第四章牛顿运动定律知识点题库

如图所示，倾角为α＝30°的斜面固定在水平地面上，斜面上有两个质量均为m的小球A、B，它们用劲度系数为k的轻质弹簧相连接，弹簧轴线与斜面平行。现对A施加一个水平向右、大小为F的恒力，使A、B在斜面上都保持静止，如果斜面和两个小球间的摩擦均忽略不计，此时弹簧的长度为L，则下列说法错误的是（）

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A . 弹簧的原长为 $\text{[math]}$ B . 恒力 $\text{[math]}$ C . 小球B受到的弹力大小为mg D . 撤去恒力F后的瞬间小球B的加速度为g

如图所示，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，在电梯竖直运行时，乘客发现弹簧的形变量比电梯静止时的形变量大，这一现象表明此过程中（）

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A . 电梯一定是在下降 B . 电梯一定是在上升 C . 乘客一定处在超重状态 D . 乘客一定处在失重状态

如图所示，质量分别为m_A=2kg、m_B=1kg的两小物块中间连接有劲度系数为k=200N/m的轻弹簧，整个装置放在倾角为30°的光滑斜面上，斜面底端有固定挡板，并对物块A施加一个沿斜面向下的大小为F=20N的力，整个装置处于静止状态。突然撤去外力F后，g取10m/s²。则（）

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A . 当弹簧恢复原长时，物块A沿斜面上升5cm B . 当物块B与挡板刚要分离时，物块A克服重力做功为1.75J C . 物块B离开挡板前，弹簧一直对物块A做正功 D . 物块B刚要与挡板分离时，物块A的加速度为7.5m/s²

马拉车在水平路面由静止开始运动，下面说法中正确的是（）

A . 因为马拉车，所以车拉马，这是一对作用力和反作用力 B . 马拉车的力先产生，车拉马的力后产生 C . 马拉车前进是因为马拉车的力大于车拉马的力 D . 匀速直线前进时，马拉车的力等于车向后拉马的力，加速前进时，马拉车的力大

用如图所示的向心力演示器探究向心力大小与哪些因素有关。匀速转动手柄，可以使变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆运动；使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂的挡板对小球的支持力提供，球对挡板的反作用力使弹传动皮带力套下降、从而露出标尺。

（1）若左右标尺漏出长度之比为 $\text{[math]}$ ，则可以说明左右两边小球所需向心力大小之比为；
（2）在研究向心カF的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中的___________；

A . 理想实验法 B . 等效替代法 C . 控制变量法 D . 演绎法
（3）在探究向心力大小F与角速度ω的关系过程中，将两个大小和质量相同的小球1、2分别置于长槽和短槽中，下面的操作中能得到小球1、2角速度之比为1：3的是（皮带不打滑）___________；

A . 小球1、2做圆周运动半径之比为 $\text{[math]}$ ，皮带连接的变速塔轮1、2的半径之比为 $\text{[math]}$ B . 小球1、2做圆周运动半径之比为 $\text{[math]}$ ，皮带连接的变速塔轮1、2的半径之比为 $\text{[math]}$ C . 小球1、2做圆周运动半径之比为 $\text{[math]}$ ，皮带连接的变速塔轮1、2的半径之比为 $\text{[math]}$ D . 小球1、2做圆周运动半径之比为 $\text{[math]}$ ，皮带连接的变速塔轮1、2的半径之比为 $\text{[math]}$

如图甲，长木板A静止在光滑水平面上，质量为 $\text{[math]}$ 的另一物体B（可看做质点）以水平速度 $\text{[math]}$ 滑上长木板A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后运动过程中A、B的速度随时间变化情况如图乙所示，g取 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（　　）

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A . 木板A的最小长度为 $\text{[math]}$ B . A，B间的动摩擦因数为0.1 C . 木板获得的动能为 $\text{[math]}$ D . 系统损失的机械能为 $\text{[math]}$

如图甲所示是某款名为“风火轮”的玩具，其装置结构示意图如图乙虚线框内所示。整个装置放置于水平桌面上，小车（可视为质点）从A点水平弹射出，沿直线轨道AB后经回旋弯道的最低点B点进入竖直回旋弯道，再通过直线轨道BC从C点水平飞出，轨道各部分平滑连接，小车进入得分区域MN则挑战成功。已知圆形回旋弯道半径0.1m，B、C之间的距离为0.2m，C、O之间的高度差为0.8m，水平距离小车与直线轨道BC段的摩擦因数为0.5，其余阻力均忽略。小车质量，经过 B点的速度与经过回旋弯道最高点的速度v满足关系。g取10m/s²

