高一物理牛頓定律瞬時(shí)問(wèn)題解析試卷及答案

一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.一輕彈簧上端固定，下端掛一重物，平衡時(shí)彈簧伸長(zhǎng)了4cm。再將重物向下拉1cm，然后放手，則在剛放手的瞬間重物的加速度是（g取10m/s2）A.2.5m/s2B.7.5m/s2C.10m/s2D.12.5m/s22.如圖所示，質(zhì)量為m的小球用水平彈簧系住，并用傾角為30°的光滑木板AB托住，小球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)木板AB突然向下撤離的瞬間，小球的加速度大小為（）A.0B.\(\frac{\sqrt{3}}{3}g\)C.\(g\)D.\(\frac{2\sqrt{3}}{3}g\)3.如圖，兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A、B用輕彈簧相連，B球用輕繩懸掛著，A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)將輕繩剪斷，則在輕繩剪斷瞬間，A球的加速度大小為（）A.0B.gC.2gD.3g4.一個(gè)物體受幾個(gè)力作用而處于靜止?fàn)顟B(tài)，若保持其他力不變，而將其中一個(gè)力F逐漸減小到零，然后又逐漸增大到F（方向不變），在這個(gè)過(guò)程中物體的（）A.加速度增大，速度增大B.加速度減小，速度增大C.加速度先增大后減小，速度一直增大D.加速度和速度都是先增大后減小5.如圖所示，物塊1、2間用剛性輕質(zhì)桿連接，物塊3、4間用輕質(zhì)彈簧相連，物塊1、3質(zhì)量為m，物塊2、4質(zhì)量為M，兩個(gè)系統(tǒng)均置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將兩木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，物塊1、2、3、4的加速度大小分別為\(a_{1}\)、\(a_{2}\)、\(a_{3}\)、\(a_{4}\)。重力加速度大小為g，則有（）A.\(a_{1}=a_{2}=a_{3}=a_{4}=0\)B.\(a_{1}=a_{2}=a_{3}=a_{4}=g\)C.\(a_{1}=a_{2}=g\)，\(a_{3}=0\)，\(a_{4}=\frac{(m+M)g}{M}\)D.\(a_{1}=g\)，\(a_{2}=\frac{(m+M)g}{M}\)，\(a_{3}=0\)，\(a_{4}=\frac{(m+M)g}{M}\)6.如圖，質(zhì)量為m的小球穿在足夠長(zhǎng)的水平固定直桿上處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)對(duì)小球同時(shí)施加水平向右的恒力\(F_{1}\)和豎直向上的力\(F_{2}\)，使小球從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，其中\(zhòng)(F_{2}\)隨小球的速度v均勻增大，即\(F_{2}=kv\)（k為常量）。已知小球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為\(\mu\)，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是（）A.小球先做加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)B.小球先做加速運(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)直至靜止C.小球加速度先增大后減小D.小球加速度一直增大7.如圖所示，A、B兩物體質(zhì)量之比\(m_{A}:m_{B}=3:2\)，原來(lái)靜止在平板小車(chē)C上，A、B間有一根被壓縮的彈簧，地面光滑。當(dāng)彈簧突然釋放后，則（）A.若A、B與平板車(chē)上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B.若A、B與平板車(chē)上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒C.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒D.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒8.如圖所示，用輕質(zhì)彈簧連接的兩個(gè)物塊A、B靜止于光滑水平面上，現(xiàn)同時(shí)對(duì)A、B兩物塊施加等大反向的水平恒力\(F_{1}\)、\(F_{2}\)，使A、B同時(shí)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，對(duì)A、B兩物塊及彈簧組成的系統(tǒng)，正確的說(shuō)法是（彈簧不超過(guò)彈性限度）（）A.動(dòng)量不守恒B.機(jī)械能守恒C.當(dāng)彈簧伸長(zhǎng)到最長(zhǎng)時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能最大D.當(dāng)彈簧彈力的大小與\(F_{1}\)、\(F_{2}\)的大小相等時(shí)，A、B的動(dòng)能最大9.