新人教版高中物理必修第二册课时作业2：4.3牛顿第二定律

新人教版高中物理必修第一册PAGEPAGE13牛顿第二定律考点一对牛顿第二定律的理解1．(多选)下列对牛顿第二定律的表达式F＝ma及其变形公式的理解，正确的是()A．由F＝ma可知，物体所受的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比B．由m＝eq\f(F,a)可知，物体的质量与其所受合力成正比，与其运动的加速度成反比C．由a＝eq\f(F,m)可知，物体的加速度与其所受合力成正比，与其质量成反比D．由m＝eq\f(F,a)可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合力求出答案CD解析a＝eq\f(F,m)是加速度的决定式，a与F成正比，与m成反比，C正确；F＝ma说明力是产生加速度的原因，但不能说F与m成正比，与a成反比，A错误；m＝eq\f(F,a)中m与F、a皆无关，但可以通过测量物体的加速度和它所受到的合力求出，B错误，D正确．2．由牛顿第二定律a＝eq\f(F,m)可知，无论怎样小的力都能使物体产生加速度，可是当用很小的力去推很重的桌子时，却推不动，这是因为()A．牛顿第二定律不适用于静止的物体B．桌子的加速度很小，速度增量也很小，眼睛观察不到C．推力小于桌子所受到的静摩擦力，加速度为负值D．桌子所受的合力为零，加速度为零答案D解析牛顿第二定律的表达式a＝eq\f(F,m)中的力F是指合力，用很小的力推很重的桌子时，桌子不动，是因为推力与桌子所受到的静摩擦力的合力为零，牛顿第二定律同样适用于静止的物体，D正确，A、B、C错误．3．(2019·苏州市高一上学期期末)一根弯折的硬杆一端固定小球，图A小车在水平面上向右匀速运动；图B小车在水平面上向右匀加速运动；图C小车在水平面上向右匀减速运动；图D小车在粗糙固定斜面上匀速下滑．下列图中杆对小球作用力F的示意图可能正确的是()答案B4.(2019·濮阳市高一上学期期末)为了节能，商场安装了智能电动扶梯，如图1所示．无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯水平踏板上时，扶梯会先加速、再匀速运转．一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程．则下列说法中正确的是()图1A．在扶梯加速时，扶梯对顾客的摩擦力方向为水平向右B．扶梯加速、匀速运转时，对顾客摩擦力方向都为水平向右C．扶梯对顾客的弹力大小始终等于重力D．顾客始终受到三个力的作用答案A解析在扶梯加速运转时，人受重力、支持力、向右的摩擦力以产生向右上方的加速度，当扶梯匀速运转时，人受到的合力为零，摩擦力为零，所以选项A正确．考点二牛顿第二定律的简单应用5．(多选)力F1单独作用在物体A上时产生的加速度a1大小为5m/s2，力F2单独作用在物体A上时产生的加速度a2大小为2m/s2，那么，力F1和F2同时作用在物体A上时产生的加速度a的大小可能是()A．5m/s2 B．2m/s2C．8m/s2 D．6m/s2答案AD解析设物体A的质量为m，则F1＝ma1，F2＝ma2，当F1和F2同时作用在物体A上时，合力的大小范围是|F1－F2|≤F≤F1＋F2，即|ma1－ma2|≤ma≤ma1＋ma2，加速度的大小范围为3m/s2≤a≤7m/s2，故选A、D.6．如图2所示，有一辆满载西瓜的汽车在水平路面上匀速前进．突然发现意外情况，紧急刹车做匀减速直线运动，加速度大小为a，则中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的大小是()图2A．meq\r(g2－a2) B．maC．meq\r(g2＋a2) D．m(g＋a)答案C解析西瓜与汽车具有相同的加速度a，对西瓜A受力分析如图所示，F表示周围西瓜对A的作用力，则由牛顿第二定律得：eq\r(F2－mg2)＝ma，解得：F＝meq\r(g2＋a2)，故C对，A、B、D错．7．三个完全相同的物块1、2、3放在水平桌面上，它们与桌面间的动摩擦因数均相同．现用大小相同的外力F沿图3所示方向分别作用在1和2上，用eq\f(1,2)F的外力沿水平方向作用在3上，使三者都做加速运动，分别用a1、a2、a3表示物块1、2、3的加速度，则()图3A．a1＝a2＝a3 B．a1＝a2，a2>a3C．a1>a2，a2<a3 D．