2023-2024學(xué)年人教版必修第一冊 4-3 牛頓第二定律 作業(yè)

課時(shí)分層作業(yè)(二十二)牛頓第二定律A組基礎(chǔ)鞏固練1．由牛頓第二定律F＝ma可知，無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度，可是當(dāng)用很小的力去推很重的桌子時(shí)，卻推不動(dòng)，這是因?yàn)?)A．牛頓第二定律不適用于靜止的物體B．桌子加速度很小，速度增量也很小，眼睛觀察不到C．推力小于桌子所受到的靜摩擦力，加速度為負(fù)值D．桌子所受的合力為零，加速度為零2．在行車過程中，遇到緊急剎車，乘客可能受到傷害．為此人們設(shè)計(jì)了如圖所示的安全帶以盡可能地減輕猛烈碰撞．假設(shè)某次急剎車時(shí)，由于安全帶的作用，使質(zhì)量70kg的乘客的加速度大小約為6m/s2，此時(shí)安全帶對乘客的作用力最接近()A．100NB．400NC．800ND．1000N3．如圖所示，鳥沿虛線斜向上加速飛行，空氣對其作用力可能是()A．F1B．F2C．F3D．F44．如圖所示，質(zhì)量m＝10kg的物體在水平面上向右運(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)水平向左的推力F＝20N的作用，g取10m/s2，則物體的加速度是()A．0B．4m/s2，水平向右C．4m/s2，水平向左D．2m/s2，水平向右5．如圖所示，在光滑水平面上有一物塊，物塊在水平推力F的作用下向右運(yùn)動(dòng)，在其正前方固定一個(gè)足夠長的輕質(zhì)彈簧．在物塊與彈簧接觸并將彈簧壓至最短的過程中，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，下列說法正確的是()A．物塊接觸彈簧后做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)B．物塊的加速度先減小后增大C．當(dāng)彈簧處于壓縮量最大時(shí)，物塊的加速度為零D．以物塊與彈簧接觸為起點(diǎn)，此后彈簧的彈力與物塊的位移不成正比6．雨滴在高空形成后，由靜止開始沿豎直方向下落，雨滴受到空氣阻力的作用．當(dāng)雨滴速度為v0時(shí)開始計(jì)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖所示，經(jīng)過時(shí)間t1，速度達(dá)到v1.假設(shè)在0～t1時(shí)間內(nèi)雨滴的質(zhì)量不變，則在0～t1時(shí)間內(nèi)()A．雨滴運(yùn)動(dòng)的加速度增大，雨滴受到的阻力逐漸增大B．雨滴運(yùn)動(dòng)的加速度減小，雨滴受到的阻力逐漸減小C．雨滴運(yùn)動(dòng)的加速度增大，雨滴受到的阻力逐漸減小D．雨滴運(yùn)動(dòng)的加速度減小，雨滴受到的阻力逐漸增大7.如圖所示，質(zhì)量為4kg的物體放在水平面上，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，物體受大小為20N、與水平面成37°角斜向上的拉力F作用時(shí)，物體沿水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求物體運(yùn)動(dòng)加速度的大?。?sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)8.如圖所示，沿水平方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的車廂中，懸掛小球的懸線偏離豎直方向的夾角θ＝37°，小球和車廂相對靜止，小球的質(zhì)量為1kg.sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2.求：(1)車廂運(yùn)動(dòng)的加速度并說明車廂的運(yùn)動(dòng)情況；(2)懸線對小球的拉力大?。瓸組能力提升練9.(多選)如圖所示，當(dāng)小車水平向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊M相對靜止于車廂后豎直壁上．當(dāng)小車的加速度增大時(shí)()A．M所受的靜摩擦力增大B．M對車廂的作用力增大C．M仍相對車廂靜止D．M受到的合外力為零10.在光滑水平面上，有一個(gè)物體同時(shí)受到兩個(gè)水平力F1與F2的作用，在第1s內(nèi)物體保持靜止?fàn)顟B(tài)．若力F1與F2隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示，則該物體()A．在第2s內(nèi)做加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小逐漸減小，速度逐漸增大B．在第3s內(nèi)做加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小逐漸增大，速度逐漸增大C．在第4s內(nèi)做加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小逐漸增大，速度逐漸增大D．在第5s末速度為零，運(yùn)動(dòng)方向與F1方向相同11．[2023·重慶巴蜀中學(xué)月考]商場的自動(dòng)扶梯一般有如圖甲、乙兩種，設(shè)兩種扶梯與水平面的夾角都是θ＝37°，質(zhì)量為m的貨箱和兩種扶梯一起以相同大小的加速度a＝4m/s2沿斜面向下勻加速運(yùn)動(dòng)，則(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)()A．