高中物理 第5章 力與運(yùn)動(dòng) 第2節(jié) 牛頓第二定律（第2課時(shí)）牛頓第二定律課后訓(xùn)練 魯科版必修1

1、第2課時(shí)牛頓第二定律課后訓(xùn)練案鞏固提升A組(20分鐘)1.(多選)在牛頓第二定律公式F=kma中,比例系數(shù)k的數(shù)值()A.在任何情況下都等于1B.是由質(zhì)量m、加速度a和力F三者的大小所決定的C.是由質(zhì)量m、加速度a和力F三者的單位所決定的D.在國際單位制中一定等于1解析:公式F=kma中的比例常數(shù)k的數(shù)值,是由質(zhì)量m、加速度a和力F三者的單位所決定的,在國際單位制中k=1,并不是在任何情況下k都等于1,故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤,選項(xiàng)C、D正確。答案:CD2.物體所受壓力的大小與受力面積之比叫做壓強(qiáng),其定義式為p=,它的單位是帕斯卡(Pa),是一個(gè)導(dǎo)出單位。在國際單位制中,力學(xué)的基本單位有千克(kg)、

2、米(m)、秒(s),用上述單位表示壓強(qiáng)的單位應(yīng)為()A.kgms2B.C.kgm2s2D.解析:壓強(qiáng)定義式為p=,它的單位是帕斯卡(Pa),根據(jù)牛頓第二定律知1 N=1 kgm/s2,而面積S的單位是m2,所以1 Pa=1,選項(xiàng)B正確。答案:B3.靜止在光滑水平地面上的物體,受到一個(gè)水平拉力,在力剛開始作用的瞬間,下列說法中正確的是()A.物體同時(shí)獲得速度和加速度B.物體立即獲得加速度,但速度仍為零C.物體立即獲得速度,但加速度為零D.物體的速度和加速度均為零解析:由牛頓第二定律F=ma可知,物體受到的合外力與物體的加速度是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系:同時(shí)存在、同時(shí)消失、同時(shí)變化,而且二者方向也相同。根據(jù)加

3、速度的定義式a=可知,速度的變化量是加速度對(duì)時(shí)間的積累。當(dāng)力剛開始作用的瞬間,物體立即獲得加速度,但是速度的變化量為零,即物體的速度為零。答案:B4.質(zhì)量為2 kg的物體,在F1=2 N、F2=8 N的兩個(gè)力同時(shí)作用下,獲得的加速度可能為()A.1 m/s2B.2 m/s2C.4 m/s2D.6 m/s2解析:F1、F2合力范圍為6 NF10 N,由牛頓第二定律,a的范圍為3 m/s2a5 m/s2,故C正確。答案:C5.如圖所示,底板光滑的小車上用兩個(gè)量程為20 N,完全相同的彈簧測(cè)力計(jì)甲和乙系住一個(gè)質(zhì)量為1 kg的物塊。在水平地面上,當(dāng)小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),兩彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)均為10 N,

4、當(dāng)小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)甲的示數(shù)變?yōu)? N,這時(shí)小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小是()A.2 m/s2B.4 m/s2C.6 m/s2D.8 m/s2解析:當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)甲的示數(shù)變?yōu)? N時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)乙的示數(shù)變?yōu)?2 N,這時(shí)物塊所受的合力為4 N。由牛頓第二定律F=ma得物塊的加速度a=4 m/s2,故選項(xiàng)B正確。答案:B6.質(zhì)量為m的木塊位于粗糙水平桌面上,若用大小為F的水平恒力拉木塊,其加速度為a。當(dāng)拉力方向不變,大小變?yōu)?F時(shí),木塊的加速度為a,則()A.a=aB.a2aD.a=2a解析:設(shè)木塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,由牛頓第二定律得F-mg=ma2F-mg=ma2得2F-2mg=2m

5、a,與式比較有2F-mg2F-2mg所以有ma2ma,即a2a。答案:C7.將物體豎直上拋,假設(shè)運(yùn)動(dòng)過程中空氣阻力不變,其速度時(shí)間圖象如圖所示,則物體所受的重力和空氣阻力之比為()A.110B.101C.91D.81解析:由題圖可知物體豎直上升和下落的加速度大小分別為a1=11 m/s2,a2=9 m/s2,物體在豎直向上運(yùn)動(dòng)的過程中,由牛頓第二定律得G+f=ma1物體在豎直向下運(yùn)動(dòng)的過程中,由牛頓第二定律得G-f=ma2由得,故B正確。答案:B8.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,則球的加速度多大?(

6、g取10 m/s2)解析:球受到重力mg、桿的支持力N、桿的摩擦力f和豎直向上的拉力F四個(gè)力的作用(如圖所示),建立直角坐標(biāo)系,由牛頓第二定律得Fsin 30-mgsin 30-f=maFcos 30=mgcos 30+Nf=N聯(lián)立以上各式解得a=2.5 m/s2。答案:2.5 m/s29.導(dǎo)學(xué)號(hào)93960087如圖所示,質(zhì)量為2 kg的物體在40 N水平推力作用下,從靜止開始1 s內(nèi)沿豎直墻壁下滑3 m。求:(g取10 m/s2)(1)物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小;(2)物體受到的摩擦力大小;(3)物體與墻間的動(dòng)摩擦因數(shù)。解析:(1)由s=at2,可得a= m/s2=6 m/s2。(2)分析物體受力

