【中學(xué)教材全解】2020年秋高中物理必修一課時練案：第四章-牛頓運動定律-第3節(jié)-牛頓第二定律

第3節(jié)牛頓其次定律題組1牛頓其次定律和力的單位(時間：3分鐘分值：8分)1.［4分］(多選)下列對牛頓其次定律的表達(dá)式F=ma及其變形公式的理解，正確的是()A.由F=ma可知，物體所受的合力與物體的質(zhì)量成正比，與物體的加速度成反比B.由m=QUOTE可知，物體的質(zhì)量與其所受的合力成正比，與其運動的加速度成反比C.由a=QUOTE可知，物體的加速度與其所受的合力成正比，與其質(zhì)量成反比D.由m=QUOTE可知，物體的質(zhì)量可以通過測量它的加速度和它所受的合力而求出2.［4分］(多選)關(guān)于力的單位“牛”，下列說法正確的是()A.“?！边@個單位是由質(zhì)量為1kg的物體所受的重力為9.8N這個規(guī)定確定的B.“牛”這個力的單位是依據(jù)在牛頓其次定律F＝kma中取k=1時確定的C.1N就是使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1QUOTE加速度的力D.質(zhì)量是1kg的物體所受的重力是9.8N，并不是規(guī)定的，而是依據(jù)牛頓其次定律F=ma得到的結(jié)果題組2牛頓其次定律的理解與應(yīng)用(時間：20分鐘分值：22分)3.［4分］(單選)靜止在光滑水平面上的木塊受到一個方向不變、大小從某一數(shù)值漸漸減小的水平外力作用時，木塊將做()A.勻減速運動B.勻加速運動C.加速度漸漸減小的變加速運動D.加速度漸漸增大的變加速運動圖圖4-3-4.［4分］(廣東高考·單選)建筑工人用如圖4-3-1所示的定滑輪裝置運送建筑材料。質(zhì)量為70.0kg的工人站在地面上，通過定滑輪將20.0kg的建筑材料以0.500m／QUOTE的加速度拉升，忽視繩子和定滑輪的質(zhì)量及定滑輪的摩擦，則工人對地面的壓力大小為(QUOTE取10m／QUOTE)()A.510N B.490N C.890N D.910N圖4-3-25.［4分］(大綱全國Ⅰ高考·單選)如圖4-3-2所示，輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為M的木塊2相連，整個系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出木板的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為QUOTE、QUOTE。重力加速度大小為g。則有()圖4-3-QUOTE=0，QUOTE=g QUOTE=g，QUOTE=gQUOTE=0，QUOTE=QUOTEg QUOTE=g，QUOTE=QUOTEg圖4-3-36.［10分］如圖4-3-3所示，質(zhì)量為4kg的物體靜止在水平面上，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.5。物體受到大小為20N與水平方向成37°斜向上的拉力F作用時，沿水平面做勻加速直線運動，求：物體加速度的大小。(QUOTE取10QUOTE，sin37°=0.6，cos37°=0.8)圖4-3-圖4-3-4題組3綜合拓展提升圖4-3-7.［4分］(單選)“蹦極”就是跳動者把一端固定的長彈性繩綁在踝關(guān)節(jié)等處，從幾十米高處跳下的一種極限運動。某人做蹦極運動，所受繩子拉力F的大小隨時間t變化的狀況如圖4-3-4所示。將蹦極過程近似看成在豎直方向的運動，重力加速度為QUOTE。據(jù)圖可知，此人在蹦極過程中的最大加速度約為()A.QUOTE B.2QUOTE C.3QUOTE D.4QUOTE圖4-3-58.［10分］如圖4-3-5所示，自動扶梯與水平面夾角為θ，上面站著質(zhì)量為m的人，當(dāng)自動扶梯以加速度a加速向上運動時，求扶梯對人的彈力QUOTE和扶梯對人的摩擦力QUOTE。圖4-3-圖圖4-3-9.［10分］如圖4-3-6所示，質(zhì)量分別為QUOTE和QUOTE的A和B兩球用輕彈簧連接，A球用細(xì)線懸掛起來，兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，假如將懸掛A球的細(xì)線剪斷，此時A和B兩球的瞬時加速度各是多少？

