2024-2025學(xué)年新教材高中物理第四章牛頓運動定律3牛頓第二定律課時測評含解析教科版必修1

PAGE8-牛頓其次定律(25分鐘·60分)一、選擇題(本題共6小題,每題6分,共36分)1.依據(jù)牛頓其次定律,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.物體所受合力必需達(dá)到肯定值時,才能使物體產(chǎn)生加速度C.當(dāng)物體質(zhì)量變更但其所受合力的水平分力不變時,物體水平加速度大小與質(zhì)量成反比D.物體加速度的大小跟它所受作用力中的任一個的大小成正比【解析】選C。依據(jù)牛頓其次定律得知:物體加速度的大小跟質(zhì)量成反比,與速度無關(guān),A錯誤;力是產(chǎn)生加速度的緣由,只要有力,就產(chǎn)生加速度,力與加速度是瞬時對應(yīng)的關(guān)系,B錯誤;當(dāng)物體質(zhì)量變更但其所受合力的水平分力不變時,依據(jù)牛頓其次定律F=ma可知,物體水平加速度大小與其質(zhì)量成反比,C正確;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一個的大小成正比,故D錯誤。2.力F1單獨作用于某物體時產(chǎn)生的加速度是3m/s2,力F2單獨作用于此物體時產(chǎn)生的加速度是4m ()A.1m/s2 B.5C.4m/s2 D.8【解析】選D。設(shè)物體質(zhì)量為m,依據(jù)牛頓其次定律得:F1=ma1=3m,F2=ma2=4m則F1和F2共同作用于該物體時合力范圍為F2-F1≤F合≤F2+F1,代入得m≤F合≤7m又由牛頓其次定律得加速度的范圍為1m/s2≤a≤7m/s2,故A、B、3.如圖所示,質(zhì)量為1kg的物體在大小為3N的水平向右拉力F的作用下,沿水平面對右做直線運動。物體與桌面間的動摩擦因數(shù)為0.2。重力加速度10m/s2,A.1m/s2 B.2C.3m/s2 D.4【解析】選A。由題意可知,物體受到的滑動摩擦力大小為:f=μmg=0.2×1×10N=2N,方向水平向左;物體受到的合外力為:F合=F-f=(3-2)N=1N;依據(jù)牛頓其次定律:F合=ma得:a=1m/s2。所以A正確,B、C、4.物體在與其初速度始終共線的合力F的作用下運動。取v0方向為正,合力F隨時間t的變更狀況如圖所示,則在0～t1這段時間內(nèi) ()A.物體的加速度先減小后增大,速度也是先減小后增大B.物體的加速度先增大后減小,速度也是先增大后減小C.物體的加速度先減小后增大,速度始終在增大D.物體的加速度先減小后增大,速度始終在減小【解析】選C。由題圖可知,物體所受的合力先減小,后增大,故由牛頓其次定律可知,物體的加速度先減小后增大;由于物體所受合力與其初速度始終共線,且由題圖可知合力始終大于零,故整個運動過程中加速度方向始終與物體的初速度方向一樣,物體的速度始終在增大,故C正確。5.如圖所示,一個熱氣球與沙包的總質(zhì)量為m,在空氣中以大小為的加速度加速下降。為了使它勻速下降,則應(yīng)當(dāng)拋掉的沙的質(zhì)量為(假定空氣對熱氣球的浮力恒定,不計空氣的其他作用) ()A.B.C.D.【解析】選A。起先時熱氣球與沙包整體加速下降,設(shè)空氣對熱氣球的浮力為f。依據(jù)牛頓其次定律有mg-f=ma=,解得f=;要使它勻速下降,則須要重力等于浮力,所以應(yīng)當(dāng)拋掉的沙的質(zhì)量為Δm=m,選項A正確,B、C、D錯誤。6.一物塊靜止在粗糙的水平桌面上。從某時刻起先,物塊受到一方向不變的水平拉力作用。假設(shè)物塊與桌面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。以a表示物塊的加速度大小,F表示水平拉力的大小。能正確描述F與a之間關(guān)系的圖像是 ()【解析】選C。物塊在水平方向上受到拉力和摩擦力的作用,依據(jù)牛頓其次定律,有F-Ff=ma,即F=ma+Ff,該關(guān)系為線性函數(shù)。當(dāng)a=0時,F=Ff;當(dāng)F=0時a=-。符合該函數(shù)關(guān)系的圖像為C。二、計算題(本題共2小題,共24分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要標(biāo)明單位)7.(10分)質(zhì)量為1kg的物體靜止在水平面上,若用4N的水平拉力拉它,剛好能勻速運動;若將此力增至6N,則物體加速度大小是多少?