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（1）若小车从C点飞出后恰好到达N点，求小车在C点的速度大小；
（2）若小车恰好能够过回旋弯道的最高点，通过计算分析小车能否进入得分区域：
（3）若当小车以某一初速度弹出时，要求小车能够进入得分区域，求小车对回旋弯道最低点的压力范围。

如图甲所示，空间有一水平向右的匀强电场，其中有一个半径为R=2m的竖直光滑圆环，环内有两根光滑的弦轨道AB和AC，A点所在的半径与竖直直径BC成37°角。质量为m=0.08kg、电荷量为q=6×10^-5C的带电小球（可视为质点）从A点静止释放，分别沿弦轨道AB和AC到达圆周的运动时间相同。现去掉弦轨道AB和AC，如图乙所示，给小球一个初速度，让小球恰能在圆环内做完整的圆周运动，不考虑小球运动过程中电荷量的变化。下列说法正确的是（cos37°=0.8，g取10m/s²）（）

A . 小球做圆周运动经过C点时动能最大 B . 匀强电场的电场强度大小为E=1×10⁴V/m C . 小球做圆周运动过程中动能最小值是0.5J D . 小球做圆周运动过程中对环的压力最大值是6N

图甲为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。

（1）在平衡摩擦力的过程中，若所有的操作均正确，打出的纸带如图乙所示，根据纸带点迹可判断应适当（填“减小”或“增大”）木板的倾角，直至小车匀速运动；
（2）平衡摩擦力后，当满足小车质量M远大于钩码质量m的条件时，小车所受的合外力可近似为钩码的重力。实验中，当所挂钩码数量一定时，研究小车加速度a与其质量M的关系，由于未满足上述质量条件，实验结果得到的图象可能是______；

A . B . C . D .
（3）图丙为实验中打出的一条纸带，纸带上有七个相邻的计数点，相邻计数点间有4个点未标出，经测量：x_AB=4.21cm、x_BC=4.63cm、x_CD=5.04cm、x_DE=5.50cm，x_EF=5.92cm，x_FG＝6.35cm。已知工作电源的频率为50Hz，则小车的加速度a=m/s²。（结果保留2位有效数字）

物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如：

（1）实验仪器。用游标卡尺测某金属管的内径，示数如图1所示。则该金属管的内径为mm。
（2）数据分析。打点计时器在随物体做匀变速直线运动的纸带上打点，其中一部分如图2所示，B、C、D为纸带上标出的连续3个计数点，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。则打C点时，纸带运动的速度v_C = m/s（结果保留小数点后两位）。
（3）实验原理。图3为“探究加速度与力的关系”的实验装置示意图。认为桶和砂所受的重力等于使小车做匀加速直线运动的合力。实验中平衡了摩擦力后，要求桶和砂的总质量m比小车质量M小得多。请分析说明这个要求的理由。

用如图甲所示的装置探究“加速度与力、质量的关系”的实验。

（1）关于下列操作说法正确的是______；

A . 要求槽码质量远小于小车及车上钩码的总质量 B . 在调节木板倾斜角度平衡阻力时，小车需要在槽码牵引下沿长木板匀速运动 C . 在释放小车前，小车应靠近打点计时器 D . 通过增减小车上的钩码改变质量时，需要重新调节木板倾斜度
（2）如图乙是本实验使用的电火花计时器的示意图，工作时应使用的电源：______；

A . $\text{[math]}$ 直流电源 B . $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 交流电源 C . $\text{[math]}$ 直流电源 D . $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 交流电源
（3）图丙为实验中打出的一条纸带， $\text{[math]}$ 是纸带上7个连续的点，则打下 $\text{[math]}$ 点时小车的速度大小 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，小车运动的加速度 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。（此两空结果均保留两位有效数字）

