高中物理 第4章 牛顿运动定律 3 牛顿第二定律课时作业 新人教版必修1.doc

3牛顿第二定律课后训练案巩固提升a组(20分钟)1.关于力的单位“牛顿”的理解,以下说法中正确的是()a.“n”这个单位是由质量1 kg的物体所受重力为9.8 n而规定下来的b.“n”这个单位是由牛顿第二定律f=kma,当k=1时规定下来的c.使质量为1 kg的物体产生9.8 m/s2的加速度的力为1 nd.物体所受重力为19.6 n中“n”并不是规定的,而是测出来的解析:“牛顿”这个单位是人为规定的,规定使质量为1 kg的物体,产生1 m/s2的加速度所需的力为1 n,在此规定下牛顿第二定律f=kma中的比例常数k=1,故选项b正确。答案:b2.关于牛顿第二定律,以下说法中正确的是()a.由牛顿第二定律可知,加速度大的物体,所受的合外力一定大b.牛顿第二定律说明了,质量大的物体,其加速度一定就小c.由f=ma可知,物体所受到的合外力与物体的质量成正比d.对同一物体而言,物体的加速度与物体所受到的合外力成正比,而且在任何情况下,加速度的方向始终与物体所受的合外力方向一致解析:加速度是由合外力和质量共同决定的,故加速度大的物体,所受合外力不一定大,选项a、b错误;物体所受到的合外力与物体的质量无关,故选项c错误;由牛顿第二定律可知,物体的加速度与物体所受到的合外力成正比,并且加速度的方向与合外力方向一致,故选项d正确。答案:d3.在光滑的水平桌面上,有一个静止的物体,给物体施以水平作用力,在力作用到物体上的瞬间,则()a.物体同时具有加速度和速度b.物体立即获得加速度,速度仍为零c.物体立即获得速度,加速度仍为零d.物体的速度和加速度均为零解析:合外力与加速度是瞬时对应关系,所以在力作用到物体上的瞬时,物体立即获得加速度,但物体的速度还得从零开始增大,不可能立即具有速度,故b正确。答案:b4.物体质量为2 kg,放在光滑水平面上,同时受到大小为2 n和5 n的两个水平力作用,物体的加速度可能为()a.0b.2 m/s2c.4 m/s2d.5 m/s2解析:两个水平力的合力的最大值为f1+f2,最小值为|f1-f2|,由af可知amax= m/s2=3.5 m/s2,amin= m/s2=1.5 m/s2。答案:b5.质量为m的物体静止在粗糙的水平面上,当用水平推力f作用于物体上时,物体的加速度为a,若作用力方向不变,大小变为2f时,物体的加速度为a,则()a.a=2ab.aa2ad.a=1.5a解析:设摩擦力为ff,由牛顿第二定律得f-ff=ma,2f-ff=ma,解得a2a,故选项c正确。答案:c6.如图所示,质量为1 kg的物体,在水平面上向左运动,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,与此同时,物体还受到一个水平向右的推力f=2 n的作用,g取10 m/s2,则物体获得的加速度大小及方向是()a.0b.4 m/s2,水平向右c.2 m/s2,水平向左d.2 m/s2,水平向右解析:物体向左运动,受到向右的滑动摩擦力,ff=mg=2 n,物体所受合外力为f合=f+ff=4 n,由牛顿第二定律得a=4 m/s2,方向水平向右,选项b正确。答案:b7.导学号19970110如图所示,一个质量m=2 kg的物体置于水平面上,在f=10 n的水平力作用下,由静止开始沿水平面做匀加速直线运动,它与水平面之间的动摩擦因数为0.2。则物体运动的加速度是多大?4 s内通过的距离是多少?(g取10 m/s2)解析:对物体进行受力分析,如图所示。在竖直方向上,fn=mg=210 n=20 n所以ff=fn=0.220 n=4 n在水平方向上,由牛顿第二定律可得f合=f-ff=ma代入数据解得a=3 m/s2物体的位移x=at2=342 m=24 m。答案:3 m/s224 m8.楼梯口一倾斜的天花板与水平面成=37角,一装潢工人手持绑着刷子的木杆粉刷天花板。