《2020年高中物理 第4章 牛頓運動定律 第3節(jié) 牛頓第二定律練習 新人教版必修1》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《2020年高中物理 第4章 牛頓運動定律 第3節(jié) 牛頓第二定律練習 新人教版必修1(5頁珍藏版)》請在裝配圖網上搜索。
1、第3節(jié) 牛頓第二定律
課時分層訓練
「基礎達標練」
1.(多選)關于力的單位“牛”,下列說法正確的是( )
A.“牛”這個單位是由質量為1 kg的物體所受的重力為9.8 N這個規(guī)定確定的
B.“?!边@個力的單位是根據(jù)在牛頓第二定律F=kma中取k=1時確定的
C.1 N就是使質量為1 kg的物體產生1 m/s2加速度的力
D.地面附近質量是1 kg的物體所受的重力是9.8 N,并不是規(guī)定的,而是根據(jù)牛頓第二定律F=ma得到的結果
解析:選BCD 根據(jù)牛頓第二定律F=kma中k=1、m=1 kg,a=1 m/s2時的力叫做“一個單位的力”,即1 kg· m/s2的力叫做1牛頓,
2、用符號“1 N”表示,故選項B、C正確,選項A錯誤;地面附近的重力加速度g約為9.8 m/s2,因此根據(jù)牛頓第二定律F=ma可知,地面附近1 kg的物體重力約為9.8 N,并不是規(guī)定的,故選項D正確.
2.(多選)關于速度、加速度、合力的關系,下列說法正確的是( )
A.原來靜止在光滑水平面上的物體,受到水平推力的瞬間,物體立刻獲得加速度
B.加速度的方向與合力的方向總是一致的,但與速度的方向可能相同,也可能不同
C.在初速度為0的勻加速直線運動中,速度、加速度與合力的方向總是一致的
D.合力變小,物體的速度一定變小
解析:選ABC 由牛頓第二定律可知選項A、B正確;初速度為0的
3、勻加速直線運動中,v、a、F三者的方向相同,選項C正確;合力變小,加速度變小,但速度是變大還是變小取決于加速度與速度的方向關系,選項D錯誤.
3.(多選)從勻速上升的氣球上釋放一物體,在釋放的瞬間,物體相對地面將具有( )
A.向上的速度 B.向下的速度
C.向上的加速度 D.向下的加速度
解析:選AD 由牛頓第二定律a=可知,a與F同向,在釋放的瞬間,物體只受重力,方向豎直向下,C錯誤,D正確;在釋放的瞬間,物體和氣球具有相同的速度,A正確,B錯誤.
4.
(2019·遼寧省沈陽市高一期中)如圖所示,自由落下的小球,從接觸豎直放置的彈簧開始到彈簧的壓縮
4、量最大的過程中,小球的速度及所受的合力的變化情況是( )
A.合力變小、速度變小
B.合力變小,速度變大
C.合力先變小后變大;速度先變大后變小
D.合力先變大后變??;速度先變小后變大
解析:選C 小球開始接觸彈簧時,開始重力大于彈力,合力向下,合力為零后,重力小于彈力,合力向上,合力先變小后變大.則加速度方向先向下,與速度方向相同,然后加速度方向向上,與速度方向相反,所以速度先增大后減?。蔆正確,A、B、D錯誤.
5.力F作用于甲物體m1時產生的加速度為a1,此力F作用于乙物體m2時產生的加速度為a2,若將甲、乙兩個物體合在一起,仍受此力的作用,產生的加速度是( )
A.
5、 B.
C. D.
解析:選C 力F作用于m1時,F(xiàn)=m1a1,力F作用于m2時,F(xiàn)=m2a2,力F作用于m1+m2時,F(xiàn)=(m1+m2)a3,解得a3=,故選項C正確.
6.如圖所示,A、B兩球用細線懸掛于天花板上且靜止不動,兩球質量mA=2mB,兩球間是一個輕質彈簧,如果突然剪斷懸線,則在剪斷懸線瞬間( )
A.A球加速度為g,B球加速度為g
B.A球加速度為g,B球加速度為0
C.A球加速度為g,B球加速度為0
D.A球加速度為g,B球加速度為g
解析:選B 在剪斷懸線的瞬間彈簧的彈力保持不變,則B球的合力為零,加速度為零;對A球有(mA+mB)g=mAaA,得aA
6、=g,故B選項正確.
7.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.gsin α B.gcos α
C.gtan α D.
解析:選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mgtan α=ma,則a=gtan α,選項C正確,A、B、D錯誤.
8.一個有鋼滑板的雪橇,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量為1 000 kg,當馬水平拉雪橇在水平雪地上以2 m/s2的加速度勻加速前進時,試
7、求:
(1)雪橇受到的摩擦力是多大?
(2)馬的拉力是多大?(g取10 m/s2)
解析:(1)雪橇受到的摩擦力為滑動摩擦力,即Ff=μFN=μmg=0.02×1 000×10 N=200 N.
(2)對雪橇,由牛頓第二定律可得F-Ff=ma,所以,拉力F=ma+Ff=1 000×2 N+200 N=2 200 N.
