(完整版)高一物理必修一第四章習(xí)題及答案

1、第四章 牛頓運動定律一、選擇題1.下列說法中，正確的是（）A .某人推原來靜止的小車沒有推動是因為這輛車的慣性太大B .運動得越快的汽車越不容易停下來，是因為汽車運動得越快，慣性越大C.豎直上拋的物體拋出后能繼續(xù)上升，是因為物體受到一個向上的推力D .物體的慣性與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量大的慣性大，質(zhì)量小的慣性小2.關(guān)于牛頓第二定律，正確的說法是（）A .合外力跟物體的質(zhì)量成正比，跟加速度成正比B .加速度的方向不一定與合外力的方向一致C.加速度跟物體所受合外力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比；加速度方向與合外力方向相同D .由于加速度跟合外力成正比，整塊磚自由下落時加速度一定是半塊磚自由下落時加速度的

2、2 倍3.關(guān)于力和物體運動的關(guān)系，下列說法正確的是（）A .一個物體受到的合外力越大，它的速度就越大B .一個物體受到的合外力越大，它的速度的變化量就越大C. 一個物體受到的合外力越大，它的速度的變化就越快D .一個物體受到的外力越大，它的加速度就越大4. 在水平地面上做勻加速直線運動的物體，在水平方向上受到拉力和阻力的作用，如果要使物體的加速度變?yōu)樵瓉淼?2 倍，下列方法中可以實現(xiàn)的是（）A .將拉力增大到原來的 2 倍1B .阻力減小到原來的 -2C.將物體的質(zhì)量增大到原來的 2 倍D .將物體的拉力和阻力都增大原來的2 倍5.豎直起飛的火箭在推力F 的作用下產(chǎn)生 10 m/s2的加速度，

3、若推動力增大到2F，則火箭的加速度將達(dá)到取 10 m/s2,不計空氣阻力）（）A . 20 m/s2B. 25 m/s2C. 30 m/s2D . 40 m/s26.向東的力 Fi單獨作用在物體上，產(chǎn)生的加速度為 ai;向北的(g力 F2單獨作用在同一個物體上，產(chǎn)生的加速度為 a2。則 Fi和 F2同時作用在該物體上，產(chǎn)生的加速度（）B .大小為aj+ a2aoC.方向為東偏北 arctan -D .方向為與較大的力同向ai7.物體從某一高處自由落下，落到直立于地面的輕彈簧上，如圖所示。在A 點物體開始與彈簧接觸，至 U物體的速度為 0,然后被彈簧彈回。下列說法中正確的是（）A .物體從 A

4、下落到 B 的過程中，加速度不斷減小_B .物體從 B 上升到 A 的過程中，加速度不斷減小:-AC.物體從A下落到 B 的過程中，加速度先減小后增大D .物體從 B 上升到A的過程中，加速度先增大后減小&物體在幾個力作用下保持靜止，現(xiàn)只有一個力逐漸減小到零又逐漸增大到原值，則在力變化的整個過程中， 物體速度大小變化的情況是（）A.由零逐漸增大到某一數(shù)值后，又逐漸減小到零B .由零逐漸增大到某一數(shù)值后，又逐漸減小到某一數(shù)值C.由零逐漸增大到某一數(shù)值D .以上說法都不對9.如圖所示，一個礦泉水瓶底部有一小孔。靜止時用手指堵住小孔不讓它漏水，假設(shè)水瓶在下述幾種運動過 程中沒有轉(zhuǎn)動且忽略空氣阻力，則

5、（）A .水瓶自由下落時，小孔向下漏水B .將水瓶豎直向上拋出，水瓶向上運動時，小孔向下漏水；水瓶向下運動時，小孔不向下漏水C.將水瓶水平拋出，水瓶在運動中小孔不向下漏水D .將水瓶斜向上拋出，水瓶在運動中小孔不向下漏水10.如圖所示，在傾角為的固定光滑斜面上， 有一用繩子拴著的長木板， 木板上站著一只貓。已知木板的質(zhì)量是貓質(zhì)量的 2 倍。當(dāng)繩子突然斷開時，貓立即沿著板向上跑，以保持其相對斜面的位置不變。則此時木板沿斜面下滑的加速度為（）A .gsin23 C. 一 g sin2二、填空題11.質(zhì)量為 2 kg 的物體受到 40 N、30 N 和 50 N 三個恒力的作用，剛好處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)