工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上,大小为f=10 n,刷子的质量为m=0.5 kg,刷子可视为质点。刷子与天花板间的动摩擦因数为=0.5,天花板长为l=4 m,取sin 37=0.6,g取10 m/s2,试求:(1)刷子沿天花板向上运动的加速度大小;(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间。解析:(1)刷子的受力情况如图所示。将刷子受的力沿斜面和垂直斜面分解,由牛顿第二定律得(f-mg)sin 37-ff=mafn=(f-mg)cos 37ff=fn代入数据,得a=2 m/s2。(2)由运动学公式,得l=at2代入数据,得t=2 s。答案:(1)2 m/s2(2)2 sb组(20分钟)1.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:c2.导学号19970111如图所示,自由下落的小球,从它接触竖直放置的弹簧开始,到弹簧压缩到最大限度的过程中,小球的速度和加速度的变化情况是()a.加速度变大,速度变小b.加速度变小,速度变大c.加速度先变小后变大,速度先变大后变小d.加速度先变小后变大,速度先变小后变大解析:小球与弹簧刚接触时的速度竖直向下,刚开始阶段,弹簧弹力较小,mg-kx=ma,a向下,随弹簧压缩量x的增大而减小,因a、v同向,速度增大,当mg=kx以后,随着x的增大,弹力大于重力,合外力向上,加速度向上,小球的加速度与速度的方向相反,小球做减速运动,直到弹簧的压缩量最大。综上所述,选项c正确。答案:c3.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:a4.(多选)“儿童蹦极”中,拴在腰间左右两侧的是弹性极好的橡皮绳。质量为m的小明如图静止悬挂时(小明两侧绳长相同),两橡皮绳的拉力大小均恰为mg,若此时小明左侧橡皮绳断裂,则小明此时()a.速度为零b.加速度a=g,沿原断裂绳的方向斜向下c.加速度a=g,沿未断裂绳的方向斜向上d.加速度a=g,方向竖直向下解析:速度不能发生突变,左侧橡皮绳断裂瞬间,小明速度为零,选项a正确。断裂前,ft左=ft右=mg,受力分析如图所示。橡皮绳形变量比较大,不会发生突变,断裂瞬间,ft右与mg合力沿断裂绳的反向延长线,大小等于mg,选项b正确。答案:ab5.质量为m的木块,以一定的初速度沿倾角为=37的斜面向上滑动,斜面静止不动,木块与斜面间的动摩擦因数为=0.5,如图所示。(sin 37=0.6,cos 37=0.8,g取10 m/s2)(1)求向上滑动时木块的加速度的大小和方向。(2)若此木块滑到最大高度后,能沿斜面下滑,求下滑时木块的加速度的大小和方向。解析:(1)以木块为研究对象,木块上滑时其受力分析如图甲所示,根据题意,加速度的方向沿斜面向下,将各个力沿斜面和垂直斜面方向正交分解。根据牛顿第二定律有mgsin +ff=mafn-mgcos =0又ff=fn联立解得a=g(sin +cos )=10 m/s2,方向沿斜面向下。(2)木块下滑时其受力分析如图乙所示,由题意知,木块的加速度方向沿斜面向下。根据牛顿第二定律有mgsin -ff=mafn-mgcos =0又ff=fn联立解得a=g(sin -cos )=2 m/s2,方向沿斜面向下。答案:(1)10 m/s2,方向沿斜面向下(2)2 m/s2,方向沿斜面向下6.导学号19970112跳伞运动员在下落过程中(如图所示),假定伞所受空气阻力的大小跟下落速度的二次方成正比,即f=kv2,比例系数k=20 ns2/m2,跳伞运动员与伞的总质量为72 kg,起跳高度足够高,则:(g取 10 m/s2)(1)跳伞运动员在空中做什么运动?收尾速度是多大?(2)当速度达到4 m/s时,下落加速度是多大?解析:(1)以伞和运动员作为研究对象,开始时速度较小,空气阻力f小于重力g,v增大,f随之增大,合力f合减小,做加