《相互作用與牛頓運動定律》專題訓(xùn)練資料

1、相互作用與牛頓運動定律測試題一、選擇題（本題共 12個小題，每小題 4分，共48分，每小題至少有一個選項正確, 請將正確選項前的字母填在題后的括號內(nèi)）1. （2011 浙江高考）如圖215所示，甲、乙兩人在冰面上“拔河”。兩人中間位置處 有一分界線，約定先使對方過分界線者為贏。若繩子質(zhì)量不計，冰面可看成光滑，則下列說法正確的是（）a.甲對繩的拉力與繩對甲的拉力是一對平衡力b.甲對繩的拉力與乙對繩的拉力是作用力與反作用力c.若甲的質(zhì)量比乙大，則甲能贏得“拔河”比賽的勝利d.若乙收繩的速度比甲快，則乙能贏得“拔河”比賽的勝利2. （2011 海南高考）如圖216,粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一

2、物塊正在沿斜面以速度vo勻速下滑，斜劈保持靜止，則地面對斜劈的摩擦力（）a.等于零c.不為零，方向向左較小時方向向右b.不為零，方向向右d.不為零，v。較大時方向向左,3. 如圖2-17所示，足夠長的傳送帶與水平面夾角為0 ,以速度vo逆時針勻速轉(zhuǎn)動,在傳送帶的上端輕輕放置一個質(zhì)量為m的小木塊，小木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)xbc.d. v1,則（）a. 12時刻，小物塊離 a處的距離達到最大b. t 2時刻，小物塊相對傳送帶滑動的距離達到最大c. 0t 2時間內(nèi)，小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左d. 0t 3時間內(nèi)，小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用9 . （2011 新課標全國卷）如圖5,

3、在光滑水平面上有一質(zhì)量為m的足夠長的木板，其上疊放一質(zhì)量為 m2的木塊。假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等?，F(xiàn)給木塊施加一隨時間t 增大的水平力f= kt （ k是常數(shù)），木板和木塊加速度的大小分別為ai和a2。下列反映ai的a2變化的圖線中正確的是（）10 .如圖7所示，輕彈簧上端與一質(zhì)量為 m的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為 m的木塊2 相連，整個系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，木塊 1、2的加速度大小分別為 ai、a2。重力加速度大小為 go則有()a. ai = 0, a2 = gmu- mc. ai = 0, a2

4、=g m b. ai=g, a2=gmu md. ai=g, a2=rz-gmm的箱子b相連，箱11 .如圖9所示，質(zhì)量為 m的物體a經(jīng)跨過定滑輪的輕繩與質(zhì)量為子底板上放一質(zhì)量為 m2的物體c已知mm不計定滑輪的質(zhì)量和摩擦，不計空氣阻力,在箱子加速下落的過程中，下列關(guān)系式中正確的是a.物體a的加速度大小為m+ m gmb.物體a的加速度大小為m m g mgmc.物體c對箱子的壓力大小為2 mm2gm+ m2+ md.物體c對箱子的壓力大小為（唐m2m）g12 . （2011 濟南模擬）如圖10所示，物體 a的質(zhì)量m=1 kg,靜止在光滑水平面上的木b的上板b的質(zhì)量為 m= 0.5 kg、長l

5、= 1 m,某時刻a以v = 4 m/s的初速度滑上木板表面，為使 a不至于從b上滑落，在 a滑上b的同時，給b施加一個水平向右的拉力 f, 若a與b之間的動摩擦因數(shù) 科=0.2,忽略物體a的大小，則拉力f應(yīng)滿足的條件為（ ） a. 0w fw 3 nb, 0 f 5 n日 f.c. 1 n w fw 3 nd. 1 n f 5 n二、實驗題(15分)13.在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗中，采用下圖所示的實驗裝置，小車及車中祛 碼的質(zhì)量用 m表示，盤及盤中祛碼的質(zhì)量用 m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙 帶由打點計時器打上的點計算出.(1)當m與m的大小關(guān)系滿足 時，才可以認為繩對小車的

6、拉力大小等于盤及 盤中祛碼的重力.(2)一組同學在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實驗時，保持盤及盤中祛碼的質(zhì)量一定，改變 小車及車中祛碼的質(zhì)量，測出相應(yīng)的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù).為了比較容易地確 定出加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系，應(yīng)該作 a與 的圖象.(3)如圖(a)為甲同學根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的a-f圖線，說明實驗存在的問題是(4)乙、丙同學用同一裝置做實驗.畫出了各自得到的 a-f圖線如圖(b)所示，兩個 同學做實驗時的哪一個物理量取值不同？三.計算題(本題共3個小題，共37分，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)14. (10分)如圖11所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧，一端