參考答案1. CD解析：牛頓其次定律的表達(dá)式QUOTE表明白各物理量之間的數(shù)量關(guān)系，即已知兩個量，可求第三個量，但物體的質(zhì)量由物體本身打算，與受力無關(guān);作用在物體上的合力，是由和它相互作用的物體共同產(chǎn)生的，與物體的質(zhì)量和加速度無關(guān)。故排解選項A、B，選項C、D正確。2. BCD解析：依據(jù)牛頓其次定律QUOTE中QUOTE=1、m=1kg、QUOTE=1QUOTE時的力叫做“一個單位的力”，即1kg·QUOTE的力叫做1牛頓，用符號“1N”表示，故選項B、C正確，選項A錯誤。地面四周的重力加速度QUOTE約為9.8QUOTE，因此依據(jù)牛頓其次定律QUOTE可知，地面四周1kg的物體重力約為9.8N，并不是規(guī)定的，故選項D正確。圖4-3-73.圖4-3-4. B解析：對工人和建筑材料受力分析如圖4-3-7所示，QUOTE為繩的張力，QUOTE為地面對工人的支持力，QUOTE分別為建筑材料和工人的重力。

由牛頓其次定律得QUOTE①

由平衡條件得QUOTE②

聯(lián)立①②并代入數(shù)據(jù)解得，QUOTE=490N。

由牛頓第三定律得，工人對地面的壓力大小為490N。應(yīng)選B。圖4-3-85. C解析：抽出木板的瞬間，彈簧的彈力未變，故木塊1所受合力仍為0，其加速度為QUOTE=0。對于木塊2，受彈簧的彈力QUOTE=mg和重力Mg作用，依據(jù)牛頓其次定律得QUOTE=QUOTE=QUOTEg，因此選項C正確。圖4-3-6. 0.5QUOTE解析：此題的關(guān)鍵是利用正交分解法求出物體所受的合力，然后利用QUOTE求解加速度。

取物體為爭辯對象，如圖4-3-8所示，把力QUOTE在水平方向和豎直方向上分解，由平衡條件得

在水平方向：QUOTEcos37°QUOTE=QUOTE①

在豎直方向：QUOTE+QUOTEsin37°=QUOTE②

又QUOTE③

由①②③解得QUOTE=0.5QUOTE。7. B解析：由題圖可知，當(dāng)人最終不動時，繩上的拉力為QUOTE，即mg=QUOTE，繩上的最大拉力為QUOTE，因此最大加速度滿足QUOTE-mg=ma，即3mg-mg=ma，所以a=2g，選項B正確。甲乙圖4-3-98. QUOTE=mg+masinθQUOTE=macosθ

解析：人受到豎直向下的重力mg、豎直向上的支持力QUOTE和水平向右的摩擦力QUOTE，由于人的加速度方向沿扶梯向上，所以人所受的這三個力的合力方向沿扶梯向上。

解法一：建立如圖4-3-9甲所示的直角坐標(biāo)系，人的加速度方向沿x軸正方向，由題意可得

x軸方向：QUOTEQUOTEθ-mgsinθ=ma，

y軸方向：QUOTEQUOTEθ-mgcosθ=0，

解得QUOTE=mg+masinθ，QUOTE=macosθ。

解法二：建立如圖4-3-9乙所示的直角坐標(biāo)系(水平向右為x軸正方向，豎直向上為y軸正方向)。由于人的加速度方向是沿扶梯向上的，這樣建立直角坐標(biāo)系后，在x軸方向和y軸方向上各有一個加速度的重量，其中x軸方向的加速度重量QUOTE=acosθ，y軸方向的加速度重量QUOTE=asinθ，依據(jù)牛頓其次定律有

x軸方向：QUOTE;y軸方向：QUOTE，

解得：QUOTE=mg+masinθ，QUOTE=macosθ。甲乙圖4-3-9. QUOTE=QUOTEg，方向豎直向下QUOTE=0

圖4-3-10解析：物體在某一瞬間的加速度由這一時刻的合力打算，分析繩斷瞬間兩球的受力狀況是關(guān)鍵。由于輕彈簧兩端連著物體，物體要發(fā)生一段位移需要確定的時間，故剪斷細(xì)線瞬間，彈力與剪斷前相同。

先分析平衡(細(xì)線未剪斷)時，QUOTE和QUOTE的受力狀況。如圖4-3-10所示，A球受力為：重力、彈簧彈力QUOTE及繩子拉力QUOTE