第四章牛顿运动定律知识点题库

如图，滑块A和木板B的质量分别为m_A=1kg、m_B=4kg，木板B静止在水平地面上，滑块A位于木板B的右端，A、B间的动摩擦因数μ₁=0.5，木板与地面间的动摩擦因数μ₂=0.1.长L=0.9m的轻绳下端悬挂物块C，质量m_C=1kg，轻绳偏离竖直方向的角度 $\text{[math]}$ =60°。现由静止释放物块C，C运动至最低点时恰与A发生弹性正碰，A、C碰撞的同时木板B获得3m/s、方向水平向右的速度，碰后立即撤去物块C，滑块A始终未从木板B上滑下。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s^2.不计空气阻力，A和C可视为质点，求：

（1） C与A碰撞前瞬间轻绳的拉力；
（2）木板的最小长度；
（3）整个运动过程中滑动摩擦力对滑块A做的功及A、B间因摩擦产生的热量。

在探究“加速度与力和质量的关系”实验时，某老师对传统实验进行了改进，其实验操作如下：

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①如图所示，先将沙和沙桶通过滑轮悬挂于小车一端，调节平板的倾角θ，使小车沿斜面向下做匀速直线运动，测出沙和沙桶的总质量m；

②保持平板倾角θ不变，去掉沙和沙桶，小车即在平板上沿斜面向下做匀加速直线运动，通过纸带测量其加速度a；

③ 保持小车质量M不变，多次改变沙和沙桶的总质量m，每次重复①②两步操作，得到小车加速度与合力的关系；

④ 多次改变小车的质量，进行适当的操作，得到小车加速度和质量的关系．

（1）在上述实验操作过程中，以下说法正确的是_________

A . 可以用6V以下的直流电源给打点计时器供电 B . 应在小车开始运动后再接通打点计时器的电源 C . 要保持细绳与平板平行 D . 应让小车从远离定滑轮处开始运动
（2）在操作④中，每次改变小车质量后，（选填“需要”或“不需要”）重新调节平板的倾角．
（3）实验中，某同学在坐标纸上画出四张 $\text{[math]}$ 关系图线．其中_________图是正确.

A . B . C . D .
（4）在操作②中，小车所受的合力大小mg（填“大于”或“等于”或“小于”）,实验中 (填 “需要”或“不需要”)满足沙和沙桶的总质量远小于小车质量.

如图所示，质量为 m＝1 kg 的滑块A 放在质量为 M＝2 kg 的长木板 B 上，B 放在水平地面上，A 与B 之间动摩擦因数 m₁ = 0.2，B 与地面之间的动摩擦因数为μ ₂ ，B 的长度为 L＝3.0 m，A 的大小不计。A、B 之间由一绕过光滑轻质动滑轮的柔软轻绳相连，开始时A 位于B 的最左端，滑轮位于B 的右端。给滑轮施加一水平恒力 F＝20 N，A 在B 上滑行的时间为 1s，滑轮两侧与A、B 相连的绳子保持水平，重力加速度 g 取 10 m/s²。求：

（1） B 与地面之间的动摩擦因数 m₂ ；
（2）把A 从B 的左端拉到右端的过程中，由于摩擦产生的总热量为多少？
（3） A 从B 的最左端滑到最右端过程中水平恒力 F 做的功。

电梯里，质量为60kg的小张乘电梯从1楼直上10楼，手里提着一袋质量为2kg的水果，已知电梯启动和制动过程中加速度大小都为4m/s² ，那么启动过程中小张对袋子的作用力是N，制动过程中他对袋子的作用力是N。

甲同学看到乙同学从10层楼的楼顶同时由静止释放两个看上去完全相同的铁球，结果甲同学看到两球不是同时落地的，他分析了两球未能同时落地的原因.你认为他的下列分析哪些是正确的（）

A . 两球在下落过程中受到的空气阻力不同，先落地的受空气阻力小 B . 两球在下落过程中受到的空气阻力不同，先落地的受空气阻力大 C . 两球下落过程中受到的空气阻力相同，先落地的是实心球，重力远大于阻力 D . 两球下落过程中受到的空气阻力相同，先落地的是空心球，阻力与重力比，差别较小

在“用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系”实验中，某组同学用如图甲所示的装置，将木板一端垫高，以补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力。调节木板的倾斜度，使小车能在不受牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动。

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（1）他们采用控制变量的方法，首先研究小车所受的拉力不变的情况下，小车的加速度与小车质量的关系。下列措施中不需要或不正确的是____________（选填字母代号）

