牛顿运动定律测试卷

牛顿运动定律

(时间：90分钟，满分：100分)

一、选择题（本题共12小题。在给出的四个选项中，第1~6题只有一个选项符合要求，每第7-10题有多项符合要求，每个小题5分。共50分）

1．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程．在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是（ ）

A ．在对自由落体运动的研究中，伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证

B ．牛顿应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”观点

C ．胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比

D ．亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快

2．人用手托着质量为m 的物体，从静止开始沿水平方向加速运动（物体与手始终相对静止），物体与手掌之间的动摩擦因数为μ，则下列说法正确的是（ ）

A ．手对物体的作用力方向竖直向上

B ．手对物体的作用力方向水平向前

C ．手对物体作用力方向斜向前上方

D ．物体所受摩擦力大小为mg μ

3．如图所示，位于水平地面上的质量为M 的物体，在大小为F

，与水平方向成的拉力作用下沿地面作加速运动，已知物体与地面间的动摩擦系数为，则物体的加速度为（ ）

θμ

A ．F/M

B ．

C ．

D ．

4．在地面上以初速度v 0

竖直向上抛出一小球，经过2t

0时间小球落回抛出点，

其速率为v 1，已知小球在空中运动时所受空气阻力与小球运动的速率成正比，则小球在空中运动时速率v 随时间

t 的变化规律可能是（ ）

5．如图所示，不计滑轮的质量和摩擦及绳的质量，一个质量为m 的人拉着绳子使质量为M 的物体匀减速下降，已知人对地面的压力大小为F ，则物体下降的加速度大小为（

）

A ．M

mg F Mg -+ B C D 6．如图所示，传送带与水平地面的倾角为=37°，AB 的长度为64m ，传送带以20m/s 的速度沿逆时针方向转动，在传送带上端A 点无初速度地放上一个质量为8 kg 的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5，则物体从A 点运动到B 点所用的时间为(sin37°=0.6，cos37°=0. 8，=10m/s 2) （ ）

M F /cos θ()M Mg F /cos μθ-()[]M F Mg F /sin cos θμθ--θg

A．4.0s B．4.2s C．3.2s D．8.0s

7．一个质量为m的人乘坐电梯，当电梯以加速度a竖直向下匀减速下降时，下列说法正确的是（）

A．人的重力为mg

B．人的重力为m(g+a)

C．人对电梯的压力大小为m(g?a)

D．人对电梯的压力大小为m(g+a)

8．质量为m的物块A和质量为m的物块B相互接触放在水平面上，如图所示。若对A施加水平推力F，则两物块沿水平方向做加速运动。关于A对B的作用力，下列说法正确的是（）

A．若水平面光滑，物块A对B的作用力大小为F

B．若水平面光滑，物块A对B的作用力大小为F/2

C．若物块A与地面、B与地面的动摩擦因数均为μ，则物块物块A对B的作用力大小为F/2 D．若物块A与地面的动摩擦因数为μ，B与地面的动摩擦因数为2μ，则物块物块A对B的作用力大小为F/2

9．如图所示，当小车向右加速运动时，物块M相对于车厢静止于竖直车厢壁上，当车的加速度增大时，则（）

A．M受摩擦力增大

B．物块M对车厢壁的压力增大

C．物块M相对于车厢壁下滑

D．M受静摩擦力不变

10．如图所示，水平传送带以速度v1匀速运动，小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，t＝0时刻P在传送带左端具有速度v2，P与定滑轮间的绳水平，t＝t0时刻P离开传送带．不计定滑轮质量和滑轮与绳之间的摩擦，绳足够长．正确描述小物体P速度随时间变化的图像可能是（）

二、实验题（本题共2小题，共12分）

11．在“探究超重与失重的规律”实验中，得到了如右图所示的图线．图中的实线所示是某同学利用力传感器悬挂一个砝码在竖直方向运动时，数据采集器记录下的力传感器中拉力的大小变化情况．从图中可以知道该砝码的重力约为N，A、B、C、D四段图线中砝码处于超重状态的为，处于失重状态的为．

12．如图(a)为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板．在实验中认为细线对小车拉力F的大小等于砝码和小桶的总重力，小车运动加速度a可用纸带上的点求得．

（1）本实验应用的实验方法是

A．控制变量法B．假设法C．理想实验法D．等效替代法

（2）实验过程中，电火花计时器应接在（选填“直流”或“交流”）电源上．调整定滑轮，使

（3）图（b）是实验中获取的一条纸带的一部分，其中0、1、2、3、4是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示，打“3”计数点时小车的速度大小为m/s，由纸带求出小车的加速度的大小a= m/s２．（计算结果均保留2位有效数字）