7、固定在一塊與水平面夾角為30。的粗糙長木板上，另一端連接一個質(zhì)量為m的滑塊a,滑塊與木板的最大靜摩擦力為ffo1設(shè)滑塊與木板的最大靜摩擦力與其滑動摩擦力大小相等，且ff與mg(1)如果保持滑塊在木板上靜止不動，彈簧的最小形變量為多大？(2)若在滑塊a上再固定一個同樣的滑塊 b,兩滑塊構(gòu)成的整體沿木板向下運動，當彈簧 的形變量仍為(1)中所求的最小值時，其加速度為多大？15. (12分)某科研單位設(shè)計了一空間飛行器，飛行器從地面起飛時，發(fā)動機提供的動力方向與水平方向夾角 a =60。，使飛行器恰沿與水平方向成0 =30。角的直線斜向右上方勻加速飛行。經(jīng)時間 t后，將動力的方向沿逆時針旋轉(zhuǎn)60。同

8、時適當調(diào)節(jié)其大小，使飛行器依然可以沿原方向勻減速飛行，飛行器所受空氣阻力不計。求:(1) t時刻飛行器的速率；“二mg(2)整個過程中飛行器離地的最大高度。16. (15分)如圖12所示，繃緊的傳送帶與水平面的夾角0 =30 ,皮帶在電動機的帶動下，始終保持 vc= 2 m/s的速率運行?，F(xiàn)把一質(zhì)量為m= 10 kg的工件(可視為質(zhì)點)輕輕放在皮帶的底端，經(jīng)時間1.9 s,工件被傳送到 h= 1.5 m的高處，取g= 10 m/s2。求:(1)工件與皮帶間的動摩擦因數(shù);(2)工件相對傳送帶運動的位移。17.雜技演員在進行“頂桿”表演時，用的是一根質(zhì)量不計的長直竹桿，設(shè)竹桿始終保持豎直。質(zhì)量為3

9、0 kg的演員(可視為質(zhì)點)自桿頂由靜止開始下滑，滑到桿底端時速度正好是零。已知竹桿底部與下面頂桿人肩部有一傳感器，傳感器顯示頂桿人肩部所受壓力的情況如圖2 -220所小，g取10 m/s ,求：(1)桿上的人在下滑過程中的最大速度;(2)竹桿的長度。2012屆高考物理二輪相互作用與牛頓運動定律專題訓(xùn)練群堂繞合演練4 （隨堂體驗，鞏固落實）圖 2151. （2011 浙江高考）如圖2 15所示，甲、乙兩人在冰面上“拔河”。兩人中間位置處有一分界線，約定先使對方過分界線 者為贏。若繩子質(zhì)量不計，冰面可看成光滑，則下列說法正確的 是（）a.甲對繩的拉力與繩對甲的拉力是一對平衡力b.甲對繩的拉力與乙

10、對繩的拉力是作用力與反作用力c.若甲的質(zhì)量比乙大，則甲能贏得“拔河”比賽的勝利d.若乙收繩的速度比甲快，則乙能贏得“拔河”比賽的勝利解析：根據(jù)牛頓第三定律可知甲對繩的拉力與繩對甲的拉力是一對作用力與反作用力，選項a錯；因為甲和乙的力作用在同一個物體上，故選項b錯。根據(jù)動量守恒定律有ms1=m2s2,若甲的質(zhì)量比較大，甲的位移較小，乙先過界，選項c正確；“拔河”比賽的輸贏只與甲、乙的質(zhì)量有關(guān)，與收繩速度無關(guān)，選項d錯誤。答案：c2. （2011 海南高考）如圖216,粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上 一物塊正在沿斜面以速度v0勻速下滑，斜劈保持靜止，則地面對斜劈的摩擦力（）a.等于零圖2 16b

11、.不為零，方向向右c.不為零，方向向左d.不為零，v0較大時方向向左，v0較小時方向向右解析：以斜劈和物塊整體為研究對象，整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，合外力為零。所以地面對斜劈沒有水平方向的摩擦力的作用。故a正確。答案：a3. 如圖217所示，足夠長的傳送帶與水平面夾角為0 ,以速度v0叩逆時針勻速轉(zhuǎn)動，在傳送帶的上端輕輕放置一個質(zhì)量為m的小木塊，小木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)wtan 0 ,則下列選項中能客觀地反映小木塊的速度隨時間變化關(guān)系的是（）圖217xbc.d.圖 218解析：小物塊放上之后，受沿傳送帶向下的重力分力和滑動摩擦力作用，可能一直做勻加速運動到達底端，選項 b正確；也可能到達底端之