甲對貨箱的支持力大于乙對貨箱的支持力B.甲對貨箱的摩擦力小于乙對貨箱的摩擦力C.甲對貨箱的作用力等于乙對貨箱的作用力D.甲對貨箱的作用力小于乙對貨箱的作用力課時(shí)分層作業(yè)(二十二)牛頓第二定律1．解析：牛頓第二定律的表達(dá)式F＝ma中的力F是指合力，用很小的力推很重的桌子時(shí)，桌子不動(dòng)，是因?yàn)樽雷优c地面間的最大靜摩擦力大于推力，推力與桌子受到的靜摩擦力的合力為零，所以桌子加速度為零，選項(xiàng)D正確．答案：D2．解析：根據(jù)牛頓第二定律得：作用力F＝ma＝70×6N＝420N，所以安全帶對乘客的作用力最接近400N，故選項(xiàng)B正確．答案：B3.解析：小鳥沿虛線斜向上加速飛行，說明合外力方向沿虛線斜向上，小鳥受兩個(gè)力的作用，空氣的作用力F和重力G，如圖所示．故選B.答案：B4．解析：取向左為正方向，物體受到的摩擦力Ff＝μmg＝0.2×10kg×10m/s2＝20N由牛頓第二定律得F＋Ff＝ma解得a＝4m/s2，方向水平向左．答案：C5．解析：A、C錯(cuò)，B對：物塊與彈簧接觸前做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，物塊與彈簧接觸后，彈簧彈力不斷增大，開始階段彈簧彈力小于推力F，合力向右，加速度向右，物塊做加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng)．當(dāng)加速度減小為零時(shí)，速度達(dá)到最大．此后物塊繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)，彈力還變大，且合力向左，加速度向左，物塊做加速度變大的減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度減為零時(shí)，加速度最大．D錯(cuò)：彈簧的彈力F彈＝kx，物塊與彈簧接觸后，彈簧的彈力與物塊的位移成正比．答案：B6．解析：v-t圖像切線斜率不斷減小，根據(jù)速度—時(shí)間圖像的斜率表示加速度可知，雨滴運(yùn)動(dòng)的加速度在減?。鶕?jù)牛頓第二定律得mg－f阻＝ma，可知阻力在增大．答案：D7．解析：對物體受力分析，如圖所示，把力F沿水平方向和豎直方向分解，可得水平方向：Fcos37°－Ff＝ma豎直方向：FN＋Fsin37°－mg＝0又Ff＝μFN由以上三式解得a＝0.5m/s2.答案：0.5m/s28．解析：解法一：合成法(1)由于車廂沿水平方向運(yùn)動(dòng)，所以小球有水平方向的加速度，所受合力F沿水平方向．選小球?yàn)檠芯繉ο?，受力分析如圖甲所示．由幾何關(guān)系可得F＝mgtanθ.小球的加速度a＝eq\f(F,m)＝gtanθ＝7.5m/s2，方向向右，則車廂向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)或向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng)．(2)懸線對小球的拉力大小為FT＝eq\f(mg,cosθ)＝eq\f(1×10,0.8)N＝12.5N.解法二：正交分解法以水平向右為x軸正方向建立坐標(biāo)系，并將懸線對小球的拉力FT正交分解，如圖乙所示．則沿水平方向有FTsinθ＝ma豎直方向有FTcosθ－mg＝0聯(lián)立解得a＝7.5m/s2，F(xiàn)T＝12.5N，且加速度方向向右，故車廂向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)或向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng)．答案：(1)見解析(2)12.5N9.解析：小車向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，物塊M相對小車靜止，加速度與車的加速度相同，以物塊為研究對象，受力分析如圖所示，對物塊，由牛頓第二定律得N＝Ma，a增大，表明N增大，由牛頓第三定律可知，M對車廂壁的壓力N′＝N增大，物塊受到的最大靜摩擦力增大，物塊不可能沿壁下滑，M仍相對車廂靜止，在豎直方向，M所受合外力為零，由平衡條件得f＝Mg，M所受的靜摩擦力不變；M受到的合外力不為零，豎直方向的合力不變，水平方向的合力增大，所以車廂與M的相互作用力增大，故A、D錯(cuò)誤，B、C正確．答案：BC10．解析：第1s內(nèi)物體保持靜止?fàn)顟B(tài)，可知開始時(shí)F1、F2等大反向，第2s和第3s內(nèi)物體所受合力不斷變大，根據(jù)牛頓第二定律知加速度不斷變大，物體做加速運(yùn)動(dòng)，速度增大，故A錯(cuò)誤，B正確；在第4s內(nèi)，合力逐漸減小，故加速度不斷減小，合力與速度同向，物體做加速運(yùn)動(dòng)，速度增大，故C錯(cuò)誤；在第5s末，合力為零，故加速度為零，速度最大，此時(shí)運(yùn)動(dòng)方向與F1方向相同，故D錯(cuò)誤．答案：B11．解析：由于兩種情況下，貨箱都是和扶梯一起以相同大小的加速度a＝4m/s2向下勻加速運(yùn)動(dòng)，所以，兩種情況下貨箱所受合力相同，根據(jù)牛頓第二定律有F合甲＝F合乙＝ma＝4m，合力方向都沿著斜面向下，與水平面的夾角都是θ＝37°.對甲中貨箱受力分析，受重力、扶梯給的豎直向上支持力和水平向右的摩擦力，沿水平方向和豎直方向正交分解，可得mg－FN甲＝F合甲sin37°，f甲＝F合甲cos37°，解得FN甲＝7.6m，f甲＝3.2m；對乙中貨箱受力分析，受重力、扶梯給的垂直于斜面的支持力和沿斜面向上的摩擦力，沿斜面方