若撤去拉力,【解析】依題意,用4N的水平拉力拉物體剛好能勻速運動,則物體受到的滑動摩擦力為Ff=4N,當(dāng)用6N的水平拉力拉它時,依據(jù)牛頓其次定律有F-Ff=ma,代入數(shù)據(jù)得a=2m若撤去拉力,物體只受摩擦力,則Ff=ma′代入數(shù)據(jù)得a′=4m/s答案:2m/s248.(14分)如圖所示,靜止在水平地面上的小黃鴨質(zhì)量m=20kg,受到與水平面夾角為53°的斜向上的拉力,小黃鴨起先沿水平地面運動。若拉力F=100N,小黃鴨與地面的動摩擦因數(shù)為0.2,g取10m/s(1)把小黃鴨看作質(zhì)點,作出其受力示意圖;(2)地面對小黃鴨的支持力;(3)小黃鴨運動的加速度的大小。(sin53°=0.8,cos53°=0.6)【解析】(1)如圖,小黃鴨受到重力、支持力、拉力和摩擦力作用。(2)豎直方向有:Fsin53°+FN=mg,解得FN=mg-Fsin53°=120N,方向豎直向上;(3)受到的摩擦力為滑動摩擦力,所以Ff=μFN=24N依據(jù)牛頓其次定律得:Fcos53°-Ff=ma,解得a=1.8m/s答案:(1)見解析圖(2)120N,方向豎直向上(3)1.8m(15分鐘·40分)9.(6分)力F作用于甲物體m1時產(chǎn)生的加速度為a1,此力F作用于乙物體m2時產(chǎn)生的加速度為a2,若將甲、乙兩個物體合在一起,仍受此力的作用,產(chǎn)生的加速度則是下列選項中的哪一個 ()A. B.C. D.【解析】選C。力F作用于m1時,F=m1a1力F作用于m2時,F=m2a2力F作用于m1+m2時,F=(m1+m2)a3 ③解①②③得a3=,故C項正確。10.(6分)(多選)如圖甲所示,用一水平力F拉著一個靜止在傾角為θ的光滑斜面上的物體,漸漸增大F,物體做變加速運動,其加速度a隨外力F變更的圖像如圖乙所示,g取10m/s2,A.物體的質(zhì)量B.斜面的傾角C.物體能靜止在斜面上所施加的最小外力D.加速度為6m/s【解析】選A、B、C。由乙圖知,當(dāng)F=0時,加速度a=-6m/s2,即mgsinθ=ma,得sinθ=0.6,故可求斜面的傾角,所以B正確;當(dāng)F=20N時,a=2m/s2,依據(jù)牛頓其次定律Fcosθ-mgsinθ=ma,得m=2kg,故A正確;當(dāng)F沿斜面對上的分力等于mgsinθ=12N時物體靜止且F最小,故C正確;因物體在運動的過程中加速度在變,故無法求出加速度為611.(6分)車廂頂部固定一滑輪,在跨過定滑輪繩子的兩端各系一個物體,質(zhì)量分別為m1、m2,且m2>m1,m2靜止在車廂底板上,當(dāng)車廂向右運動時,m1、m2與車廂保持相對靜止,系m1的那段繩子與豎直方向夾角為θ,系m2的那段繩子保持豎直,如圖所示,繩子的質(zhì)量、滑輪與繩子的摩擦忽視不計,下列說法正確的是 ()A.車廂的加速度為gsinθB.車廂底板對m2的支持力為(m1+m2)gC.繩子中的張力大小為m1gcosθD.車廂底板對m2的摩擦力為m2gtanθ【解析】選D。對物體m1受力分析如圖甲所示,豎直方向:T1cosθ=m1水平方向:T1sinθ=m1得:a=gtanθ,車廂與m1的加速度相同為gtanθ,方向水平向右;解得:T1=,即繩子的張力大小為,故A、C錯誤;對物體m2受力分析如圖乙所示。豎直方向:T1′+N=m2gT1′=T水平方向:f=m2解得:N=m2g-,f=m2gtanθ,故B錯誤,D正確?！炯庸逃?xùn)練】如圖所示,當(dāng)小車向右加速運動時,物塊M相對車廂靜止于豎直車廂壁上,當(dāng)車的加速度增大時 ()A.M受靜摩擦力增大B.M對車廂壁的壓力減小C.M仍相對于車廂靜止D.M受靜摩擦力減小【解析】選C。以物塊為探討對象,分析受力狀況如圖:重力mg,車廂的彈力N和靜摩擦力f,依據(jù)牛頓其次定律得,水平方向:N=ma豎直方向:f=mg當(dāng)加速度增大時,N增大,M所受的最大靜摩擦力增大,物塊在豎直方向受力平衡,即f=mg不變。A、B、D錯誤;當(dāng)加速度增大時,靜摩擦力與重力仍舊平衡,M仍相對于車廂靜止,故C正確。12.(22分)如圖所示,航空母艦上的水平起飛跑道長度L=160m,一架質(zhì)量為m=2.0×104kg的飛機(jī)從跑道的始端起先,在大小恒為F=1.2×105N的動力作用下,飛機(jī)做勻加速直線運動104N,飛機(jī)可視為質(zhì)點,取g=10m/s2,(1)飛機(jī)在水平跑道運動的加速度大小。(2)若航空母艦靜止不動,飛機(jī)加速到跑道末端時速度大小。(3)若航空母艦沿飛機(jī)起飛的方向以10m/s勻速運動【解析】(1)飛機(jī)在水平跑道上運動時,水平方向受到推力與阻力作用,設(shè)加速度大小為a,