12、前，速度等于 v0,此后滑動摩 擦力的方向變?yōu)檠貍魉蛶蛏?，由于mgcos 0 ,所以物塊還將繼續(xù)做加速運動，只是加速度變小，選項 d正確。答案：bd4. （2011 山東高考）如圖219所示，將兩相同的木塊 a、b置于粗糙 . 的水平地面上，中間用一輕彈簧連接，兩側(cè)用細繩系于墻壁。開始時a、b均靜止，彈簧處于伸長狀態(tài)，兩細繩均有拉力，a所受摩擦力fa才0, b所受 圖2-19摩擦力r = 0,現(xiàn)將右側(cè)細繩剪斷，則剪斷瞬間（）a. fa大小不變b. ffa方向改變c. i仍然為零d. ffb方向向右解析：右側(cè)細繩剪斷的瞬間，彈簧彈力來不及發(fā)生變化，故 a的受力情況不變，a 左側(cè)繩的拉力、靜摩擦

13、力大小方向均不變，a正確，b錯。而b在剪斷繩的瞬間右側(cè)繩的拉力立即消失，靜摩擦力向右，c錯，d正確。答案：ad5.雜技演員在進行“頂桿”表演時，用的是一根質(zhì)量不計的長直竹桿，設(shè)竹桿始終保持豎直。質(zhì)量為 30 kg的演員（可視為質(zhì)點）自 桿頂由靜止開始下滑，滑到桿底端時速度正好是零。已知竹桿底部與下面頂桿人肩部有一傳感器，傳感器顯示頂桿人肩部所受壓力的情況如圖2 20所示，g取10 m/s2,求：圖220(1)桿上的人在下滑過程中的最大速度；(2)竹桿的長度。解析：(1)01 s：以桿上的人為研究對象，根據(jù)題圖所示，演員處于失重狀態(tài)，其受到豎直向上的摩擦力f1的大小為180 n,則a1 = mg

14、- f = 4 m/s 2,方向豎直向下 m1 s 末速度最大： vm= a1t1 = 4 m/s。(2)1 s3 s ：演員處于超重狀態(tài)。此時桿上的人受豎直向上的摩擦力f2的大小為360 nmg- f22a2= 2 m/s ,加速度方向豎直向上m3 s內(nèi)人的位移(即竹桿的長度)應(yīng)為：0+ vm v計 0, 八s = -211 + -2-12=6 m。答案：(1)4 m/s (2)6 m匚莖題質(zhì)量睡測(時間：60分鐘.滿分j00分)、選擇題(本題共9個小題，每小題7分，共63分，每小題至少有一個選項正確,圖1請將正確選項前的字母填在題后的括號內(nèi))1 .如圖1,輕桿a端用光滑水平較鏈裝在豎直墻面

15、上， b端 用水平繩結(jié)在墻 c處并吊一重物 p,在水平向右的力 f緩緩拉起 重物p的過程中，桿 ab所受壓力的變化情況是()c.先變小再變大d.不變f與p的重力等p的重力，因此a.變大b.變小解析：在水平向右的力 f緩緩拉起重物 p的過程中，繩的張力可用效代替，對b點研究，桿ab對b點的支持力在豎直方向的分力始終等于 桿ab對b點的支持力不變，即桿 ab所受壓力的變化不變。答案：d2 .放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力f的作用，f的大小與時間t的關(guān)系和物塊速度 v與時間t的關(guān)系如圖2所示。取重力加速度 g= 10 m/s2。由此兩圖線可以求得物塊的質(zhì)量 m和物塊與地面之間的動摩擦

16、因數(shù)科分別為（）a. m= 1.5 kg ,b. m= 0.5 kg ,=0.4c. m= 0.5 kg ,=0.2d. m= 1 kg ,= 0.2解析：02 s內(nèi)物體不動，拉力 f= 2 n時勻速運動，說明滑動摩擦力為 2 n,拉力f= 3 n時物體做加速度為 2 m/s2的勻加速運動，則求得質(zhì)量為0.5 kg ,由勻速運動時的拉力f= 2 n可以求得= 0.4 。答案：b3. （2011 北京高考）“蹦極”就是跳躍者把一端固定的 長彈性繩綁在踝關(guān)節(jié)等處，從幾十米高處跳下的一種極限運 動。某人做蹦極運動，所受繩子拉力f的大小隨時間t變化的 情況如圖3所示。將蹦極過程近似為在豎直方向的運動，

