物理竞赛试题:牛顿运动定律

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2013-12-06

全国中学生物理竞赛开始于1984年,每学年举行一次,竞赛分为预赛、复赛和决赛。本文是为大家整理的物理竞赛试题:牛顿运动定律,希望大家阅读愉快。

一、选择题1.(2009北京高考)如图6所示,将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上.滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ.若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g,则

物理竞赛试题:牛顿运动定律

A.将滑块由静止释放,如果μ>tanθ,滑块将下滑

B.给滑块沿斜面向下的初速度,如果μ

C.用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大小应是2mgsinθ

D.用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大小应是mgsinθ

2.(2008年高考宁夏理综卷)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.小球某时刻正处于图所示状态.设斜 面对小球的支持力为FN,细绳对小球的拉力为FT,关于此时刻小球的受力 情况,下列说法正确的是(  )

A.若小车向左运动,FN可能为零

B.若小车 向左运动,FT可能为零

C.若小车向右运动,FN不可能为零

D .若小车向右运动,FT不可能为零

3. (2009·安徽高考)为了节省能量,某商场安装了智能化的电动扶梯.无人乘行时,扶梯运转得很慢;有人站上扶梯时,它会先慢慢加速,再匀速运转.一顾客乘扶梯上楼,恰好经历了这两个过程,如图所示.那么下列说法中正确的是

A.顾客始终受到三个力的作用

B.顾客始终处于超重状态

C.顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方,再竖直向下

D.顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方,再竖直向下

4.(2009年高考宁夏理综卷)如图 所示,一足够长的木板静止在光滑水平面上,一物块静止在木板上,木板和物块间有摩擦.现用水平力向 右拉木板,当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时,撤掉拉力,此后木板和物块相对于水平面 的运动情况为(  )

A.物块先向左运动,再向右运动

B.物块向右运动,速度逐渐增大,直 到做匀速运动

C.木板向右运动,速度逐渐变小,直到做匀速运动

D.木板和物块的速度都逐 渐变小,直到为零

5.(2008年高考全国卷)如图一辆有动力驱动的 小车上有一水平放置的弹簧,其左端固定在小车上,右端与一小球相连.设在某一段时间内小球与小车相 对静止且弹簧处于压缩状态,若忽略小球与小车间的摩擦力,则在此段时间内小车可能是(  )

A.向右做加 速运动 B.向右做减速运动

C.向左做加速运动 D.向左做减速运动

6.建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料,质量为70.0 kg的工人站在地面上,通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料以0.500 m/s2的加速度拉升,忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,则工人对地面的压力大小为(g取10 m/s2)(  ) (2009年高考广东理基卷)

A.510 N      B.490 N

C.890 N D.910 N

7.(07山东高考)下列实例属于超重现象的是

A、汽车驶过拱形桥顶端 B、荡秋千的小孩通过最低点

C、跳水运动员被跳板弹起,离开跳板向上运动 D、火箭点火后加速升空。

8.(07海南高考)16世纪末,伽利略用实验和推理,推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论,开启了物理学发展的新纪元。在以下说法中,与亚里士多德观点相反的是

A.四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快;这说明,物体受的力越大,速度就越大

B.一个运动的物体,如果不再受力了,它总会逐渐停下来;这说明,静止状态才是物体长不受力时的“自然状态”

C.两物体从同一高度自由下落,较重的物体下落较快

D.一个物体维持匀速直线运动,不需要力

9.(09高考全国2)以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小物体。假定物块所受的空气阻力f大小不变。已知重力加速度为g,则物体上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为()

10.(08高考全国1)如图,一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧,其左端固定在小车上,右端与一小球相连,设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态,若忽略小球与小车间的摩擦力,则在此段时间内小车可能是

A.向右做加速运动

B.向右做减速运动

C.向左做加速运动

D.向左做减速运动

二、填空题

11.(2008年高考上海物理卷)在伽利略羊皮纸手稿中发现的斜面实验数据如下表所示,人们推测第二、三列数据可能分别表示时间和长度.伽利略时代的1个长度单位相当于现在的29/30mm,假设1个时间单位相当于现在的0.5 s.由此可以推算实验时光滑斜面的长度至少为____________m,斜面的倾角约为____________度.(g取10 m/s2)