A . 每次改变小车的质量后，都需要重新调节木板的倾斜度 B . 实验中通过增减小车中的重物来改变小车的质量 C . 每次小车都必须从同一位置开始运动 D . 实验中应先接通打点计时器的电源，然后再释放小车
（2）他们然后保证小车的总质量M不变，改变托盘及砝码的总质量m，通过每次打出的纸带求出相对应的小车加速度a。以托盘及砝码的总质量m为横坐标，以小车的加速度a为纵坐标，根据实验测得的数据，利用描点法画出如图乙所示的a-m图像。
利用该图像可求出小车的总质量M为kg（重力加速度g=10m/s²），该图线不通过坐标原点的原因是。

如图所示，在方向水平向右、电场强度大小 $\text{[math]}$ N/C的匀强电场中，一细线上端同定，下端连接一个可视为质点的带电小球，使细线竖直拉直时将小球从A点由静止释放，当细线离开竖直位置偏角 $\text{[math]}$ 时，小球速度大小为0，已知小球所带电荷量 $\text{[math]}$ C，重力加速度g=10m/s²：

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（1）求小球的质量；
（2）若小球运动到最高点时将电场撤去，求小球回到最低点时细线对小球拉力的大小。

如图所示，水平转盘上放有质量为m的物体 $\text{[math]}$ 可视为质点 $\text{[math]}$ ，连接物体和转轴的绳长为r，物体与转盘间的最大静摩擦力是其压力的μ倍，若转盘的角速度由零逐渐增大，求：

（1）绳子对物体的拉力为零时的最大角速度ω₀；
（2）当角速度为 $\text{[math]}$ 时，绳子对物体拉力F的大小。

公共汽车进站时，刹车过程的加速度—时间图像如图所示，若它在6s时恰好停在站台处，已知汽车质量约为5000kg，重力加速度g取10 m/s² ，则汽车在（）

A . 0到6s内的位移约等于30m B . 0时刻的速度约为28km/h C . 4s时的加速度约为0.5m/s² D . 4s时受到外力的合力约为2500N

如图所示，一重为G的物体被一水平力 $\text{[math]}$ （k为恒量，t为时间）压在竖直墙壁上（足够高），物体从 $\text{[math]}$ 时刻开始下滑，物体运动过程的 $\text{[math]}$ 图像如图所示，下列关于物体下滑过程中说法错误的是（　　）

A . $\text{[math]}$ 时刻后物体做匀加速直线运动 B . 重力做功的最大功率为 $\text{[math]}$ 时刻 C . 若 $\text{[math]}$ ，则物体经过 $\text{[math]}$ 停止运动 D . 若 $\text{[math]}$ ，且 $\text{[math]}$ 时刻物体已下滑6m，则摩擦力全过程做功 $\text{[math]}$

如图所示，竖直平面内的装置由四分之一的光滑圆弧 $\text{[math]}$ （B为圆弧轨道上的一个点）和二分之一的光滑圆弧 $\text{[math]}$ 及将二者平滑连接的粗糙水平轨道 $\text{[math]}$ 组成的固定轨道。 $\text{[math]}$ 长 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 弧的半径 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 弧的半径 $\text{[math]}$ 。质量为 $\text{[math]}$ 的小球在A点正上方与A相距 $\text{[math]}$ 的P点由静止开始自由下落，经A点沿圆弧轨道运动。小球与水平轨道的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，重力加速度 $\text{[math]}$ ，求：

（1）小球到达B点时对轨道压力的大小；
（2）要让小球能沿轨道运动到E点，小球释放时离A点的高度至少是多少？

如图所示，两个质量为m的细圆棒通过轻绳连接，置于光滑水平地面上，质量为M的粗圆棒置于细圆棒上方，其竖直截面圆心连线为正三角形，三棒均质量分布均匀。轻绳上拉力的大小为（）

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

如图所示，用手提一轻弹簧，弹簧下端挂一金属球。在将整个装置匀速上提的过程中，手突然停止不动，则在此后一小段向上运动的时间内（）

A . 小球立即停止运动 B . 小球继续向上匀速运动 C . 小球的速度减小，加速度增大 D . 小球的速度减小，加速度也减小

图1为伽利略研究自由落体运动实验的示意图，让小球由倾角为 $\text{[math]}$ 的光滑斜面滑下，然后在不同的 $\text{[math]}$ 角条件下进行多次实验，最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动。分析该实验可知，小球对斜面的压力与其最大值的比值、小球运动的加速度与其最大值的比值、重力加速度与小球加速度最大值的比值随 $\text{[math]}$ 变化的图像分别对应题图2中的（）

