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2019-2020年高中物理第四章牛顿运动定律3牛顿第二定律课时训练新人教版必修题组一 对牛顿第二定律的理解
1.下列关于力和运动关系的几种说法正确的是 A.物体所受合力的方向就是物体运动的方向B.物体所受合力不为零时其速度不可能为零C.物体所受合力不为零则其加速度一定不为零D.物体所受合力变小时物体一定做减速运动解析:由牛顿第二定律F=ma可知物体所受合力的方向与加速度的方向是一致的但不能说就是物体的运动方向可以与物体的运动方向相同匀加速直线运动也可以与物体的运动方向相反匀减速直线运动还可以和物体的运动方向不在一条直线上曲线运动故选项A错误;物体所受的合力不为零时其加速度一定不为零但其速度可能为零故选项B错误选项C正确;当物体所受的合力变小时其加速度也变小但如果此时合力的方向仍与物体的运动方向相同物体做加速运动具体说是做加速度逐渐减小的加速运动故选项D错误答案:C
2.多选对于牛顿第二定律的公式F=kma的比例系数k的说法正确的是 A.k值是由研究对象来决定的B.k值是由合外力来决定的C.k值是由力、质量和加速度的单位来决定的D.在国际单位制中k的数值取1解析:物理公式在确定物理量数值关系的同时也确定了物理量的单位在F=kma中若a的单位取m/s
2、F的单位取N、m的单位取kg时k=1即k的数值由F、m、a的单位决定不是在任何情况下都等于1故C、D两项正确答案:CD题组二 牛顿第二定律的简单应用
3.一辆空车和一辆满载货物的同型号汽车在同一路面上以相同的速度向同一方向行驶两辆汽车同时紧急刹车后即车轮不滚动只滑动以下说法正确的是 A.满载货物的汽车由于惯性大滑行距离较大B.满载货物的汽车由于受到的摩擦力较大滑行距离较小C.两辆汽车滑行的距离相同D.满载货物的汽车比空车先停下来解析:由于两辆汽车的车轮与地面间的动摩擦因数相同所以汽车刹车时的加速度a=μg相同由x=知两辆汽车滑行的距离相同选项A、B均错误选项C正确;由t=知两车同时停下选项D错误答案:C
4.某绿化用洒水车的牵引力不变所受阻力与重力的关系为Ff=kmgk为常数未洒水时做匀速直线运动洒水时它的运动将是 A.做变加速运动B.做初速度不为零的匀加速直线运动C.做匀减速运动D.仍做匀速直线运动解析:洒水时洒水车质量变小则所受阻力也变小因牵引力不变由F-Ff=ma可知加速度变大做变加速运动答案:A
5.台阶式电梯与地面的夹角为θ一质量为m的人站在电梯的一台阶上相对电梯静止如图所示则当电梯以加速度a匀加速上升时求:1人受到的摩擦力是多大2人对电梯的压力是多大解析:取相对于电梯静止的人为研究对象则其所受的力分别为重力mg方向竖直向下;支持力FN方向竖直向上;摩擦力Ff方向水平向右如图所示1在水平方向由牛顿第二定律得Ff=mgcosθ2在竖直方向由牛顿第二定律得FN-mg=masinθ解得FN=mg+asinθ由牛顿第三定律可得人对电梯的压力是FN=FN=mg+asinθ答案:1macosθ 2mg+asinθ题组三 瞬时加速度的计算
6.如图所示质量为m的小球用水平轻弹簧系住并用倾角为30°的光滑木板AB托住小球恰好处于静止状态当木板AB突然向下撤离的瞬间小球的加速度大小为 A.0B.gC.gD.g解析:撤离木板瞬时小球所受重力和弹簧弹力没变二者合力大小等于撤离前木板对球的支持力FN由于FN=mg所以撤离木板瞬间小球加速度大小为a=g选项B正确答案:B建议用时:30分钟
1.“1N”与下列哪个量相当 A.1m/s2B.1kgC.1kg·m/s2D.质量为1kg的物体所受的重力解析:由F=ma知1N=1kg·m/s2选项C正确选项A、B错误;质量为1kg的物体所受重力G=mg=
9.8N选项D错误答案:C
2.雨滴从空中由静止落下若雨滴受到的空气阻力随雨滴下落速度的增大而增大图中能大致反映雨滴运动情况的是 解析:对雨滴进行受力分析可得mg-kv=ma则雨滴做加速度减小的加速运动答案:C
3.多选如图所示轻弹簧下端固定在水平面上一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落在小球下落的这一全过程中下列说法中正确的是 A.小球刚接触弹簧瞬间速度最大B.从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上C.从小球接触弹簧到到达最低点小球的速度先增大后减小D.从小球接触弹簧到到达最低点小球的加速度先减小后增大解析:小球的加速度大小取决于小球受到的合外力从接触弹簧到到达最低点弹力从零开始逐渐增大所以合力先减小后增大因此加速度先减小后增大当小球所受弹力和重力大小相等时速度最大答案:CD
