1、专题二牛顿运动定律与直线运动测试一、单选题(共 15 小题) 1.我国蹦床队组建时间不长，但已经在国际大赛中取得了骄人的成绩，前不久又取得北京奥运会的金牌假如运动员从某一高处下落到蹦床后又被弹回到原的高度，其整个过程中的速度随时间的变化规律如图所示，其中 oa 段和 cd 段为直线，则根据此图象可知运动员 ( )A 在 t1t2 时间内所受合力逐渐增大B 在 t2 时刻处于平衡位置C 在 t3 时刻处于平衡状态D 在 t4 时刻所受的弹力最大2.跳伞运动员从悬停的直升机上跳下，经过一段时间后开启降落伞。如图所示是跳伞过程中的 v-t图象。若将人和伞看成一个系统，则有( )A 系统先加速下降，接
2、着减速上升B 系统受到的合外力始终向下C 阻力对系统始终做负功D 系统始终处于失重状态3.如图所示，Pa，Pb ，Pc 是竖直面内三根固定的光滑细杆，P，a，b ，c 位于同一圆周上， 点 d 为圆周的最高点，c 点为最低点。每根杆上都套着一个小滑环（图中未画出） ，三个滑环分别从 P 处释放（初速为 0） ，用 t1，t 2， t3 依次表示各滑环到达 a，b ，c 所用 的时间，则（ ）At 1t2t3Ct 3t1t2，Dt 1=t2=t34.如图所示，一轻质弹簧的一端系一质量为 m 的小球，另一端固定在倾角为 370 的光滑斜面体顶端，弹簧与斜面平行。在斜面体以大小为 g 的加速度水平向
3、左做匀加速直线运动的过程中，小球始终相对于斜面静止。已知弹簧的劲度系数为 k，则该过程中弹簧的形变量为（已知：sin37=0.6,cos37=0.8） （ ）A 0.2mg /kB 0.4mg/kCmg/kD 0.6mg /k5.如图所示，一些商场安装了智能化的自动扶梯，为了节约能源，在没有乘客乘行时，自动扶梯以较小的速度匀速运行，当有乘客乘行时自动扶梯经过先加速再匀速两个阶段的运行，则扶梯在运送乘客上行过程中（ ）A 乘客始终受摩擦力作用B 乘客经历先超重再失重的两个过程C 电梯对乘客的作用力始终竖直向上D 电梯对乘客的作用力先指向前上方，再竖直向上6.刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参数之
4、一。图中所示的图线甲，乙分别为甲，乙两辆汽车在紧急刹车过程中的刹车距离 x 与刹车前的车速 v 的关系曲线，已知紧急刹车过程中车与地面间是滑动摩擦。据此可知，下列说法中正确的是( )A 以相同的车速开始刹车甲车先停止运动B 以相同的车速开始刹车甲，乙两车同时停止运动C 乙车与地面间的动摩擦因数较大，乙车的刹车性能好D 甲车的刹车距离随刹车前的车速 v 变化快，甲车的刹车性能好7.A，B 两质点在同一直线上运动，t=0 时刻，两质点从同一地点运动的 图象如图所示，则下列说法正确的是( )AA 质点以 20m/s 的速度匀速运动BB 质点先沿正方向做直线运动，后沿负方向做直线运动C 经过 4s，B
5、 质点的位移大于 A 质点的位移D 在图示的运动过程中，A，B 两质点之间的距离在 04s 内某一时刻达到最大8.如图所示，三个物体质量分别为 =1.0kg， =2.0kg， =3.0kg ，已知斜面上表面光滑，斜面倾角 ， 和 之间的动摩擦因数 =0.8。不计绳和滑轮的质量和摩擦。初始用外力使整个系统静止，当撤掉外力时， 将（g=10m/s 2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力）( )A 和 一起沿斜面下滑B 和 一起沿斜面上滑C 相对于 下滑D 相对于 上滑9.如图所示，有一内壁光滑的闭合椭圆形管道，置于竖直平面内，MN 是通过椭圆中心 O 点的水平线。已知一小球从 M 点出发，初速率为 v0，
