高中物理人教版第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律3牛頓第二定律 課時(shí)訓(xùn)練18牛頓第二定律

課時(shí)訓(xùn)練18牛頓第二定律題組一對(duì)牛頓第二定律的理解1.下列關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的幾種說(shuō)法,正確的是()A.物體所受合力的方向,就是物體運(yùn)動(dòng)的方向B.物體所受合力不為零時(shí),其速度不可能為零C.物體所受合力不為零,則其加速度一定不為零D.物體所受合力變小時(shí),物體一定做減速運(yùn)動(dòng)解析:由牛頓第二定律F=ma可知,物體所受合力的方向與加速度的方向是一致的,但不能說(shuō)就是物體的運(yùn)動(dòng)方向,可以與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同(勻加速直線運(yùn)動(dòng)),也可以與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反(勻減速直線運(yùn)動(dòng)),還可以和物體的運(yùn)動(dòng)方向不在一條直線上(曲線運(yùn)動(dòng)),故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;物體所受的合力不為零時(shí),其加速度一定不為零,但其速度可能為零,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤,選項(xiàng)C正確;當(dāng)物體所受的合力變小時(shí),其加速度也變小,但如果此時(shí)合力的方向仍與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同,物體做加速運(yùn)動(dòng),具體說(shuō)是做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案:C2.(多選)對(duì)于牛頓第二定律的公式F=kma的比例系數(shù)k的說(shuō)法正確的是()值是由研究對(duì)象來(lái)決定的值是由合外力來(lái)決定的值是由力、質(zhì)量和加速度的單位來(lái)決定的D.在國(guó)際單位制中,k的數(shù)值取1解析:物理公式在確定物理量數(shù)值關(guān)系的同時(shí),也確定了物理量的單位,在F=kma中,若a的單位取m/s2、F的單位取N、m的單位取kg時(shí),k=1,即k的數(shù)值由F、m、a的單位決定,不是在任何情況下都等于1,故C、D兩項(xiàng)正確。答案:CD題組二牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用3.一輛空車和一輛滿載貨物的同型號(hào)汽車,在同一路面上以相同的速度向同一方向行駛。兩輛汽車同時(shí)緊急剎車后(即車輪不滾動(dòng)只滑動(dòng)),以下說(shuō)法正確的是()A.滿載貨物的汽車由于慣性大,滑行距離較大B.滿載貨物的汽車由于受到的摩擦力較大,滑行距離較小C.兩輛汽車滑行的距離相同D.滿載貨物的汽車比空車先停下來(lái)解析:由于兩輛汽車的車輪與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,所以汽車剎車時(shí)的加速度a=μg相同,由x=知,兩輛汽車滑行的距離相同,選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤,選項(xiàng)C正確;由t=知兩車同時(shí)停下,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案:C4.某綠化用灑水車的牽引力不變,所受阻力與重力的關(guān)系為Ff=kmg(k為常數(shù)),未灑水時(shí),做勻速直線運(yùn)動(dòng),灑水時(shí)它的運(yùn)動(dòng)將是()A.做變加速運(yùn)動(dòng)B.做初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.做勻減速運(yùn)動(dòng)D.仍做勻速直線運(yùn)動(dòng)解析:灑水時(shí),灑水車質(zhì)量變小,則所受阻力也變小,因牽引力不變,由F-Ff=ma可知,加速度變大,做變加速運(yùn)動(dòng)。答案:A5.臺(tái)階式電梯與地面的夾角為θ,一質(zhì)量為m的人站在電梯的一臺(tái)階上相對(duì)電梯靜止,如圖所示。則當(dāng)電梯以加速度a勻加速上升時(shí),求:(1)人受到的摩擦力是多大?(2)人對(duì)電梯的壓力是多大?解析:取相對(duì)于電梯靜止的人為研究對(duì)象,則其所受的力分別為重力mg,方向豎直向下;支持力FN,方向豎直向上;摩擦力Ff,方向水平向右,如圖所示。(1)在水平方向,由牛頓第二定律得Ff=mgcosθ(2)在豎直方向,由牛頓第二定律得FN-mg=masinθ解得FN=m(g+asinθ)由牛頓第三定律可得,人對(duì)電梯的壓力是FN'=FN=m(g+asinθ)。答案:(1)macosθ(2)m(g+asinθ)題組三瞬時(shí)加速度的計(jì)算6.如圖所示,質(zhì)量為m的小球用水平輕彈簧系住,并用傾角為30°的光滑木板AB托住,小球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)木板AB突然向下撤離的瞬間,小球的加速度大小為() 解析:撤離木板瞬時(shí),小球所受重力和彈簧彈力沒(méi)變,二者合力大小等于撤離前木板對(duì)球的支持力FN,由于FN=mg,所以撤離木板瞬間小球加速度大小為a=g,選項(xiàng)B正確。答案:B(建議用時(shí):30分鐘)1.“1N”與下列哪個(gè)量相當(dāng)()m/s2kgkg·m/s2D.質(zhì)量為1kg的物體所受的重力解析:由F=ma知,1N=1kg·m/s2,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;質(zhì)量為1kg的物體所受重力G=mg=N,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案:C2.