2020高中物理 15 牛頓第二定律（含解析）1

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE13-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課時分層作業(yè)（十五)(時間：40分鐘分值：100分）[合格基礎(chǔ)練]一、選擇題(本題共6小題，每小題6分,共36分）1．根據(jù)牛頓第二定律，下列敘述正確的是（)A．物體加速度的大小跟它的質(zhì)量和速度大小的乘積成反比B．物體所受合外力必須達到一定值時，才能使物體產(chǎn)生加速度C．物體加速度的大小跟它所受作用力中的任何一個力的大小成正比D．當物體的質(zhì)量改變但其所受合力的水平分力不變時，物體的水平加速度的大小與其質(zhì)量成反比D[根據(jù)牛頓第二定律得知,當物體受力不變時，物體加速度的大小跟質(zhì)量成反比，與速度無關(guān),選項A錯誤．力是產(chǎn)生加速度的原因，加速度與力成正比,只要有力，就會產(chǎn)生加速度,選項B錯誤．物體加速度的大小跟物體所受的合外力成正比，而不是跟它所受作用力中的任何一個力的大小成正比,選項C錯誤．當物體的質(zhì)量改變但其所受合力的水平分力不變時，根據(jù)牛頓第二定律可知，物體水平加速度的大小與其質(zhì)量成反比，選項D正確．]2．在光滑的水平桌面上,有一個靜止的物體，給物體施以水平作用力，在力作用到物體上的瞬間，則()A．物體同時具有加速度和速度B．物體立即獲得加速度，速度仍為零C．物體立即獲得速度，加速度仍為零D．物體的速度和加速度均為零B［合外力與加速度是瞬時對應(yīng)關(guān)系,所以在力作用到物體上的瞬間，物體立即獲得加速度，但物體的速度還得從零開始增大，不可能立即具有速度,故B正確．]3．如圖所示，質(zhì)量m＝10kg的物體在水平面上向右運動,物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2，與此同時物體受到一個水平向左的推力F＝20N的作用，取g＝10m/s2，則物體的加速度是()A．0 B．4m/s2，水平向右C．4m/s2，水平向左 D．2m/s2，水平向右C[物體在水平面上向右運動，豎直方向受重力、支持力，其合力為0.在水平方向上受水平向左的推力、水平向左的滑動摩擦力．推力大小為F＝20N，滑動摩擦力大小為Ff＝μFN＝μmg＝0。2×10×10N＝20N所以合力大小為F合＝F＋Ff＝20N＋20N＝40N，方向水平向左,根據(jù)牛頓第二定律得加速度為a＝eq\f（F合，m)＝eq\f(40，10)m/s2＝4m/s2，方向水平向左．選項C正確．]4．如圖所示，小車的直桿頂端固定著小球，當小車向左做勻加速運動時，球受桿作用力的方向可能沿圖中的(）A．OA方向 B．OB方向C．OC方向 D．OD方向A[小球隨小車向左做勻加速運動，則小球所受重力與桿的作用力兩個力的合力水平向左,根據(jù)力的合成的平行四邊形定則,直桿對小球的作用力只可能沿OA方向，選項A正確,B、C、D錯誤．］5．靜止在光滑水平面上的物體在水平推力F作用下開始運動,推力隨時間的變化如圖所示,關(guān)于物體在0～t1時間內(nèi)的運動情況，正確的描述是(）A．物體先做勻加速運動，后做勻減速運動B．物體的加速度一直增大C．物體的速度先增大后減小D．物體的速度一直增大D[由題可知,物體的合力等于推力F，方向始終沿正方向，根據(jù)牛頓第二定律分析可知:物體先從靜止開始做加速直線運動，推力F減小時,其方向仍與速度相同，繼續(xù)做加速直線運動，故C錯誤，D正確．物體的合力等于推力F,推力先增大后減小，根據(jù)牛頓第二定律得知：加速度先增大，后減小,選項A、B錯誤．]6．(多選）“兒童蹦極”中,拴在腰間左右兩側(cè)的是彈性極好的橡皮繩．質(zhì)量為m的小明，如圖所示，靜止懸掛時(小明兩側(cè)繩長相同),兩橡皮繩的拉力大小均恰為mg,若此時小明左側(cè)橡皮繩斷裂，則小明此時（）A．速度為零B．加速度a＝g,沿原斷裂繩的方向斜向下C．加速度a＝g，沿未斷裂繩的方向斜向上D．加速度a＝g，方向豎直向下AB[速度不能發(fā)生突變，左側(cè)橡皮繩斷裂瞬間，小明速度為零，選項A正確．斷裂前，F(xiàn)T左＝FT右＝mg，受力分析如圖所示．橡皮繩形變量比較大，不會發(fā)生突變，斷裂瞬間，F(xiàn)T右與mg合力沿斷裂繩的反向延長線，大小等于mg，選項B正確．]二、非選擇題（14分)7．一個質(zhì)量為20kg的物體，從斜面的頂端由靜止勻加速滑下，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.2，斜面與水平面間的夾角為37°（g取10m/s2，sin37°＝0.6,cos37°＝0。8)．（1)求物體沿斜面下滑過程中的加速度；（2)給物體一個初速度，使之沿斜面上滑，求上滑的加速度．［解析](1）沿斜面下滑時，物體受力如圖所示．由牛頓第二定律得：mgsin37°－Ff＝ma1 ①FN＝mgcos37° ②又Ff＝μFN ③所以a1＝gsin37°－μgcos37°＝4。4m/s2，方向沿斜面向下．