如圖，質(zhì)量為M的小車(chē)放在光滑水平面上，小車(chē)上用細(xì)線懸吊一質(zhì)量為m的小球，M＞m。用一力F水平向右拉小球，使小球和小車(chē)一起以加速度a向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)線與豎直方向成\(\theta\)角，細(xì)線的拉力為\(T\)；若用一力\(F'\)水平向左拉小車(chē)，使小球和小車(chē)一起以加速度\(a'\)向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)線與豎直方向也成\(\theta\)角，細(xì)線的拉力為\(T'\)，則（）A.\(a'=a\)，\(T'=T\)B.\(a'＞a\)，\(T'=T\)C.\(a'＜a\)，\(T'=T\)D.\(a'=a\)，\(T'＞T\)10.如圖所示，在光滑水平面上有一質(zhì)量為\(m_{1}\)的足夠長(zhǎng)的木板，其上疊放一質(zhì)量為\(m_{2}\)的木塊。假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等。現(xiàn)給木塊施加一隨時(shí)間t增大的水平力\(F=kt\)（k是常數(shù)），木板和木塊加速度的大小分別為\(a_{1}\)和\(a_{2}\)，下列反映\(a_{1}\)和\(a_{2}\)變化的圖線中正確的是（）二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.關(guān)于牛頓第二定律的瞬時(shí)性，下列說(shuō)法正確的是（）A.力是產(chǎn)生加速度的原因，有力就有加速度B.力與加速度具有同時(shí)性，即有力作用的瞬間，物體立即獲得加速度C.物體的加速度方向一定與合外力方向相同D.物體的速度方向一定與合外力方向相同2.如圖所示，A、B兩物體疊放在一起，放在光滑的水平面上，質(zhì)量分別為\(m_{A}=3kg\)，\(m_{B}=2kg\)，在水平力\(F_{1}=5N\)，\(F_{2}=10N\)的作用下一起加速運(yùn)動(dòng)，則（）A.A、B間的摩擦力大小為2NB.A、B間的摩擦力大小為3NC.A、B一起運(yùn)動(dòng)的加速度大小為1m/s2D.A、B一起運(yùn)動(dòng)的加速度大小為2m/s23.如圖所示，質(zhì)量均為m的A、B兩球之間系著一根不計(jì)質(zhì)量的彈簧，放在光滑的水平面上，A球緊靠墻壁。今用水平力F向左推B球，使彈簧壓縮，當(dāng)系統(tǒng)處于靜止時(shí)，突然撤去水平力F，則（）A.在撤去F的瞬間，A、B兩球的加速度均為零B.在撤去F的瞬間，B球的加速度大小為\(\frac{F}{m}\)，方向向右C.在撤去F后，A球受力不再為零D.在撤去F后，A、B兩球組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒4.如圖，一質(zhì)量為m的物塊靜止在傾角為\(\theta\)的斜面上，現(xiàn)對(duì)物塊施加一個(gè)垂直于斜面向上的力F，且F＜mgcos\(\theta\)，則在施加力F之后（）A.物塊所受合力不變B.物塊所受摩擦力變小C.物塊所受支持力變小D.物塊所受合力變大5.如圖所示，質(zhì)量為m的物體放在質(zhì)量為M的木板上，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為\(\mu_{1}\)，物體與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為\(\mu_{2}\)，重力加速度為g。現(xiàn)對(duì)木板施加一水平向右的拉力F，使木板和物體一起向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則（）A.當(dāng)\(F\)較小時(shí)，物體與木板相對(duì)靜止一起加速B.當(dāng)\(F\)足夠大時(shí)，物體與木板會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)C.若\(M\)足夠大，無(wú)論\(F\)多大，物體與木板都不會(huì)相對(duì)滑動(dòng)D.物體受到的摩擦力大小一定為\(\mu_{2}mg\)6.如圖所示，在光滑水平面上有一質(zhì)量為\(m_{1}\)的木板，木板上有一質(zhì)量為\(m_{2}\)的滑塊，滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為\(\mu\)?，F(xiàn)給滑塊一個(gè)初速度\(v_{0}\)，使滑塊在木板上滑動(dòng)，木板始終靜止，則（）A.滑塊的加速度大小為\(\mug\)B.滑塊的加速度大小為\(\frac{\mum_{2}g}{m_{1}}\)C.木板受到的摩擦力大小為\(\mum_{2}g\)D.木板受到的摩擦力大小為\(\mum_{1}g\)7.如圖所示，質(zhì)量為m的小球用兩根輕繩懸掛，其中繩OA水平，繩OB與豎直方向成\(\theta\)角?，F(xiàn)剪斷繩OA，則在剪斷瞬間（）A.小球的加速度大小為gtan\(\theta\)B.小球的加速度大小為gsin\(\theta\)C.繩OB的拉力大小為\(\frac{mg}{\cos\theta}\)D.繩OB的拉力大小為mgcos\(\theta\)8.如圖，在光滑水平面上有一質(zhì)量為M的小車(chē)，小車(chē)上固定一個(gè)傾角為\(\theta\)的光滑斜面，質(zhì)量為m的滑塊沿斜面下滑，下滑過(guò)程中，小車(chē)保持靜止?fàn)顟B(tài)，則（）A.