沪科版必修1 5.2探究加速度与力、质量的关系5.3牛顿第二定律 作业(1).doc

同步测控我夯基 我达标1.下列说法中错误的是（ ）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：b2.（经典回放）一物体在2 n的外力作用下，产生10 cm/s2的加速度，求该物体的质量。下面有几种不同的求法，其中单位运用正确、简洁而有规范的是 （ ）a.m=f/a=kg=0.2 kgb.m=f/a=20=20 kgc.m=f/a=0.1 kg=20 kgd.m=f/a=kg=20 kg解析：本题考查了单位制的应用。在进行数量运算的同时，也要把单位带进运算。带单位运算时，第一个数据均要带上单位，且单位换算要准确。也可以把题中的已知量的单位都用国际单位表示，计算的结果就用国际单位表示，这样在统一已知量的单位以后，就不必一一写出各个量的单位，只在数字后面写出正确单位即可。在备选的四个选项中a、c均错，b项解题过程正确，但不简洁，只有d项运算正确，且简洁规范。答案：d3.下列说法中正确的是（ ）a.物体的质量不变，a正比于f，对a、f的单位不限b.对于相同的合外力，a反比于m，对m、a单位不限c.在公式fma中，f、m、a三个量可以同时选取不同的单位d.在公式fma中，当m和a分别用kg、m/s2作单位时，f必须用n作单位解析：用控制变量法，我们通过实验验证了在物体受到的合外力不变的情况下，物体的加速度与物体的质量成反比；在质量不变的情况下，物体的加速度与合外力成正比，进而得出了在国际单位制中的牛顿第二定律的数学表达形式。在同一个表达式中各物理量必须选择相同的单位。答案：abd4.如图5-3-4所示，小车上固定一弯折硬杆abc，c端固定一质量为m的小球，已知角恒定，当小车水平向左做匀加速运动时，bc杆对小球的作用力方向为（ ）图5-3-4a.一定沿杆向上 b.一定沿杆向下c.可能水平向左 d.随加速度的数值而改变解析：硬杆对小球作用力的方向不一定沿杆，需要根据小球受到的其他力和小球的运动状态共同确定。对小球受力分析可知，小球受到竖直向下的重力mg和杆bc对小球的作用力，如图所示，又由题意知此二力的合力方向水平且大小等于ma。由牛顿第二定律及平行四边形法则可知fbc=r，所以fbc的大小和方向与物体的加速度有关。答案：d5.如图5-3-5所示，一个铁球从竖直在地面上的轻质弹簧正上方某处自由落下，接触弹簧后将弹簧作弹性压缩。从它接触弹簧开始到弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度和受到的合外力的变化情况是（ ）图5-3-5a.合力变小，速度变小b.合力变小，速度变大c.合力先变小后变大，速度先变小后变大d.合力先变小后变大，速度先变大后变小解析：铁球接触弹簧前，做自由落体运动，有一向下的速度。铁球接触弹簧后，在整个压缩弹簧的过程中，仅受重力g和弹簧弹力f的作用。开始压缩时，弹簧的弹力f小于物体的重力g，合外力向下，铁球向下做加速运动。但随着铁球向下运动，弹簧形变量增大，弹力随之增大，合外力减小，加速度减小，速度增大。当弹簧弹力增至与重力相等的瞬间，合力为零，加速度为零，速度最大。此后，弹簧弹力继续增大，弹力大于重力，合力向上且逐渐增大，加速度向上且逐渐增大，直至铁球速度逐渐减小为零，此时弹簧压缩量最大。答案：d6.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.0 b.2 m/s2 c.4 m/s2 d.6 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|,由加速度与力的正比关系可得加速度的最大值与最小值。2 n和5 n的合力的最大值为7 n,最小值为3 n，故加速度的最大值：amax= m/s2=3.5 m/s2加速度最小值：amin=m/s2=1.5 m/s2。答案：b7.一个物体受到f14 n的力，产生a12 m/s2的加速度。要使物体获得a23 m/s2的加速度，要对物体施加_n的力的作用。解析：对物体分析，由牛顿第二定律可得f1ma1，f2ma2，带入数据可得f26 n。答案：68.假定一物体在下落时受到的空气阻力与它的速度平方成正比，已知物体的速度达到40 m/s就匀速下落，则当它的速度为20 m/s时，它下落的加速度值为_。（g取10 m/s2）解析：根据题意有ff=kv2，其中k为比例常数。ff为空气阻力，v为下落速度。当v=40 m/s时ff1=mg,即mg=kv12 当v2=20 m/s时，由牛顿第二定律：mg-ff2=ma ff2=kv22 解得a=7.5 m/s2。答案：7.5 m/s29.质量为60 kg的人从停在高空的直升机上竖直跳下，开始时他的加速度为9 m/s2，他受到的空气阻力是_n。