人教版必修1 4.3牛頓第二定律 作業(yè).docx

課時訓(xùn)練18牛頓第二定律題組一對牛頓第二定律的理解1.下列關(guān)于力和運動關(guān)系的幾種說法,正確的是()a.物體所受合力的方向,就是物體運動的方向b.物體所受合力不為零時,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,物體一定做減速運動解析: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,但不能說就是物體的運動方向,可以與物體的運動方向相同(勻加速直線運動),也可以與物體的運動方向相反(勻減速直線運動),還可以和物體的運動方向不在一條直線上(曲線運動),故選項a錯誤;物體所受的合力不為零時,其加速度一定不為零,但其速度可能為零,故選項b錯誤,選項c正確;當(dāng)物體所受的合力變小時,其加速度也變小,但如果此時合力的方向仍與物體的運動方向相同,物體做加速運動,具體說是做加速度逐漸減小的加速運動,故選項d錯誤。答案:c2.(多選)對于牛頓第二定律的公式f=kma的比例系數(shù)k的說法正確的是()a.k值是由研究對象來決定的b.k值是由合外力來決定的c.k值是由力、質(zhì)量和加速度的單位來決定的d.在國際單位制中,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,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,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兩項正確。答案:cd題組二牛頓第二定律的簡單應(yīng)用3.一輛空車和一輛滿載貨物的同型號汽車,在同一路面上以相同的速度向同一方向行駛。兩輛汽車同時緊急剎車后(即車輪不滾動只滑動),以下說法正確的是()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解析:由于兩輛汽車的車輪與地面間的動摩擦因數(shù)相同,所以汽車剎車時的加速度a=g相同,由x=知,兩輛汽車滑行的距離相同,選項a、b均錯誤,選項c正確;由t=知兩車同時停下,選項d錯誤。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,做勻速直線運動,灑水時它的運動將是()a.做變加速運動b.做初速度不為零的勻加速直線運動c.做勻減速運動d.仍做勻速直線運動解析:灑水時,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,做變加速運動。答案:a5.臺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階上相對電梯靜止,如圖所示。則當(dāng)電梯以加速度a勻加速上升時,求:(1)人受到的摩擦力是多大?(2)人對電梯的壓力是多大?解析:取相對于電梯靜止的人為研究對象,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,人對電梯的壓力是fn=fn=m(g+asin )。答案:(1)macos (2)m(g+asin )題組三瞬時加速度的計算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,小球恰好處于靜止狀態(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,小球所受重力和彈簧彈力沒變,二者合力大小等于撤離前木板對球的支持力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b正確。答案:b(建議用時:30分鐘)1.“1 n”與下列哪個量相當(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c正確,選項a、b錯誤;質(zhì)量為1 kg的物體所受重力g=mg=9.8 n,選項d錯誤。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動情況的是()解析:對雨滴進行受力分析可得mg-kv=ma,則雨滴做加速度減小的加速運動。答案:c3.(多選)如圖所示,輕彈簧下端固定在水平面上,一個小球從彈簧正上方某一高度處由靜止開始自由下落,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程中,下列說法中正確的是()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最低點,小球的速度先增大后減小d.從小球接觸彈簧到到達最低點,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。從接觸彈簧到到達最低點,彈力從零開始逐漸增大,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向右運動。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.因為物塊的質(zhì)量未知,故不能確定a變化的趨勢解析:對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運動,現(xiàn)將拉力f改為2f(仍沿水平方向),物體運動的加速度大小變?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d正確。答案:d6.(多選)一個質(zhì)量為2 kg的物體同時受到兩個力的作用,這兩個力的大小分別為2 n和6 n,當(dāng)兩個力的方向發(fā)生變化時,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,如果一個物體同時受到幾個力的作用,物體的加速度跟所受的外力的合力成正比。題目所給的兩個力大小分別為2 n和6 n,當(dāng)兩個力的方向相同時合力最大,最大值為2 n+6 n=8 n,當(dāng)兩個力方向相反時合力最小,最小值為6 n-2 n=4 n。當(dāng)兩個力的方向既不相同,又不相反時,4 nf8 n,即合力范圍4 nf8 n,由于a=,所以2 m/s2a4 m/s2,故選項b、c、d正確。答案:bcd7.(多選)利用傳感器和計算機可以研究快速變化的力的大小。實驗時讓某消防員從一平臺上跌落,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時刻消防員的速度最大b.t2時刻消防員的速度最大c.t3時刻消防員的速度最大d.t4時刻消防員的加速度最小解析:由題圖,t1時刻消防員剛開始與地接觸,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a錯誤;t2時刻,沖擊力大小等于重力,加速度為零,速度最大,故選項b正確;t2t4沖擊力大于重力,合力方向向上,消防員減速,t3時刻速度減至零,t4時消防員站穩(wěn),加速度為零,故選項c錯誤,選項d正確。答案:bd8.(多選)如圖所示,豎直光滑桿上套有一個小球和兩根彈簧,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,小球處于靜止狀態(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,兩彈簧均處于伸長狀態(tài)時: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,m處于伸長狀態(tài)、n處于壓縮狀態(tài)時: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,兩彈簧均處于壓縮狀態(tài)時: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力的作用(如圖所示),建立直角坐標系,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動,一段時間后撤去f,其運動的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動