2024-2025學(xué)年新教材高中物理第5章牛頓運動定律第3節(jié)牛頓第二運動定律課時分層作業(yè)含解析魯科版必修第一冊

PAGE5-牛頓其次運動定律(建議用時：25分鐘)◎考點一對牛頓其次定律的理解1．關(guān)于牛頓其次定律，以下說法中正確的是()A．由牛頓其次定律可知，加速度大的物體，所受的合外力肯定大B．牛頓其次定律說明白，質(zhì)量大的物體，其加速度肯定小C．由F＝ma可知，物體所受到的合外力與物體的質(zhì)量成正比D．對同一物體而言，物體的加速度與物體所受到的合外力成正比，而且在任何狀況下，加速度的方向始終與物體所受的合外力方向一樣D[加速度是由合外力和質(zhì)量共同確定的，故加速度大的物體，所受合外力不肯定大，質(zhì)量大的物體，加速度不肯定小，選項A、B錯誤；物體所受到的合外力與物體的質(zhì)量無關(guān)，故C錯誤；由牛頓其次定律可知，物體的加速度與物體所受到的合外力成正比，并且加速度的方向與合外力方向一樣，故D選項正確．]2．物體受10N的水平拉力作用，恰能沿水平面勻速運動，當(dāng)撤去這個拉力后，物體將()A．勻速運動B．馬上停止運動C．產(chǎn)生加速度，做勻減速運動D．產(chǎn)生加速度，做勻加速運動C[物體在水平拉力作用下做勻速運動，說明物體受到一個與拉力等大反向的摩擦力的作用，當(dāng)撤去拉力后，在摩擦力作用下，物體產(chǎn)生一個向后的加速度，做勻減速運動，C正確．]3．為保持城市清潔，某城市環(huán)衛(wèi)局訂購了大量平頭灑水車．該型號灑水車具有自吸自排功能，可前沖、后灑、側(cè)噴，工作臺帶可調(diào)整的高壓槍，當(dāng)水調(diào)整成柱狀時，射程大于等于40m，調(diào)整成霧狀時，射程小于等于15m．假如灑水車在平直馬路上行駛時，假設(shè)灑水車的牽引力不變，所受阻力跟車重成正比，那么起先灑水后，灑水車的運動狀況是()A．仍做勻速運動B．做勻加速運動C．做勻減速運動D．做加速度增大的加速運動D[灑水車所受阻力跟車重成正比，設(shè)為f＝kmg，依據(jù)牛頓其次定律有F－kmg＝ma，即a＝eq\f(F,m)－kg.起先灑水后，m減小，F(xiàn)不變，a增大，v增大，灑水車做加速度增大的加速運動，D正確．]◎考點二牛頓其次定律的應(yīng)用4.如圖所示，質(zhì)量為m＝10kg的物體在水平面上向左運動，物體與水平面間動摩擦因數(shù)為0.2.與此同時物體受到一個水平向右的推力F＝20N的作用，則物體產(chǎn)生的加速度大小和方向是(g取10m/s2)()A．0 B．4m/s2，水平向右C．2m/s2，水平向左 D．2m/s2，水平向右B[取向右為正方向，由牛頓其次定律得F＋f＝ma，而f＝μmg，解得a＝eq\f(F＋μmg,m)＝4m/s2，故物體的加速度大小是4m/s2，方向水平向右，B正確．]5.如圖所示，有一箱裝得很滿的土豆，以肯定的初速度在動摩擦因數(shù)為μ的水平地面上做勻減速運動，不計其他外力及空氣阻力，則中間一質(zhì)量為m的土豆A受到其他土豆對它的作用力大小應(yīng)是()A．mg B．μmgC．mgeq\r(1＋μ2) D．mgeq\r(1－μ2)C[土豆A受力如圖，在水平方向上土豆具有和箱子共同的水平加速度a，由牛頓其次定律知：a＝μg，土豆A的水平合外力F1＝μmg.豎直方向上土豆A所受其他土豆的作用力F2＝mg，所以其他土豆對它的作用力的大小F＝eq\r(F\o\al(2,1)＋F\o\al(2,2))＝mgeq\r(1＋μ2).]6.如圖所示，質(zhì)量為m的球與彈簧Ⅰ和水平細線Ⅱ相連，Ⅰ、Ⅱ的另一端分別固定于P、Q.球靜止時，Ⅰ中拉力大小為T1，Ⅱ中拉力大小為T2.當(dāng)僅剪斷Ⅰ、Ⅱ中的一根的瞬間，球的加速度a應(yīng)是()A．若剪斷Ⅰ，則a＝g，方向豎直向下B．若剪斷Ⅱ，則a＝eq\f(T1,m)，方向水平向左C．若剪斷Ⅰ，則a＝eq\f(T1,m)，方向沿Ⅰ的延長線D．若剪斷Ⅱ，則a＝g，方向豎直向上A[若剪斷Ⅰ，彈簧上彈力消逝，由于水平細線Ⅱ上的彈力可以突變，此時Ⅱ上的彈力瞬間減為零，球受到的合外力只是球的重力，球的加速度就是重力加速度，即a＝g，方向豎直向下，選項C錯誤，A正確；若剪斷Ⅱ，此時水平細線上的彈力消逝，由于彈簧來不及發(fā)生形變，彈簧上彈力不變，球受到的合外力大小等于水平細線上的彈力，方向與水平細線上彈力反向，即合力大小F＝mgtanθ＝T2，球的加速度為a＝eq\f(T2,m)，方向水平向左，選項B、D均錯誤．]◎考點三力學(xué)單位制7．(多選)在牛頓其次定律的數(shù)學(xué)表達式F＝kma中，有關(guān)比例系數(shù)k的說法，正確的是()A．k的數(shù)值由F、m、a的數(shù)值確定B．k的數(shù)值由F、m、a的單位確定C．在國際單位制中k＝1D．