《學(xué)習(xí)方略》2020-2021學(xué)年高中物理人教版必修1-課時(shí)提升作業(yè)(十五)-4.3牛頓第二定律-

溫馨提示：此套題為Word版，請按住Ctrl,滑動(dòng)鼠標(biāo)滾軸，調(diào)整合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。課時(shí)提升作業(yè)(十五)牛頓其次定律(15分鐘50分)一、選擇題(本題共5小題,每小題7分,共35分。多選題已在題號(hào)后標(biāo)出)1.一個(gè)物體受到4N的力作用時(shí),產(chǎn)生的加速度是2m/s2,那么這個(gè)物體在6N的力作用下,產(chǎn)生的加速度大小是()A.1m/s2 B.3m/s2C.5m/s2 D.6m/s2【解析】選B。由牛頓其次定律F=ma可得,m=QUOTE=2kg;a1=QUOTE=3m/s2,選項(xiàng)B正確。2.一木塊放在光滑的水平面上,在一水平方向外力F的作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),其v-t圖像如圖所示。已知木塊的質(zhì)量m=0.5kg,則F等于()A.0.5N B.1NC.1.5N D.2N【解析】選B。由v-t圖像可求得木塊的加速度a=QUOTE=2m/s2;由牛頓其次定律可得：F=ma=0.5×2N=1N,選項(xiàng)B正確?！咀兪接?xùn)練】(2022·宿州高一檢測)在粗糙的水平面上,一物體受到水平方向外力F的作用,t=0時(shí)刻速度為v0,其后速度—時(shí)間圖像如圖所示,則下列推斷中正確的是()A.在0～t1內(nèi),物體做曲線運(yùn)動(dòng)B.在0～t1內(nèi),物體做加速度變小的減速直線運(yùn)動(dòng)C.在0～t1內(nèi),外力F大小確定不斷減小D.在0～t1內(nèi),外力F大小可能不斷增大【解析】選D。在速度—時(shí)間圖像中,某一點(diǎn)代表此時(shí)刻的瞬時(shí)速度,時(shí)間軸上方速度是正數(shù),時(shí)間軸下方速度是負(fù)數(shù);切線代表該位置的加速度,向右上方傾斜,加速度為正,向右下方傾斜加速度為負(fù)。結(jié)合牛頓其次定律推斷受力狀況：在速度—時(shí)間圖像中,切線代表該位置的加速度,由圖像可知,物體的加速度越來越大,速度越來越小,所以物體做加速度越來越大的減速直線運(yùn)動(dòng),故A、B錯(cuò)誤;若力的方向與速度方向相同,依據(jù)a=QUOTE知力F不斷減小,若力的方向與速度方向相反,依據(jù)a=QUOTE,此時(shí)外力F不斷增大,故C錯(cuò)誤,D正確。3.(2021·新課標(biāo)全國卷Ⅱ)一物塊靜止在粗糙的水平桌面上。從某時(shí)刻開頭,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(dòng)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(shí),F=Ff;當(dāng)F=0時(shí),a=-QUOTE。符合該函數(shù)關(guān)系的圖像為C。4.(多選)(2022·汕頭高一檢測)在牛頓其次定律公式F=kma中,有關(guān)比例常數(shù)k的說法正確的是()A.在任何狀況下都等于1B.k值是由質(zhì)量、加速度和力的大小打算的C.k值是由質(zhì)量、加速度和力的單位打算的D.在國際單位制中,k的數(shù)值等于1【解析】選C、D。在牛頓其次定律公式F=kma中,F、m、a所選取的單位不同,則k的數(shù)值不同,即k值是由質(zhì)量、加速度和力的單位打算的;只有在國際單位制中,k的數(shù)值才等于1,故選項(xiàng)C、D正確,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。5.(2022·沈陽高一檢測)一輕彈簧上端固定,下端掛一重物,平衡時(shí)彈簧伸長了4cm,再將重物向下拉1cm,然后放手,則在釋放瞬間重物的加速度是(g取10m/s2)()A.2.5m/s2 B.7.5mC.10m/s2 D.12.5m/s2【解析】選A。彈簧伸長量為4cm時(shí),重物處于平衡狀態(tài),故mg=kΔx1;再將重物向下拉1cm,則彈簧的伸長量變?yōu)棣2=5cm,在重物被釋放瞬間,由牛頓其次定律可得kΔx2-mg=ma;由以上兩式解得a=2.5m/s2,故選項(xiàng)A正確。【總結(jié)提升】瞬時(shí)加速度的分析方法(1)牛頓其次定律是力的瞬時(shí)作用規(guī)律,加速度和力同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消逝。分析物體在某一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度,關(guān)鍵是分析該瞬時(shí)前后的受力狀況及變化。(2)明確輕桿、輕繩、輕彈簧、橡皮條等力學(xué)模型的特點(diǎn)：輕桿、輕繩的形變可瞬時(shí)產(chǎn)生或恢復(fù),故其彈力可以瞬時(shí)突變;輕彈簧、橡皮條在兩端都連有物體時(shí),形變恢復(fù)需較長時(shí)間,其彈力大小與方向均不能突變?！