6、突然將其中A .大小為 ai a2B. g sinD. 2g sin外力撤去，其余兩力不變，物體將獲得 _m/s2的加速度。12.某物體沿傾角為 30的斜面可以勻速下滑， 將斜面傾角增大到53。，讓該物體以 5 m/s 的初速度沖上斜面,30 N 的它上滑的最大距離是m。( sin 53 0.8, cos 53 0.6)13. 1966 年曾在地球上空完成了以牛頓第二定律為基礎(chǔ)的測定質(zhì)量的實驗。實驗時，用雙子星號宇宙飛船去接觸正在軌道上運行的火箭組m2（發(fā)動機(jī)已熄滅）。接觸以后，開動飛船尾部的推進(jìn)器,推進(jìn)器的推力等于 895 N，測出飛船和火箭組的加速度為0.13 m/s2。雙子星號宇宙飛船的

7、質(zhì)量為3 400 kg , 則火箭的質(zhì)量為14如圖所示，天花板上用細(xì)繩吊起兩個用輕彈簧相連的兩個質(zhì)量相同的小球。兩小球均保持靜止。（指明加速或減速以及運動方向）。（g 取 10 m/s2）二、實驗題18 .在驗證牛頓第二定律的實驗中，測量長度的工具是_ ，精度是 _mm ;測量時間的工具是_ ;測量質(zhì)量的工具是 _。實驗中砂和桶的總質(zhì)量m 和車與砝碼的總質(zhì)量M 間必須滿足的條件是_ 。實驗中打出的紙帶如圖所示，相鄰計數(shù)點間的時間是0.1 s,圖中長度單位是cm,由此可以算出小車運動的加速度是 _m/s2。mi,使飛船和火箭組共同加速。當(dāng)突然剪斷細(xì)繩時，上面小球A 的加速度是，下面小球 B 的加

8、速度是15.如圖所示，小車沿水平面以加速度a 向右做勻加速直線運動.車的右端固定一根鐵桿,鐵桿始終保持與水平面成角，桿的頂端固定著一只質(zhì)量為m 的小球.此時桿對小球的作用力為16 .如圖所示，質(zhì)量為 2 m 的物塊 A 與質(zhì)量為 m 的物塊 B 置于水平面上，在已知水平推力 F 的作用下，A、B 做加速運動，若水平面光滑，則A 對 B 的作用力的大小。若水平面不光滑，且 A、B 與地面的動摩擦因數(shù)相等，則A 對 B 的作用力的大小為17. 一個彈簧測力計最多只能掛上60 kg 的物體，在以 5 m/s2的加速度下降的電梯中，則它最多能掛上kg的物體。如果在電梯內(nèi)，彈簧測力計最多只能掛上40 k

9、g 的物體，則加速度大小為m/s2。電梯的運行方式MHM 2 62124* 單位：cm四、計算題19.如圖是某同學(xué)做引體向上時身體的速度一時間圖象。此同學(xué)身體刻，該同學(xué)的胳膊給身體的力量是多大？（g 取 9.8 m/s2）（除胳膊外）的質(zhì)量為 60 kg。在 0.25 s 時120.如圖所示，質(zhì)量 M =1 kg 的小球穿在斜桿上，斜桿與水平方向成0= 30。角，球與桿間的動摩擦因數(shù)為2G3小球受到豎直向上的拉力F = 20 N，則小球沿桿上滑的加速度大小為多少？(g 取 10 m/s2)121 將金屬塊 m 用壓縮的輕彈簧卡在一個矩形的箱中，如圖所示，在箱的上頂板和下底板裝有壓力傳感器，箱可

