人教版必修1 4.3牛頓第二定律 作業(yè).docx

課時(shí)訓(xùn)練18牛頓第二定律題組一對(duì)牛頓第二定律的理解1.下列關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的幾種說(shuō)法,正確的是()a.物體所受合力的方向,就是物體運(yùn)動(dòng)的方向b.物體所受合力不為零時(shí),其速度不可能為零c.物體所受合力不為零,則其加速度一定不為零d.物體所受合力變小時(shí),物體一定做減速運(yùn)動(dòng)解析:由牛頓第二定律f=ma可知,物體所受合力的方向與加速度的方向是一致的,但不能說(shuō)就是物體的運(yùn)動(dòng)方向,可以與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同(勻加速直線運(yùn)動(dòng)),也可以與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反(勻減速直線運(yùn)動(dòng)),還可以和物體的運(yùn)動(dòng)方向不在一條直線上(曲線運(yùn)動(dòng)),故選項(xiàng)a錯(cuò)誤;物體所受的合力不為零時(shí),其加速度一定不為零,但其速度可能為零,故選項(xiàng)b錯(cuò)誤,選項(xiàng)c正確;當(dāng)物體所受的合力變小時(shí),其加速度也變小,但如果此時(shí)合力的方向仍與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同,物體做加速運(yùn)動(dòng),具體說(shuō)是做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)d錯(cuò)誤。答案:c2.(多選)對(duì)于牛頓第二定律的公式f=kma的比例系數(shù)k的說(shuō)法正確的是()a.k值是由研究對(duì)象來(lái)決定的b.k值是由合外力來(lái)決定的c.k值是由力、質(zhì)量和加速度的單位來(lái)決定的d.在國(guó)際單位制中,k的數(shù)值取1解析:物理公式在確定物理量數(shù)值關(guān)系的同時(shí),也確定了物理量的單位,在f=kma中,若a的單位取 m/s2、f的單位取n、m的單位取kg時(shí),k=1,即k的數(shù)值由f、m、a的單位決定,不是在任何情況下都等于1,故c、d兩項(xiàng)正確。答案:cd題組二牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用3.一輛空車和一輛滿載貨物的同型號(hào)汽車,在同一路面上以相同的速度向同一方向行駛。兩輛汽車同時(shí)緊急剎車后(即車輪不滾動(dòng)只滑動(dòng)),以下說(shuō)法正確的是()a.滿載貨物的汽車由于慣性大,滑行距離較大b.滿載貨物的汽車由于受到的摩擦力較大,滑行距離較小c.兩輛汽車滑行的距離相同d.滿載貨物的汽車比空車先停下來(lái)解析:由于兩輛汽車的車輪與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,所以汽車剎車時(shí)的加速度a=g相同,由x=知,兩輛汽車滑行的距離相同,選項(xiàng)a、b均錯(cuò)誤,選項(xiàng)c正確;由t=知兩車同時(shí)停下,選項(xiàng)d錯(cuò)誤。答案:c4.某綠化用灑水車的牽引力不變,所受阻力與重力的關(guān)系為ff=kmg(k為常數(shù)),未灑水時(shí),做勻速直線運(yùn)動(dòng),灑水時(shí)它的運(yùn)動(dòng)將是()a.做變加速運(yùn)動(dòng)b.做初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)c.做勻減速運(yùn)動(dòng)d.仍做勻速直線運(yùn)動(dòng)解析:灑水時(shí),灑水車質(zhì)量變小,則所受阻力也變小,因牽引力不變,由f-ff=ma可知,加速度變大,做變加速運(yùn)動(dòng)。答案:a5.