表:伽利略手稿中的数据

12.为测定木块与斜面之间的动摩擦因数,某同学让木块从斜面上端自静止起作匀加速下滑运动,如图所示.他使用的实验器材仅限于:①倾角固定的斜面(倾角未知),②木块,③秒表,④米尺.实验中应记录的数据是______,计算动摩擦因数的公式是______.为了减小测量的误差,可采用的办法是______.(1997年上海高考试题)

13.{09高考全国1}某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系,设计实验装置如图。长直平板一端放在水平桌面上,另端架在一物块上。在平板上标出A、B两点,B点处放置一光电门,用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。

实验步骤如下:

①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d,用天平测量滑块的质量M;

②用直尺测量AB之间的距离S,A点到水平桌面的垂直距离h1,B点到水平桌面的垂直距离h2;

③将滑块从A点静止释放,由光电计时器读出滑块的挡光时间t;

④重复步骤③数次,并求挡光时间的平均值

;

 

⑤利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值cosα;

⑥多次改变斜面的倾角,重复实验步骤②③④⑤,做出f-cosα 关系曲线。

(1)用测量的物理量完成下列各式(重力加速度为g):

①斜面倾角的余弦cosα=___________________________;

②滑块通过光电门时的速度v=__________________________;

③滑块运动时的加速度a=_____________________________;

④滑块运动时所受到的摩擦阻力f=________________________。

(2)测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图所示,读得d=__________________。

三、解答题

14. (2009·江苏高考)航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m=2 kg,动力系统提供的恒定升力F=28 N.试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升.设飞行器飞行时所受的阻力大小不变,g取10 m/s2.

(1)第一次试飞,飞行器飞行t1=8 s时到达高度H=64 m.求飞行器所受阻力f的大小;

(2)第二次试飞,飞行器飞行t2=6 s时遥控器出现故障,飞行器立即失去升力.求飞行器能达到的最大高度h;

(3)为了使飞行器不致坠落到地面,求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3.

15.(2009年高考安徽理综卷)在2008年北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索 向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神.为了探求上升过程 中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化.一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅 ,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图所示.设运动员的质量为65 kg,吊椅的质量为15 kg,不计定 滑轮与绳子间的摩擦,重力加速度取g=10 m/s2.当运动员与吊椅一起正以加速度a=1 m/s2上升时,试求:

(1)运动员竖直向下拉绳的力;

(2)运动员对吊椅的压力.

16.(2009年高考天津理综卷)如图所示,质量m1=0.3 kg的小车静止在光滑的水平面上,车长L=1.5 m,现有质量m2=0.2 kg可视为质点的物块,以水平向右的速度v0=2 m/s从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止.物块与车面间的动摩擦因数μ=0.5,g取10 m/s2,求:

(1)物块在车面上滑行的时间t;

(2)要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度v′0不超过多少?

17.风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力.现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室.小球孔径略大于细杆直径,如图所示.

(1)当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上作匀速运动,这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍.求小球与杆间的动摩擦因数.

(2)保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间夹角为37°并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需时间为多少(sin37°=0.6,cos37°=0.8)?(2000年上海高考试题)

18.{09高考全国1}如图所示,倾角为θ的斜面上静止放置三个质量均为m的木箱,相邻两木箱的距离均为l。工人用沿斜面的力推最下面的木箱使之上滑,逐一与其它木箱碰撞。每次碰撞后木箱都粘在一起运动。整个过程中工人的推力不变,最后恰好能推着三个木箱匀速上滑。己知木箱与斜面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。设碰撞时间极短,求

(I)工人的推力;

(2)三个木箱匀速运动的速度;

(3)在第一次碰撞中损失的机械能。

小编为大家整理的物理竞赛试题:牛顿运动定律就到这里了,希望同学们认真阅读,祝大家学业有成。

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