第三章牛顿运动定律(时间60分钟，总分值100分)一、单项选择题(此题共4个小题，每题4分，共16分．每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求)1．(2022·梅州模拟)2022年当地时间9月23日，在位于印度安得拉邦斯里赫里戈达岛的萨蒂什·达万航天中心，一枚PSLV－C14型极地卫星运载火箭携带七颗卫星发射升空，成功实现“一箭七星”发射，相关图片如图1所示．那么以下说法不正图1确的是( )A．火箭发射时，喷出的高速气流对火箭的作用力大于火箭对气流的作用力B．发射初期，火箭处于超重状态，但它受到的重力却越来越小C．高温高压燃气从火箭尾部喷出时对火箭的作用力与火箭对燃气的作用力大小相等D．发射的七颗卫星进入轨道正常运转后，均处于完全失重状态解析：由作用力与反作用力大小相等，可知A错误；火箭发射初期，因为火箭向上加速运动，故处于超重状态，随着火箭距地越来越远，所受的重力也越来越小，B正确；由作用力与反作用力的关系可知C正确；卫星进入轨道正常运转后，所受的万有引力充当向心力，此时各卫星均处于完全失重状态，D正确．答案：A2．如图2甲所示，放在光滑水平面上的木块受到两个水平力F1与F2的作用静止不动．现保持F1不变，F2大小变化如图乙所示，那么在此过程中，能正确描述木块运动情况的速度图象是图3中的( )图2-7-/7\n图3解析：由于F2均匀减小到零然后又均匀增大到原值，所以物体受到的合外力的变化情况为先增大后减小到零，根据牛顿第二定律知物体加速度也是先增大后减小到零，而速度一直在增大，最后到达最大值．符合上述规律的v－t图象只有D项．答案：D3．(2022·江门模拟)如图4所示，两个质量分别为m1＝2kg、m2＝3kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧测力计连接．两个大小分别为F1＝30N、F2＝20N的水平拉力分别作用在m1、m2上，那么( )图4A．弹簧测力计的示数是10NB．弹簧测力计的示数是50NC．在突然撤去F2的瞬间，弹簧测力计的示数不变D．在突然撤去F1的瞬间，m1的加速度不变解析：设弹簧的弹力为F，加速度为a.对系统：F1－F2＝(m1＋m2)a，对m1：F1－F＝m1a，联立两式解得：a＝2m/s2，F＝26N，故A、B两项都错误；在突然撤去F2的瞬间，由于弹簧测力计两端都有物体，而物体的位移不能发生突变，所以弹簧的长度在撤去F2的瞬间没变化，弹簧上的弹力不变，故C项正确；假设突然撤去F1，物体m1的合外力方向向左，而没撤去F1时合外力方向向右，所以m1的加速度发生变化，故D项错误．答案：C4．(2022·上海十二校联考)如图5(a)所示，用一水平外力F推着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体，逐渐增大F，物体做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图(b)所示，假设重力加速度g取10m/s2.根据图(b)中所提供的信息不能计算出( )图5-7-/7\nA．物体的质量B．斜面的倾角C．物体能静止在斜面上所施加的最小外力D．加速度为6m/s2时物体的速度解析：分析物体受力，由牛顿第二定律得：Fcosθ－mgsinθ＝ma，由F＝0时，a＝－6m/s2，得θ＝37°.由a＝F－gsinθ和a－F图线知：＝，得：m＝2kg，物体静止时的最小外力Fmincosθ＝mgsinθ，Fmin＝mgtanθ＝15N，无法求出物体加速度为6m/s2时的速度，因物体的加速度是变化的，对应时间也未知，应选D.答案：D二、双项选择题(此题共5小题，每题6分，共30分．每题给出的四个选项中，有两个选项符合题目要求，全选对的得6分，只选1个且正确的得1分，错选或不选的得0分)5．以下说法正确的选项是( )A．高速行驶的公共汽车紧急刹车时，乘客都要向前倾倒，说明乘客都具有惯性B．短跑运发动最后冲刺时，速度很大，很难停下来，说明速度越大，惯性越大C．抛出去的标枪和手榴弹都是靠惯性向远处运动的D．把手中的球由静止释放后，球能竖直下落，是由于球具有惯性的缘故解析：惯性是物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的特性，故A、C项正确．而质量是惯性大小的唯一量度，故B项错．由静止释放的小球的惯性是要保持原来的静止状态，而下落是由于重力迫使它改变了静止状态，故D项错．答案：AC6．汽车拉着拖车在水平道路上沿直线加速行驶，根据牛顿运动定律可知( )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解析：汽车与拖车间的相互作用力总是大小相等、方向相反，故A错B对．因拖车加速前进，故拉力大于阻力，C对D错．答案：BC7．(2022·潍坊质检)-7-/7\n压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小．一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图6甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体m，升降机静止时电流表示数为I0.某过程中电流表的示数如图乙所示，那么在此过程中( )图6A．物体处于失重状态B．物体处于超重状态C．升降机一定向上做匀加速运动D．