臺(tái)階式電梯與地面的夾角為,一質(zhì)量為m的人站在電梯的一臺(tái)階上相對(duì)電梯靜止,如圖所示。則當(dāng)電梯以加速度a勻加速上升時(shí),求:(1)人受到的摩擦力是多大?(2)人對(duì)電梯的壓力是多大?解析:取相對(duì)于電梯靜止的人為研究對(duì)象,則其所受的力分別為重力mg,方向豎直向下;支持力fn,方向豎直向上;摩擦力ff,方向水平向右,如圖所示。(1)在水平方向,由牛頓第二定律得ff=mgcos (2)在豎直方向,由牛頓第二定律得fn-mg=masin 解得fn=m(g+asin )由牛頓第三定律可得,人對(duì)電梯的壓力是fn=fn=m(g+asin )。答案:(1)macos (2)m(g+asin )題組三瞬時(shí)加速度的計(jì)算6.如圖所示,質(zhì)量為m的小球用水平輕彈簧系住,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.gc.gd.g解析:撤離木板瞬時(shí),小球所受重力和彈簧彈力沒(méi)變,二者合力大小等于撤離前木板對(duì)球的支持力fn,由于fn=mg,所以撤離木板瞬間小球加速度大小為a=g,選項(xiàng)b正確。答案:b(建議用時(shí):30分鐘)1.“1 n”與下列哪個(gè)量相當(dāng)()a.1 m/s2b.1 kgc.1 kgm/s2d.質(zhì)量為1 kg的物體所受的重力解析:由f=ma知,1 n=1 kgm/s2,選項(xiàng)c正確,選項(xiàng)a、b錯(cuò)誤;質(zhì)量為1 kg的物體所受重力g=mg=9.8 n,選項(xiàng)d錯(cuò)誤。答案:c2.雨滴從空中由靜止落下,若雨滴受到的空氣阻力隨雨滴下落速度的增大而增大,圖中能大致反映雨滴運(yùn)動(dòng)情況的是()解析:對(duì)雨滴進(jìn)行受力分析可得mg-kv=ma,則雨滴做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)。答案:c3.(多選)如圖所示,輕彈簧下端固定在水平面上,一個(gè)小球從彈簧正上方某一高度處由靜止開(kāi)始自由下落,接觸彈簧后把彈簧壓縮到一定程度后停止下落。在小球下落的這一全過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的是()a.小球剛接觸彈簧瞬間速度最大b.從小球接觸彈簧起加速度變?yōu)樨Q直向上c.從小球接觸彈簧到到達(dá)最低點(diǎn),小球的速度先增大后減小d.從小球接觸彈簧到到達(dá)最低點(diǎn),小球的加速度先減小后增大解析:小球的加速度大小取決于小球受到的合外力。從接觸彈簧到到達(dá)最低點(diǎn),彈力從零開(kāi)始逐漸增大,所以合力先減小后增大,因此加速度先減小后增大。當(dāng)小球所受彈力和重力大小相等時(shí)速度最大。答案:cd4.一物塊位于光滑水平桌面上,用一大小為f、方向如圖所示的力去推它,使它以加速度a向右運(yùn)動(dòng)。若保持力的方向不變,而增大力的大小,則()a.a變大b.a不變c.a變小d.因?yàn)槲飰K的質(zhì)量未知,故不能確定a變化的趨勢(shì)解析:對(duì)物塊受力分析如圖所示,分解力f,由牛頓第二定律得fcos =ma,故a=,f增大,a變大,選項(xiàng)a正確。答案:a5.放在粗糙水平面上的物體,在水平拉力f的作用下以加速度a運(yùn)動(dòng),現(xiàn)將拉力f改為2f(仍沿水平方向),物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小變?yōu)閍。則()a.a=ab.aa2a解析:由牛頓第二定律分別可列方程f-mg=ma;2f-mg=ma,從而解得a=-g;a=-g,所以a2a,選項(xiàng)d正確。答案:d6.(多選)一個(gè)質(zhì)量為2 kg的物體同時(shí)受到兩個(gè)力的作用,這兩個(gè)力的大小分別為2 n和6 n,當(dāng)兩個(gè)力的方向發(fā)生變化時(shí),物體的加速度大小可能為()a.1 m/s2b.2 m/s2c.3 m/s2d.4 m/s2解析:根據(jù)牛頓第二定律,如果一個(gè)物體同時(shí)受到幾個(gè)力的作用,物體的加速度跟所受的外力的合力成正比。