第5章牛顿运动定律知识点题库

蹦极是一项富有挑战性的运动，运动员将弹性绳的一端系在身上，另一端固定在高处，然后运动员从高处跳下，如图所示。图中a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，c点是运动员所到达的最低点。在运动员从a点到c点的运动过程中，忽略空气阻力，下列说法正确的是( )

A . 运动员的速度一直增大 B . 运动员的加速度始终减小 C . 运动员始终处于失重状态 D . 运动员克服弹力做的功大于重力对运动员做的功

一个质量m=10kg的木箱静止放在水平地面上，木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.5，如果用大小F=70N、方向与水平方向的夹角θ=53°的恒力拉动木箱，经过t₁=2s后撤去F，再经过一段时间木箱停止运动。已知sin53°=0.8，cos53°=0.6，重力加速度取g=10m/s²。求：

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（1）撤去拉力前木箱的位移；
（2）整个过程中摩擦力做功的平均功率。

如图所示，质量为m=0.4kg的木块以v₀=2m/s的速度水平地滑上静止在光滑水平地面上的平板小车，车的质量M=1.6kg，木块与小车之间的摩擦系数为μ=0.2(g=10m/s²)，设小车足够长。求：

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（1）木块和小车相对静止时小车的速度；
（2）从木块滑上小车到它们处于相对静止所经历的时间；
（3）从木块滑上小车到它们处于相对静止时木块在小车上滑行的距离。

物体静放于水平桌面上，如图所示，则（）

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A . 桌面对物体的支持力与物体的重力大小相等，这两个力是一对平衡力 B . 物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力 C . 物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一种性质的力 D . 物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力

汽车在牵引力作用下在水平路面上做匀加速运动，已知汽车速度在10s内从5m/s增加到15m/s，汽车的质量为m=2×10³kg，汽车与路面间的动摩擦因数恒为0.2，g取10 m/s² ，试求：

（1）汽车的加速度是多大？
（2）汽车所受的牵引力是多大？
（3）汽车在上述过程中的位移是多大？

在一次课外活动中，某同学用图甲所示装置测量放在水平光滑桌面上铁块A与金属板B间的动摩擦因数。已知铁块A的质量m_A＝0.5kg，金属板B的质量m_B＝1kg。用水平力F向左拉金属板B，使其一直向左运动，稳定后弹簧秤示数的放大情况如图甲所示，则A、B间的动摩擦因数μ＝（g取10m/s²）。该同学还将纸带连接在金属板B的后面，通过打点计时器连续打下一系列的点，测量结果如图乙所示，图中各计数点间的时间间隔为0.1s，可求得拉金属板的水平力F＝N。

如图，绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E．在与环心等高处放有一质量为m、带电＋q的小球，由静止开始沿轨道运动，下述说法正确的是（）

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A . 小球在运动过程中机械能守恒 B . 小球经过环的最低点时速度最大 C . 小球经过环的最低点时对轨道压力为（mg＋Eq） D . 小球经过环的最低点时对轨道压力为3（mg+ qE）

质量为m、带电荷量为q的小物块，从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图所示．若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是( )

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A . 小物块下滑时受洛伦兹力方向垂直斜面向下 B . 小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动且加速度为gsinθ C . 小物块在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动 D . 小物块在斜面上从下滑到对斜面压力为零用的时间为 $\text{[math]}$

质量为m的物体P置于倾角为 $\text{[math]}$ 的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率v水平向右做匀速直线运动。当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角 $\text{[math]}$ 时（如图），下列判断正确的是（）

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A . P的速率为v B . P的速率为vcos $\text{[math]}$ C . 绳的拉力等于mgsin $\text{[math]}$ D . 绳的拉力大于mgsin $\text{[math]}$

质量为1kg的小球以一定初速度从地面竖直向上抛出。选择地面为参考平面，在上升0.5m的过程中，小球的速度的平方（ $\text{[math]}$ ）随上升高度（h）的变化如图所示。若空气阻力大小恒定不变，重力加速度g取10m/s²。下列说法正确的是（）

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A . 小球受到的空气阻力大小为2N B . 小球从抛出至上升到最高点经历的时间为0.5s C . 小球从抛出至返回到抛出点经历的时间为1.0s D . 小球返回到抛出点时的速度为4m/s

