【解析】(1)以货物为研究对象，由于货物相对车箱向前滑行，所受摩擦力向后，根据牛顿第二定律

解得

方向沿制动坡床向下。

(2)货车受力示意图，如图所示，根据牛顿第二定律

可得货车的加速度

方向沿制动坡床向下。

(3)根据位移与时间的关系

解得t=4s

这段时间内，货车的位移

制动坡床的长度为。