第5章牛顿运动定律知识点题库

放在足够长的木板上的物体A和B由同种材料制成，且表面粗糙程度一样，现随长木板以速度v向右做匀速直线运动，如图所示。某时刻木板突然停止运动，已知m_A>m_B ，下列说法正确的是（）

A . 若木板光滑，由于A的惯性较大，所以A、B一定会相撞 B . 若木板粗糙，由于A的动能较大，所以A、B一定会相撞 C . 若木板粗糙，由于A的所受的摩擦力较大，所以A比B先停下来 D . 不论木板是否光滑，A、B间的相对距离保持不变

（1）如图甲所示为某同学所安装的“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。

①在“验证牛顿第二定律”的实验中，为了使小车受到合外力等于砝码和砝码盘的总重量，通常采用如下两个措施：

A．平衡摩擦力：将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块，反复移动木块的位置，直到小车在砝码盘的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动；

B．在调整砝码多少的过程中，要保证砝码和砝码盘的总质量m远小于小车和砝码的总质量M。

以上哪一个措施中有何重大错误？(说明错误点)

②如图是上述实验打出的一条纸带，已知打点计时器的打点周期是0.02 s，结合图乙给出的数据(单位：cm)，求出小车运动加速度的大小为m/s² ，并求出纸带中P点瞬时速度的大小为m/s。(结果均保留两位有效数字)
（2）某实验小组设计了如图a所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条aF图线，如图b所示。

①图线(填“甲”或“乙”)是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的。

②滑块和位移传感器发射部分的总质量m＝kg，滑块和轨道间的动摩擦因数μ＝。

如图所示, 在倾角为 $\text{[math]}$ 的光滑斜面上，质量相等的甲、乙物体通过弹簧连接，乙物体通过轻绳与斜面顶端相连．已知轻弹簧、细绳均与斜面平行，重力加速度大小为g．剪断轻绳的瞬间，下列说法正确的是( )

A . 甲、乙的加速度大小均为 $\text{[math]}$ B . 甲的加速度为零，乙的加速度大小为 $\text{[math]}$ C . 甲的加速度为g，乙的加速度大小为零 D . 甲的加速度为零，乙的加速度大小为g

如图甲所示，在升降机的顶部安装了一个能够显示拉力大小的传感器，传感器下方挂上一轻质弹簧，弹簧下端挂一质量为m的小球，若升降机在匀速运行过程中突然停止，并以此时为零时刻，在后面一段时间内传感器显示弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，g为重力加速度，则（）

A . 升降机停止前在向下运动 B . 0﹣t_l时间内小球处于失重状态，t₁﹣t₂时间内小球处于超重状态 C . t₁﹣t₃时间内小球向下运动，动能先增大后减小 D . t₃﹣t₄时间内弹簧弹性势能变化量小于小球动能变化量

如图所示三个装置，(a)中桌面光滑，(b)、(c)中桌面粗糙程度相同，(c)用大小为F=mg的力替代重物m进行牵引，其余均相同。不计绳和滑轮质量，下列关于三个实验装置的分析中，正确的是（）

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A . 装置(b)、(c)中物块m的加速度相同 B . 装置(a)中物块m的加速度为 $\text{[math]}$ C . 装置(a)中绳上张力 $\text{[math]}$ D . 装置(a)中绳上的张力 $\text{[math]}$ 小于装置(b)中绳上的张力 $\text{[math]}$

如图所示，某位同学正在利用一弹性撑竿使人和船离岸，下列说法正确的是（）

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A . 竿对人的作用力大于人对竿的作用力，故人和船能离岸 B . 人对竿的作用与岸对竿的作用力是一对作用力与反作用力 C . 压弯的竿在恢复原状的过程中，对人和岸均有作用力 D . 岸对人的作用力大于人对岸的作用力，故人和船能离岸

如图所示，杂技运动员进行杆上表演，他在竖直金属杆 $\text{[math]}$ 高处双腿夹紧金属杆倒立，头顶离地面 $\text{[math]}$ ，运动员可以通过双腿对金属杆施加不同的压力来调节自身的运动性质。现运动员保持如图所示姿势，从静止开始先匀加速下滑 $\text{[math]}$ ，速度达到 $\text{[math]}$ 时开始匀减速下滑，至运动员头顶刚要接触地面时，速度恰好减为零，设运动员质量为 $\text{[math]}$ （重力加速度 $\text{[math]}$ ）。以下说法正确的是（）