7、情況如圖所示:水平方向:物體所受合外力為零,N=F=40 N豎直方向:取向下為正方向,由牛頓第二定律得mg-f=ma,可得f=mg-ma=8 N。(3)物體與墻間的滑動(dòng)摩擦力f=N所以=0.2。答案:(1)6 m/s2(2)8 N(3)0.2B組(15分鐘)1.在解一道文字計(jì)算題中(由字母表達(dá)結(jié)果的計(jì)算題),一個(gè)同學(xué)解得x=(t1+t2),x是位移,F是力,m是質(zhì)量,t1、t2是時(shí)間。用單位制的方法檢驗(yàn),這個(gè)結(jié)果()A.可能是正確的B.一定是錯(cuò)誤的C.如果用國際單位制,結(jié)果可能正確D.如果用國際單位制,結(jié)果錯(cuò)誤;如果用其他單位制,結(jié)果可能正確解析:由x=(t1+t2)可知,(t1+t2)的單位

8、為 s=m/s,此為速度的單位,而位移x的單位為m,所以結(jié)果錯(cuò)誤。答案:B2.(多選)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球緊靠豎直墻壁,今用水平力F將B球向左推壓,平衡后,突然將F撤去,在這一瞬間()A.B球的速度為零,加速度為零B.B球的速度為零,加速度大小為C.在彈簧第一次恢復(fù)原長之后A才離開墻壁D.在A離開墻壁后,A、B兩球均向右做勻速運(yùn)動(dòng)解析:撤去F瞬間,彈簧彈力大小仍為F,故B球的加速度為,此時(shí)B球還沒有經(jīng)過加速,故B球的速度為零,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確。彈簧恢復(fù)原長后由于B球的運(yùn)動(dòng)而被拉長,它對(duì)A球產(chǎn)生拉力,使A球離開墻壁,選項(xiàng)C正確。A

9、球離開墻壁后,彈簧不斷伸長、收縮,對(duì)A、B球仍有作用力,即A、B球的合力不為零,兩球仍做變速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案:BC3.如圖所示,A、B兩物體之間用輕質(zhì)彈簧連接,用水平恒力F拉A,使A、B一起沿光滑水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng),這時(shí)彈簧長度為L1。若將A、B置于粗糙水平面上,用相同的水平恒力F拉A,使A、B一起做勻加速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)彈簧長度為L2。若A、B與粗糙水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,則下列關(guān)系式正確的是()A.L2=L1B.L2L1C.L2L1D.由于A、B質(zhì)量關(guān)系未知,故無法確定L1、L2的大小解析:光滑時(shí)加速度為a=,彈簧彈力T=mBa=,不光滑時(shí)加速度為a=-g,彈簧彈力T=mB

10、a+mBg=,可見兩種情況下彈力大小相同,則其形變量相同,彈簧長度相同,選項(xiàng)A正確。答案:A4.如圖所示,一夾子夾住木塊,在力F作用下向上提升。夾子和木塊的質(zhì)量分別為m、M,夾子與木塊兩側(cè)間的最大靜摩擦力均為f。若木塊不滑動(dòng),力F的最大值是()A.B.C.-(m+M)gD.+(m+M)g解析:當(dāng)F達(dá)到最大值時(shí),以夾子和木塊作為整體,豎直方向上由牛頓第二定律可得F-(m+M)g=(m+M)a,再以木塊為研究對(duì)象,F最大時(shí)木塊剛好不滑脫,靜摩擦力為最大值,在豎直方向上由牛頓第二定律可得2f-Mg=ma,兩式聯(lián)立解得F=,選項(xiàng)A正確。答案:A5.如圖乙所示,質(zhì)量為60 kg的消防隊(duì)員從一根固定的豎直

11、金屬桿上由靜止滑下,經(jīng)2.5 s落地。消防隊(duì)員受到的豎直向上的摩擦力變化情況如圖甲所示,g取10 m/s2。在消防隊(duì)員下滑的過程中:(1)他向下加速與減速的加速度大小分別多大?(2)他落地時(shí)的速度多大?解析:設(shè)該隊(duì)員先在t1=1 s的時(shí)間內(nèi)以加速度a1勻加速下滑,然后在t2=1.5 s的時(shí)間內(nèi)以加速度a2勻減速下滑。在第1 s內(nèi),由牛頓第二定律得mg-f1=ma1,解得a1=4 m/s2。后1.5 s內(nèi)由牛頓第二定律得f2-mg=ma2,解得a2=2 m/s2。他在1 s末時(shí)的速度為v1=a1t1=41 m/s=4 m/s,落地時(shí)的速度v2=v1-a2t2=4 m/s-21.5 m/s=1 m/s。答案:(1)4 m/s22 m/s2(2)1 m/s6.導(dǎo)學(xué)號(hào)93960088民航客機(jī)都有緊急出口,發(fā)生意外情況時(shí)打開緊急出口,狹長的氣囊會(huì)自動(dòng)充氣生成一條通向地面的斜面,乘客可沿斜面滑行到地面上。如圖所示,某客機(jī)緊急出口離地面高度AB=3.0 m,斜面氣囊長度AC=5.0 m,要求緊急疏散時(shí)乘客從氣囊上由靜止下滑到地面的時(shí)間不超過2 s,g取10 m/s2,則:(1)乘客在氣囊上滑下的加速度至少為多大?(2