卷子答案网-一个不只有答案的网站第四章 运动和力的关系 单元测试
本试卷共4页，15小题，满分100分，考试用时75分钟。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.亚里士多德在其著作《物理学》中提到：一切物体都具有某种“自然本性”，物体由其“自然本性”决定的运动称之为“自然运动”，而物体受到推、拉、提、举等作用后的非“自然运动”称之为“受迫运动”。伽利略、笛卡尔、牛顿等人批判地继承了亚里士多德的这些说法。牛顿认为一切物体都具有的“自然本性”是惯性。下列关于“惯性”和“运动”的说法不符合牛顿观点的是（ ）
A．作用在物体上的力，是使物体做“受迫运动”的原因
B．一切物体的“自然运动”都是速度不变的运动
C．竖直上抛的物体，因为有惯性，其速度只能连续变化，而不能突变
D．静止放入转盘上的物体向桌子边缘滑去，是由于物体受到向外的力大于转盘给物体的摩擦力
2.有关运动与力的关系，下列说法正确的是( )
A.离地球越远的物体所受的重力越小,所以物体惯性也越小
B.力可以改变物体的运动状态
C.只有物体所受的合力发生改变,物体的运动状态才会发生改变
D.作用力与它的反作用力可以为一对平衡力
3.司机不用踩油门,车子的方向盘会自己动,能“看”到红灯停下来,遇见前方停车也会变道超车……2017年12月2日,搭载“阿尔法巴智能驾驶公交系统”的深圳巴士集团公交车在福田保税区首发试运行,这是全球首次在开放道路上运行智能驾驶公交。阿尔法巴智能巴士车头、侧身、车尾安装有各式感应设备。行驶中,借助感应设备阿尔法巴能够对路况进行反应,如遇突发情况,则会紧急制动刹车避免事故发生。当日,4辆全电动公交车在全程1.2公里的简单环线试运行,车速1030公里/小时,途中设三个停靠站。智能巴士在刹车过程中,下列说法正确的是( )
A.对地面的摩擦力与地面对它的摩擦力大小相等
B.对地面的摩擦力大于地面对它的摩擦力
C.对地面的摩擦力与地面对它的摩擦力是一对平衡力
D.速度在减小,惯性也在减小
4.人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀减速运动，如图所示.以下说法正确的是（ ）
A.人受到的摩擦力水平向左
B.人对扶梯的压力等于扶梯对人的支持力
C.人处于超重状态
D.扶梯对人的作用力竖直向上
5.工程师在研制送餐机器人时,发现餐具与机器人托盘之间的动摩擦因数 。若机器人被设计成速度不超过,现让机器人从静止启动将食物沿直线送至处的餐桌旁边,已知机器人加速、减速过程均视为匀变速运动,机器人到达餐桌时速度为零,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,则机器人送菜过程的最大加速度和最短时间分别是（ ）
A.,
B.,
C.,
D.,3.0s
6.升降机地板上放一个台秤，盘中放一质量为m的物体，当秤的读数为0.8mg时，升降机的运动可能是（ ）
A．加速上升
B．加速下降
C．减速上升
D．减速下降
7.如图，质量为M的小车放在光滑水平面上，小车上用细线悬吊一质量为m的小球，，用一力F水平向右拉小球，使小球和车一起以加速度a向右运动时，细线与竖直方向成角，细线的拉力为若用一力水平向左拉小车，使小球和车一起以加速度向左运动时，细线与竖直方向也成角，细线的拉力为则（ ）
A．，
B．，
C．，
D．，
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动,小球通过细绳与车顶相连.小球某时刻正处于如图所示状态.设斜面对小球的支持力为N,细绳对小球的拉力为T,关于此时刻小球的受力情况,下列说法正确的( )
A．若小车向左运动,N可能为零?
B．若小车向左运动,T可能为零
C．若小车向右运动,N不可能为?