有一种台灯，灯头与底座通过一根可调整弯曲程度的塑料细杆相连。如图所示，甲、乙为同一台灯放在水平桌面上细杆弯曲程度不同的两种状态，以下说法正确的是（）

A . 甲状态台灯对桌面的压力比乙的大 B . 甲状态细杆对灯头的弹力比乙的大 C . 乙状态台灯受到的重力与桌面对台灯的支持力是一对相互作用力 D . 乙状态台灯对桌面的压力与桌面对台灯的支持力是一对相互作用力

从距地面 $\text{[math]}$ 高度处由静止释放一小球，与地面碰撞后贤直返回且碰撞前后速率不变，返回的高度为原高度的一半，已知重力加速度为 $\text{[math]}$ ，小球的质量为 $\text{[math]}$ ，运动过程中阻力大小不变，则小球所受阻力大小为（）

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

如图所示，在光滑水平面上有一质量为为m₁的足够长的木板，其上叠放一质量为m₂的木块。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt（k是常数），木板和木块的加速度大小分别为a₁和a₂ ，下列反映a₁和a₂变化的图线中错误的是（）

A .

B .

C .

D .

如图所示，在水平地面上固定一倾角为 $\text{[math]}$ 的足够长斜面，斜面上有两个质量均为 $\text{[math]}$ 的小物块A、B。 $\text{[math]}$ 时刻，A、B间的距离为 $\text{[math]}$ ，此时A、B的瞬时速度方向均沿斜面向上，大小分别为 $\text{[math]}$ ，若A与斜面间的摩擦力不计，B与斜面间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，A、B之间的碰撞时间极短，已知重力加速度 $\text{[math]}$ ，从 $\text{[math]}$ 时刻起，在此后的运动过程中，求：

（1） A、B发生碰撞前，它们之间的最远距离；
（2） A、B发生碰撞的时刻；
（3）碰撞后瞬间，B的动能大小的取值范围。

铿锵玫瑰最迷人，追梦健儿最美丽。10月1日，天安门广场群众游行花车上的女排姑娘们引人瞩目。此前结束的2019年女排世界杯比赛中，中国队取得十一连胜的骄人成绩，成功卫冕世界杯冠军。为新中国70华诞献上一份沉甸甸的礼物。图为比赛中精彩瞬间的照片，此时排球受到的力有（）

A . 推力 B . 重力、推力 C . 重力、空气对球的作用力 D . 重力、推力、空气对球的作用力

如图所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，竿上有一质量为m的人可以看成质点，当此人沿着竖直竿以加速度a加速下滑时，竿对地面上的人的压力大小为（）

A . （M+m）g+ma B . （M+m）g-ma C . （M+m）g D . （M-m）g

篮球比赛时，小王同学跳起投篮。在离地上升过程中，下列设法正确的是（）

A . 重力对小王做负功 B . 重力对小王做正功 C . 手对球的作用力大于球对手的作用力 D . 手对球的作用力小于球对手的作用力

如图所示，光滑绝缘的水平桌面上有一质量为m，带电量为 $\text{[math]}$ 的点电荷，距水平面高h处的空间内固定一场源点电荷 $\text{[math]}$ ，两电荷连线与水平面间的夹角 $\text{[math]}$ ，现给点电荷 $\text{[math]}$ 一水平初速度，使其在水平桌面上做匀速圆周运动，已知重力加速度为g，静电力常量为k，则（）

A . 点电荷 $\text{[math]}$ 做匀速圆周运动所需的向心力为 $\text{[math]}$ B . 点电荷 $\text{[math]}$ 做匀速圆周运动的角速度为 $\text{[math]}$ C . 若水平初速度 $\text{[math]}$ ，则点电荷 $\text{[math]}$ 对桌面压力为零 D . 点电荷 $\text{[math]}$ 做匀速圆周运动所需的向心力一定由重力和库仑力的合力提供

如图所示，让摆球从图中的C位置由静止开始摆下，摆到最低点D处，摆线刚好被拉断，小球在粗糙的水平面上由D点向右做匀减速运动，到达A孔进入半径R=0.3m的竖直放置的光滑圆弧轨道，当摆球进入圆轨道立即关闭A孔。已知摆线长L=2m，θ=60°，小球质量为m=0.5kg，D点与小孔A的水平距离s=2m，g取10m/s²。

（1）求摆线能承受的最大拉力为多大?
（2）要使摆球能进入圆轨道并且不脱离轨道，求粗糙水平面动摩擦因数μ的范围。

第四章 牛顿运动定律 知识点题库

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