4.一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:对物块受力分析如图所示分解力F由牛顿第二定律得Fcosθ=ma故a=F增大a变大选项A正确答案:A
5.放在粗糙水平面上的物体在水平拉力F的作用下以加速度a运动现将拉力F改为2F仍沿水平方向物体运动的加速度大小变为a则 A.a=aB.aa2aC.a=2aD.a2a解析:由牛顿第二定律分别可列方程F-μmg=ma;2F-μmg=ma从而解得a=-μg;a=-μg所以a2a选项D正确答案:D
6.多选一个质量为2kg的物体同时受到两个力的作用这两个力的大小分别为2N和6N当两个力的方向发生变化时物体的加速度大小可能为 A.1m/s2B.2m/s2C.3m/s2D.4m/s2解析:根据牛顿第二定律如果一个物体同时受到几个力的作用物体的加速度跟所受的外力的合力成正比题目所给的两个力大小分别为2N和6N当两个力的方向相同时合力最大最大值为2N+6N=8N当两个力方向相反时合力最小最小值为6N-2N=4N当两个力的方向既不相同又不相反时4NF8N即合力范围4N≤F≤8N由于a=所以2m/s2≤a≤4m/s2故选项B、C、D正确答案:BCD
7.多选利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小实验时让某消防员从一平台上跌落自由下落2m后双脚触地接着他用双腿弯曲的方法缓冲使自身重心又下降了
0.5m最后停止用这种方法获得消防员受到地面冲击力随时间变化的图线如图所示根据图线所提供的信息以下判断正确的是 A.t1时刻消防员的速度最大B.t2时刻消防员的速度最大C.t3时刻消防员的速度最大D.t4时刻消防员的加速度最小解析:由题图t1时刻消防员刚开始与地接触t1~t2消防员受到的冲击力小于重力合力方向向下继续向下加速故选项A错误;t2时刻冲击力大小等于重力加速度为零速度最大故选项B正确;t2~t4冲击力大于重力合力方向向上消防员减速t3时刻速度减至零t4时消防员站稳加速度为零故选项C错误选项D正确答案:BD
8.多选如图所示竖直光滑杆上套有一个小球和两根弹簧两弹簧的一端各与小球相连另一端分别用销钉M、N固定于杆上小球处于静止状态设拔去销钉M瞬间小球加速度的大小为12m/s2若不拔去销钉M而拔去销钉N瞬间小球的加速度可能是g取10m/s2 A.22m/s2竖直向上B.22m/s2竖直向下C.2m/s2竖直向上D.2m/s2竖直向下解析:若平衡时两弹簧均处于伸长状态时:FN1=FN2+mg拔去M后:FN2+mg=ma=12m拔去N后:FN1-mg=ma则ma=FN1-mg=ma-mg=2ma=2m/s2方向竖直向上若平衡时M处于伸长状态、N处于压缩状态时:FN1+FN2=mg
①拔去M后:FN2-mg=ma=12m
②由
①式可判断FN2mg由
②式可判断FN2mg矛盾不成立若平衡时两弹簧均处于压缩状态时:FN2=FN1+mg拔去M后:FN2-mg=ma=12m拔去N后:FN1+mg=ma则ma=FN1+mg=FN2=22ma=22m/s2方向竖直向下故本题选B、C答案:BC
9.如图所示质量m=1kg的球穿在斜杆上斜杆与水平方向成30°角球与杆之间的动摩擦因数μ=球受到竖直向上的拉力F=20N则球的加速度为多少g取10m/s2解析:球受到重力mg、杆的支持力FN、杆的摩擦力Ff和竖直向上的拉力四个力的作用如图所示建立直角坐标系则Fsin30°-mgsin30°-Ff=maFcos30°=mgcos30°+FNFf=μFN联立以上各式即可解得a=
2.5m/s2答案:
2.5m/s
210.质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动一段时间后撤去F其运动的v-t图象如图所示g取10m/s2求:1物体与水平面间的动摩擦因数μ;2水平推力F的大小解析:1设物体做匀减速直线运动的时间为Δt
2、初速度为v
20、末速度为v2t、加速度为a2则a2==-2m/s2设物体所受的摩擦力大小为Ff根据牛顿第二定律有-Ff=ma2Ff=μFN=μmg联立解得μ==
0.22设物体做匀加速直线运动的时间为Δt
1、初速度为v
10、末速度为v1t、加速度为a1则a1==1m/s2根据牛顿第二定律有F-Ff=ma1联立解得F=μmg+ma1=6N答案:
10.226N。