《相互作用及牛頓運動定律》專題訓練

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）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，斜劈上一物塊正在沿斜面以速度v0

2、勻速下滑，斜劈保持靜止，則地面對斜劈的摩擦力()A等于零 B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3如圖217所示，足夠長的傳送帶與水平面夾角為，以速度v0逆時針勻速轉動，在傳送帶的上端輕輕放置一個質量為m的小木塊，小木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)v1，則()At2時刻，小物塊離A處的距離達到最大Bt2時刻，小物塊相對傳送帶滑動的距離達到最大C0t2時間內，小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左D0t3時間內，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，在光滑水平面上有一質量為m1的足夠長的木板，其上疊放一質量為m2的木塊。假定木塊

3、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Fkt(k是常數(shù))，木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2。下列反映a1的a2變化的圖線中正確的是()10如圖7所示，輕彈簧上端與一質量為m的木塊1相連，下端與另一質量為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，設抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為a1、a2。重力加速度大小為g。則有() Aa10，a2g Ba1g，a2gCa10，a2g Da1g，a2g11如圖9所示，質量為m1的物體A經(jīng)跨過定滑輪的輕繩與質量為M的箱子B相連，箱子底板上放一質量為m2的物

4、體C。已知m1M，不計定滑輪的質量和摩擦，不計空氣阻力，在箱子加速下落的過程中，下列關系式中正確的是()A物體A的加速度大小為B物體A的加速度大小為C物體C對箱子的壓力大小為D物體C對箱子的壓力大小為(Mm2m1)g12(2011濟南模擬)如圖10所示，物體A的質量m11 kg，靜止在光滑水平面上的木板B的質量為m20.5 kg、長L1 m，某時刻A以v04 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)0.2，忽略物體A的大小，則拉力F應滿足的條件為()A0F3 N B0F5 NC1 NF3 N D1 NF5

5、 N二、實驗題（15分）13在探究加速度與力、質量的關系實驗中，采用下圖所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的質量用M表示，盤及盤中砝碼的質量用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的大小關系滿足_時，才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力(2)一組同學在做加速度與質量的關系實驗時，保持盤及盤中砝碼的質量一定，改變小車及車中砝碼的質量，測出相應的加速度，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與質量M的關系，應該作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aF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

6、得到的aF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，另一端連接一個質量為m的滑塊A，滑塊與木板的最大靜摩擦力為Ff。設滑塊與木板的最大靜摩擦力與其滑動摩擦力大小相等，且Ffmg。 (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

7、(12分)某科研單位設計了一空間飛行器，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60同時適當調節(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。16(15分)如圖12所示，繃緊的傳送帶與水平面的夾角30，皮帶在電動機的帶動下，始終保持v02 m/s的速率運行。現(xiàn)把一質量為m10 kg的工件(可視為質點)輕輕放在皮帶的底端，經(jīng)時間1.9 s，工件被傳送到h1.5 m的高處，取g10 m/s2。求：

8、 (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，用的是一根質量不計的長直竹桿，設竹桿始終保持豎直。質量為30 kg的演員(可視為質點)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220所示，g取10 m/s2，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練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。若繩子質量不計，冰面可

9、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 圖215B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m1s1m2s2，若甲的質量比較大，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、乙的質量有關，與收繩速度無關，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

10、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216B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，以速度v0逆時針勻速轉動，在傳送帶的上端輕輕放置一個質量為m的小木塊，小木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)tan，則下列選項中能客觀地反映小木塊的速度隨時間變化關系的是() 圖217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

11、做勻加速運動到達底端，選項B正確；也可能到達底端之前，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，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Ffa 0，b所受 圖219摩擦力Ffb0，現(xiàn)將右側細繩剪斷，則剪斷瞬間()AFfa 大小不變 BFfa方向改變CFfb仍然為零 DFfb方向向右解析：右側細繩剪斷的瞬間，彈簧彈力來不及發(fā)生變化，故a的受力情況不變，a左側繩的

12、拉力、靜摩擦力大小方向均不變，A正確，B錯。而b在剪斷繩的瞬間右側繩的拉力立即消失，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，用的是一根質量不計的長直竹桿，設竹桿始終保持豎直。質量為30 kg的演員(可視為質點)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220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a14

13、m/s2，方向豎直向下1 s末速度最大：vma1t14 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 Na22 m/s2，加速度方向豎直向上3 s內人的位移(即竹桿的長度)應為：st1t26 m。答案：(1)4 m/s(2)6 m一、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，請將正確選項前的字母填在題后的括號內）1如圖1，輕桿A端用光滑水平鉸鏈裝在豎直墻面上，B端用水平繩結在墻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()A變大B變小C先變小再變大 D不變 圖1解析：在水平

14、向右的力F緩緩拉起重物P的過程中，繩的張力可用F與P的重力等效代替，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P的重力，因此桿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(xiàn)的大小與時間t的關系和物塊速度v與時間t的關系如圖2所示。取重力加速度g10 m/s2。由此兩圖線可以求得物塊的質量m和物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)分別為()圖2Am1.5 kg， Bm0.5 kg，0.4Cm0.5 kg，0.2 Dm1 kg，0.2解析：02 s內物體不動，拉力F2 N時勻速運動，說明滑動摩擦力為2 N，拉力F3 N時物