6、沿管道 MPN 运动，到 N 点的速率为 v1，所需时间为t1；若该小球仍由 M 点以出速率 v0 出发，而沿管道 MQN 运动，到 N 点的速率为 v2，所需时间为t2。则（ ）Av 1=v2，t 1t 2Bv 1 v2，t 1t 2Cv 1=v2，t 1 t2Dv 1v 2，t 1t 210.从同一地点先后开出 n 辆汽车组成车队在平直的公路上行驶，各车均由静止出发先做加速度为a 的匀加速直线运动，达到同一速度 v 后改做匀速直线运动，欲使 n 辆车都匀速行驶时彼此距离均为 s，则各辆车依次启动的时间间隔为（忽略汽车的大小） （ ）ABCD11.质点沿 x 轴做直线运动，其 v-t 图像如
7、图所示。质点在 t0 时位于 x5m 处，开始沿 x 轴正向运动。当 t8s 时，质点在 x 轴上的位置为( )Ax3mBx 8mCx 9mDx14m12.A，B 两个物体在水平面上沿同一直线运动，它们的 v-t 图象如图所示在 t=0 时刻，B 在 A 的前面，两物体相距 7m，B 物体做减速运动的加速度大小为 2m/s2则 A 物体追上 B 物体所用时间是（ ）A 8sB 7sC 6.25sD 5s13.如图，质量 mA mB 的两物体 A，B 叠放在一起，靠着竖直墙面。已知两物体与墙面的动摩擦因数 A B让它们由静止释放，在沿粗糙墙面下落过程中，物体 B 的受力示意图是（ ）A 答案 A
8、B 答案 BC 答案 CD 答案 D14.牛顿的运动定律非常重要，他的研究帮助了人们建立了正确的力与运动的关系下列实例中，人处于超重状态的是（ ）A 加速向上起飞时飞机中的乘客B 加速行驶在水平轨道上高速列车中的乘客C 上行电梯将要到达指定楼层时电梯中的乘客D 沿椭圆轨道运行到近地点时飞船中的宇航员15.如图是伽利略研究自由落体运动实验的示意图，让小球由倾角为 的光滑斜面由静止滑下，在不同的条件下进行多次实验，下列叙述正确是（ ）A 角越大，小球对斜面的压力越大B 角越大，小球运动的加速度越小C 角越大，小球从顶端运动到底端所需时间越短D 角一定，质量不同的小球运动的加速度也不同二、计算题(共
9、 3 小题) 16.某煤矿运输部有一新采购的水平浅色足够长传送带以 4.0m/s 的恒定速度运动，若使该传送带改做加速度大小为 3.0m/s2 的匀减速运动，并且在传送带开始做匀减速运动的同时，将一煤块（可视为质点）无初速度放在传送带上。已知煤块与传送带间的动摩擦因数为 0.10，重力加速度取10m/s2,求煤块在浅色传送带上能留下的痕迹长度和相对于传送带运动的位移大小。 （计算结果保留两位有效数字）17.如图所示，光滑水平面与一倾斜运输带 MP 相接，运输带与水平面夹角 =30，运输带顺时针运行的速率 v0=5m/s在水平面上的 N 点处方一质量 m=0.4kg 的小物体，N 点与运输带下端
10、 M 点间距离 x=2m，现对小物体施加水平恒力 F=10N 作用用至 M 点撤掉，连接点 M 处是平滑的，小物体在此处无碰撞能量损失小物体与运输带间的动摩擦因数为 = ，到达运输带最高点 P 时速度恰好为零，取 g=10m/s2求： （1）小物体运动到 M 时的速度大小； （2）MP 之间的距离 L； （3）此过程中小物体与运输带间由于摩擦而产生的热量 Q18.在 2014 年索契冬奥会上，奥地利选手梅耶耳力战群雄，最终夺得男子高山滑雪冠军。假设滑雪赛道可简化为倾角为 =30，高度为 h=945m 的斜面，运动员的质量为 m=60kg，比赛中他由静止从斜面最高点开始滑下，滑到斜面底端时的速度
11、 v=30m/s，该过程中运动员的运动可看作匀加速直线运动（g 取 10m/s2）求：（1）整个过程运动时间；（2）运动过程中所受的平均阻力（结果保留三位有效数字） 。三、填空题(共 1 小题) 19.为研究钢球在液体中运动时所受阻力的阻力常数，让钢球从某一高度竖直下落进入液体中运动，用闪光照相的方法拍摄出钢球在不同时刻的位置，如图所示。已知钢球在液体中运动时所受阻力F=kv2，闪光照相机的闪光频率为 f，图中刻度尺的最小分度为 s0，钢球质量为 m，则阻力常数 k 的表达式为。答案解析1.【答案】B【解析】在 t1-t2 时间内，人受到的弹力小于人的重力，合力向下，人还是在向下加速运动，但是