（4）在“探究加速度与力的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中砝码的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F关系图线如图（c）所示，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因为．

三、计算题（本题共4小题，共38分）

13．一小孩坐在雪橇上，小孩和雪橇的总质量为40kg，大人用力拉雪橇，使小孩和雪橇在水平雪地上由静止开始做匀加速直线运动，l0s内前进了15m。求：（8分）

(1)小孩和雪橇运动时加速度的大小。

(2)小孩和雪橇所受合外力的大小。

14．如图所示，一质量为5kg的滑块在F=15N的水平拉力作用下，由静止开始做匀加速直线运动，若滑块与水平地面间的动摩擦因数为0.2（取g=10m/s2），求：（10分）

（1）滑块运动的加速度多大？

（2）如果力F作用经8s后撤去，则滑块在撤去F后还能滑行多远？

15．有一质量为1 kg的小球穿在长为12.5 m的轻杆顶部，如图所示，轻杆与水平方向成θ＝37°.由静止释放小球，经过5 s小球到达轻杆底端，试求：（10分）

(1)小球与轻杆之间的动摩擦因数；

(2)在竖直平面内给小球施加一个垂直于轻杆方向的恒力，使小球释放后加速度为2m/s2，此恒力大小为多少？

16．在研究摩擦力特点的实验中，将木块放在水平长木板上，如图甲所示，用力沿水平方向拉木块，拉力从0开始逐渐增大．分别用力传感器采集拉力和木块受到的摩擦力，并用计算机绘制出摩擦力F f随拉力F变化的图象，如图乙所示．已知木块质量为0.78 kg，重力加速度g取10 m/s2，sin37°＝0.60，cos37°＝0.80.（10分）

（1）求木块与长木板间的动摩擦因数；

（2）若将实验中的长木板与水平方向成θ＝37°角放置，将木块置于其上，在平行于木板的恒定拉力F作用下，以a＝2.0 m/s2的加速度从静止开始向上做匀变速直线运动，如图丙所示．求拉力应为多大？

答案精析

一、1．【答案】C

【解析】伽利略的猜想是根据理想实验推出来的，”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”观点，现实中不能通过实验验证，AB 错误；胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比，C 正确；伽利略认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快，D 错误。

2．【答案】C

【解析】物体随手一起沿水平方向加速运动，竖直方向手对物体向上的作用力与重力平衡，水平方向手掌对物体的摩擦力提供加速度，所以，手对物体作用力方向斜向前上方，AB 错误，C 正确；水平方向手掌对物体的摩擦力是静摩擦力，静摩擦力在零与最大值mg μ之间取值，不一定等于mg μ，D 错误。故选C 。

3．【答案】D 【解析】根据牛顿第二定律；水平方向：cos N F F Ma θμ-=，竖直方向：sin N F F Mg θ+=，解得：D 正确. 4．【答案】A 【解析】小球上升过程中，由牛顿第二定律mg kv ma +=，故随速度的减小，加速度逐

渐减小，v-t 线切线的斜率逐渐减小；当物体下降过程中，由牛顿第二定律mg kv ma -

=，则随速度逐渐增大，加速度逐渐减小，v-t 线切线的斜率逐渐减小；由于有阻力作用，故回到地面的速度将小于初速度v 0，故选项A 正确。

5．【答案】D

【解析】对人由平衡知识可得：T +F =mg ；对物体根据牛顿第二定律：T -Mg =Ma ，解得mg Mg F a M

--=，选项D 正确. 6．【答案】A

【解析】开始时物体下滑的加速度：21(sin 37cos37)10m/s a g μ=+=o o ，运动到与传送带共速的时间为：1120s 2s 10v t a ===，下滑的距离：211120m 2

s a t ==；由于tan 370.750.5=?o 故物体加速下滑，且此时：22(sin 37cos37)2m/s a g μ=-=o o ，根据

222212s vt a t =+，即222164202022

t t -=+??，解得：t 2=2s ，故共用时间为t =4s ，选项A 正确。

7．【答案】AD

【解析】人的重力大小不随运动状态的改变而改变，应为mg ，A 正确，B 错误；有牛顿第二定律知道对人有：F -mg =ma ，所以F =ma+mg ，根据牛顿第三定律可知人对电梯的压力大小为m (g+a )，C 错误，D 正确。