升降机可能向下做匀减速运动解析：根据欧姆定律有I＝U/R，当电梯静止时，物体对压敏电阻的压力为mg，所以有I0＝U/R，乙图表示物体处于超重状态，所以A错、B正确；升降机做向上的匀加速直线运动或向下的匀减速直线运动，C错、D正确．答案：BD8．(2022·汕头模拟)水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，用于对旅客的行李进展平安检查．如图7所示为一水平传送带装置示意图，紧绷的传送带AB始终保持v＝1m/s的恒定速率运行．旅客把行李无初速度地放在A处，设行李与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.1，AB间的距离为2m，g取10m/s2.假设乘客把行李放到传送带的同时也以v＝1m/s的恒定速度平行于传送带运动去B处取行李，那么( )图7A．乘客与行李同时到达BB．乘客提前0.5s到达BC．行李提前0.5s到达BD．假设传送带速度足够大，行李最快也要2s才能到达B解析：行李放在传送带上，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开场做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动．加速度为a＝μg＝1m/s2，历时t1＝＝1s到达共同速度，位移x1＝t1＝0.5m，此后匀速运动t2＝-7-/7\n＝1.5s到达B，共用2.5s．乘客到达B，历时t＝＝2s，故B正确．假设传送带速度足够大，行李一直加速运动，最短运动时间tmin＝＝2s，D项正确．答案：BD9．(2022·苏州联考)如图8所示，bc为固定在小车上的水平横杆，物块M串在杆上，靠摩擦力保持相对杆静止，M又通过轻细线悬吊着一个小铁球m，此时小车正以大小为a的加速度向右做匀加速运动，而M、m均相对小车静止，细线与竖直方向的夹角为θ.小车的加速度逐渐增大，M始终和小车保持相对静止，当加速度增加到2a时( )图8A．横杆对M的摩擦力增加到原来的2倍B．横杆对M的弹力不变C．细线与竖直方向的夹角增加到原来的2倍D．细线的拉力增加到原来的2倍解析：取M、m为一整体，由牛顿第二定律可知，横杆对M的摩擦力Ff＝(M＋m)a，横杆对M的支持力FN＝(M＋m)g，当加速度增加到2a时，Ff增加到原来的2倍，而FN不变，故A、B均正确；对m受力分析，设细绳的拉力为FT，那么有：FTcosθ＝mg，FTsinθ＝ma，tanθ＝，FT＝，可见当a变为2a时，tanθ值加倍，但θ并不增加到原来的2倍，FT也不增加到原来的2倍，故C、D均错误．答案：AB三、非选择题(此题包括3小题，共54分．按题目要求作答，解容许写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)10．(8分)(2022·广州模拟)在“验证牛顿运动定律”的实验中，作出了如图9所示的(a)、(b)图象，图(a)中三线表示实验中小车的______________不同；图(b)中图线不过原点的原因是________________________________．-7-/7\n解析：由a＝F可知，a－F图线的斜率为，三线的斜率不同，表示实验中小车的质量不同，图(b)中图线与a轴正半轴有交点，说明平衡摩擦力时使平板倾角过大了．答案：质量 平衡摩擦力过度11．(22分)(2022·湖北省十堰调研测试)如图10所示，物体在有动物毛皮的斜面上运动．由于毛皮外表的特殊性，引起物体的运动有如下特点：①顺着毛的生长方向运动时毛皮产生的阻力可以忽略；②逆着毛的生长方向运动会受到来自毛皮的滑动摩擦力．图10(1)试判断如以下图情况下，物体在上滑还是下滑时会受到摩擦力？(2)一物体在有动物毛皮的斜面底端以初速v0＝2m/s冲上足够长的斜面，斜面的倾斜角为θ＝30°，过了t＝1.2s物体回到出发点．假设认为毛皮产生滑动摩擦力时，动摩擦因数μ为定值，g取10m/s2，那么μ的值为多少？解析：(1)因毛的生长方向向上，故物体上滑时不受摩擦力，而下滑时受到摩擦力．(2)上滑过程：mgsinθ＝ma1，v0－a1t1＝0，x＝下滑过程：mgsinθ－μmgcosθ＝ma2，x＝a2t22，又t＝t1＋t2.以上各式联立可求得，μ＝＝0.433.答案：(1)下滑时受摩擦力 (2)0.43312．(24分)如图11所示，在倾角为θ的光滑斜面上端系有一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧下端连一个质量为m的小球，球被一垂直于斜面的挡板A挡住，此时弹簧没有形变．假设挡板A以加速度a(a＜gsinθ)沿斜面向下匀加速运动，问：图11(1)小球向下运动多少距离时速度最大？(2)从开场运动到小球与挡板别离所经历的时间为多少？-7-/7\n解析：(1)球和挡板别离后做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，速度最大，此时物体所受合力为零．即kxm＝mgsinθ，解得xm＝.(2)设球与挡板别离时位移为s，经历的时间为t，从开场运动到别离的过程中，m受竖直向下的重力，垂直斜面向上的支持力FN，沿斜面向上的挡板支持力F1和弹簧弹力F.据牛顿第二定律有mgsinθ－F－F1＝ma，F＝kx.随着x的增大，F增大，F1减小，保持a不变，当m与挡板别离时，x增大到等于s，F1减小到零，那么有：mgsinθ－ks＝ma，又s＝at2联立解得mgsinθ－k·at2＝ma，t＝.答案：(1) (2)-7-/7