12、加速度的大小是在减小的，合力是在减小的，所以 A 错误在 t2 时刻，弹力和人的重力相等，此时处于平衡位置，速度到达最大，所以 B 正确在 t3 时刻，人的速度最小，此时弹力最大，具有向上的加速度，所以 C 错误在 t4 时刻，人向上运动，速度达到最大，此时的合力为零，所以 D错误2.【答案】C【解析】由图知，系统先加速下落，接着减速下落，最后匀速下落，故 A 错误；减速下落阶段，加速度向上，合外力向上，处于超重状态，所以 B，D 错误；阻力始终与运动的方向相反，故一直做负功，所以 C 正确。3.【答案】B【解析】以 P 点为最高点，取合适的竖直直径 Pe 作等时圆，如图所示， 显然P 到 f
13、， b，g 才是等时的，比较图示位移 PaPf，PcPg，故推得 t1t 2t 3，故 B 正确，A，C，D 错误4.【答案】A【解析】设小球受到弹簧弹力沿斜面向下，形变为 x，对小球进行受受力分析，正交分解得， ，a=g，解得 x=0.2mg/k，A 正确。5.【答案】D【解析】匀速运动阶段，扶梯对乘客只有竖直向上的支持力，没有摩擦力故 A 错误加速运动阶段，扶梯对乘客的支持力大于重力，乘客处于超重状态；匀速运动阶段，扶梯对乘客的支持力等于重力，乘客既不超重，也不失重故 B 错误加速运动阶段，扶梯对乘客有水平向左的摩擦力和竖直向上的支持力，扶梯对乘客的作用力指向左上方；匀速运动阶段，扶梯对乘
14、客的作用力竖直向上即电梯对乘客的作用力先指向前上方，再竖直向上；故 C 错误，D 正确；6.【答案】C【解析】汽车刹车后做减速运动，根据运动学公式可知：s= ，故 s 和 v 的图象是抛物线，根据抛物线特点可知 a1a 2，即甲车刹车时加速度小于乙车的，以相同的车速开始刹车乙车先停止运动，故乙车刹车性能好，乙车与地面间的动摩擦因数较大，故 ABD 错误，C 正确7.【答案】B【解析】 图象的斜率大小表示质点运动速度的大小，正负表示速度的方向，由 图象可知，A 质点沿正方向做匀速直线运动，其速度 ，A 错误；B 质点最初 4s 沿正方向做减速运动，后 4s 沿负方向做加速运动，B 正确；4s 末
15、，A，B 两质点达到同一位置，两质点相遇，C 错误；A，B 间的距离先增大后减小，当两者速度相等时距离最大，但相遇后 B 质点反向运动，两质点间的距离继续增大，D 错误。8.【答案】C【解析】假设 m1 和 m2 之间保持相对静止，对整体分析，整体的加速度隔离对 m2 分析，根据牛顿第二定律得，f-m 2gsin30=m2a 解得 f=m2gsin30+m2a最大静摩擦力 fm=m2gcos30=0.8210 N=8 N，可知 ff m，知道 m2 的加速度小于 m1 的加速度，m 2 相对于 m1 下滑故 C 正确，A ，B ，D 错误9.【答案】A【解析】由于是内壁光滑的闭合椭圆形管道，运
16、动中只有重力做功，机械能守恒，MON 在同一水平线上，故 v1=v2=v0；而沿管道 MPN 运动，先减速后加速，沿管道 MQN 运动，先加速后减速，前者平均速率小，后者平均速率大，运动的路程相同，故 t1t2。A 正确。10.【答案】D【解析】某辆车从静止开始做匀加速直线运动经过时间 t 速度恰好达到 v，其前面一辆车运动时间为 t+t，则 s1= at2，s 1+s= at2+vt联立上述方程得各辆车依次启动的时间间隔 ，故D 项正确11.【答案】B【解析】根据图像表示的物理意义可知，图线与时间轴围城的面积表示物体的位移，面积在时间轴之上，表示位移为正，反之表示位移为负。由图像可知 8 秒