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A . 运动员匀加速下滑时的加速度大小 $\text{[math]}$ B . 运动员匀减速下滑时的加速度大小 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ 末重力的功率为 $\text{[math]}$ D . 运动员匀减速下滑时所受摩擦力的大小为 $\text{[math]}$

石拱桥是中国传统的桥梁四大基本形式之一、假设某拱形桥为圆的一部分，半径为R。一辆质量为m的汽车以速度v匀速通过该桥，图中Q为拱形桥的最高点，圆弧PQS所对的圆心角为90°，P、S关于QO对称，重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A . 汽车所受合力始终为0 B . 汽车运动到Q点时牵引力等于阻力 C . 汽车运动到Q点时，桥面对汽车的支持力小于汽车重力，汽车处于失重状态 D . 汽车从P点运动到S点所用的时间为 $\text{[math]}$

如图所示，真空中有两个带等量正电荷的Q₁、Q₂固定在水平x轴上的A、B两点。一质量为m、电荷量为q的带电小球恰好静止在A、B连线的中垂线上的C点，由于某种原因，小球带电荷量突然减半。D点是C点关于AB对称的点，则小球从C点运动到D点的过程中，下列说法正确的是（）

A . 小球做匀加速直线运动 B . 小球受到的电场力可能先减小后增大 C . 电场力先做正功后做负功 D . 小球的机械能一直不变

某课外兴趣小组，根据手中的器材，设计了如下的轨道和装置，模拟工业上简易的传输系统：如图所示，在某竖直平面内：水平地面 $\text{[math]}$ 左端与光滑曲面 $\text{[math]}$ 平滑连接于B点，右端与半径 $\text{[math]}$ 、内壁光滑的 $\text{[math]}$ 细圆管 $\text{[math]}$ 相切于C点，B、C间的距离为1m，管口D正下方一根劲度系数为 $\text{[math]}$ 的轻弹簧直立于水平地面上，弹簧下端固定，上端恰好与管口D平齐，并处于自然状态。实验用的小球直径均略小于管径，与 $\text{[math]}$ 间的动摩擦因数均为 $\text{[math]}$ ，一质量为 $\text{[math]}$ 的小球甲放在曲面 $\text{[math]}$ 上，从距离 $\text{[math]}$ 面的高度h处由静止释放，小球进入管口C时，它对上管壁弹力大小为 $\text{[math]}$ ，通过 $\text{[math]}$ 后，当弹簧压缩到最短时，其压缩量为 $\text{[math]}$ （未超过弹性限度），小球可视为质点，若不计空气阻力，取重力加速度 $\text{[math]}$ ，求：

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（1）释放点距离 $\text{[math]}$ 面高度h；
（2）当弹簧压缩到最短时，弹簧的弹性势能 $\text{[math]}$ ；
（3）为实现高处与低处的双向传输，当弹簧压缩至最短时，立即锁定弹簧；取走小球甲；把质量为 $\text{[math]}$ 的小球乙轻放在弹簧上，稳定后，解除锁定，若小球乙能运动至小球甲最初在曲面 $\text{[math]}$ 上的释放点，则 $\text{[math]}$ 应满足什么条件？

2020年11月21日，义乌人民期盼已久的双江水利枢纽工程破土动工，施工现场停放着一辆运载水泥管的货车，车厢底部一层水泥管水平紧密地排列着，上层摆放着着的4根水泥管没有用绳索固定。现在我们来分析货车前部的A、B、C三根形状完全相同的水泥管，侧视图如图所示，下列说法正确的是（）

A . 当汽车向左做加速运动时，A对C的支持力变大 B . 汽车静止时，管C受到管A给它的支持力为 $\text{[math]}$ C . 汽车向左匀速运动时，速度越大，B对C的支持力越大 D . 当汽车向左做加速运动时，加速度达到 $\text{[math]}$ 时，C将脱离A

《民法典》明确提出“禁止从建筑物中拋掷物品”，明确了高空拋物是被民法所禁止的行为。假设物体自由下落时，所受空气阻力与速度平方成正比，一个 $\text{[math]}$ 的苹果从离地高度为 $\text{[math]}$ 的26楼自由落下，最终以 $\text{[math]}$ 的速度匀速运动然后落地。已知苹果从接触地面到速度变为0的时间为 $\text{[math]}$ ，重力加速度 $\text{[math]}$ 。求：

