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- 2021-05-13 发布
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物体间相互作用及牛顿运动定律
【模拟试题】(答题时间:90分钟)
1. 手提一根不计质量的、下端挂有物体的弹簧上端,竖直向上作加速运动。当手突然停止运动后的极短时间内,物体将( )
A. 立即处于静止状态
B. 向上作加速运动
C. 向上作匀速运动
D. 向上作减速运动
2. 如图所示,质量为m的木块在推力F作用下,沿竖直墙壁匀加速向上运动,F与竖直方向的夹角为.已知木块与墙壁间的动摩擦因数为µ,则木块受到的滑动摩擦力大小是( )
A. µmg
B. Fcosθ -mg
C. Fcosθ+mg
D. µFsinθ
3. 倾角为θ的光滑斜面上有一质量为m的滑块正在加速下滑,如图所示。滑块上悬挂的小球达到稳定(与滑块相对静止)后悬线的方向是( )
A. 竖直下垂
B. 垂直于斜面
C. 与竖直向下的方向夹角
D. 以上都不对
4. 某同学找了一个用过的“易拉罐”在靠近底部的侧面打了一个洞,用手指按住洞,
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向罐中装满水,然后将易拉罐竖直向上抛出,空气阻力不计,则下列说法正确的是( )
A. 易拉罐上升的过程中,洞中射出的水的速度越来越快
B. 易拉罐下降的过程中,洞中射出的水的速度越来越快
C. 易拉罐上升、下降的过程中,洞中射出的水的速度都不变
D. 易拉罐上升、下降的过程中,水不会从洞中射出
5. 如图所示,将小球甲、乙、丙(都可视为质点)分别从A、B、C三点由静止同时释放,最后都到达竖直面内圆弧的最低点D,其中甲是从圆心A出发做自由落体运动,乙沿弦轨道从一端B到达另一端D,丙沿圆弧轨道从C点运动到D,且C点很靠近D点。如果忽略一切摩擦阻力,那么下列判断正确的是:( )
A. 甲球最先到达D点,乙球最后到达D点
B. 甲球最先到达D点,丙球最后到达D点
C. 丙球最先到达D点,乙球最后到达D点
D. 甲球最先到达D点,无法判断哪个球最后到达D点
6. 质点受到在一条直线上的两个力F1和F2的作用,F1、F2随时间的变化规律如图所示,力的方向始终在一条直线上且方向相反。已知t=0时质点的速度为零。在图示的t1、t2、t3和t4各时刻中,哪一时刻质点的速率最大?( )
A. t1 B. t2 C. t3 D. t4
7. 如图所示一根轻绳跨过光滑定滑轮,两端分别系一个质量为m1、m2的物块。m1放在地面上,m2离地面有一定高度。当m2的质量发生改变时,m1的加速度a的大小也将随之改变。以下左面的四个图象,哪个最能正确反映a与m2间的关系( )
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A. B. C. D.
8. 利用传感器和计算机可以测量快速变化的力的瞬时值。下图是用这种方法获得的弹性绳中拉力随时间的变化图线。实验时,把小球举高到绳子的悬点O处,然后放手让小球自由下落。由此图线所提供的信息,以下判断正确的是( )
A. t2时刻小球速度最大
B. t1~t2期间小球速度先增大后减小
C. t3时刻小球动能最小
D. t1与t4时刻小球动量一定相同
9. 在汽车中悬线上挂一小球。实验表明,当小球做匀变速直线运动时,悬线将与竖直方向成某一固定角度。如图所示,若在汽车底板上还有一个跟其相对静止的物体M,则关于汽车的运动情况和物体M的受力情况正确的是( )
A. 汽车一定向右做加速运动
B. 汽车一定向左做加速运动
C. M除受到重力、底板的支持力作用外,还一定受到向右的摩擦力作用
D. M除受到重力、底板的支持力作用外,还可能受到向左的摩擦力作用
10. 如图所示,长方体物块A叠放在长方体物块B上,B置于光滑水平面上.A、B质量分别为mA=6kg,mB=2kg,A、B之间动摩擦因数μ=0.2,开始时F=10N,此后逐渐增加,在增大到45N的过程中,则( )
A. 当拉力F<12N时,两物块均保持静止状态
B. 两物块开始没有相对运动,当拉力超过12N时,开始相对滑动
C. 两物块间从受力开始就有相对运动
D. 两物块间始终没有相对运动,但AB间存在静摩擦力,其中A对B的静摩擦力方向水平向右
11. 如图所示,在静止的平板车上放置一个质量为10kg的物体A
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,它被拴在一个水平拉伸的弹簧一端(弹簧另一端固定),且处于静止状态,此时弹簧的拉力为5N。若平板车从静止开始向右做加速运动,且加速度逐渐增大,但a≤1m/s2。则 ( )
A. 物体A相对于车仍然静止
B. 物体A受到的弹簧的拉力逐渐增大
C. 物体A受到的摩擦力逐渐减小
D. 物体A受到的摩擦力先减小后增大
12. 如图所示,滑轮A可沿倾角为θ的足够长光滑轨道下滑,滑轮下用轻绳挂着一个重力为G的物体B,下滑时,物体B相对于A静止,则下滑过程中( )
A. B的加速度为g sinθ B. 绳的拉力为Gcosθ
C. 绳的方向保持竖直 D. 绳的拉力为G
13. 如图所示,在光滑水平面上有一小车A,其质量为kg,小车上放一个物体B,其质量为kg,如图(1)所示。给B一个水平推力F,当F增大到稍大于3.0N时,A、B开始相对滑动。如果撤去F,对A施加一水平推力F′,如图(2)所示,要使A、B不相对滑动,求F′的最大值
14. 如图所示,一高度为h=0.8m粗糙的水平面在B点处与一倾角为θ=30°光滑的斜面BC连接,一小滑块从水平面上的A点以v0=3m/s的速度在粗糙的水平面上向右运动。运动到B点时小滑块恰能沿光滑斜面下滑。已知AB间的距离s=5m,求:
(1)小滑块与水平面间的动摩擦因数;
(2)小滑块从A点运动到地面所需的时间;
(3)若小滑块从水平面上的A点以v1=5m/s的速度在粗糙的水平面上向右运动,运动到B点时小滑块将做什么运动?并求出小滑块从A点运动到地面所需的时间。(取g=10m/s2)。
15. 如图,风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力.现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室.小球孔径略大于细杆直径.