10、以沿豎直軌道運動，金屬塊始終沒有離開上頂板。當(dāng)箱以 a = 2.0 m/s2的加速度豎直向上做勻減速運動時，上頂板的壓力顯示的壓力為 6.0 N，下底板的壓力傳感器顯示的壓力為10.0 N。(g = 10 m/s2)(1) 若上頂板壓力傳感器的示數(shù)是下底板壓力傳感器的示數(shù)的一半，試判斷箱的運動情況。(2)要使上頂板壓力傳感器的示數(shù)為零，箱沿豎直方向運動的情況可能是怎樣的？22.如圖所示，一平直的傳送帶以速率v = 2 m/s 勻速運行，把一工件從 A 處運送到 B 處，A、B 相距 d = 10 m ,工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)尸 0.1。若從 A 處把工件輕輕放到傳送帶上，那么經(jīng)過多長時間能

11、被傳送到B 處？、選擇題1.D2.C3.CD4.DF Ff2F 2Ff解析：a =- , 2a=一mm5.C解析： F mg = mai/ F = mg+ ma1當(dāng)推動力增大到 2F，則：2F mg = ma2 2(mg + mai) mg= m(2ai+ g) = ma2二 a2= 2ai+ g = 30 m/s26.BC解析：加速度為矢量，兩個互相垂直的矢量的合成可以用勾股定理計算。7.C解析：在 A 和 B 之間有一個重力等于彈力的平衡位置D，從 A 下落到平衡位置 D 的過程,隨著彈力不斷增大，加速度越來越小；從平衡位置 D 下落到 B 的過程，加速度大小 a =上二m隨著彈力不斷增大

12、，加速度越來越大。同理，物體從B 上升到 A 的過程中，隨著彈力不斷減小，加速度先減小后增大。注意加速度要由合力決定，而不是與彈力直接掛鉤。本題中有幾個關(guān)鍵點：剛接觸彈簧時 A 點，彈力為零，合力等于重力；小球受到的彈力與重力大小相等時D 點，小球受合力為零，加速度為零，速度最大；最低點 B,彈力最大，合力向上，也最大，加速度向上最大，速度為零。小球運動過程還可用速度圖象表示，0A 段對應(yīng)自由下落階段； AD 段對應(yīng)彈力逐漸增大到等于重力階段；DB段對應(yīng)減速下降階段。& C解析：物體的加速度先由零增大到某值，再由某值減小到零，但加速度的方向不變， 所以物體一直做加速運動。9.CD參考答案解析：

13、無論水瓶是自由下落，還是向各個方向拋出，在運動過程中，小孔都不會有水漏出來。原因是在空中的水瓶和水瓶內(nèi)的水，只受到重力的作用，重力的作用效果全部用來產(chǎn)生重力加速度(g = 9.8 m/s2)，沒有使水與水之間，水與水瓶之間發(fā)生擠壓(形變)的效果。換句話說，一點也沒有了水壓，處于完全失重狀態(tài)。10.C解析：貓保持平衡，對板的摩擦力為Ff= mg sin板在平行于斜面方向受到的力為2mg sin + mg sin板的加速度為 a =3mgsin=3gsin2m2二、填空題11.15解析：從平衡可知，40 N 和 50 N 兩個力的合力與 30 N 平衡，當(dāng)把 30 N 的外力撤去時，物體所受的合力

14、大小 為 30 N，方向與原 30 N 的力相反，根據(jù)牛頓第二定律得a =-=15 m/s2。m12.1.09解析：物體在勻速運動時有關(guān)系mg sin 30o = mg cos 30o=tan 30o =_33當(dāng)斜面傾角變?yōu)?3時，并向上運動時，加速度為a = g sin 53 + g cos 53 =8 +2翻上升的最大距離為2x =1.09 m2a13.3 485 kg解析：飛船和火箭整體作為研究對象，飛船尾部向后噴氣，使得整體受到向前的推力，此推力是系統(tǒng)沿運動方向的合外力。系統(tǒng)受力及加速度方向如圖所示。根據(jù)牛頓第二定律F = ma =(m1+ m2) a 得:F895m2= m1= kg