咀兪接?xùn)練】如圖所示,天花板上用細(xì)繩吊起兩個(gè)用輕彈簧相連的質(zhì)量相同的小球,兩小球均保持靜止。當(dāng)突然剪斷細(xì)繩的瞬間,上面小球A與下面小球B的加速度分別為(以向上為正方向,重力加速度為g)()A.a1=g,a2=gB.a1=2g,a2=0C.a1=-2g,a2=0D.a1=0,a2=g【解析】選C。由平衡條件知,剪斷細(xì)繩前繩與彈簧的拉力分別為2mg、mg;剪斷細(xì)繩后瞬間,彈簧彈力不變,大小仍為mg,故B球所受合力仍為0,則a2=0;球A受重力和彈簧彈力作用,F合=2mg,方向向下,故a1=-2g,C項(xiàng)正確。二、非選擇題(15分)6.(2021·珠海高一檢測)在2022年珠海航展中,殲-10的精彩表演再次為觀眾獻(xiàn)上了視覺盛宴。經(jīng)查閱資料知,殲-10的質(zhì)量為m=1.2×104kg,在跑道上滑行時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力為F=1.2×105N,殲-10受到的阻力為重力的0.1倍,求(1)殲-10在跑道上滑行時(shí)的加速度a的大小;(2)由靜止開頭加速滑行5s時(shí)的速度?！窘馕觥?1)由題意可知?dú)?10所受合外力：F合=F-F阻=1.2×105N-1.2×104×10×0.1N=1.08×105N由牛頓其次定律F=ma得：a=QUOTE=QUOTEm/s2=9m/s2。(2)5s后的速度：v=v0+at=0+5×9m/s=45m/s。答案：(1)9m/s2(2)45m/s(25分鐘50分)一、選擇題(本題共4小題,每小題7分,共28分。多選題已在題號(hào)后標(biāo)出)1.(2022·寶山高一檢測)質(zhì)量為2kg的物體,在F1=2N、F2=8N的兩個(gè)力同時(shí)作用下,獲得的加速度可能為()A.1m/s2 B.2m/s2C.4m/s2 D.6m/s2【解析】選C。二力合成時(shí),合力的范圍為︱F1-F2︱≤F合≤︱F1+F2︱,故將F1=2N、F2=8N的兩個(gè)力合成時(shí),最大值為10N,最小值為6N;由牛頓其次定律F合=ma可得,物體獲得的加速度的最大值為5m/s2,最小值為3m/s2,故選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤。【變式訓(xùn)練】如圖所示,質(zhì)量為1kg的物體,在水平面上向左運(yùn)動(dòng),物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,與此同時(shí),物體還受到一個(gè)水平向右的推力F=2N的作用,g取10m/s2,則物體獲得的加速度大小及方向是()A.0 B.4m/s2,水平向右C.2m/s2,水平向左 D.2m/s2,水平向右【解析】選B。物體向左運(yùn)動(dòng),受到向右的滑動(dòng)摩擦力,Ff=μmg=2N,物體所受合外力為F合=F+Ff=4N,由牛頓其次定律得：a=QUOTE=4m/s2,方向水平向右,選項(xiàng)B正確,其他選項(xiàng)均錯(cuò)。2.(2022·蒙自高一檢測)在粗糙水平面上,放一質(zhì)量為m的物體,受水平拉力F作用后產(chǎn)生的加速度為a,物體受到摩擦力為Ff,假如把拉力改為2F,則有()A.摩擦力仍為Ff、加速度仍為aB.支持力大小為mg、加速度變?yōu)?aC.摩擦力變?yōu)?Ff、加速度大于2aD.摩擦力仍為Ff、加速度大于2a【解析】選D。物體放在粗糙的水平面上,受水平拉力F作用后產(chǎn)生的加速度為a,故物體受到滑動(dòng)摩擦力Ff不會(huì)發(fā)生變化。由牛頓其次定律可得,物體運(yùn)動(dòng)的加速度：a=QUOTE。假如把拉力改為2F,則有：a′=QUOTE>QUOTE=QUOTE=2a。故選項(xiàng)D正確,選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤。3.(2022·石家莊高一檢測)在光滑的水平面上有一個(gè)物體同時(shí)受到兩個(gè)水平力F1和F2的作用,在第1s內(nèi)該物體保持靜止?fàn)顟B(tài)。若兩個(gè)力隨時(shí)間變化狀況如圖所示,則下列說法正確的是()A.在第2s內(nèi)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.在第3s內(nèi)物體做變加速直線運(yùn)動(dòng)C.在第4s末物體的加速度方向轉(zhuǎn)變D.在第6s末物體的速度為零【解析】選B。由F-t圖像可知,1～4s內(nèi)物體所受的合力不斷增大,故在1～4s內(nèi)物體做變加速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò),B對(duì);由F-t圖像可知,1～5s內(nèi)物體所受的合力始終大于零,故加速度方向不變,物體速度漸漸增大,選項(xiàng)C錯(cuò);最終1s內(nèi)物體所受的合力為零,速度保持不變,6s末速度不為零,選項(xiàng)D錯(cuò)。4.