17、内质点的位移为：，又因为初始时刻质点的位置为 x5m 处，所以 8 秒末质点在 8m 处，B 项正确。12.【答案】A【解析】B 减速到零所需的时间为 5s，在 5s 内，A 的位移为：x A=vAt=45m=20m B 的位移为：xB=25m,此时两车相距：x=x B+7-xA=25+7-20=12m 所以 A 追上 B 所需的时间为：t=t+13.【答案】A【解析】A 与 B 整体同时沿竖直墙面下滑，受到总重力，墙壁对其没有支持力，如果有，将会向右加速运动，因为没有弹力，故也不受墙壁的摩擦力，即只受重力，做自由落体运动；由于整体做自由落体运动，处于完全失重状态，故 A，B 间无弹力，再对物
18、体 B 受力分析，只受重力；所以 A 正确。14.【答案】A【解析】加速向上起飞时飞机中的乘客的加速度向上，处于超重状态故 A 正确；加速行驶在水平轨道上高速列车中的乘客受到的摩擦力和座位的水平压力提供加速度，加速度在水平方向上故不超重故 B 错误；上行电梯将要到达指定楼层时电梯中的乘客做匀减速运动，加速度的方向向下故 C 错误；沿椭圆轨道运行到近地点时飞船中的宇航员处于失重状态故 D 错误15.【答案】C【解析】据题意，当斜面倾角 越大，则小球对斜面的压力为： ，随倾角增大而减小，故选项 A 错误；小球运动的加速度为： ，随倾角增大而增大，且小球加速度与质量无关，故选项 BD 错误；小球的运
19、动时间为： ，随倾角增大而减小，故选项 C 正确。16.【 答案】【解析】由运动情况作出传送带和煤块的 v-t 图像，如图所示。因煤块与传送带间的动摩擦因数为，则煤块在传送带上运动的加速度 ，由图可得：解得此过程中煤块相对于传送带向后滑动，划线的长度为当煤块与传动带间的速度相等以后，两者都做匀减速直线运动，煤块相对于传送带又向前滑动，划线的长度为因为 ，煤块在传送带上留下的划线长度为煤块相对于传送带的位移为17.【 答案】 （1） 10m/s；（2） 10m ；（3） 6.67J【解析】 （1）小物体从 N 至 M 点的过速度程中受重力，支持力和拉力作用，只有拉力对物体做功，根据动能定理有：F
20、x=可得到达 M 点时小物体的速度 v=10m/s2（2）小物体刚到输送带上相对运输带上滑到两者共速前，受沿斜面向下摩擦力，做匀减速运动，令物体的加速度为 a1，根据牛顿第二定律有：mgsin+mgcos=ma1解得 解得 a 1=7.5m/s2令此过程中物体上滑的距离为 L1，根据速度位移关系有： v22a 1L1得 L 1=5m小物体与传送带共速后，由于 mgcosmgsin，所以物体继续做减速运动，相对于传送带下滑，受沿斜面向上摩擦力，令此时物体加速度为 a2，则根据牛顿第二定律有：mgsin-mgcos=ma 2 加速度 a2=2.5m/s2令物体向上减速至速度为 0 时的位移为 L2
21、，则根据速度位移关系有： 由 0 2a 2L2 得 L2=5m 所以 MP 之间的距离 L=L1+L2=5+5m=10m（3）令物体速度由 v 减至 v0 的时间为 t1，则由速度时间关系有： v0=v-a1t1 得物体第一阶段减速的时间 t1 所以运输带运行的位移 x1v 0t1 小物体相对运输带位移s 1L 1x1物体由速度 v 减至 0 时所用时间为 t2，由速度时间关系有： 0=v0-a2t2 得第二阶段减速时间 t2=2s 所以此过程中运输带运行的位移 x2=v0t2=10m 小物体相对运输带位移s 2=x2-L2=5m 小物体相对于运输带的路程ss 1+s2则摩擦而产生的热量 Qmgcos s 6.67J18.【 答案】126s 286N【解析】 （1）由题意梅耶耳在比赛中从静止开始做匀加速直线运动。根据运动学公式由以上二式解得 ： a=0.238m/s2t=126s（2）由牛顿第二定律知解得 F 阻 =286N19.【 答案】【解析】钢球从某一高度竖直下落进入液体中先做减速运动，后做匀速运动，由 mg= kv2， v=2s0/T=2s0f，解得 k= 。