（1）当苹果下落速度为 $\text{[math]}$ 时，它的加速度大小；
（2）苹果对地面产生的平均冲击力大小。

如图所示，质量为M的小球套在固定倾斜的光滑杆上，原长为l₀的轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内。图中AO水平，BO间连线长度恰好与弹簧原长相等，且与杆垂直，O′在O的正下方，C是AO′段的中点，θ=30°。当小球在A处受到平行于杆的作用力时，恰好与杆间无相互作用，且处于静止状态。撤去作用力，小球沿杆下滑过程中，弹簧始终处于弹性限度内。不计小球的半径，重力加速度为g。求：

（1）小球滑到B点时的加速度；
（2）轻质弹簧的劲度系数；
（3）小球下滑到C点时的速度。

如图所示，一根固定的绝缘竖直长杆位于范围足够大且相互正交的匀强电场和匀强磁场中，电场强度大小为 $\text{[math]}$ ，磁感应强度大小为B，一质量为m，电荷量为q的带正电小圆环套在杆上，环与杆间的动摩擦因数为μ，现使圆环以初速度v₀向下运动，经时间t₀ ，圆环回到出发点，若圆环回到出发点之前已经开始做匀速直线运动，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）

A . 环经过最低点时加速度大小为g B . 环的最大加速度为 $\text{[math]}$ C . 环在t₀时间内损失的机械能为 $\text{[math]}$ D . 环下降过程和上升过程系统因摩擦产生的内能相等

如图，有一倾斜的匀质圆盘 $\text{[math]}$ 半径足够大 $\text{[math]}$ ，盘面与水平面的夹角为 $\text{[math]}$ ，绕过圆心并垂直于盘面的转轴以角速度 $\text{[math]}$ 匀速转动，有一物体 $\text{[math]}$ 可视为质点 $\text{[math]}$ 与盘面间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ 设最大静摩擦力等手滑动摩擦力 $\text{[math]}$ ，重力加速度为g．要使物体能与圆盘始终保持相对静止，则物体与转轴间最大距离为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

电梯是现在高层住宅中的标配，它由轿厢、电机、钢绳和配重组成，如图甲所示．某同学在电梯内进行称体重实验，电梯从一楼静止上升到顶楼的过程中，他对体重计的压力随时间变化如图乙所示，已知同学的质量 $\text{[math]}$ ，电梯轿厢总质量 $\text{[math]}$ ，配重质量 $\text{[math]}$ ，重力加速度 $\text{[math]}$ ．求：

（1）电梯上升过程的最大速率；
（2）电梯上升的总高度；
（3）电梯在减速时钢绳的拉力大小．

如图1所示的实验装置是高中物理力学实验中常用的实验装置。

（1）某同学为探究匀变速直线运动的规律，现按图1将实验器材安装完成后，打开打点计时器开关，释放小车，得到如图2所示的一条纸带，纸带上相邻两计数点间还有两个计时点未画出，已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带点迹及测量数据，可求得小车的加速度为 $\text{[math]}$ （保留2位有效数字）；
（2）若用该装置探究质量一定时加速度与力的关系实验，钩码的质量应（填“远小于”或“远大于”）小车的质量，带滑轮的长木板应如何改进：。

如图甲所示，一个小球悬挂在细绳下端，由静止开始沿竖直方向运动，运动过程中小球的机械能E与路程x的关系图像如图乙所示，其中O-x₁过程的图像为曲线，x₁-x₂过程的图像为直线。忽略空气阻力。下列说法正确的是（）

A . O-x₁过程中小球所受拉力大于重力 B . 小球运动路程为x₁时的动能为零 C . O-x₂过程中小球的重力势能一直增大 D . x₁-x₂过程中小球一定做匀加速直线运动

如图所示，竖直放置的一半圆形光滑绝缘轨道固定在方向水平向右的匀强电场中，一质量为m、所带电荷量为q的带电小球放置在轨道上，平衡时小球与轨道圆心O的连线与竖直方向的夹角为α=60°，重力加速度为g，求：

（1）小球所带电性；
（2）电场强度的大小E；
（3）若将电场撤去，小球运动到轨道最低点时所受轨道支持力的大小F_N。

我国自行研制，具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后，拉开了全面试验试飞的新征程，假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移 $\text{[math]}$ 时才能达到起飞所要求的速度 $\text{[math]}$ ，已知飞机质量 $\text{[math]}$ ，滑跑时受到的阻力为自身重力的0.2倍，重力加速度取g=10m/s² ，则飞机滑跑过程中牵引力为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

第5章 牛顿运动定律 知识点题库

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