(2022·南京高一檢測)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頭自由下落,接觸彈簧,把彈簧壓縮到確定程度后停止下落。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(dá)最低點(diǎn),小球的速度先增大后減小D.從小球接觸彈簧至到達(dá)最低點(diǎn),小球的加速度先增大后減小【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)抓住以下關(guān)鍵點(diǎn)：(1)小球接觸彈簧后,開頭彈力小于重力,合力仍向下,小球連續(xù)加速,a=QUOTE。(2)當(dāng)F=mg時(shí)a=0,速度最大,然后做減速運(yùn)動(dòng)。【解析】選C。小球從接觸彈簧開頭,在向下運(yùn)動(dòng)過程中受到重力和彈簧彈力的作用,但開頭時(shí)由于彈簧的壓縮量較小,彈力小于重力,合力方向豎直向下,且漸漸減小,小球?qū)⑦B續(xù)向下做加速度漸漸減小的變加速運(yùn)動(dòng),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(yùn)動(dòng),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黾铀俣葷u漸增大的變減速運(yùn)動(dòng),直到速度為零,故從接觸彈簧至到達(dá)最低點(diǎn),小球的速度先增大后減小,加速度先減小后增大。故選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤?！咀兪接?xùn)練】如圖所示,放在光滑水平面上的一個(gè)物體,同時(shí)受到兩個(gè)水平方向力的作用,其中水平向右的力F1=5N,水平向左的力F2=10N,當(dāng)F2由10N漸漸減小到零的過程中,物體的加速度大小是()A.漸漸減小B.漸漸增大C.先減小后增大 D.先增大后減小【解析】選C。一開頭,物體受合力為F=10N-5N=5N,方向向左,當(dāng)F2由10N漸漸減小,F也漸漸減小,當(dāng)F2減小到5N時(shí),F值變?yōu)?,隨著F2的連續(xù)減小,F方向變?yōu)橄蛴?從0漸漸增大,當(dāng)F2變?yōu)?的時(shí)候,F變?yōu)樽畲?N,由牛頓其次定律,物體的加速度也是先減小后增大,故C正確。二、非選擇題(本題共2小題,共22分)5.(8分)一個(gè)物體從光滑斜面的頂端由靜止開頭下滑,斜面長10m,傾角θ=30°,斜面靜止不動(dòng),物體的質(zhì)量m=0.4kg,重力加速度g取10m/s2。求：(1)物體下滑過程的加速度有多大?(2)物體從光滑斜面頂端下滑到底端,要用多長時(shí)間?【解析】(1)依據(jù)牛頓其次定律得：mgsinθ=ma,所以a=gsinθ=10×QUOTEm/s2=5m/s2。(2)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：x=QUOTEat2,所以t=QUOTE=QUOTEs=2s答案：(1)5m/s2(2)2s6.(14分)(2022·寧波高一檢測)航模愛好小組設(shè)計(jì)出一架遙控飛行器,其質(zhì)量m=2kg,動(dòng)力系統(tǒng)供應(yīng)的恒定升力F=28N。試飛時(shí),飛行器從地面由靜止開頭豎直上升。設(shè)飛行器飛行時(shí)所受的阻力大小不變。g取10m/s2。(1)第一次試飛,飛行器飛行t1=8s時(shí)到達(dá)高度H=64m。求飛行器所受阻力Ff的大小。(2)其次次試飛,飛行器飛行t2=6s時(shí)遙控器毀滅故障,飛行器馬上失去升力。求飛行器能達(dá)到的最大高度h?！窘忸}指南】解答本題時(shí)應(yīng)抓住以下關(guān)鍵點(diǎn)：(1)第一次試飛時(shí),飛行器受到升力、重力、阻力三個(gè)恒定的力,飛行器做勻加速上升運(yùn)動(dòng)。(2)其次次飛行器失去升力后,物體只受重力和阻力,飛行器向上做勻減速運(yùn)動(dòng)?！窘馕觥?1)飛行器從靜止開頭勻加速運(yùn)動(dòng)a1=QUOTE=QUOTEm/s2=2m/s2此過程中,飛行器受力如圖所示,則有F-Ff-mg=ma1解得Ff=4N(2)飛行器先從靜止開頭勻加速運(yùn)動(dòng),6s內(nèi)上升的高度為h1=QUOTEa1QUOTE=QUOTE×2×62m=36m6s末速度為v1=a1t2=2×6m/s=12m/s飛行器失去動(dòng)力后,受力如圖所示,飛行器向上做勻減速運(yùn)動(dòng),則：-Ff-mg=ma2得a2=-12m/s2減速至最高點(diǎn)上升的高度為h2=QUOTE=QUOTEm=6m飛行器所能達(dá)到的最大高度h=h1+h2=42m答案：(1)4N(2)42m【變式訓(xùn)練】(2022·南通高一檢測)如圖甲所示為一風(fēng)力試驗(yàn)示意圖。開頭時(shí),質(zhì)量m=2kg的小球穿在固定的足夠長的水平細(xì)桿上,并靜止于O點(diǎn)?，F(xiàn)用沿桿水平向右的恒定風(fēng)力F作用于小球上,經(jīng)時(shí)