如图所示，水平桌面距地面的高度h=0.80m，可以看成质点的金属块C的质量m₁=0.50kg，放在厚度不计的木板AB上。木板长L=0.865m，质量m₂=0.20kg，木板的A端跟桌面的边缘对齐。金属块C到木板B端的距离d=0.375m。假定金属块与木板间、木板与桌面间、金属块与桌面间的动摩擦因数均为μ=0.20。现用一水平恒力F将木板向右加速抽出，金属块落到桌面上后又滑动了一段距离，最后从桌面边缘飞出落到水平地面上，金属块落地点到桌边的水平距离s₀=0.08m，g取10m/s² ，求：

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（1）金属块C离开桌面时的速度大小；
（2）金属块C自开始平抛到速度方向偏转45°时发生的位移大小；
（3）作用在木板上恒力F的大小。

如图所示，左端固定一处于原长的轻质弹簧的光滑平台，半径 $\text{[math]}$ 的光滑圆弧轨道 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 为圆弧轨道 $\text{[math]}$ 的圆心， $\text{[math]}$ 点为圆弧轨道的最低点， $\text{[math]}$ 点在 $\text{[math]}$ 点的正上方，半径 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的夹角为 $\text{[math]}$ 。现将一个质量 $\text{[math]}$ 的物体（视为质点）缓慢推动压缩弹簧至 $\text{[math]}$ 点后释放，物体离开弹簧后从 $\text{[math]}$ 点左侧高为 $\text{[math]}$ 处的 $\text{[math]}$ 点水平抛出，恰从 $\text{[math]}$ 点沿切线方向进入圆弧轨道，重力加速度 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。求：

（1）物体做平抛运动的时间及从 $\text{[math]}$ 点水平抛出的速度 $\text{[math]}$ 的大小；
（2）释放时弹簧具有的弹性势能 $\text{[math]}$ ；
（3）在 $\text{[math]}$ 点轨道对物体的弹力大小。

如图所示，质量为3kg的物块A与质量为2kg的木板B叠放在水平地面上，A与B之间的动摩擦因数为0.3，B与地面之间的动摩擦因数为0.1，重力加速度取 $\text{[math]}$ 。作用在A上的水平拉力F由0逐渐增大，则B的最大加速度的大小为（　　）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

北京2022年冬奥会计划于2022年2月4日开幕，为大力推广普及群众性冰雪运动，助力建设“健康中国”，奋力实现“带动三亿人参与冰雪运动”目标，某学校采购了一台室内滑雪机供学生使用。滑雪机是利用电机带动雪毯向上运动，雪毯的质感完全仿真滑雪场的平坦硬雪，滑雪者相对雪毯向下滑行，以达到学习和锻炼的目的，并且，通过调整雪毯的速度或坡度，还可以模拟在滑雪场以各种速度在各种坡度的雪道滑行。已知坡道长 $\text{[math]}$ ，倾角 $\text{[math]}$ ，雪毯始终以速度 $\text{[math]}$ 向上运动。在某次训练中，一质量 $\text{[math]}$ （含装备）的滑雪者没有做任何助力动作，恰能够相对地面保持静止，重力加速度 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。不计空气阻力。求：

（1）滑雪板与滑雪毯间的动摩擦因数及此时电动机的输出功率；
（2）现将坡道角度调整为 $\text{[math]}$ ，其他条件不变，求滑雪者在没有做任何助力的情况下，从坡道顶端由静止滑到坡道底端时的速度大小。

2021年5月28日，在中科院合肥等离子体所，东方超环（ $\text{[math]}$ ）再创世界纪录：实现了可重复1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，向可控核聚变又靠近了一步。如图所示， $\text{[math]}$ 装置的主体是一组超导磁体，其中有环形螺线管负责产生水平环形纵向磁场 $\text{[math]}$ ，还有水平绕向的线圈负责提供竖直方向的极向磁场 $\text{[math]}$ （图中未画出），高温等离子体氘核和电子被约束在环形磁场真空室里。下列说法正确的是（）

A . 聚变反应的产物中有中子，因为磁场特别强它们也将被约束在真空室里 B . 如果等离子体中电子和氘核的动能近似相等，它们的活动范围也近似相等 C . 如果氘核恰好沿环在真空室内做圆周运动，负责产生向心力的磁场是 $\text{[math]}$ D . 纵向磁场 $\text{[math]}$ 越大等离子体的活动空间越小