滑塊下滑的加速度大小為gsin\(\theta\)B.小車(chē)對(duì)地面的壓力大小為\((M+m)g\)C.地面對(duì)小車(chē)的摩擦力大小為mgsin\(\theta\)cos\(\theta\)D.地面對(duì)小車(chē)的摩擦力大小為09.下列關(guān)于牛頓定律瞬時(shí)問(wèn)題中“輕繩”和“輕彈簧”模型特點(diǎn)的說(shuō)法正確的是（）A.輕繩的彈力可以突變B.輕彈簧的彈力可以突變C.輕繩的彈力不能突變D.輕彈簧的彈力在一般情況下不能突變10.如圖所示，A、B兩物體質(zhì)量分別為\(m_{A}\)、\(m_{B}\)，用輕質(zhì)彈簧相連，靜止在光滑水平面上?，F(xiàn)對(duì)B物體施加一個(gè)水平向右的恒力F，使B物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，在彈簧達(dá)到最大伸長(zhǎng)量之前（）A.A、B兩物體的加速度大小始終相等B.A、B兩物體的速度大小始終相等C.彈簧的彈力逐漸增大D.A、B系統(tǒng)的動(dòng)量守恒三、判斷題（每題2分，共20分）1.物體所受合外力變化時(shí)，加速度也同時(shí)變化。（）2.輕彈簧在剪斷瞬間，彈力立即變?yōu)榱?。（?.當(dāng)物體的速度為零時(shí)，加速度一定為零。（）4.牛頓第二定律的瞬時(shí)性表明，力改變時(shí)，加速度馬上改變。（）5.一個(gè)物體受多個(gè)力作用，若其中一個(gè)力突然消失，物體的加速度一定立即改變。（）6.輕繩連接的物體，在繩斷瞬間，物體所受拉力突變。（）7.物體加速度方向與合外力方向始終相同。（）8.用水平力推靜止在水平地面上的箱子，箱子未動(dòng)，是因?yàn)橥屏π∮谀Σ亮?。（?.物體的速度方向與加速度方向一定相同。（）10.牛頓第二定律中的力和加速度是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系。（）四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述牛頓第二定律瞬時(shí)性的含義。答案：牛頓第二定律瞬時(shí)性指力與加速度的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系。力改變的瞬間，加速度立即改變；力消失，加速度立即消失，二者同時(shí)產(chǎn)生、變化、消失。2.分析輕繩和輕彈簧在牛頓定律瞬時(shí)問(wèn)題中的區(qū)別。答案：輕繩的彈力可瞬間突變，剪斷或松弛時(shí)彈力立即變?yōu)榱?。輕彈簧的彈力一般不能突變，因?yàn)閺椈尚巫兏淖冃枰獣r(shí)間，在瞬時(shí)問(wèn)題中，若沒(méi)剪斷，彈力保持不變。3.說(shuō)明在牛頓定律瞬時(shí)問(wèn)題中，如何確定物體的加速度。答案：先對(duì)物體進(jìn)行受力分析，找出合外力。再根據(jù)牛頓第二定律\(F_{合}=ma\)計(jì)算加速度。對(duì)于瞬時(shí)問(wèn)題，要注意力的突變情況，重新確定合外力后計(jì)算加速度。4.舉例說(shuō)明生活中牛頓定律瞬時(shí)性的應(yīng)用。答案：如汽車(chē)急剎車(chē)，剎車(chē)瞬間摩擦力驟增，汽車(chē)加速度突變，速度迅速減?。挥们蚺膿羟蛩查g，球受到球拍的力，加速度突變，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)快速改變。五、討論題（每題5分，共20分）1.討論在多個(gè)物體通過(guò)輕繩或輕彈簧連接的系統(tǒng)中，如何分析牛頓定律的瞬時(shí)問(wèn)題。答案：先明確系統(tǒng)內(nèi)各物體的初始受力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。對(duì)于輕繩連接，繩斷瞬間拉力突變；輕彈簧連接，彈力一般不變。分別對(duì)各物體受力分析，結(jié)合牛頓第二定律列方程求解瞬時(shí)加速度等問(wèn)題。2.探討牛頓定律瞬時(shí)問(wèn)題在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中的意義。答案：在工程設(shè)計(jì)中，了解牛頓定律瞬時(shí)問(wèn)題能準(zhǔn)確分析物體在受力瞬間的響應(yīng)。如建筑抗震設(shè)計(jì)，可評(píng)估地震力瞬間作用下建筑結(jié)構(gòu)的加速度變化，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保障安全；機(jī)械設(shè)計(jì)中也能據(jù)此設(shè)計(jì)合理的緩沖等裝置。3.分析在研究牛頓定律瞬時(shí)問(wèn)題時(shí)，理想化模型（輕繩、輕彈簧等）的作用和局限性。答案：作用是簡(jiǎn)化問(wèn)題，使分析更便捷，能突出關(guān)鍵物理規(guī)律。局限性在于實(shí)際不存在絕對(duì)的輕繩和輕彈簧，實(shí)際物體有質(zhì)量、彈性等復(fù)雜特性，理想化模型忽略這些，可能導(dǎo)致結(jié)果與實(shí)際有偏差，但在一定范圍內(nèi)仍有重要指導(dǎo)價(jià)值。4.談?wù)勅绾闻囵B(yǎng)解決牛頓定律瞬時(shí)問(wèn)題的思維能力。答案：要深刻理解牛頓定律等基本概念，多做典型題，總