高中物理 第四章 牛顿运动定律
1．光滑水平面上静止一个物体，现有水平恒力F作用在物体上，使物体的位移为x0时，立刻换成－4F的力，作用相同时间，此刻物体的位移为( )
A．－x0 B．x0 C．0 D．－2x0
【解析】 以F方向为正方向，设开始阶段加速度为a，则后一阶段加速度为－4a，由运动规律：
121x0＝at，x′＝at·t－×4at2，x＝x0＋x′
22
三个方程联立求得x＝－x0，故A正确． 【答案】 A 2．如果水平力F在时间t内能使质量为m，原来静止在粗糙水平面上的物体产生位移x，那么( )
A．相同的力在相同的时间内使质量是一半的原来静止的物体移动2x的距离
B．相同的力在一半的时间内使质量是一半的原来静止的物体移动相同距离的1/4
C．相同的力在2倍的时间内使质量是两倍的原来静止的物体移动相同的距离
D．一半的力在相同时间内使质量一半的原来静止的物体移动相同的距离
【解析】 物体在粗糙水平面上运动时的加速度为a＝F－μmgF12
＝－μg.从静止开始经时间t的位移为x＝at，则xmm2
?21?F
＝?m－μg?t.再通过选项条件判断可知只有选项D正确． 2??
【答案】 D
3．竖直上抛物体受到的空气阻力Ff大小恒定，物体上升到最高点时间为t1，从最高点再落回抛出点所需时间为t2，
用心 爱心 专心
上升时加速度大小为a1，下降时加速度大小为a2，则( )
A．a1>a2，t1
12
时所受合力F′＝mg－Ff＝ma2，故a1>a2.又因为h＝a1t1＝
2
12
at，则t1 【答案】 A 4. 如右图所示是一物体沿东西方向(以东为正方向)做直线运动的v-t图象．由此图象可以判断出( ) A．前10 s物体受到外力方向是向东的，后10 s受到外力方向是向西的 B．前10 s物体受到外力方向是向西的，后10 s受到外力方向是向东的 C．物体受到的外力方向一直向东 D．物体受到的外力方向一直向西 【答案】 C 5．如右 图所示，重10 N的物体以速度v在粗糙的水平面上向左运动，物体与桌面间的动摩擦因数为0.1，现给物体施加水平向右的拉力F，其大小为20 N，则物体受到的摩擦力和加速度大小分别为(取g=10 m/s2)( ) A．1 N,20 m/s2 B．0,21 m/s2 C．1 N,21 m/s2 D．条件不足，无法计算 【解析】 物体受到的滑动摩擦力Ff＝μFN＝μmg＝0.1×10 N＝1 N，水平方向上的合外力为F＋Ff＝ma，则a 用心 爱心 专心 F＋Ff20＋1＝＝ m/s2＝21 m/s2. m1 【答案】 C 6．如右图所 示，位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点，与竖直墙壁相切于A点，竖直墙壁上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60°，C是圆环轨道的圆心．已知在同一时刻，a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道AM、BM运动到M点；c球由C点自由下落到M点．则( ) A．a球最先到达M点 B．b球最先到达M点 C．c球最先到达M点 D．b球和c球都可能最先到达M点 1 【解析】 设圆的半径为R，则2R＝gsin 45°tA2，2R 2 1124R8R2＝gsin 60°tB，R＝gtC，可得：tA＝，tB＝，22g3g 2R tC＝，故有tB>tA>tC，故C正确． g 【答案】 C 7．雨滴从空中由静止落下，若雨滴下落时空气对其的阻力随雨滴下落速度的增大而增大，如图所示的图象可以正确反映雨滴下落运动情况的是( ) 【解析】 对雨滴受力分析，由牛顿第二定律得：mg－Ff＝ma.雨滴加速下落，速度增大，阻力增大，故加速度减 用心 爱心 专心 小，在v－t图象中其斜率变小，故选项C正确． 【答案】 C 8．如右图所示，ad、bd、cd是竖直平面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，a点为圆周的最高点，d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a、b、c处释放(初速度为0)．用t1、t2、t3依次表示各滑环到达d所用的时间，则( ) A．t1＜t2＜t3 B．t1＞t2＞t3 C．t3＞t1＞t2 D．t1＝t2＝t3 【解析】 设圆的半径为R，任取一根滑杆ed，如右图所示．设∠ade=θ，由直角三角形得s=ed=2R·cos θ；在斜线ed上，a=gsin α=gsin(90°-θ)=gcos θ；由位移公式得t=??=??=2??与倾斜角度无关，所以环以任何途径下滑时间是相等的． 【答案】 D 9．质量为1 kg，初速度v0＝10 m/s的物体，受到一个与初速度v0方向相反，大小为3 N的外力F的作用，沿粗糙的水平面滑动，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，经3 s后撤去外力，直到物体停下来物体滑行的总位移为(取g＝10 m/s2)( ) A．7.5 m B．9.25 m C．9.5 m D．10 m 【解析】 刚开始物体受合外力F＋μmg＝ma，代入数据，解得a＝5 m/s2，由于a与v0方向相反，所以由v0＝at v0得到t＝2 s后物体速度为零，位移s＝t＝10 m；接下来反 2 用心 爱心 专心 F－μmg 向匀加速运动1 s，加速度a1＝，代入数据解得a1＝1 m 122 m/s，位移s1＝a1t＝0.5 m，方向与s相反．v1＝a1t1＝1×1 2 m/s＝1 m/s，接下来做加速度a2＝μg＝2 m/s2的匀减速运动， v12 所以s2＝＝0.25 m，所以总位移为s－s1－s2＝9.25 m. 2a2 【答案】 B 10．把一个质量是2 kg的物块放在水平面上，用12 N的水平拉力使物体从静止开始运动，物块与水平面间的动摩擦因数为 0.2，物块运动2 s末撤去拉力，g取10 m/s2.求： (1)2 s末物块的瞬时速度； (2)此后物块在水平面上还能滑行的最大距离． 【解析】 (1)前2 s内，物体做初速度为0的，加速为a1的匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得：F－Ff＝ma1，Ff＝μFN， F－μmg FN＝mg，则a1＝＝4 m/s2. m 由运动学公式v1＝a1t1＝8 m/s. (2)撤去F后，物体做加速度为a2的匀减速直线运动，a2 2v1＝μg＝2 m/s2.又x2＝＝16 m. 2a2 【答案】 (1)8 m/s (2)16 m 11．在 水平地面上有一个质量为4.0 kg的物体，物体在水平拉力F的作用下由静止开始运动.10 s后拉力大小减小为F/3， 并保持恒定．该物体的速度图象如右图所示．求： (1)物体所受到的水平拉力F的大小； (2)该物体与地面间的动摩擦因数．(取g=10 m/s2) 【解析】 物体的运动分为两个过程，根据a=?? 用心 爱心 专心