教科版必修1 牛顿第二定律 第1课时 作业.docx

3.牛顿第二定律基础巩固1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()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由牛顿第二定律的瞬时性可知选项b正确.答案b2(多选)在牛顿第二定律的数学表达式f=kma中,下列有关比例系数k的说法正确的是()a.k的数值由f、m、a的数值决定b.k的数值由f、m、a的单位决定c.在国际单位制中k=1d.在任何情况下k都等于1解析物理公式在确定物理量数量关系的同时,也确定了物理量的单位,在f=kma中,m的单位取kg,a的单位取m/s2,f的单位取n时,k=1,故选项b、c正确.答案bc3下列说法错误的是()a.长度在国际单位制中的单位是米b.小时是国际单位制中时间的单位c.ns是国际单位制中的导出单位d.牛顿是力学单位制中采用国际单位制的一个导出单位解析在国际单位制中,把物理量的单位分为基本单位和导出单位,其中长度的单位米(m)、时间的单位秒(s)、质量的单位千克(kg)属于基本单位,力的单位牛顿(n)属于导出单位.答案b4(多选)(2016全国乙)一质点做匀速直线运动.现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则()a.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同b.质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直c.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同d.质点单位时间内速率的变化量总是不变解析匀速直线运动的质点加一恒力后,合力即该恒力,质点做匀变速运动,根据牛顿第二定律f=ma,可知选项c正确;由加速度定义式a=vt可知单位时间内速度的变化量总是不变,速率的变化量不一定相等,选项d错误;质点的速度方向不一定与该恒力的方向相同,选项a错误;某一时刻恒力方向与速度方向垂直时,速度方向立即改变,而恒力方向不会改变,所以速度方向不可能总是与该恒力的方向垂直,选项b正确.答案bc5一个物体在几个力的作用下处于平衡状态,若使其中一个向东的力逐渐减小,直至为零,则在此过程中物体的加速度()a.方向一定向东,且逐渐增大b.方向一定向西,且逐渐增大c.方向一定向西,且逐渐减小d.方向一定向东,且逐渐减小解析物体加速度的方向一定和物体所受合力的方向一致,对于确定的物体,其加速度的大小取决于物体所受合力的大小,物体加速度的变化情况,也取决于合力的变化情况,因此本题关键是要搞清合力的方向与大小的变化情况.由于初始物体处于平衡状态,因此物体所受的合力一定为零,也就是说,除向东的这个力以外的所有力的合力,一定和向东的力大小相等、方向相反,所以,在向东的力减小时,其他所有力的合力大小不变,方向向西,物体所受合力增大,方向向西,从而物体运动的加速度增大且方向向西,故选项b正确.答案b6质量为m的物体从高处静止释放后竖直下落,在某时刻受到的空气阻力为f,加速度为a=13g,则f的大小是()a.f=13mgb.f=23mgc.f=mgd.f=43mg解析物体在下落过程中受重力mg和空气阻力f的作用,根据牛顿第二定律有mg-f=ma,所以f=23mg.选项b正确.答案b7水平面上有一质量为1 kg的木块,在水平向右、大小为5 n的拉力f作用下,由静止开始运动.若木块与水平面间的动摩擦因数为0.2.(g取10 m/s2)(1)画出木块的受力示意图.(2)求木块运动的加速度大小.(3)求出木块4 s内的位移大小.解析(1)木块的受力示意图如图所示.(2)根据题意有f-f=man=g=mgf=n解得a=3 m/s2.(3)x=12at2=12342 m=24 m.答案(1)如解析图所示(2)3 m/s2(3)24 m8如图所示,质量为1 kg的物体静止在水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数=0.5,物体受到大小为20 n、与水平方向成37角斜向下的推力f作用时,沿水平方向做匀加速直线运动,求物体加速度的大小.(g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8)解析取物体为研究对象,受力分析如图所示,建立直角坐标系.