答案:(1)200 N (2)2 200 N
「能力提升練」
9.(多選)一個質量為2 kg的物體,放在光滑水平面上,受到兩個水平方向的大小為5 N和7 N的共點力作用,則物體的加速度可能是( )
A.1 m/s2 B.4 m/s2
C.7 m/s2 D.
8、10 m/s2
解析:選AB 兩個水平方向的大小為5 N和7 N的共點力作用,合力的范圍為2 N≤F≤12 N,再由牛頓第二定律知加速度的范圍為1 m/s2≤a≤6 m/s2,A、B對.
10.
(多選)如圖所示,某一纜車沿著坡度為30°的山坡以加速度a上行,在纜車中放一個與山坡表面平行的斜面,斜面上放一個質量為m的小物塊,小物塊相對斜面靜止(設纜車保持豎直狀態(tài)運行),則( )
A.小物塊受到的摩擦力方向平行斜面向下
B.小物塊受到的摩擦力方向平行斜面向上
C.小物塊受到的摩擦力為mg+ma
D.小物塊受到的摩擦力為mg-ma
解析:選BC 以木塊為研究對象,分析受力情況
9、:重力mg、斜面的支持力N和靜摩擦力f,f沿斜面向上,故A錯誤,B正確;根據(jù)牛頓第二定律得:f-mgsin 30°=ma,解得f=mg+ma,方向平行斜面向上,故C正確,D錯誤.
11.如圖所示,在與水平方向成θ角、大小為F的力作用下,質量為m的物塊沿豎直墻壁加速下滑,已知物塊與墻壁間的動摩擦因數(shù)為μ.則下滑過程中物塊的加速度大小為(重力加速度為g)( )
A.a=g-μg
B.a=g-
C.a=g-
D.a=g-
解析:選D 將F分解可得,物塊在垂直于墻壁方向上受到的壓力為FN=Fcos θ,則墻壁對物塊的支持力為FN′=FN=Fcos θ;物塊受到的滑動摩擦力為Ff=μFN′
10、=μFcos θ;由牛頓第二定律,得mg-Fsin θ-Ff=ma,得a=g-.
12.(多選)
如圖所示,物塊a、b和c的質量相同,a和b、b和c之間用完全相同的輕彈簧S1和S2相連,通過系在a上的細線懸掛于固定點O.整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài).現(xiàn)將細線剪斷,將物塊a的加速度的大小記為a1,S1和S2相對于原長的伸長分別記為Δl1和Δl2,重力加速度大小為g.在剪斷的瞬間( )
A.a1=3g B.a1=0
C.Δl1=2Δl2 D.Δl1=Δl2
解析:選AC 設物體的質量為m,剪斷細線的瞬間,細線的拉力消失,彈簧還沒有來得及改變,所以剪斷細線的瞬間a受到重力和彈簧S1的拉力
11、T1,剪斷前對bc和彈簧組成的整體分析可知T1=2mg,故a受到的合力F=mg+T1=mg+2mg=3mg,故加速度a1==3g,A正確,B錯誤;設彈簧S2的拉力為T2,則T2=mg,根據(jù)胡克定律F=kΔx可得Δl1=2Δl2,C正確,D錯誤.
13.跳傘運動員在下落過程中(如圖所示),假定傘所受空氣阻力的大小跟下落速度的平方成正比,即F=kv2,比例系數(shù)k=20 N·s2/m2,跳傘運動員與傘的總質量為72 kg,跳下高度足夠高,(g取10 m/s2)則:
(1)跳傘運動員在空中做什么運動?收尾速度是多大?
(2)當速度達到4 m/s時,下落加速度是多大?
解析:(1)以傘和運動員作
12、為研究對象,開始時速度較小,空氣阻力F小于重力G,v增大,F(xiàn)隨之增大,合力F合減小,做加速度a逐漸減小的加速運動;當v足夠大,使F=G時,F(xiàn)合=0,a=0,開始做勻速運動,此時的速度為收尾速度,設為vm.
由F=kv=G,得vm== =6 m/s.
(2)當v=4 m/s<vm時,合力F合=mg-F,F(xiàn)=kv2,
由牛頓第二定律F合=ma得a=g-=10 m/s2- m/s2≈5.6 m/s2.
答案:(1)做加速度越來越小的加速運動 vm=6 m/s (2)a=5.6 m/s2
14.如圖所示,質量m=1 kg的球穿在斜桿上,斜桿與水平方向成30°角,球與桿之間的動摩擦因數(shù)μ=,球受到豎直向上的拉力,F(xiàn)=20 N,則球的加速度多大?(g取10 m/s2)
解析:球受到重力mg、桿的支持力FN、桿的摩擦力Ff和豎直向上的拉力F四個力的作用(如圖所示),建立直角坐標系,由牛頓第二定律得
Fsin 30°-mgsin 30°-Ff=ma,
Fcos 30°=mgcos 30°+FN,F(xiàn)f=μFN,
聯(lián)立以上各式解得a=2.5 m/s2.
答案:2.5 m/s2
5