（2）物體沿斜面上滑時，摩擦力沿斜面向下由牛頓第二定律得：mgsin37°＋Ff＝ma2 ④聯(lián)立②③④得a2＝gsin37°＋μgcos37°＝7.6m/s2，方向沿斜面向下．[答案］（1)4.4m/s2,沿斜面向下（2）7。6m/s2,沿斜面向下［等級過關(guān)練］一、選擇題(本題共4小題,每小題6分，共24分)1。(多選）如圖所示，一跳床運動員從跳床正上方某一高度處由靜止開始自由下落，接觸跳床后把跳床壓縮到一定程度后停止下落．在運動員下落的這一全過程中，下列說法中正確的是(）A．運動員剛接觸跳床瞬間速度最大B．從運動員接觸跳床起加速度變?yōu)樨Q直向上C．從運動員接觸跳床到到達最低點，運動員的速度先增大后減小D．從運動員接觸跳床到到達最低點，運動員的加速度先減小后增大CD[運動員的加速度大小決定于運動員受到的合外力．從接觸跳床到到達最低點，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．當合力與速度同向時運動員速度增大，所以當運動員所受彈力和重力大小相等時運動員速度最大．］2．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,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．從小球接觸彈簧至到達最低點，小球的速度先增大后減小D．從小球接觸彈簧至到達最低點，小球的加速度先增大后減小C［小球從接觸彈簧開始,在向下運動過程中受到重力和彈簧彈力的作用，但開始時由于彈簧的壓縮量較小，彈力小于重力，合力方向豎直向下，且逐漸減小,小球?qū)⒗^續(xù)向下做加速度逐漸減小的變加速運動，直到重力與彈簧彈力相等；重力與彈簧彈力相等后，小球再向下運動，則彈簧彈力將大于重力，合力方向變?yōu)樨Q直向上,且不斷增大，小球?qū)⒆黾铀俣戎饾u增大的變減速運動，直到速度為零，故從接觸彈簧至到達最低點，小球的速度先增大后減小,加速度先減小后增大．故選項C正確，選項A、B、D錯誤．]3．如圖所示,一傾角為α的光滑斜面向右做勻加速運動，物體A相對于斜面靜止，則斜面運動的加速度為(）A．gsinα B．gcosαC．gtanα D．eq\f(g,tanα）C［物體隨斜面體一起沿水平方向運動，則加速度一定在水平方向，物體受到重力和垂直斜面向上的支持力，兩者合力方向一定水平向右，如圖所示由牛頓第二定律得mgtanα＝ma，則a＝gtanα，選項C正確，A、B、D錯誤．］4．如圖所示，輕彈簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物塊P，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)．現(xiàn)用一豎直向上的力F作用在P上，使其向上做勻加速直線運動．以x表示P離開靜止位置的位移,在彈簧恢復(fù)原長前,下列表示F和x之間關(guān)系的圖象可能正確的是（）ABCDA[假設(shè)物塊靜止時彈簧的壓縮量為x0，則由力的平衡條件可知kx0＝mg，在彈簧恢復(fù)原長前，當物塊向上做勻加速直線運動時，由牛頓第二定律得F＋k（x0－x)－mg＝ma，由以上兩式解得F＝kx＋ma，顯然F和x為一次函數(shù)關(guān)系,且在F軸上有截距，則A正確，B、C、D錯誤．]二、非選擇題(本題共2小題，共26分）5．(12分)一個有鋼滑板的雪橇，鋼滑板與雪地的動摩擦因數(shù)為0.02，雪橇連同雪橇上的貨物總質(zhì)量為1000kg，當馬水平拉雪橇在水平雪地上以2m/s2的加速度勻加速前進時，（1)雪橇受到的摩擦力是多大?(2)馬的拉力是多大？(g取10m/s2)[解析］（1）雪橇受到的摩擦力為滑動摩擦力，即Ff＝μFN＝μmg＝0.02×1000×10N＝200N.（2)對雪橇，由牛頓第二定律可得F－Ff＝ma，所以，拉力F＝ma＋Ff＝1000×2N＋200N＝2200N.[答案]（1）200N(2)2200N6。(14分）自制一個加速度計，其構(gòu)造是：一根輕桿，下端固定一個小球，上端裝在水平軸O上,桿可在豎直平面內(nèi)左右擺動，用白硬紙作為表面，放在桿擺動的平面上，并刻上刻度，可以直接讀出加速度的大小和方向．使用時，加速度計右端朝汽車前進的方向，如圖所示，g取9。8m/s2.(1）硬紙上刻度線b在經(jīng)過O點的豎直線上，則在b處應(yīng)標的加速度數(shù)值是多少？（2）刻度線c和O點的連線與Ob的夾角為30°，則c處應(yīng)標的加速度數(shù)值是多少？(3）刻度線d和O點的連線與Ob的夾角為45°.在汽車前進時，若輕桿穩(wěn)定地指在d處，則0.5s內(nèi)汽車速度變化了多少？［解析］（1)當輕桿與Ob重合時，小球所受合力為0,其加速度為0,車的加速度亦為0,故b處應(yīng)標的加速度數(shù)值為0.甲(2）解法一：合成法當輕桿與Oc重合時,以小球為研究對象，受力分析如圖甲所示．根據(jù)力的合成的平行四邊形定則和牛頓第二定律得mgtanθ＝ma1，解得a1＝gtanθ＝9。8×eq\f（\r（3）,3)m/s2≈5.66m/s2.解法二：正交分解法建立直角坐標系，并將輕桿對小球的拉力正交分解，如圖乙所示．乙則沿水平方向有：Fsinθ＝ma，豎直方向有：