达标测评卷(三)
牛顿运动定律
(时间：60分钟 满分：100分)
一、单项选择题 (本大题共5个小题，每小题4分，共计20分，每小题只有一个选项符合题意)
1. (2011·潍坊模拟)下列对运动的认识不正确的是( )
A. 亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有当它受到力的作用才会运动
B. 伽利略认为力不是维持物体速度的原因
C. 牛顿认为力的真正作用效果总是改变物体的速度，而不是使之运动
D. 伽利略根据理想实验推论得出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去
2. (2010·海南卷)下列说法正确的是( )
A. 若物体运动速率始终不变，则物体所受合力一定为零
B. 若物体的加速度均匀增加，则物体做匀加速直线运动
C. 若物体所受合力与其速度方向相反，则物体做匀减速直线运动
D. 若物体在任意的相等时间间隔内位移相等，则物体做匀速直线运动
3. 轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，电梯中有质量为50 kg的乘客，如图所示，在电梯运行时乘客发现轻质弹簧的伸长量是电梯静止时轻质弹簧的伸长量的一半，这一现象表明(g＝10 m/s2)( )
A. 电梯此时可能正以1 m/s2的加速度大小加速上升，也可能是以1 m/s2的加速度大小减速下降
B. 电梯此时不可能是以1 m/s2的加速度大小减速上升，只能是以5 m/s2的加速度大小加速下降
C. 电梯此时正以5 m/s2的加速度大小加速上升，也可以是以5 m/s2的加速度大小减速下降
D. 不论电梯此时是上升还是下降，也不论电梯是加速还是减速，乘客对电梯地板的压力大小一定是250 N
4. (2011·安庆一中模拟)如图所示，一质量为M的探空气球在匀速下降，若气球所受浮力F始终保持不变，气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关，重力加速度为g.现欲使该气球以同样速率匀速上升，则需从气球吊篮中减少的质量为 ( )
7. (改编题)搭载“嫦娥二号”探月卫星的长征三号丙运载火箭于2010年10月1日18时59分57秒在西昌卫星发射中心发射升空，并获得了圆满成功，相关图片如图所示. 则下列说法正确的是 ( )
A. 火箭发射时，喷出的高速气流对火箭的作用力大于火箭对气流的作用力
B. 发射初期，火箭处于超重状态，但它受到的重力却越来越小
C. 高温高压燃气从火箭尾部喷出时对火箭的作用力与火箭对燃气的作用力大小相等
D. 发射的“嫦娥二号”卫星进入轨道正常运转后，卫星处于完全失重状态
8. 如图所示，A、B球的质量相等，弹簧的质量不计，倾角为θ的光滑斜面，系统静止时，弹簧与细线均平行于斜面，在细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是 ( )
A. 两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下，大小均为gsin θ
B. B球的受力情况未变，瞬时加速度为零
C. A球的瞬时加速度沿斜面向下，大小为2gsin θ
D. 弹簧有收缩的趋势，B球的瞬时加速度向上，A球的瞬时加速度向下，瞬时加速度都不为零
9. (2011·苏州测试)如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速度v1沿顺时针方向运动，一物体以水平速度v2从右端滑上传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面，此时速率为v2′，则下列说法正确的是( )
A. 若v1＜v2，则有v2′＝v1 B. 若v1＞v2，则有v2′＝v2
C. 不管v2多大，总有v2′＝v2 D. 只有v1＝v2时，才有v2′＝v2
三、简答题(本题共3个小题，共20分，请将答案填在题中横线上或按题目要求作答)
10. (5分)某同学在探究牛顿第二定律的实验中，在物体受外力不变时，改变物体的质量，得到数据如下表所示.
实验次数
物体质量m(kg)
物体的加速度a(m/s2)
物体质量的倒数(1/kg)
1
0.20
0.78
5.00
2
0.40
0.38
2.50
3
0.60
0.25
1.67
4
0.80
0.20
1.25
5
1.00
0.16
1.00
(1)从表中的数据你可得出的结论为 .
(2)物体受到的合力大约为 .
11. (5分)打点计时器使用的交流电频率f＝50 Hz.下图是某同学在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中正确操作下获得的一条纸带，A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出．写出用x1、x2、x3、x4以及f来表示小车加速度的计算式：a＝______________.根据纸带所提供的数据，算得小车的加速度大小为________m/s2(结果保留两位有效数字)．
12. (10分)(2011·德州模拟)“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示.
(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02 s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a＝________m/s2.(结果保留两位有效数字)
(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：
砝码盘中砝
码总重力F(N)
0.196
0.392
0.588
0.784
0.980
加速度a(m·s－2)
0.69
1.18
1.66
2.18
2.70
请根据实验数据在图丙所示的坐标系中作出a－F的关系图象.