某实验兴趣小组在做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，使用如图甲所示的装置。

（1）实验主要步骤如下，下列做法正确的是_______（填字母代号）

A . 调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行 B . 实验时，先放开小车再接通打点计时器的电源 C . 把远离定滑轮一侧的木板垫高，调节木板的倾角，使小车在不受牵引力时做匀速直线运动 D . 每次通过增减小车上的砝码改变小车质量时，都需要重新调节木板倾角
（2）本次实验使用的打点计时器如图乙所示，需要用到的电源是如图中的（填“A”或“B”）；
（3）实验中某次打出的纸带如图丙所示，相邻计数点间的时间间隔是0.1s，纸带上只测出了两组数据，图中长度单位是cm，由此可以算出小车运动的加速度大小a=m/s² ， P点的速度大小为m/s。（均保留2位有效数字）
（4）实验时，某同学遗漏了补偿阻力这一步骤，若长木板水平，保持槽码质量不变，测得小车质量的倒数与小车加速度的图象如图所示，设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，重力加速度为g，则小车与长木板间的动摩擦因数μ=（用给出的字母表示）。

如图所示，粗糙水平地面上放置两个物体A、B，质量分别为1kg、2kg，与地面的动摩擦因数分别为0.1、0.2.在水平力F的作用下，两个物体一起向右做加速度为1m/s²的匀加速运动，重力加速度g=10m/s² ，则F为（）

A . 3N B . 5N C . 8N D . 10N

如图所示，汽车以恒定的速度 $\text{[math]}$ 向右匀速运动，通过绳子拉升放在斜面上质量为m物体A，斜面体质量为M始终静止不动，当系在汽车上的绳子与水平方向夹角为 $\text{[math]}$ 时（）

A . 物体A沿斜面上升的速度 $\text{[math]}$ B . 物体A处于超重状态 C . 斜面体对地面的压力大小等于 $\text{[math]}$ D . 绳子的拉力保持不变

如图1所示为高中物理中的四个力学实验装置。

（1）关于这四个力学实验，下列说法正确的是（多选）。
A．实验操作时，四个实验均需先接通电源后释放纸带

B．实验操作时，四个实验均需物体靠近打点计时器处由静止释放

C．四个实验中的物体均做匀变速直线运动

D．数据处理时，四个实验均需计算物体的加速度
（2）某同学按图1（乙）装置做“探究加速度与力和质量关系”，在正确补偿阻力后，按实验原理打出了12条纸带。如图2（a）所示是根据其中一条纸带上的数据作出的 $\text{[math]}$ 图像。打该条纸带时，钩码的总质量（选填“满足”或“不满足”）远小于小车的质量。
（3）如图2（b）所示是某同学按图1（丁）装置做“验证机械能守恒”时打出的一条纸带，计时器接在频率为 $\text{[math]}$ 的交流电源上，从起始 $\text{[math]}$ 点开始，将此后连续打出的7个点依次标为A、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ …，已知重锤的质量为 $\text{[math]}$ ，当地的重力加速度 $\text{[math]}$ ，从打 $\text{[math]}$ 点到打 $\text{[math]}$ 点的过程，重锤重力势能的减少量为 $\text{[math]}$ ，重锤动能的增加量为 $\text{[math]}$ 。（该小题中的计算结果均保留2位有效数字）

如图甲，光滑的水平木板上有一质量m=0.5kg的小球A，它与物块B通过长为3m、不可伸长的轻质细线连接，细线通过木板中心的光滑小孔O，当小球A在水平木板上做半径R=1m、角速度 $\text{[math]}$ 的匀速圆周运动时，物块B恰好处于静止状态。将光滑的木板换成粗糙的水平木板，A、B位置互换，物块B到光滑小孔O的距离为1m，让A在水平面内绕过O的竖直轴做匀速圆周运动，如图乙所示，此时物块B恰好不滑动。已知物块B与粗糙木板间的动摩擦因数μ=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s² ， A、B均可视为质点，求：

（1）物块B的质量M；
（2）图乙中小球A做圆周运动的角速度大小。

第5章 牛顿运动定律 知识点题库

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