他打开降落伞后，下落的加速度为2 m/s2，这时他和降落伞受到的空气阻力是_n。当他接近地面时速度为5 m/s，速度不再变化，这时的空气阻力是_n。（取g=10 m/s2)解析：本题考查牛顿第二定律的基本应用。对人和伞整体受力分析可知，受竖直向下的重力mg和竖直向上的阻力f，由牛顿第二定律有mgfma，代入数据即可求解。答案：60 480 60010.民航客机一般都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，生成一条连接出口与地面的斜面，人员可沿斜面滑行到地上。若机舱口下沿距地面3.2 m，气囊所构成的斜面长度为4.0 m,一个质量为60 kg的人沿气囊滑下时所受的阻力是240 n，人滑至气囊底端时速度是多大？解析：人在下滑过程中受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用。根据牛顿第二定律有：mgsin-f=ma得a=gsin-=10m/s2-m/s2=4.0 m/s2滑至底端时的速度为：v=m/s5.7 m/s。答案：5.7 m/s211.在城市的一条道路上，规定车辆行驶速度不得超过30 km/h。在一次交通事故中，肇事车是一辆卡车，量得这辆卡车紧急刹车（车轮被抱死）时留下的刹车痕迹长为7.6 m,已知该汽车轮胎与路面间的动摩擦因数为0.7，请判断该车是否超速。解析：卡车紧急刹车时的加速度大小为：a=7 m/s2根据运动学公式：v0=m/s=10.3 m/s37.1 km/h30 km/h。所以，该车超速。答案：该车超速我综合 我发展12.叠放着的两个物体a和b，质量均为2 kg，受一竖直向下的、大小为10 n的力的作用时，浮在水面上保持静止，如图5-3-6所示。那么当撤去f的瞬间，a对b的压力的大小为_（取g10 m/s2）。图5-3-6解析：开始时a、b在压力f、重力2mg和浮力f浮的作用下系统保持静止，撤去外力后易得系统受到的合外力大小为f，方向竖直向上。由牛顿第二定律得f2ma，隔离a分析,由牛顿第二定律nmgma即可解得n。答案：25 n13.在倾角为30的斜面上有一个物块沿该斜面下滑，若不计摩擦力，则物块下滑的加速度为_；若考虑摩擦，且物块与斜面间的动摩擦因数为0.1，则物块下滑的加速度为_。解析：物块沿斜面下滑时，对物块受力分析如图所示，在斜面光滑的情况下由牛顿第二定律得mgsin30ma，在物块与斜面间有摩擦的情况下，由牛顿第二定律得mgsin30mgcos30ma，代入数据可解得答案。答案：g14.如图5-3-7所示，倾角为的光滑斜面上放有质量为m的物体，当斜面的水平向左的加速度为多大时，物体将恰好与斜面保持相对静止？图5-3-7解析：对物体受力分析如图所示，为使物体与斜面能保持相对静止，物体所受的重力与支持力的合力必然水平，而且物块与斜面的加速度必然相同。对物块由牛顿第二定律得，mgtanma，所以为使二者保持相对静止，斜面的加速度大小应为gtan，方向水平向左。答案：gtan15.（经典回放）倾斜索道与水平面的夹角为37，如图5-3-8所示，当载有物体的车厢以加速度a沿索道方向向上运动时物体对车厢的压力为物重的1.25倍，物体与车厢保持相对静止。设物体的重力为g，则上升过程中物体受到的斜面摩擦力的大小和方向是怎样的？请你试着分析一下。图5-3-8解析：对物块受力分析，如右图所示,建立沿索道和垂直于索道的直角坐标系，由牛顿第二定律可得：沿索道方向上：nsin37+fcos37gsin37=ma垂直于索道方向上：ncos37gcos37fsin37=0由题意n=1.25g由上三式联立可得f=,方向水平向右。答案：f=，方向水平向右16.起跳摸高是学生常进行的一项活动，竖直起跳的时间和平均蹬地力的大小能够反映学生在起跳摸高中的素质。为了测定竖直起跳的时间和平均蹬地力的大小，老师在地面上安装了一个压力传感器，通过它可以在计算机上绘出平均压力与时间的关系图像。小亮同学身高1.72 m，站立时举手达到2.14 m，他弯曲两腿，作好起跳的准备，再用力蹬地竖直跳起，测得他的压力f与时间t的关系图像如图5-3-9所示，不计空气阻力，取g=10 m/s2。求小亮同学起跳摸高的最大高度约为多少？图5-3-9解析：小亮同学起跳摸高包含两个阶段：第一阶段用力蹬地获得一定的初速度；第二阶段竖直上抛达到最大高度。由ft图像可知，他蹬地时脚与地面的平均作用力为1 050 n，小亮的质量为m=60 kg，加速离地的时间为0.5 s。设他蹬地过程中的平均加速度为a，由牛顿第二定律可知：f-mg=ma解得a=7.5 m/s2所以小亮离地时获得的初速度约为v-t=at=3.0 m/s2离开地面后，竖直上升的高度约为h=0.45 m所以摸高的高度约为：hh0+h=2.59 m。答案：