8．【答案】BC

【解析】若水平面光滑，根据牛顿定律，对整体F =2ma ，对B 物体：F N =ma ，

选项B 正确，A 错误；若物块A 与地面、B 与地面的动摩擦因数均为μ，根据牛顿定律，对整体F -2μmg =2ma ，对B 物体：F N -μmg =ma ，解得12

N F F =，选项C 正确；若物块A 与地面的动摩擦因数为μ，B 与地面的动摩擦因数为2μ，根据牛顿定律，对整体F -μmg -2μmg =2ma ，对B 物体：F N -2μmg =ma ，解得1()2

N F F mg μ=

+，选项D 错误；故选BC. 9．【答案】BD

【解析】物体M 竖直方向受到车厢壁的摩擦力和重力作用，即F f =mg ，水平方向受到车厢壁的支持力，即：F N =ma ，故当车的加速度增大时，则M 受静摩擦力不变，物块M 对车厢壁的压力增大，最大静摩擦力变大，物块M 仍能相对于车厢壁静止，选项BD 正确。

10．【答案】AD

【解析】若v 2> v 1，小物块P 水平方向受绳的拉力T 与滑动摩擦力F f 都向左，物块P 做匀减速直线运动，当v 2=v 1时，如果绳的拉力T 大于滑动摩擦力F f ，滑动摩擦力F f 方向向右，物块P 继续减速，但加速度减小，A 对B 、C 错；若v 2< v 1，小物块P 水平方向受绳的拉力

T 向左，滑动摩擦力F f 向右，如果F f >T ，物块P 先加速运动，速度相等后，摩擦力变为静摩擦力，后物块做匀速运动，D 对。

二、11.【答案】4N ；AD ；BC

【解析】从图中可知，力不变时约为4N ，即砝码的重力约为4N ；当示数变大时超重为A 、D ；当示数变小时失重为BC ．

12．【答案】（1）A(2)交流、细线纸袋与长木板平行（3）0.26、0.50 (4)平衡买材料长木板抬的过高

【解析】（1）本实验需要控制质量恒定，研究合力与加速度的关系，控制合力恒定，研究质量与加速度的关系，所以采用了控制变量法，A 正确；

（2）电火花打点计时器使用的是220V 的交流电，为了避免不需要的摩擦，所以需要细线纸袋与长木板平行

（3）相邻计数点间的时间间隔为，匀变速直线运动过程中，在相等时

间内走过的位移差是一个定值，即有：，，两式相加可得：

20.5m/s a =，匀变速直线运动过程中，中间时刻速度等于该过程中的平均速度，故有2430.26m/s 2x v T =

=

（4）从图像中可以看出，在拉力为零的情况下，小车的加速度不为零，即重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，所以平衡摩擦力过度，木板抬得过高

三、13.

【答案】（1）0.3m/s 2（2）12 N

【解析】 (1)(2)根据牛顿第二定律可得：F ＝ma ＝40×0.3＝12 (N)

14．【答案】2

1m/s a =，16m s = 0.0250.1T s =?=234122x x aT -=223012x x aT -=

【解析】（1）关键受力分析摩擦力的确定方向

滑块受到水平向左的滑动摩擦力2

0.25kg 10m /s 10N f mg μ===， 根据牛顿第二定律F ma =有，21m/s a =

（2）力F 作用8s 后，物体速度为2

1m/s 8s=8m/s v at ==，此时合外力为10N f =-，则

其加速度为22m/s a =-，设物体继续滑行的距离为s ，则2202t as v v =-，解得16m s = 15．【答案】0.25 24N

【解析】（1）对小球，由牛顿第二定律mg sin θ－μmg cos θ＝ma

又x ＝12

at 2 联立解得μ＝0.25

(2)若F 垂直杆向下，则mg sin θ－μ(F ＋mg cos θ)＝ma ′

解得F ＝8 N

若F 垂直杆向上，则mg sin θ－μ(F －mg cos θ)＝ma ′

解得F ＝24 N

16．【答案】（1）0.4 （2）8.7 N

【解析】（1）由题图乙知，木块受到的滑动摩擦力F f 为3.12 N ，

而F f ＝μF N ＝μmg

所以μ＝ 3.120.7810

f

F mg =?＝0.4. （2）木块受力如图所示，根据牛顿第二定律有

F－mg sinθ－F f′＝ma ①

而F f′＝μF N′＝μmg cosθ②

联立①②式并代入数据解得F≈8.7 N.