(3)根据提供的实验数据作出的a－F图线不通过原点，请说明主要原因．
四、计算题(本大题共3个小题，共40分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中要明确写出数值和单位)
13. (12分)(2010·苏州模拟)如图所示，质量为m＝1 kg的小球穿在斜杆上，斜杆与水平方向的夹角为θ＝37°，球恰好能在杆上匀速滑动．若球受到一大小为F＝40 N的水平推力作用，可使小球沿杆向上加速滑动(g取10 m/s2)，求：
(1)小球与斜杆间的动摩擦因数μ的大小．
(2)小球沿杆向上加速滑动的加速度大小．
14. (14分)如图所示，质量为M的木箱放在水平面上，木箱中的立杆上套着一个质量为m的小球，开始时小球在杆的顶端，由静止释放后，小球沿杆下滑的加速度为重力加速度的，即a＝g，则小球在下滑的过程中，木箱对地面的压力为多少？
4. 解析：设减少的质量为Δm，匀速下降时Mg＝F＋kv，匀速上升时Mg－Δmg＋kv＝F，解得Δm＝2，A正确.
答案：A
5. 解析：对建筑材料进行受力分析．根据牛顿第二定律有F－mg＝ma，得绳子的拉力大小等于F＝210 N，然后再对人受力分析由平衡的知识得Mg＝F＋FN，得FN＝490 N，根据牛顿第三定律可知人对地面的压力为490 N，B正确．
答案：B
6. 解析：撤去拉力前物块相对木板向左运动，所受摩擦力向右，物块对木板的摩擦力向左．刚撤去拉力时相对运动情况不变，所受摩擦力不变，因此物块向右加速，木板向右减速直到达到共同速度，共速后二者一起匀速运动，故选BC.
答案：BC
7. 解析：由作用力与反作用力的关系可知A错误，C正确；火箭发射初期，因为火箭向上做加速运动，故处于超重状态，随着火箭距地球越来越远，所受的重力也越来越小，B正确；卫星进入轨道正常运转后，所受的万有引力充当向心力，此时卫星处于完全失重状态，D正确.
答案：BCD
8. 解析：线烧断瞬间，弹簧弹力与原来相等，B球受力平衡，aB＝0，A球所受合力为mgsin θ＋kx＝2mgsin θ，故aA＝2gsin θ.
答案：BC
9. 解析：设物体的质量为m，物体与传送带之间的滑动摩擦力大小为Ff，物体相对传送带滑动的加速度大小为a, 且两个过程中的加速度大小和方向是相同的．物体在传送带上滑动，则有Ff＝ma，物体在传送带上向左滑动的位移为x＝.速度减为零后，在滑动摩擦力的作用下开始向右匀加速运动，加速度大小仍为a，若v1＞v2，滑到传送带右端时的速度大小为v2′＝，比较可以得出v2′＝v2＜v1；若v1＜v2，物体还没有运动到传送带的右端，速度就和传送带的速度相同，物体与传送带之间不再存在摩擦力，物体随传送带一起匀速运动，v2′＝v1＜v2.正确选项为AB.
答案：AB
10. 答案：(1)合外力一定的条件下，物体的加速度与物体的质量成反比
(2)F合＝0.155 N
11. 解析：采用分组法得计算加速度的表达式
a＝，带入数据解得a＝ m/s2＝0.60 m/s2.
答案： 0.60
12. 解析：(1)a＝
＝ m/s2＝0.16 m/s2或
a＝＝ m/s2＝0.15 m/s2.
(2)如图所示：
(3)小车、砝码盘和砝码组成的系统所受合外力为砝码盘和砝码的总重力，而表中数据漏计了砝码盘的重力，导致合力F的测量值小于真实值，故a－F的图线不过原点.
答案：(1)0.16(0.15也算对) (2)见解析 (3)未计入砝码盘的重力
13. 解析：(1)对小球受力分析，由平衡条件可知：mgsin θ＝Ff1，FN1＝mgcos θ，Ff1＝μFN1，
解得μ＝tan 37°＝0.75.
(2)水平推力作用后，由牛顿第二定律：
Fcos θ－mgsin θ－Ff2＝ma，
Ff2＝μFN2＝μ(Fsin θ＋mgcos θ)，
解得a＝2 m/s2.
答案：(1)0.75 (2)2 m/s2
14. 解析：木箱与小球没有共同加速度，所以需用隔离法．取小球m为研究对象，受重力mg、摩擦力Ff，如图甲所示，
据牛顿第二定律得：mg－Ff＝ma①
取木箱M为研究对象，受重力Mg、地面支持力FN及小球给予的摩擦力Ff′如图乙所示．
据物体平衡条件得：FN－Ff′－Mg＝0②
且Ff＝Ff′③
由①②③式得FN＝g＝Mg＋mg.
由牛顿第三定律知，木箱对地面的压力大小为
FN′＝FN＝g＝Mg＋mg.
答案：Mg＋mg
15. 解析：设外力最大值为F，此时，A物块与地面之间无相互作用力，共同加速度为a，先把AB看作是一个整体，则有：F＝(m＋M)a(1)
对于A，它受B与接触面垂直向上的推力FN，根据受力分析图可得：FNcos θ＝mg(2)
对于B，在水平方向有：F′Nsin θ＝Ma(3)
根据牛顿第三定律可知FN＝F′N(4)
由上述四式解得F＝tan θ
答案：F＝tan θ
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