15、 3 400 kg = 3 485 kga0.13腳114.2 g,方向向下；0解析：分別以 A, B 為研究對象，做剪斷前和剪斷時的受力分析。剪斷前A, B 靜止。A 球受三個力，拉力 T、重力 mg 和彈力 F。B 球受二個力，重力 mg 和彈簧拉力 F。所以 T = 2 mg, F = F = mg。剪斷時，A 球受兩個力，因為繩剪斷瞬間拉力不存在，而彈簧有形變，瞬間形狀不可改變，彈力還存在，所以A 受合力 2 mg,加速度大小為2 g，方向向下。B 受力不變，所以加速度為 0。15.m . a2g2，方向與豎直方向成角斜向右上方，=arctan g18.刻度尺；1;打點計時器；天平；m

16、v M; 0.69AB -整體AB整體17. 120; 5 m/s2；向上加速或向下減速解析：彈簧彈力最大為 F = 600 N。當(dāng)電梯向下加速時，物體受向下重力和向上的彈力，合力向下。 根據(jù)牛頓第二定律，有mg F = ma得 m =120 kg當(dāng)彈簧最多只能掛 40 kg 的物體時，加速度方向向上。 根據(jù)牛頓第二定律，有F mg = ma得 a = 5 m/s2三、實驗題解析：由于球被固定在桿上，故與車具有相同的加速度a,以球為研究對象，根據(jù)其受力和運動情況可知小球的加速度 a 由小球重力 mg 和桿對小球的作用力 F 的合力提供，物體受力情況如圖所示，由題意知合力方向水平向右。根據(jù)勾股定

17、理可知F = m . a2+ g2，方向與豎直方向成角斜向右上方，且arcta na。g注意由于加速度方向與合外力方向一致， 因此重力與彈力的合力方向就是加速度方向。而桿對球施力就不一定沿桿的方向了。16.解析：水平面光滑時，以 AB 整體為研究對象，合外力為F，加速度為 a =。再以 B 為研究對象,3mB 在水平方向上受到的外力只有 A 對 B 的作用力，根據(jù)牛頓第二定律，其大小等于AB= m a = F水平面不光滑時，以 AB 整體為研究對象，合外力為F 和摩擦力 3 mg 的合力，加速度為 a =一mg。再3m以 B 為研究對象，B 在水平方向上受到的外力有A 對 B 的作用力和摩擦力

18、mg,根據(jù)牛頓第二定律，ma =FAB(img,得 FFAB =-mgFAB3(img*Fma解析：通過紙帶計算勻變速運動的加速度時，可用相鄰的兩段位移之差 段，即相差 2Axo2.62 cm 1.24 cm = 2 aT2,T = 0.1 s得 a = 0.69 m/s2四、計算題19. 612 N解析：從速度一時間圖象可看出，在前0.5 s 內(nèi)，身體近似向上做勻加速直線運動。解析：以小球為研究對象，如圖受重力、拉力、桿支持力、摩擦力四個力作用。因小球沿桿加速上滑，所以合 力方向沿桿。以沿桿和垂直于桿建立直角坐標(biāo)系。垂直于桿方向：F cos 30 =FN+ Mg cos 30，得 FN= 53N沿桿方向:F sin 30 Mg sin 30 FN= m a,得 a = 2.5 m/s221. (1)勻速運動；(2)加速度為 10 m/s2的向下的勻減速運動解析：箱子做向上的勻減速運動時，受力如圖，加速度方向向下：Amg+ 6 N 10 N = maF下/ m = 0.5 kg(1)由于金屬塊與上頂板沒有離開，下傳感器的示數(shù)不變：m(mg+ 5 N 10 N = ma1+F上二 a1= 0，物體做勻速運動。(2)當(dāng)上頂板的傳感器示數(shù)為零時，ma2= mg 10 N二 a2= 10 m/s2，方