a1>a2，a2>a3答案C解析对物块1，由牛顿第二定律得Fcos60°－Ff＝ma1，即eq\f(F,2)－μ(mg－Fsin60°)＝ma1对物块2，由牛顿第二定律得Fcos60°－Ff′＝ma2，即eq\f(F,2)－μ(mg＋Fsin60°)＝ma2对物块3，由牛顿第二定律得eq\f(1,2)F－Ff″＝ma3，即eq\f(F,2)－μmg＝ma3比较得a1>a3>a2，所以C正确．8．跳伞运动员在下落过程中，假定伞所受空气阻力的大小跟下落速度的平方成正比，即F＝kv2，比例系数k＝20N·s2/m2，跳伞运动员与伞的总质量为72kg，起跳高度足够高，则：(g取10m/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4m/s时，下落加速度是多大？(结果保留三位有效数字)答案见解析解析(1)运动员与伞在空中受力分析如图，由牛顿第二定律mg－kv2＝ma，可得a＝g－eq\f(k,m)v2，随v增大，a减小，故跳伞运动员做加速度减小的加速运动．当eq\f(k,m)v2＝g时，a＝0，跳伞运动员做匀速运动，此时v＝eq\r(\f(mg,k))＝eq\r(\f(72×10,20))m/s＝6m/s.(2)当v＝4m/s时，a＝g－eq\f(k,m)v2＝(10－eq\f(20,72)×42)m/s2≈5.56m/s2.9.(多选)(2019·重庆市七校高一第一学期期末联考)如图4所示，在光滑固定斜面上，有一轻质弹簧的一端固定在斜面上，有一小球A沿着斜面下滑，从小球A刚接触弹簧的一瞬间到将弹簧压缩到最低点的过程中，下列说法中正确的是()图4A．小球的加速度将先增大后减小B．小球的加速度将先减小后增大C．小球的速度将先增大后减小D．小球的速度将先减小后增大答案BC10.在光滑水平面上，有一个物体同时受到两个水平力F1与F2的作用，在第1s内物体保持静止状态．若力F1与F2随时间的变化关系如图5所示，则物体()图5A．在第2s内做加速运动，加速度大小逐渐减小，速度逐渐增大B．在第3s内做加速运动，加速度大小逐渐增大，速度逐渐增大C．在第4s内做加速运动，加速度大小逐渐增大，速度逐渐增大D．在第5s末速度为零答案B解析第1s内物体保持静止状态，可知F1、F2的初始值相等．第2s内物体的合力不断变大，根据牛顿第二定律知加速度不断变大，物体做加速运动，速度逐渐增大，故A错误；在第3s内合力不断变大，加速度不断变大，物体做加速运动，速度逐渐增大，故B正确；在第4s内，合力逐渐减小，故加速度不断减小，合力与速度同方向，物体做加速运动，速度逐渐增大，故C错误；在第5s末，合力为零，故加速度为零，速度最大，此时运动方向与F1方向相同，故D错误．11.在水平地面上匀速向左运动的小车内，用绳子AB、BC拴住一个重球，如图6所示，绳BC呈水平状态，绳AB的拉力为FT1，绳BC的拉力为FT2.若小车由匀速向左运动变为匀加速向左运动，但重球相对小车的位置不发生变化，则两绳的拉力与匀速时相比()图6A．FT1变大，FT2变小 B．FT1不变，FT2变小C．FT1变大，FT2变大 D．FT1变大，FT2不变答案B12．如图7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，斜面静止不动且足够长，木块与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g.图7(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．答案(1)g(sinθ＋μcosθ)方向沿斜面向下(2)g(sinθ－μcosθ)方向沿斜面向下解析(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＋Ff＝ma，FN－mgcosθ＝0又Ff＝μFN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mgsinθ－Ff′＝ma′，FN′－mgcosθ＝0又Ff′＝μFN′联立解得a′＝g(sinθ－μcosθ)，方向沿斜面向下．13.(2019·天津滨海新区高一第一学期期末)如图8所示，质量为m＝20kg的物体与水平地面间的动摩擦因数μ＝0.5，现用F＝120N与水平方向成α＝37°角的恒力拉物体，使物体在水平方向上由静止开始做匀加速直线运动，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.图8(1)求物体运动的加速度a的大小；(2)若物体运动5m后撤去力F，则物体还能运动多长时间？答案(1)1.6m/s2(2)0.8s解析(1)物体受重力、