15、體做加速度為2 m/s2的勻加速運動，則求得質量為0.5 kg，由勻速運動時的拉力F2 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，重力加 圖3速度為g。據(jù)圖可知，此人在蹦極過程中最大加速度約為 ()Ag B2gC3g D4g解析：從圖像可知，當人最后不動時，繩上的拉力為F0，即mgF0，最大拉力為F0，因此最大加速度為F0mgma,3mgmgma，a2g，B項正確。答案：B4(2011福建高考)如圖4甲所

16、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vt圖像(以地面為參考系)如圖乙所示。已知v2v1，則()圖4At2時刻，小物塊離A處的距離達到最大Bt2時刻，小物塊相對傳送帶滑動的距離達到最大C0t2時間內，小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左D0t3時間內，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t1時刻，向左離開A處最遠。t2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。0t2時間內，小物塊受到的

17、摩擦力為滑動摩擦力，方向始終向右，大小不變。t2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量為m1的足夠長的木板，其上疊放一質量為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。現(xiàn)給木塊施加一隨時間t 圖5增大的水平力Fkt(k是常數(shù))，木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2。下列反映a1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，有 F(m1m2)a，即a，兩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m2g后兩者發(fā)生相對滑動。對m2有Ffma2，在相對滑動之前f逐漸

18、增大，相對滑動后fm2g 不再變化，a2，故其圖像斜率增大；而對m1 ，在發(fā)生相對滑動后，有m2gm1a1，故a1為定值。故A選項正確。答案：A6如圖7所示，輕彈簧上端與一質量為m的木塊1相連，下端與另一質量為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，設抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為a1、a2。重力加速度大小為g。則有() 圖7Aa10，a2g Ba1g，a2gCa10，a2g Da1g，a2g解析：木板未抽出時，木塊1受重力和彈簧彈力兩個力并且處于平衡狀態(tài)，彈簧彈力大小等于木塊1的重力，F(xiàn)Nmg；木塊2受重力、彈簧向下的壓力和木

19、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。撤去木板瞬間，彈簧形變量不變，故產(chǎn)生的彈力不變，因此木塊1所受重力和彈簧彈力均不變，故木塊1仍處于平衡狀態(tài)，即加速度a10，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，F(xiàn)NMgMa2，解得a2g，C項正確。答案：C7(2011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細繩一端固定于a點，另一端跨過光滑釘子b懸掛一質量為m1的重物。在繩子距a端得c點有一固定繩圈。若繩圈上懸掛質量為m2的鉤碼，平衡后繩的ac段正好水平，則重物和鉤碼的質量

20、比為() 圖8A. B2C. D.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，又cos。聯(lián)立以上兩式解得：。故C正確。答案：C8如圖9所示，質量為m1的物體A經(jīng)跨過定滑輪的輕繩與質量為M的箱子B相連，箱子底板上放一質量為m2的物體C。已知m1M，不計定滑輪的質量和摩擦，不計空氣阻力，在箱子加速下落的過程中，下列關系式中正確的是()A物體A的加速度大小為B物體A的加速度大小為圖9C物體C對箱子的壓力大小為D物體C對箱子的壓力大小為(Mm2m1)g解析：由牛頓運動定律得(Mm1m2)aMgm2gm1g，a，A、B項錯誤；設箱子對C的支持力為FN，則m2gFNm2a，F(xiàn)

21、N，則物體C對箱子的壓力FNFN，C項正確，D項錯誤。答案：C9(2011濟南模擬)如圖10所示，物體A的質量m11 kg，靜止在光滑水平面上的木板B的質量為m20.5 kg、長L1 m，某時刻A以v04 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)0.2， 圖10忽略物體A的大小，則拉力F應滿足的條件為()A0F3 N B0F5 NC1 NF3 N D1 NF5 N解析：物體A滑上木板B以后，做勻減速運動，加速度a1g，木板B做勻加速運動，設加速度為a2，由牛頓第二定律，有Fm1gm2a2，A不從B的右端滑

22、落的臨界條件是A到達B的右端時，A、B具有共同的速度vt，由位置關系，有L，運動時間相等，有，聯(lián)立解得a2g，F(xiàn)m2(g)m1g，代入數(shù)值，得F1 N。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 N。當F較大時，在A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，設最大加速度為a，對A有m1gm1a，對整體有F(m1m2)a，聯(lián)立解得F3 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應滿足的條件是1 NF3 N。答案：C二、計算

23、題(本題共3個小題，共37分，解答時應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，另一端連接一個質量為m的滑塊A，滑塊與木板的最大靜摩擦力為Ff。設滑塊與木板的最大靜摩擦力與其滑動摩擦力大小相等，且FfFf。因此滑塊靜止時彈簧一定處于伸長狀態(tài)，設彈簧最小形變量為l1，根據(jù)共點力平衡條件，kl1Ffmgsin30解得l1。(2)將滑塊B固定到A上后，設彈簧伸長量仍為l1時兩滑塊的加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律2mgsin30kl12Ff2ma解得ag。答案：(1)(2)g11(12分)某科研單位設計了一空間飛行器，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60同時適當調節(jié)其大小，使飛行器依然可以沿