雨滴從空中由靜止落下,若雨滴受到的空氣阻力隨雨滴下落速度的增大而增大,圖中能大致反映雨滴運(yùn)動(dòng)情況的是()解析:對(duì)雨滴進(jìn)行受力分析可得mg-kv=ma,則雨滴做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)。答案:C3.(多選)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(kāi)始自由下落,接觸彈簧后把彈簧壓縮到一定程度后停止下落。在小球下落的這一全過(guò)程中,下列說(shuō)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.從小球接觸彈簧到到達(dá)最低點(diǎn),小球的速度先增大后減小D.從小球接觸彈簧到到達(dá)最低點(diǎn),小球的加速度先減小后增大解析:小球的加速度大小取決于小球受到的合外力。從接觸彈簧到到達(dá)最低點(diǎn),彈力從零開(kāi)始逐漸增大,所以合力先減小后增大,因此加速度先減小后增大。當(dāng)小球所受彈力和重力大小相等時(shí)速度最大。答案:CD4.一物塊位于光滑水平桌面上,用一大小為F、方向如圖所示的力去推它,使它以加速度a向右運(yùn)動(dòng)。若保持力的方向不變,而增大力的大小,則()變大不變變小D.因?yàn)槲飰K的質(zhì)量未知,故不能確定a變化的趨勢(shì)解析:對(duì)物塊受力分析如圖所示,分解力F,由牛頓第二定律得Fcosθ=ma,故a=,F增大,a變大,選項(xiàng)A正確。答案:A5.放在粗糙水平面上的物體,在水平拉力F的作用下以加速度a運(yùn)動(dòng),現(xiàn)將拉力F改為2F(仍沿水平方向),物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小變?yōu)閍'。則()'=a <a'<2a'=2a '>2a解析:由牛頓第二定律分別可列方程F-μmg=ma;2F-μmg=ma',從而解得a=-μg;a'=-μg,所以a'>2a,選項(xiàng)D正確。答案:D6.(多選)一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體同時(shí)受到兩個(gè)力的作用,這兩個(gè)力的大小分別為2N和6N,當(dāng)兩個(gè)力的方向發(fā)生變化時(shí),物體的加速度大小可能為()m/s2 m/s2m/s2 m/s2解析:根據(jù)牛頓第二定律,如果一個(gè)物體同時(shí)受到幾個(gè)力的作用,物體的加速度跟所受的外力的合力成正比。題目所給的兩個(gè)力大小分別為2N和6N,當(dāng)兩個(gè)力的方向相同時(shí)合力最大,最大值為2N+6N=8N,當(dāng)兩個(gè)力方向相反時(shí)合力最小,最小值為6N-2N=4N。當(dāng)兩個(gè)力的方向既不相同,又不相反時(shí),4N<F<8N,即合力范圍4N≤F≤8N,由于a=,所以2m/s2≤a≤4m/s2,故選項(xiàng)B、C、D正確。答案:BCD7.(多選)利用傳感器和計(jì)算機(jī)可以研究快速變化的力的大小。實(shí)驗(yàn)時(shí)讓某消防員從一平臺(tái)上跌落,自由下落2m后雙腳觸地,接著他用雙腿彎曲的方法緩沖,使自身重心又下降了m,最后停止。用這種方法獲得消防員受到地面沖擊力隨時(shí)間變化的圖線如圖所示,根據(jù)圖線所提供的信息,以下判斷正確的是()時(shí)刻消防員的速度最大時(shí)刻消防員的速度最大時(shí)刻消防員的速度最大時(shí)刻消防員的加速度最小解析:由題圖,t1時(shí)刻消防員剛開(kāi)始與地接觸,t1~t2消防員受到的沖擊力小于重力,合力方向向下,繼續(xù)向下加速,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;t2時(shí)刻,沖擊力大小等于重力,加速度為零,速度最大,故選項(xiàng)B正確;t2~t4沖擊力大于重力,合力方向向上,消防員減速,t3時(shí)刻速度減至零,t4時(shí)消防員站穩(wěn),加速度為零,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確。答案:BD8.(多選)如圖所示,豎直光滑桿上套有一個(gè)小球和兩根彈簧,兩彈簧的一端各與小球相連,另一端分別用銷釘M、N固定于桿上,小球處于靜止?fàn)顟B(tài),設(shè)拔去銷釘M瞬間,小球加速度的大小為12m/s2。若不拔去銷釘M而拔去銷釘N瞬間,小球的加速度可能是(g取10m/s2)()m/s2,豎直向上m/s2,豎直向下m/s2,豎直向上m/s2,豎直向下解析:若平衡時(shí),兩彈簧均處于伸長(zhǎng)狀態(tài)時(shí):FN1=FN2+mg,拔去M后:FN2+mg=ma=12m。拔去N后:FN1-mg=ma',則ma'=FN1-mg=ma-mg=2m,a'=2m/s2,方向豎直向上。若平衡時(shí),M處于伸長(zhǎng)狀態(tài)、N處于壓縮狀態(tài)時(shí):FN1+FN2=mg①拔去M后:FN2-mg=ma=12m②由①式可判斷FN2<mg,由②式可判斷FN2>mg矛盾,不成立。若平衡時(shí),兩彈簧均處于壓縮狀態(tài)時(shí):FN2=FN1+mg,拔去M后:FN2-mg=ma=12m,拔去N后:FN1+mg=ma',則ma'=FN1+mg=FN2=22m,a'=22m/s2,方向豎直向下。故本題選B、C。答案:BC9.如圖所示,質(zhì)量m=1kg的球穿在斜桿上,斜桿與水平方向成30°角,球與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=,球受到豎直向上的拉力F=20N,則球的加速度為多少?(g取10m/s2)解析:球受到重力mg、桿的支持力FN、桿的摩擦力Ff和豎直向上的拉力四個(gè)力的作用(如圖所示),建立直角坐標(biāo)系,則Fsin30°-mgsin30°-Ff=maFcos30°=mgcos30°+FNFf=μFN聯(lián)立以上各式即可解得a=m/s2。答案:m/s210.質(zhì)量為2kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后撤去F,其運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示。g取10m/s2,求:(1)物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;(2)水平推力F的大小。解析:(1)設(shè)物體做勻減速直線運(yùn)