題目所給的兩個(gè)力大小分別為2 n和6 n,當(dāng)兩個(gè)力的方向相同時(shí)合力最大,最大值為2 n+6 n=8 n,當(dāng)兩個(gè)力方向相反時(shí)合力最小,最小值為6 n-2 n=4 n。當(dāng)兩個(gè)力的方向既不相同,又不相反時(shí),4 nf8 n,即合力范圍4 nf8 n,由于a=,所以2 m/s2a4 m/s2,故選項(xiàng)b、c、d正確。答案:bcd7.(多選)利用傳感器和計(jì)算機(jī)可以研究快速變化的力的大小。實(shí)驗(yàn)時(shí)讓某消防員從一平臺(tái)上跌落,自由下落2 m后雙腳觸地,接著他用雙腿彎曲的方法緩沖,使自身重心又下降了0.5 m,最后停止。用這種方法獲得消防員受到地面沖擊力隨時(shí)間變化的圖線如圖所示,根據(jù)圖線所提供的信息,以下判斷正確的是()a.t1時(shí)刻消防員的速度最大b.t2時(shí)刻消防員的速度最大c.t3時(shí)刻消防員的速度最大d.t4時(shí)刻消防員的加速度最小解析:由題圖,t1時(shí)刻消防員剛開(kāi)始與地接觸,t1t2消防員受到的沖擊力小于重力,合力方向向下,繼續(xù)向下加速,故選項(xiàng)a錯(cuò)誤;t2時(shí)刻,沖擊力大小等于重力,加速度為零,速度最大,故選項(xiàng)b正確;t2t4沖擊力大于重力,合力方向向上,消防員減速,t3時(shí)刻速度減至零,t4時(shí)消防員站穩(wěn),加速度為零,故選項(xiàng)c錯(cuò)誤,選項(xiàng)d正確。答案:bd8.(多選)如圖所示,豎直光滑桿上套有一個(gè)小球和兩根彈簧,兩彈簧的一端各與小球相連,另一端分別用銷釘m、n固定于桿上,小球處于靜止?fàn)顟B(tài),設(shè)拔去銷釘m瞬間,小球加速度的大小為12 m/s2。若不拔去銷釘m而拔去銷釘n瞬間,小球的加速度可能是(g取10 m/s2)()a.22 m/s2,豎直向上b.22 m/s2,豎直向下c.2 m/s2,豎直向上d.2 m/s2,豎直向下解析:若平衡時(shí),兩彈簧均處于伸長(zhǎng)狀態(tài)時(shí):fn1=fn2+mg,拔去m后:fn2+mg=ma=12m。拔去n后:fn1-mg=ma,則ma=fn1-mg=ma-mg=2m,a=2 m/s2,方向豎直向上。若平衡時(shí),m處于伸長(zhǎng)狀態(tài)、n處于壓縮狀態(tài)時(shí):fn1+fn2=mg拔去m后:fn2-mg=ma=12m由式可判斷fn2mg矛盾,不成立。若平衡時(shí),兩彈簧均處于壓縮狀態(tài)時(shí):fn2=fn1+mg,拔去m后:fn2-mg=ma=12m,拔去n后:fn1+mg=ma,則ma=fn1+mg=fn2=22m,a=22 m/s2,方向豎直向下。故本題選b、c。答案:bc9.如圖所示,質(zhì)量m=1 kg的球穿在斜桿上,斜桿與水平方向成30角,球與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=,球受到豎直向上的拉力f=20 n,則球的加速度為多少?(g取10 m/s2)解析:球受到重力mg、桿的支持力fn、桿的摩擦力ff和豎直向上的拉力四個(gè)力的作用(如圖所示),建立直角坐標(biāo)系,則fsin 30-mgsin 30-ff=mafcos 30=mgcos 30+fnff=fn聯(lián)立以上各式即可解得a=2.5 m/s2。答案:2.5 m/s210.質(zhì)量為2 kg的物體在水平推力f的作用下沿水平面做直線運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后撤去f,其運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示。g取10 m/s2,求:(1)物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù);(2)水平推力f的大小。解析:(1)設(shè)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)