17、重力加速度為go據(jù)圖可知，此人在蹦極過程中最大加速度約為（）a. gb. 2gc. 3gd. 4g解析：從圖像可知，當人最后不動時，繩上的拉力為3fo,即mgr|fc,最大拉力為|fc, 5559一八因此取大加速度為 5f0m,ma,3mgr mg ma a=2g, b項正確。答案：b4. （2011 福建高考）如圖4甲所示，繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運行。初速度大小為v2的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的a處滑上傳送帶。若從小物塊滑上傳送帶開始計時，小物塊在傳送帶上運動的v-1圖像（以地面為參考系）如圖乙所示。已知v2v1,則（）a. 12時刻，小物塊離 a處的距離達到最大b.

18、 12時刻，小物塊相對傳送帶滑動的距離達到最大c. 012時間內(nèi)，小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左d. 013時間內(nèi)，小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用解析：小物塊對地速度為零時，即ti時刻，向左離開a處最遠。t 2時刻，小物塊相對傳送帶靜止，此時不再相對傳送帶滑動，所以從開始到此刻,它相對傳送帶滑動的距離最大。0t 2時間內(nèi)，小物塊受到的摩擦力為滑動摩擦力，方向始終向右，大小不變。t 2時刻以后相對傳送帶靜止，故不再受摩擦力作用。b正確。答案：b5. （2011 新課標全國卷）如圖5,在光滑水平面上有一質(zhì)量為m的足夠長的木板，其上疊放一質(zhì)量為m2的木塊。假定木塊和木板圖5之間的最大靜摩擦力

19、和滑動摩擦力相等?，F(xiàn)給木塊施加一隨時間增大的水平力f= kt （ k是常數(shù)），木板和木塊加速度的大小分別為ai和a2。下列反映ai的a2變化的圖線中正確的是（)圖6解析：本題中開始階段兩物體一起做加速運動,f= ( m+ m2) a,即a=兩m+ m2物體加速度相同且與時間成正比。當兩物體間的摩擦力達到m m2g后兩者發(fā)生相對滑動。f- fm2有ff = ma,在相對滑動之刖f逐漸增大，相對滑動后f =科m2g不再變化，a2 =,m2故其圖像斜率增大； 而對m ,在發(fā)生相對滑動后， 有wm2g=mai,故ai=二2g為定值。 m故a選項正確。答案：a6 .如圖7所示，輕彈簧上端與一質(zhì)量為 m的

20、木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為m的木塊2相連，整個系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止狀態(tài)。現(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，木塊 1、2的加速度大小分別為ai、a2。重力加速度大小為go則有（）a. ai = 0, a2= gmc. ai = 0, a2= - gm 一b. ai = g, a2= gd.mai = g, a2=-g y m y解析：木板未抽出時，木塊i受重力和彈簧彈力兩個力并且處于平衡狀態(tài)，彈簧彈圖7-17 -力大小等于木塊i的重力，fn= mg木塊2受重力、彈簧向下的壓力和木板的支持力作用, 由平衡條件可知，木板對木塊 2的支持力等于兩木塊的總重力。撤去木板瞬

21、間，彈簧形變量不變，故產(chǎn)生的彈力不變，因此木塊i所受重力和彈簧彈力均不變，故木塊 i仍處于平衡狀態(tài)，即加速度 ai = 0, b、d項錯；而木塊2不再受木板支持力作用，只受重力和彈簧彈力作用，fn+mg= ma,解得a2=mmmg, c項正確。答案：c7 . （20ii 海南高考）如圖8,墻上有兩個釘子a和b,它們的連線與水 平方向的夾角為45。，兩者的高度差為l。一條不可伸長的輕質(zhì)細繩一端固 定于a點，另一端跨過光滑釘子 b懸掛一質(zhì)量為 m的重物。在繩子距 a端2 得c點有一固定繩圈。若繩圈上懸掛質(zhì)量為m的鉤碼，平衡后繩的 ac段正m好水平物和鉤碼的質(zhì)量比二為m2a.c.5,5-2b. 2d