D．若小车向右运动,T不可能为零
9. 趣味运动会上运动员手持网球拍托球沿水平面匀加速跑,设球拍和球质量分别为 M,m,球拍平面和水平面之间夹角为 θ,球拍与球保持相对静止,不计空气阻力及球和球拍间摩擦力,则( )
A.运动员的加速度为 gtanθ
B.球拍对球的作用力为 mg
C.运动员对球拍的作用力为
D.若加速度大于 gsinθ,球一定沿球拍向上运动
10. 长为L=3m与水平面成角的传送带以的速度顺时针运行,一物块以某一初速度从底部滑上传送带,结果物块恰好到达传送带顶端而沿原路返回,如图所示。物块与传送带间的动摩擦因数为,取重力加速度。( )
A.物块的初速度为
B.物块的初速度为
C.物块在传送带上运动时间为
D.物块在传送带上留下的划痕长度为
三、实验题：本题共2小题，每空3分，共15分。
11.某课外兴趣小组利用右图的实验装置研究物体加速度与合外力的关系：(1) 该小组同学实验时先正确平衡摩擦力，并利用钩码和小车之间连接的力传感器测出细线上的拉力，改变钩码的个数，确定加速度a与细线上拉力F的关系，下图中能表示该同学实验结果的是________．
A B C D
(2) 某次实验，在一条纸带上选取相邻时间间隔相等的若干计数点，依次如图中A、B、C、D、E所示．现测出AB＝2.20 cm，BC＝4.20 cm，CD＝6.18 cm，在测量DE段时，不慎把DE段拉断．根据上面数据，估计DE段的长度为________ cm.(保留三位有效数字)
12.一细绳跨过悬挂的定滑轮，两端分别系有小球A和B，如图所示。
一实验小组用此装置测量小球B运动的加速度。令两小球静止，细绳拉紧，然后释放小球，测得小球B释放时的高度h0=0.590 m，下降一段距离后的高度h=0.100 m；由h0下降至h所用的时间T=0.730 s。由此求得小球B加速度的大小为a =_______m/s2（保留3位有效数字）。从实验室提供的数据得知，小球A、B的质量分别为100.0 g和150.0 g，当地重力加速度大小为g=9.80 m/s2。根据牛顿第二定律计算可得小球B加速度的大小为a′=_______m/s2（保留3位有效数字）。可以看出，a′与a有明显差异，除实验中的偶然误差外，写出一条可能产生这一结果的原因：__________。
四、计算题：本题共3小题，13题7分，14题14分，15题18分，共39分。
13.一质量m=5 kg的物体放在光滑的水平面上，当用水平力F1=6 N作用在物体上时，物体的加速度为多大 若在水平力F1的基础上再加一个与F1垂直的水平作用力F2=8 N作用在物体上，则此时物体的加速度为多大
14.冬奥会四金得主王濛于2014年1月13日亮相全国短道速滑联赛总决赛．她领衔的中国女队在混合3 000米接力比赛中表现抢眼．如图所示，ACD是一滑雪场示意图，其中AC是长L＝8 m、倾角θ＝37°的斜坡，CD段是与斜坡平滑连接的水平面．人从A点由静止下滑，经过C点时速度大小不变，又在水平面上滑行一段距离后停下．人与接触面间的动摩擦因数均为μ＝0.25，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：
(1)人从斜坡顶端A滑至底端C所用的时间
(2)人在离C点多远处停下.