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(1)当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上做匀速运动,这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍,求小球与杆间的滑动摩擦因数.
(2)保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间夹角为37°,并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需时间为多少?(sin37°=0.6 cos37°=0.8)
16. 在跳马运动中,运动员完成空中翻转的动作,能否稳住是一个得分的关键,为此,运动员在脚接触地面后都有一个下蹲的过程,为的是减小地面对人的冲击力。某运动员质量为,从最高处下落过程中在空中翻转的时间为,接触地面时所能承受的最大作用力为(视为恒力),双脚触地时重心离脚的高度为,能下蹲的最大距离为,若运动员跳起后,在空中完成动作的同时,又使脚不受伤,则起跳后的高度的范围为多大?
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【试题答案】
1、B(本题考查力和运动的关系。当手突然停止运动后极短时间内,弹簧形变量极小,弹簧中的弹力仍大于重力,合力向上,物体仍向上加速。故B选项正确)
2、D
3、B.(滑块和小球有相同的加速度a=gsinθ,对小球受力分析可知,B选项正确)
4、D(不论上升还是下降,易拉罐均处于完全失重状态,水都不会从洞中射出)
5、A(提示:甲球自由落体,乙球匀加速直线运动,丙球视为简谐运动)
6、B(从0至t2期间合力方向与速度方向相同,一直加速,故t2时刻速度最大。)
7、D(对整体,,D选项正确)
8、B(本题考查力和运动的关系。绳中拉力与重力相等时,速度最大,绳中拉力最大时,小球速度为零。B选项正确)
9、C(对小球受力分析可知,有向右的加速度,但小车的初速度可能向右也可能向左,汽车的运动情况不确定;M有向右的加速度,一定受到向右的摩擦力。故C选项正确)
10、D(先以B为研究对象,B水平方向受摩擦力f=mBa ,当为最大静摩擦力时,B的最大加速度为m/s2;再以AB整体为研究对象,能使AB一起匀加速运动所施加的最大外力Fm=(mA+mB)a=48N。由题给条件,F从10N开始逐渐增加到45N的过程中,AB将始终保持相对静止而一起匀加速运动。)
11、AD(由题意知,物体A与平板车的上表面间的最大静摩擦力Fm≥5N。当物体向右的加速度增大到1m/s2时,F=ma=10N,可知此时平板车对物体A的摩擦力为5N,方向向右,且为静摩擦力。所以物体A相对于车仍然静止,受到的弹簧的拉力大小不变。因加速度逐渐增大,合力逐渐增大,物体A受到的摩擦力方向先向左后向右。大小变化是先减小后增大。)
12、AB(分析滑轮A受力分析知a=g sinθ,由于下滑时,物体B相对于A静止,因此物体B的加速度也为g sinθ,对物体B受力分析得:绳的拉力为Gcosθ。绳的方向保持与斜面垂直。)
13、解:根据图(1),设A、B间的静摩擦力达到最大值时,系统的加速度为.根据牛顿第二定律有: ①
②
代入数值联立解得: ③
根据图(2)设A、B刚开始滑动时系统的加速度为,根据牛顿第二定律有:
④ ⑤
联立解得: ⑥
14、解:(1)小滑块运动到B点时速度恰为零,设小滑块在水平面上运动的加速度大小为a,据牛顿第二定律可得 μmg=ma ①
由运动学公式得 ②
解得 ③(1分)
(2)小滑块运动到B点 t1==3.3s ④
在斜面上运动的时间 t2= ⑤
小滑块从A点运动到地面所需的时间为 t=t1+t2=4.1s ⑥
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(3)若小滑块从水平面上的A点以v1=5m/s的速度在粗糙的水平面上向右运动,运动到B点时的速度为,由 得vB=4m/s
小滑块将做平抛运动。(1分)
假设小滑块不会落到斜面上,则经过,由于水平运动的位移x=vBt3=1.67m>=1.36m所以假设正确。
小滑块从A点运动到地面所需的时间为s ⑨
15、解析:(1)设小球所受的风力为F,支持力为FN,摩擦力为Ff,小球质量为m,作小球受力图,如图,
当杆水平固定,即θ=0时,由题意得:
F=μmg ①
∴μ=F/mg=0.5 mg/mg=0.5 ②
(2)沿杆方向,由牛顿第二定律得:
Fcosθ+mgsinθ-Ff =ma ③
垂直于杆方向,由共点力平衡条件得:
FN+Fsinθ-mgcosθ=0 ④
又 Ff =μN ⑤
联立③④⑤式得:
a==
将F=0.5 mg代入上式得a= g ⑥
由运动学公式得:s=at2 ⑦
所以 t== ⑧
16、解:设人起跳后重心离地高度为,为完成空中动作,须有
即
设人起跳后从高度下落,下蹲过程所受的力为重力和地面的支持力,人在这两个力作用下做匀变速直线运动,根据牛顿第二定律,得
又根据运动学公式得,,
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故
则的范围为,
即
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