A . ①、②和③ B . ②、③和① C . ③、②和① D . ③、①和②

美国《大众科学》杂志报道，中国首艘国产航母预计在2019年服役，该航母将采用电磁弹射技术以缩短战斗机的起飞距离．航母的水平电磁弹射跑道长度L=50m．一架质量为m=4.0×10⁴kg的战斗机在跑道上由静止开始做匀加速直线运动，发动机提供的动力F₁=2×10⁵N，电磁弹射装置水平推进力F₂=8.8×10⁵N，战斗机受到的阻力恒为自身重力0.2倍，g=10m/s² ．求：

（1）战斗机运动的加速度大小；
（2）战斗机运动到该跑道末端时推进力F₂的功率．

下列单位中属于国际单位制基本单位的是（）

A . 厘米 B . 小时 C . 牛顿 D . 千克

魔力飞转发光陀螺玩具因其新奇的创意深受小朋友的喜欢，室外开阔地，让陀螺转动，并且达到一定的速度，陀螺会自己发出七彩炫光。其内部电路图可简化如图所示：当陀螺静止时，弹簧处于原长，触点A、B断开，二极管不发光，陀螺绕O点转动时，轻质弹簧便会伸长，使小球A与金属片B接触，电路被接通，发光二极管便发出亮光，下列说法正确的是（）

A . 其它条件不变，弹簧的劲度系数越小，陀螺的转速要大一些才能使二极管发光 B . 其它条件不变，小球A的质量越大，陀螺的转速要大一些才能使二极管发光 C . 其它条件不变，小球A的质量越小，陀螺的转速要大一些才能使二极管发光 D . 只要陀螺有转动，小球就会做离心运动，二极管一定就会发光

如图所示，带等量异种电荷的平行金属板M、N水平正对放置，将一质量为m、电荷量为q的带负电粒子从靠近上板M的P点由静止释放，粒子仅在电场力作用下加速，并从下板N上的小孔Q以大小为v，方向竖直向下（指向圆形磁场的圆心O）的速度进入半径为R，方向垂直纸面向里的圆形匀强磁场区域，其在磁场中的运动轨迹所对应磁场区域圆的圆心角为60°，求：

（1） M、N两板之间的电势差 $\text{[math]}$ ；
（2）磁场的磁感应强度大小为B。

某游戏装置由弹丸发射器、固定在水平地面上倾角为37°的斜面以及放置在水平地面上的光滑半圆形挡板墙构成。如图，游戏时调节发射器，使弹丸（可视为质点）每次从M点水平发射后都能恰好无碰撞地进入到斜面顶端N点，继续沿斜面中线下滑至底端P点，再沿粗糙水平地面滑至Q点切入半圆形挡板墙。已知弹丸质量m=0.2kg，弹丸与斜面间的摩擦力F₁=1N，弹丸与水平地面的摩擦力F₂=1.2N，弹丸发射器距水平地面高度H=1.35m，斜面高度h=0.9m，半圆形挡板墙半径R=0.2m，不考虑P处碰撞地面时的能量损失，g取10m/s²。

（1）求弹丸从发射器M点射出的速度v₀；
（2）向左平移半圆形挡板墙，使P、Q重合，求弹丸刚进入半圆形轨道Q点时受到弹力的大小；
（3）左右平移半圆形挡板墙，改变PQ的长度，要使弹丸最后不会滑出半圆挡板墙区域，设停止位置对应转过的圆心角为θ，求圆心角θ与PQ的距离x满足的关系式。

图1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图．砂和砂桶的总质量为

，小车和砝码的总质量为M．实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小．

（1）实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是____

A . 将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动． B . 将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动． C . 将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动．
（2）实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是____

A . M=200g， m=10 g 、15 g 、20 g 、25 g 、30 g 、40 g B . M=200 g ， m=20 g 、40 g 、60 g 、80 g 、100 g 、120 g C . M=400 g ， m=10 g 、15 g 、20 g 、25 g 、30 g 、40 g D . M=400 g ， m=20 g 、40 g 、60 g 、80 g 、100 g 、120 g
（3）图2是试验中得到的一条纸带， A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．量出相邻的计数点之间的距离分别为s_AB=4.22 cm、s_BC=4.65 cm、s_CD=5.08"cm、s_DE=5.49 cm、s_EF=5.91 cm、s_FG=6.34cm．已知打点计时器的工作频率为50Hz，则小车的加速度a=m/s²（结果保留2位有效数字）．

第四章 牛顿运动定律 知识点题库

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