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1.doc

牛顿第二定律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:c2.(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/s2、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=g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:c4.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=kmg(k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:a5.台阶式电梯与地面的夹角为,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=mgcos (2)在竖直方向,由牛顿第二定律得fn-mg=masin 解得fn=m(g+asin )由牛顿第三定律可得,人对电梯的压力是fn=fn=m(g+asin )。答案:(1)macos (2)m(g+asin )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.“1 n”与下列哪个量相当()a.1 m/s2b.1 kgc.1 kgm/s2d.质量为1 kg的物体所受的重力解析:由f=ma知,1 n=1 kgm/s2,选项c正确,选项a、b错误;质量为1 kg的物体所受重力g=mg=9.8 n,选项d错误。答案:c2.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:c3.(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:cd4.一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fcos =ma,故a=,f增大,a变大,选项a正确。答案:a5.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.aa2a解析:由牛顿第二定律分别可列方程f-mg=ma;2f-mg=ma,从而解得a=-g;a=-g,所以a2a,选项d正确。答案:d6.(多选)一个质量为2 kg的物体同时受到两个力的作用,这两个力的大小分别为2 n和6 n,当两个力的方向发生变化时,物体的加速度大小可能为()a.1 m/s2b.2 m/s2c.3 m/s2d.4 m/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2 n和6 n,当两个力的方向相同时合力最大,最大值为2 n+6 n=8 n,当两个力方向相反时合力最小,最小值为6 n-2 n=4 n。当两个力的方向既不相同,又不相反时,4 nf8 n,即合力范围4 nf8 n,由于a=,所以2 m/s2a4 m/s2,故选项b、c、d正确。答案:bcd7.(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2 m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0.5 m,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,t1t2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;t2t4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:bd8.(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12 m/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10 m/s2)()a.22 m/s2,竖直向上b.22 m/s2,竖直向下c.2 m/s2,竖直向上d.2 m/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=2m,a=2 m/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拔去m后:fn2-mg=ma=12m由式可判断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=22m,a=22 m/s2,方向竖直向下。故本题选b、c。答案:bc9.如图所示,质量m=1 kg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=,球受到竖直向上的拉力f=20 n,则球的加速度为多少?(g取10 m/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fsin 30-mgsin 30-ff=mafcos 30=mgcos 30+fnff=fn联立以上各式即可解得a=2.5 m/s2。答案:2.5 m/s210.质量为2 kg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10 m/s2,求:(1)物体与水平面间的动摩擦因数;(2)水平推力f的大小。解析:(1)设物体做匀减速直线运