在任何狀況下k都等于1BC[物理公式在確定物理量之間的數(shù)量關(guān)系的同時也確定了物理量的單位關(guān)系．在F＝kma中，只有m的單位取kg，a的單位取m/s2，F(xiàn)的單位取N時，k才等于1，即在國際單位制中k＝1，故B、C正確．]8．下面哪一組單位屬于國際單位制的基本單位()A．mol、N、kg B．m、m/s2、sC．m、kg、A D．m/s、kg、molC[單位制包括基本單位和導(dǎo)出單位，規(guī)定的基本量的單位叫基本單位，國際單位制規(guī)定了七個基本物理量．分別為長度、質(zhì)量、時間、熱力學(xué)溫度、電流、光強度、物質(zhì)的量．它們在國際單位制中的單位分別為米、千克、秒、開爾文、安培、坎德拉、摩爾．所以C正確．故選C.]9．一個靜止在水平地面上的物體質(zhì)量是2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面對右運動，物體與水平地面間的滑動摩擦力是4.2N．求物體在4s末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移．[解析]由牛頓其次定律得：F－f＝ma所以物體的加速度a＝eq\f(F－f,m)＝eq\f(6.4－4.2,2)m/s2＝1.1m/s2物體在4s末的速度v＝at＝1.1×4m/s＝4.4m/s4s內(nèi)發(fā)生的位移s＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)×1.1×16m＝8.8m.[答案]4.4m/s8.8m(建議用時：15分鐘)10．兩個物體A和B，質(zhì)量分別為m1和m2，相互接觸地放在光滑水平面上，如圖所示，對物體A施以水平的推力F，則物體A對物體B的作用力等于()A.eq\f(m1,m1＋m2)FB.eq\f(m2,m1＋m2)FC．FD.eq\f(m1,m2)FB[對A、B整體分析，有F＝(m1＋m2)a，解得a＝eq\f(F,m1＋m2).設(shè)A、B間的彈力為N，以B為探討對象，則有N＝m2a＝eq\f(m2,m1＋m2)F，B正確．]11.如圖所示，A、B為兩個相同物塊，由輕質(zhì)彈簧k和細線l相連，懸掛在天花板上處于靜止?fàn)顟B(tài)，若將l剪斷，則在剛剪斷時，A、B的加速度大小aA、aB分別為()A．a(chǎn)A＝0，aB＝0 B．a(chǎn)A＝0，aB＝gC．a(chǎn)A＝g，aB＝g D．a(chǎn)A＝g，aB＝0C[剪斷細線前物塊A受重力、細線豎直向下的拉力和彈簧豎直向上的拉力，細線的拉力等于mg，由平衡條件可知彈簧對物塊A的拉力等于2mg，剛剪斷細線時，物塊A受到彈簧豎直向上的拉力和重力，由于彈簧的形變沒有改變，彈簧對物塊A的作用力仍為2mg，所以物塊A受到的合力方向豎直向上，大小為mg，aA＝eq\f(F,m)＝eq\f(mg,m)＝g，方向豎直向上；剛剪斷細線時，物塊B只受重力作用，加速度aB為重力加速度g，方向豎直向下．]12.一個質(zhì)量為4kg的物體靜止在足夠大的水平地面上，物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2.從t＝0起先，物體受到一個大小和方向呈周期性改變的水平力F的作用，力F隨時間t改變的規(guī)律如圖所示．g取10m/s2.求：(結(jié)果可用分式表示)(1)在2～4s時間內(nèi)，物體從起先做減速運動到停止所經(jīng)驗的時間；(2)0～6s內(nèi)物體的位移大?。甗解析](1)0～2s內(nèi)，F(xiàn)1＝12N，由牛頓其次定律和運動學(xué)公式得F1－μmg＝ma1，v1＝a1t1,2～4s內(nèi)，F(xiàn)2＝－4N，由牛頓其次定律和運動學(xué)公式得F2－μmg＝ma2,0－v1＝a2t2解得物體從起先做減速運動到停止所用時間t2＝eq\f(2,3)s.(2)0～2s內(nèi)物體的位移x1＝eq\f(v1t1,2)，2～4s內(nèi)物體的位移x2＝eq\f(v1t2,2)，由周期性可知4～6s內(nèi)和0～2s內(nèi)物體的位移相同，所以0～6s內(nèi)物體的位移大小為：x＝2x1＋x2＝eq\f(14,3)m.[答案](1)eq\f(2,3)s(2)eq\f(14,3)m13．如圖所示，質(zhì)量為4kg的物體靜止于水平面上，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θ＝30°角斜向上的拉力F作用時沿水平面做勻加速運動，求物體的加速度的大?。?g取10m/s2)[解析]以物體為探討對象，其受力狀況如圖所示，物體受到四個力的作用，用正交分解法，建立平面直角坐標(biāo)系，把F沿兩坐標(biāo)軸方向分解，則兩坐