2020届人教版高中物理必修1作业含解析：4.3牛顿第二定律

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1、3 牛顿第二定律课后篇巩固提升基础巩固1.关于牛顿第二定律 F=kma 中比例系数 k 的下列说法中正确的是 ( )A.在任何情况下都等于 1B.k 的数值是由质量、加速度和力的大小决定的C.k 的数值是由质量、加速度和力的单位决定的D.在任何单位制中,k 都等于 1解析在 F=kma 中,k 的数值是由 F、m 、a 三者的单位决定的,如果 m 的单位用 kg,a 的单位用 m/s2,力的单位用 N,则可使 k=1,故只有 C 正确。答案 C2.由牛顿第二定律 F=ma 可知,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,可是当用很小的力去推很重的桌子时,却推不动,这是因为( )A.牛顿第二定律不适

2、用于静止的物体B.桌子加速度很小,速度增量也很小 ,眼睛观察不到C.推力小于桌子所受到的静摩擦力,加速度为负值D.桌子所受的合力为零,加速度为零解析牛顿第二定律的表达式 F=ma 中的力 F 是指合力,用很小的力推很重的桌子时,桌子不动,是因为桌子与地面间的最大静摩擦力大于推力,推力与桌子受到的静摩擦力的合力为零,所以桌子所受的合力为零,仍然静止不动,牛顿第二定律同样适用于静止的物体,所以 A、B、C 都不正确,只有 D 正确。答案 D3.对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力 F,当力刚开始作用的瞬间( )A.物体立即获得速度B.物体立即获得加速度C.物体同时获得速度和加速度D.由于物体没

3、有来得及运动, 所以速度和加速度都为零解析物体受重力、支持力和水平拉力 F 三个力的作用,重力和支持力的合力为零,因此物体所受的合力即水平拉力 F。由牛顿第二定律可知,力 F 作用的同时物体立即获得了加速度,但是速度还是零,因为合力 F 与速度无关,而且速度只能渐变不能突变。因此 B 正确,A、C、D 错误。答案 B4.如图所示,一物块位于光滑水平桌面上;用一大小为 F,方向如图所示的力去推它,使它以加速度 a 向右运动。若保持力的方向不变而增大力的大小,则( )A.a 变大B.a 不变C.a 变小D.因为物块的质量未知,故不能确定 a 变化的趋势解析由于桌面光滑,故不受摩擦力,物块受力为重力

4、 G、桌面对物体的支持力 FN、推力 F,设推力与水平方向夹角为 ,将 F 沿水平方向和竖直方向分解,由牛顿第二定律得 Fcos =ma,所以 a= ,F 方向不变而大小增大,可得 a 变大。选项 A 正确。答案 A5.(多选) 一质点在外力作用下做直线运动,速度 v 随时间 t 变化的图象如图。在图中标出的时刻中,质点所受合外力的方向与速度方向相同的有( )A.t1 B.t2 C.t3 D.t4解析根据题图可知,t 1 时质点沿正方向做加速运动 ,t3 时质点沿负方向做加速运动 ,因此这两个时刻质点所受合外力的方向与速度方向相同。答案 AC6.车厢底部有一质量为 m=5 kg 的物体,如图所

5、示,当小车以 7.5 m/s2 的加速度向右加速运动时,m 与小车始终保持相对静止,试分析物体的受力情况,并求出各力的大小。(g 取 10 m/s2)解析物体共受三个力的作用:重力、支持力和小车给它的摩擦力。其中:重力 G=mg=50 N,方向竖直向下。支持力 FN=G=50 N,方向竖直向上。摩擦力 Ff=ma=57.5 N=37.5 N,方向水平向右。答案见解析能力提升1.(2019 湖北重点学校期末联考 )物体与粗糙斜面一起沿水平面向左做匀变速运动 ,物体和斜面相对静止,如图所示。则斜面对物体的作用力方向( )A.必沿 d 方向B.必沿 c 方向C.a、c、 d 方向都有可能D.a、c

