高一物理人教版必修一课堂达标4-3牛顿第二定律

课堂素养达标1.(多选)在牛顿第二定律的数学表达式F=kma中,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.任何情况下k都等于1【解析】选B、C。物理公式在确定物理量之间的数量关系的同时也确定了物理量的单位关系,在F=kma中,只有m的单位取kg,a的单位取m/s2,F的单位取N时,k才等于1,即在国际单位制中k=1,故B、C正确。2.下列说法正确的是 ()A.由牛顿第二定律知,加速度大的物体,所受的合外力一定大B.物体的加速度大,说明它的质量一定小C.任何情况下,物体的加速度大,速度变化量一定大D.a与Δv及Δt无关,但可以用Δv和Δt的比值来计算加速度a的大小【解析】选D。加速度大的物体,所受合外力不一定大,因为物体的质量不确定,A项错误;物体的加速度大,质量不一定小,因为力有可能更大,B项错误;a=QUOTE只能用于计算加速度a,a与Δv和Δt无比例关系,物体的加速度大,速度变化量Δv可能很小,C项错误,D项正确。3.如图所示,一个质量为50kg的沙发静止在水平地面上,甲、乙两人同时从背面和侧面分别用F1=120N、F2=160N的力推沙发,F1与F2相互垂直,且平行于地面。沙发与地面间的动摩擦因数μ=0.3。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是 ()A.沙发不会被推动B.沙发将沿着F1的方向移动,加速度为0.6m/s2C.沙发将沿着F2的方向移动,加速度为0.2m/s2D.沙发的加速度大小为1m/s2【解析】选D。由二力合成可知,两力的合力大小为F=QUOTE=200N,而fmax=μFN=μmg=0.3×500N=150N,有F>Fmax,则沙发要做匀加速直线运动,由牛顿第二定律有Ffmax=ma,可得a=1m/s2,故D项正确。4.如图所示,质量m=10kg的物体,在水平地面上向左运动,物体与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2,与此同时,物体受到一个水平向右的推力F=20N的作用,则物体的加速度为(g取10m/s2) ()A.0 B.4m/s2,水平向右C.2m/s2,水平向右 D.2m/s2,水平向左【解析】选B。物体受到的滑动摩擦力大小f=μmg=20N,方向水平向右,物体的合外力F合=F+f=40N,方向水平向右,根据牛顿第二定律:F合=ma,a=4m/s2,方向水平向右。5.将质量为0.5kg的小球,以30m/s的速度竖直上抛,经过2.5s小球到达最高点(g取10m/s2)。求:(1)小球在上升过程中受到的空气阻力大小(视为恒定)。(2)小球在最高点时的加速度大小。(3)若空气阻力不变,小球下落时的加速度为多大?【解析】(1)设小球上升时,加速度为a,空气阻力为F则v=at,mg+F=ma把v=30m/s,t=2.5s,m=0.5kg代入得F=1N。(2)小球到达最高点时,因速度为零,故不受空气阻力,故加速度大小为g,即10m/s2。(3)当小球下落时,空气阻力的方向与重力方向相反,设加速度为a′,则mgF=ma′,得a′=8m/s2。答案:(1)1N(2)10m/s2(3)8m/s26.质量为40kg的物体放在水平面上,某人用绳子沿着与水平方向成37°角斜向上的方向拉着物体前进,绳子的拉力为200N,已知物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,物体的加速度是多少?若在拉的过程中突然松手,此时物体的加速度是多少?(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)【解析】物体受力如图所示,将拉力F沿水平方向和竖直方向分解。在两方向分别列方程:Fcos37°f=maFsin37°+N=mg又f=μN联立解得a=0.5m/s2,方向与运动方向相同。当突然松手时,拉力F变为零,此后摩擦力变为f′=μmg=200N,由牛顿第二定律得f′=ma′解得a′=5m/s2,方向与运动方向相反。答案:0.5m/s2,方向与运动方向相同5m/s2,方向与运动方向相反【补偿训练】如图所示,质量为m的木块以一定的初速度沿倾角为θ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μ,重力加速度为g。(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,木块上滑时对其受力分析,如图甲所示根据牛顿第二定律有mgsinθ+f=ma,Nmgcosθ=0又f=μN,联立解得a=g(sinθ+μcosθ),方向沿斜面向下。(2)木块下滑时对其受力分析如图乙所示。根据牛顿第二定律有mgsi