在水平方向上:fcos 37-f=ma在竖直方向上:n=mg+fsin 37又因为f=n联立得a=5 m/s2.答案5 m/s2能力提升1质量m=200 g的物体以加速度a=20 cm/s2做匀加速直线运动,则关于它受到的合力的大小及单位,下列运算既简洁又符合一般运算要求的是()a.f=20020=4 000 nb.f=0.20.2 n=0.04 nc.f=0.20.2=0.04 nd.f=0.2 kg0.2 m/s2=0.04 n解析在物理计算中,如果各物理量的单位都统一到国际单位制中,则计算时各量可以不带单位运算,只在最后写出计算量的单位即可.答案b2(多选)在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩连接好的车厢.当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时,连接某两相邻车厢的挂钩p和q间的拉力大小为f;当机车在西边拉着车厢以大小为23a的加速度向西行驶时,p和q间的拉力大小仍为f.不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可能为()a.8b.10c.15d.18解析设这列车厢的总节数为n,每节车厢质量为m,从p、q处将车厢分成东、西两部分,东边为x节,西边为(n-x)节,这列车厢以加速度a向东行驶时,f=(n-x)ma;以加速度2a3向西行驶时f=xm23a,联立得 3n=5x,因为n、x取正整数,故选项b、c正确.答案bc3将一只皮球竖直向上抛出,皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比.下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图像,可能正确的是()解析设皮球受到的阻力为f=kv,根据牛顿第二定律可得mg+f=ma,两式联立可得 mg+kv=ma,皮球上升过程中速度逐渐减小,则加速度也逐渐减小,当v0时a=g,故选项c正确.答案c4声音在空气中的传播速度v与空气的密度、压强p有关.下列速度的表达式(k为比例系数,无单位)正确的是()a.v=kpb.v=kpc.v=kpd.v=kp解析国际单位制中p的单位是n/m2,1 n=1 kgm/s2,的单位是kg/m3.则kp=v2即v=kp故选项b正确.答案b5(多选)如图所示,质量为m的球与弹簧和水平细线相连,、的另一端分别固定于p、q.球静止时,中拉力的大小为f1,中拉力的大小为f2,当仅剪断、中的一根的瞬间,球的加速度a应是()a.若剪断,则a=g,竖直向下b.若剪断,则a=f2m,方向水平向左c.若剪断,则a=f1m,方向沿的延长线d.若剪断,则a=g,竖直向上解析因为球与弹簧和水平细线相连处于平衡状态,弹簧的弹力瞬间不会发生突然变化,而绳子的弹力会发生突然变化,所以若剪断时弹力和重力的合力仍然是f2,所以加速度是a=f2m,方向水平向左,故选项b正确;若剪断,加速度a=g,方向竖直向下,故选项a正确.答案ab6一辆卡车空载时质量m1=3.0103 kg,最大载货量为m2=2.0103 kg,发动机产生同样大小的牵引力能使空车产生a1=1.52 m/s2的加速度,则卡车满载时的加速度为多大?(设卡车运动中受到的阻力为车重的110)解析设卡车的牵引力为f,卡车满载时的加速度为a2,=0.1.对卡车,由牛顿第二定律得空载时 f-m1g=m1a1满载时 f-(m1+m2)g=(m1+m2)a2由以上两式解得a2=m1a1-m2gm1+m2=3.01031.52-0.12.01039.85.0103 m/s2=0.52 m/s2.答案0.52 m/s27如图所示,在倾角为30的斜面上,一辆动力小车沿斜面下滑,在小车下滑的过程中,小车支架上连接着小球的轻绳恰好水平.已知小球的质量为m,则小车运动的加速度大小为多少?轻绳对小球的拉力大小为多少?解析对小球受力分析如图,小球的加速度沿斜面向下,由受力分析可知f合=2mg,由牛顿第二定律得f合=ma解得a=f合m=2mgm=2g.由此得小车的加速度为2g.由图可得f=mgcot 30=3mg.答案2g3mg8甲如图甲所示,固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力f作用下向上运动,推力f与小环