22、. 2解析：掛上鉤碼平衡后,bc繩與豎直方向成”的角度。繩圈受力如圖所示，cos all2+ 2 2又mncosa 。聯(lián)立以上兩式解得: mg,5 2。故c正確。答案：c8.如圖9所示，質(zhì)量為 m的物體a經(jīng)跨過定滑輪的輕繩與質(zhì)量為m的箱子b相連，箱子底板上放一質(zhì)量為 m2的物體 c已知mm不計定滑輪的質(zhì)量和摩擦，不計空氣阻力，在箱子加速下落的過程中，下列關(guān)系式中正確的是（）a.物體a的加速度大小為m+ m gmb.物體a的加速度大小為m+ m g mgmc.物體c對箱子的壓力大小為2 mmgm+ m+ md.物體c對箱子的壓力大小為（出mm）g解析：由牛頓運動定律得 （m+ m+m）a=m羽m

23、gmg, a=mg mm m1g, a b項錯誤；設(shè)箱子對c的支持力為fn,則叱fn=ma, fn=毫叫,則物體c對箱子的壓力d項錯誤。,2mm2g丁 石fn=fn=f,c項正確,出m+ m答案：c9. （2011 濟南模擬）如圖10所示，物體 a的質(zhì)量m=1 kg,靜止在光滑水平面上的木板b的質(zhì)量為 m=0.5 kg、長l= 1 m,某時刻 a以vo= 4 m/s的初 速度滑上木板 b的上表面，為使 a不至于從b上滑落，在a滑上b的同時，給b施加一個水平向右的拉力f,若a與b之間的動摩擦因數(shù)科=0.2 , 圖10忽略物體a的大小，則拉力 f應(yīng)滿足的條件為（）a. 0 f3 nb. 0 f5

24、nc. 1 nw fw3 nd. 1 n f5 n解析：物體a滑上木板b以后，做勻減速運動，加速度 21 =巫咽=pg,木板b做勻 m加速運動，設(shè)加速度為 a2,由牛頓第二定律，有 f+mg= ma2, a不從b的右端滑落的，一，一 ，、一 一 ,v0 vt vt臨界條件是a到達b的右端時，a b具有共同的速度vt,由位置關(guān)系，有 2a =甌+22l,運動時間相等，有 - =聯(lián)立解得 o2 = -一（ig, f=m2（。（ig）mg,代aia22l2l入數(shù)值，得f= 1 nlo若f1 n,則a滑到b的右端時，速度仍大于 b的速度，于是將從 b 上滑落，所以f必須大于等于1 ni當f較大時，在a

25、到達b的右端之前，就與 b具有相 同的速度，之后，a必須相對b靜止，才能不會從 b的左端滑落。當 a相對b靜止時，由 牛頓第二定律得，對 a、b的整體，設(shè)最大加速度為 a,對a有pmg=ma,對整體有f = （m+m2）a,聯(lián)立解得f= 3 n,若f大于3 n, a就會相對b向左滑下。故若使 a不至于 從b上滑落，力f應(yīng)滿足的條件是1 nwfw3 no答案：c二、計算題（本題共3個小題，共37分，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和 演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位）10. （10分）如圖11所示，勁度系數(shù)為 k的輕彈簧，一端固定在一塊,與水平面夾角為30。的粗糙長木板上，另一端連接一個質(zhì)量為

26、 m的滑塊a,二、繆步滑塊與木板的最大靜摩擦力為ffo設(shè)滑塊與木板的最大靜摩擦力與其滑動1摩擦力大小相等，且 ffr。因此滑塊靜止時彈簧一定處于伸長狀態(tài)，設(shè)彈簧最小形變量為l 1,根據(jù)共點力平衡條件，kl 1 + ff = mgin30 & /口mg- 2ff解得l1 =9.。2k（2）將滑塊b固定到a上后，設(shè)彈簧伸長量仍為11時兩滑塊的加速度為 a,根據(jù)牛頓第二定律2mgin30 - kl 1-2ff= 2mai 1ff解信a= 4g茄答案：t (2) 4g-f11. (12分)某科研單位設(shè)計了一空間飛行器，飛行器從地面起飛時，發(fā)動機提供的動力方向與水平方向夾角”=60。，使飛行器恰沿與水平方向成0 =30。角的直線斜向右上方勻加速飛行。 經(jīng)時間t后，將動力的方向沿逆時針旋轉(zhuǎn) 60。同時適當調(diào)節(jié)其大小,使飛行器依然可以沿原方向勻減速飛行，飛行器所受空氣阻力不計。求:(1) t時刻飛行器的速率;(2)整個過程中飛行器離地的最大高度。解析：(1)起飛時，飛