15.商场工作人员拉着质量m＝20kg的木箱沿水平地面运动。若用F1＝100N的水平力拉木箱，木箱恰好做匀速直线运动；现改用F2＝150N、与水平方向成53°斜向上的拉力作用于静止的木箱上，如图所示。已知sin53°＝0.80，cos53°＝0.60，重力加速度g取10m/s2，求：
（1）木箱与地面之间的动摩擦因数；
（2）F2作用在木箱上时，木箱运动的加速度大小；
（3）F2作用在木箱上4.0s后，撤去拉力，木箱沿水平地面还能滑多远。
答案
1. 【答案】D
【解析】A．作用在物体上的力，即物体受到推、拉、提、举等力的作用是使物体做“受迫运动”即变速运动的原因，符合牛顿的观点，故A正确，不符合题意；
B．一切物体的“自然运动”都是速度不变的运动--静止或者匀速直线运动，符合牛顿的观点，故B正确，不符合题意；
C．竖直向上抛出的物体，由于物体具有惯性，其速度只能连续变化，而不能突变，即没有立即反向运动，而是继续向上运动一段距离后才反向运动，符合牛顿的观点，故C正确，不符合题意；
D．可绕竖直轴转动的水平圆桌转得太快时，放在桌面上的盘子会向桌子边缘滑去，这是由于“盘子需要的向心力”超过了“桌面给盘子的摩擦力”导致的，不符合牛顿的观点，故D错误，符合题意。故选D。
2. 【答案】B
【解析】 A.离地球越远的物体，物体的质量不变，惯性不变，A错误；
B.力可以改变物体的运动状态，B正确；
C.只要物体所受的合力不为零，无论合力是否发生变化，都能改变物体的运动状态，C错误；
D.作用力与反作用力作用在两个物体上，不能求合力，不能平衡，不是平衡力，平衡力一定是作用在同一物体上的两个力，D错误
故选B。
3. 【答案】A
【解析】ABC.对地面的摩擦力与地面对它的摩擦力为一对作用力与反作用力,由牛顿第三定律可知,对地面的摩擦力与地面对它的摩擦力大小相等,故A正确,BC错误;
D.惯性的唯一量度为质量,与物体的速度无关,故D错误。故选A。
4. 【答案】B
【解析】设人的加速度大小为a，人的加速度斜向下，将加速度分解到水平和竖直方向得： ax=acosθ，方向水平向右；ay=asinθ，方向竖直向下，水平方向受静摩擦力作用，f=ma=macosθ，方向水平向右，故人受到重力、支持力和静摩擦力三个力作用.由于人有竖直向下的分加速度，所以人处于失重状态，故A C错误.根据牛顿第三定律可知，人对扶梯的压力等于扶梯对人的支持力，故B正确.扶梯受到人的向左的摩擦力和向下的压力，其合力方向不是竖直方向，选项D错误；故选B。
5. 【答案】A
【解析】依题意,设餐具及食物质量为,当它们与机器人托盘之间的摩擦力达到最大静摩擦力时,机器人送菜过程的加速度最大,根据牛顿第二定律有
当时,加速度值最大,可求得
根据匀变速直线运动规律知,当机器人以最大加速度加速,达到最大速度后匀速一段时间,然后减速,刚好到达餐桌时速度为零,则所用时间最短,则加速阶段有
,,代入数据求得,
根据对称性,同样减速阶段所用时间及位移为,
匀速阶段,有,代入数据求得
所以,机器人整个过程所用最短时间为故选A。
6. 【答案】BC
【解析】由题意可知，木箱受到的支持力为，物体受到的合力，由牛顿第二定律可知，加速度，方向竖直向下，故物体可能的运动情况为减速上升，或加速下降，故选项BC正确。
点睛：根据物体的受力情况可求得物体的合力，再由牛顿第二定律可知加速度的方向；由运动学公式可得出升降机可能的运动情况。
7. 【答案】A
【解析】先对左图中情况下的整体受力分析，根据牛顿第二定律有，再对左图中情况下的小球受力分析，如图：
根据牛顿第二定律有，，由以上三式可解得，，再对右图中小球受力分析，如图
由几何关系得，，再由牛顿第二定律，得到，由于，故，，故A正确，BCD错误。故选A。
8. 【答案】AB
【解析】
若小车向左运动做减速运动，则加速度向右，小球受重力及绳子的拉力可以使小球的加速度与小车相同，故此时N为零，故A正确；若小球向左加速运动，则加速度向左，此时重力与斜面的支持力可以使合力向左，则绳子的拉力为零，故B正确；同理可知当小球向右时，也可能做加速或减速运动，故加速度也可能向右或向左，故N和T均可以为零，故CD均错误；故选AB．
点睛：力是改变物体运动状态的原因，故物体的受力与加速度有关，和物体的运动方向无关，故本题应讨论向左加速和减速两种况。
9. 【答案】AC
【解析】对网球：受到重力mg和球拍的支持力N，作出力图如图1，
根据牛顿第二定律得：Nsinθ=ma；Ncosθ=mg；解得，a=gtanθ，N=，故A正确、B错误；以球拍和球整体为研究对象，如图2，根据牛顿第二定律得：运动员对球拍的作用力为，故C正确。当a＞gtanθ时，网球将向上运动，由于gsinθ与gtanθ的大小关系未知，故球不一定沿球拍向上运动。故D错误。故选AC。
本题是两个作用下产生加速度的问题，分析受力情况是解答的关键，运用正交分解，根据牛顿第二定律列方程求解.