6、方向都有可能答案 D2.小孩从滑梯上滑下的运动可看作匀加速运动,第一次小孩单独从滑梯上滑下,加速度为 a1,第二次小孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下(小狗不与滑梯接触), 加速度为 a2,则( )A.a1=a2B.a1a2D.无法判断 a1 与 a2 的大小解析设小孩的质量为 m,与滑梯的动摩擦因数为 ,滑梯的倾角为 。小孩下滑过程中受到重力 mg、滑梯的支持力 FN 和滑动摩擦力 Ff,根据牛顿第二定律得mgsin -Ff=maFN=mgcos 又 Ff=FN联立得 a=g(sin -cos ),可见加速度 a 与小孩的质量无关,则当第二次小孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下时,加速度与第一次相同

7、,即有 a1=a2。答案 A3.三个完全相同的物块 1、2、3 放在水平桌面上,它们与桌面间的动摩擦因数均相同。现用大小相同的外力 F 沿如图所示方向分别作用在 1 和 2 上,用 F 的外力沿水平方向作用在 3 上,使三者都做加12速运动,用 a1、a 2、a 3 分别代表物块 1、2、3 的加速度,则( )A.a1=a2=a3 B.a1=a2,a2a3C.a1a2,a2a2,a2a3解析对物块 1,由牛顿第二定律得 Fcos 60-Ff=ma1, -(mg-Fsin 60)=ma12对物块 2,由牛顿第二定律得 Fcos 60-Ff=ma2, -(mg+Fsin 60)=ma22对物块 3

8、,由牛顿第二定律得 F-Ff =ma3, -mg=ma312 2比较得 a1a3a2,所以 C 正确。答案 C4.竖直起飞的火箭在推力 F 的作用下产生 10 m/s2 的加速度 ,若推力增大到 2F,则火箭的加速度将达到(g 取 10 m/s2)( )A.20 m/s2 B.25 m/s2C.30 m/s2 D.40 m/s2解析推力为 F 时,F-mg=ma 1,当推力为 2F 时,2F-mg=ma 2。以上两式联立可得:a 2=30 m/s2。故 C 正确。答案 C5.如图所示,有一辆汽车满载西瓜在水平路面上匀速前进。突然发生意外情况,紧急刹车做匀减速运动,加速度大小为 a,则中间一质量

9、为 m 的西瓜 A 受到其他西瓜对它的作用力的大小是( )A.m B.ma2-2C.m D.m(g+a)2+2解析西瓜与汽车具有相同的加速度 a,对西瓜 A 受力分析如图,F 表示周围西瓜对 A 的作用力,则由牛顿第二定律得: =ma,解得:F=m ,故 C 对,A、B、D 错。2-()2 2+2答案 C6.(多选)一质量 m=1 kg 的物体在水平恒力 F 作用下水平运动,1 s 末撤去恒力 F,其 v-t 图象如图所示,则恒力 F 和物体所受阻力 Ff 的大小是( )A.F=8 N B.F=9 NC.Ff=2 N D.Ff=3 N解析 v-t 图的斜率表示加速度,由题图可知,01 s 内加

10、速度 a1= =6 m/s2,由牛顿第二定律得 F-Ff=ma1;12 s 内的加速度 a2= =-3 m/s2,由牛顿第二定律得-F f=ma2,上式联立可得,F=9 N,F f=3 N。故 B、D 项正确。答案 BD7.如图所示,质量为 2 kg 的物体在 40 N 水平推力作用下,从静止开始 1 s 内沿竖直墙壁下滑 3 m。(g 取10 m/s2)求:(1)物体运动的加速度大小。(2)物体受到的摩擦力大小。(3)物体与墙壁间的动摩擦因数。解析(1)由 h= at2,可得 a= m/s2=6 m/s2。12 22=2312(2)对物体受力分析如图所示:水平方向:物体所受合外力为零 ,FN=F=40 N竖直方向:取向下为正方向,由牛顿第二定律得 :mg-Ff=ma,可得 :Ff=mg-ma=8 N。(3)物体与墙壁间的滑动摩擦力 Ff=FN所以 = =0.2。=840 答案(1)6 m/s 2 (2)8 N (3)0.2