10. 【答案】BCD
【解析】AB.若物块初速度v0小于等于v,由牛顿第二定律可得
能上滑的最大距离为
无法到达传送带顶端,故物块初速度v0应大于v,前一阶段,物块减速上滑过程,由牛顿第二定律可得
当速度与传送带速度相等时,位移为
后一阶段,物块继续减速上滑,到达顶端时速度恰好为零,该过程的加速度大小为a1,该过程的位移为,总位移满足,联立解得
A错误,B正确;
C.物块上滑过程所用时间为
物块从最高点匀加速下滑过程的加速度大小为a1,设到达底端的时间为,由位移公式可得,解得
则
故物块在传送带上运动的总时间为,C正确;
D.物块最终回到传送带底端,位移为零,故在整个过程中传送带的位移等于两者的相对位移,即
而传送带总长为2L,即6m,故物块在传送带上留下的划痕长度为,D正确。故选BCD。
11.(1) A (2) 8.14~8.20
【解析】 (1) 由F=ma可知a=由于加速度a与合外力F成正比故A正确．(2) 由匀变速运动规律可知DE-CD=CD-BC?解得DE=8.16 cm.
12.1.84 1.96 滑轮的轴不光滑，绳和滑轮之间有摩擦（或滑轮有质量）
①有题意可知小球下降过程中做匀加速直线运动，故根据运动学公式有代入数据解得a=1.84m/s2；
②根据牛顿第二定律可知对小球A有
对小球B有
带入已知数据解得；
③在实验中绳和滑轮之间有摩擦会造成实际计算值偏小。
13.解：
物体只受F1作用时，根据牛顿第二定律有
F1=ma1
解得物体的加速度a1=1.2 m/s2
当F1、F2同时作用时，物体受到的合力
F合= =10 N
此时物体的加速度a2= =2 m/s2。
14.（12分）【答案】
(1) t＝2 s (2)x＝12.8
【解】
(1)人在斜坡上下滑时，受力分析如图所示．
设人沿斜坡下滑的加速度为a，沿斜坡方向，由牛顿第二定律得mgsin θ－Ff＝ma
Ff＝μF
垂直于斜坡方向有FN－mgcos θ＝0
联立以上各式得a＝gsin θ－μgcos θ＝4 m/s2
由匀变速运动规律得L＝at2 ；t＝2 s
(2)人在水平面上滑行时，水平方向只受到地面的摩擦力作用．设在水平面上人减速运动的加速度为a′，由牛顿第二定律得μmg＝ma′
设人到达C处的速度为v，则人在斜面上下滑的过程：v2＝2aL 人在水平面上滑行时：
0－v2＝－2a′x
联立以上各式解得x＝12.8
15.（12分）【答案】（1）0.5；（2）2.5m/s2；（3）10m
【解析】（1）在F1作用下物体做匀速直线运动
，
（2）由受力分析可知，水平方向有
竖直有，（），解得
（3）F2作用在物体4s后速度为
撤去F2后物体在摩擦力作用下做匀减速直线运动为
则可得撤去拉力，木箱沿水平地面还能滑的距离为
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