2024-2025学年新教材高中物理第四章运动和力的关系3牛顿第二定律课时作业含解析新人教版必修第一册

PAGEPAGE7牛顿其次定律时间：45分钟一、单项选择题1．依据牛顿其次定律，下列叙述正确的是(D)A．物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比B．物体所受合外力必需达到肯定值时，才能使物体产生加速度C．物体加速度的大小跟它所受作用力中的随意一个的大小成正比D．当物体质量变更但其所受合外力的水平分力不变时，物体水平加速度大小与其质量成反比解析：物体加速度的大小与质量和速度大小的乘积无关，A项错误；物体所受合外力不为0，则a≠0，B项错误；加速度的大小与其所受的合外力成正比，C项错误．2.如图所示，质量为m的小球用水平轻弹簧系住，并用倾角为30°的光滑木板AB托住，小球恰好处于静止状态．当木板AB突然向下撤离的瞬间，小球的加速度大小为(B)A．0 B．eq\f(2\r(3),3)gC．g D．eq\f(\r(3),3)g解析：撤离木板AB时，小球所受重力和弹簧弹力没变，二者合力的大小等于撤离木板前木板对小球的支持力FN.由于FN＝eq\f(mg,cos30°)＝eq\f(2\r(3),3)mg，所以撤离木板后，小球的加速度大小为a＝eq\f(FN,m)＝eq\f(2\r(3),3)g.故选项B正确．3．雨滴在下降过程中，由于水汽的凝合，雨滴质量将渐渐增大，同时由于速度渐渐增大，空气阻力也将越来越大，最终雨滴将以某一收尾速度匀速下降，在此过程中(D)A．雨滴所受到的重力渐渐增大，重力产生的加速度也渐渐增大B．由于雨滴质量渐渐增大，下落的加速度渐渐减小C．由于空气阻力增大，雨滴下落的加速度渐渐增大D．雨滴受到的重力渐渐增大，但重力产生的加速度不变解析：雨滴在下落过程中，质量渐渐增大，雨滴所受的重力渐渐增大，但重力产生的加速度始终为g，故A项错误，D项正确；由mg－Ff＝ma得，a＝g－eq\f(Ff,m)，可见雨滴下落的加速度渐渐减小的缘由不是m增大，而是Ff增大，故B、C两项错误．4.如图所示，位于光滑固定斜面上的小物块P受到一水平向右的推力F的作用．已知物块P沿斜面加速下滑．现保持F的方向不变，而大小减小，则加速度(B)A．肯定变小B．肯定变大C．肯定不变D．可能变小，可能变大，也可能不变解析：由于斜面光滑，所以物块P只受竖直向下的重力mg、垂直斜面对上的支持力FN和已知力F作用．令斜面倾角为θ，则在沿斜面方向上，由牛顿其次定律得，mgsinθ－Fcosθ＝ma，那么当F减小时，加速度增大．5.如图所示，A、B两球完全相同，质量均为m，用两根等长的细线悬挂在升降机内天花板的O点，两球之间连着一根劲度系数为k的轻质弹簧．当升降机以加速度a竖直向上匀加速运动时，两根细线之间的夹角为θ.则弹簧被压缩的长度为(C)A．eq\f(ma＋gtanθ,k) B．eq\f(mgtanθ,k)C．eq\f(ma＋gtan\f(θ,2),k) D．eq\f(2ma＋gtan\f(θ,2),k)解析：A球受力如图所示，由牛顿其次定律得，Fcoseq\f(θ,2)－mg＝ma，Fsineq\f(θ,2)＝kx，解得，x＝eq\f(ma＋gtan\f(θ,2),k)，选项C正确．二、多项选择题6.如图所示，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连，设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽视小球与小车间的摩擦力，则在这段时间内小车可能是(AD)A．向右做加速运动 B．向右做减速运动C．向左做加速运动 D．向左做减速运动解析：小车与小球相对静止且弹簧处于压缩状态，说明小球所受合外力方向水平向右，则小球的加速度方向向右，即小车的加速度方向也向右．由于小车的运动方向可能向左也可能向右，由此确定小车有两种运动形式，即向右加速或向左减速．7．如图所示，某旅游景点的倾斜索道与水平线夹角θ＝30°，当载人车厢以加速度a斜向上加速运动时，人对车厢的压力为体重的1.25倍，此时人与车厢相对静止，设车厢对人的摩擦力为Ff，人的体重为G，下面正确的是(BD)A．a＝eq\f(g,4) B．a＝eq\f(g,2)C．Ff＝eq\f(\r(3),3)G D．Ff＝eq\f(\r(3),4)G解析：由于人对车厢底的正压力为其重力的1.25倍，所以在竖直方向上有FN－mg＝ma上，解得，a上＝0.25g，设水平方向上的加速度为a水，则eq\f(a上,a水)＝tan30°＝eq\f(\r(3),3)，所以a水＝eq\f(\r(3),4)g，则a＝eq\f(a水,cos30°)＝eq\f(1,2)g，Ff＝ma水＝eq\f(\r(3),4)G，选项B、D正确．8．如图(1)所示，地面上有一质量为M的重物，用力F向上提它，力F变更而引起物体加速度变更的函数关系如图(2)所示，则以下说法中正确的是(ABD)A．当F小于图中A点值时，物体的重力Mg>F，物体不动B．图中A点值即为物体的重力值C．物体向上运动的加速度和力F成正比D．图线延长和纵轴的交点B的数值肯定值等于该地的重力加速度解析：本题考查应用牛顿其次定律分析图象问题．当0≤F≤Mg时，物体静止，即A项正确；当F>Mg时，即能将物体提离地面，此时，F－Mg＝Ma，a＝eq\f(F,M)－g，A点表示的意义即为F＝Mg，所以B项正确；直线的斜率为eq\f(1,M)，故B点数值肯定值为g，故D项正确．三、非选择题9.如图所示，一质量m＝5kg的物体静止在水平地面上，在斜向上的恒力F的拉动下，起先向右运动．已知力F＝50N，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.4，力F与水平方向的夹角θ＝37°.(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)(1)求地面对物体的支持力的大小；(2)求力F作用5s时物体的速度的大小；(3)假如力F作用5s后撤去，则物体在从静止起先运动的15s内通过的位移是多大？解析：对物体受力分析如右图所示，以加速度的方向为x轴正向，建立坐标系．(1)y方向上受力平衡，有FN＋F1＝mg，F1＝Fsinθ，联立解得FN＝20N.(2)x方向上，物体做匀加速直线运动，设加速度大小为a1，依据牛顿其次定律有F合＝F2－Ff＝ma1，F2＝Fcosθ，而Ff＝μFN，解得a1＝6.4m/s2，则5s末物体的速度大小v＝a1t1＝32m/s.(3)撤去力F后，物体受到的滑动摩擦力为Ff′＝μmg.物体在水平方向的加速度a2＝μg＝4m/s2，则物体减速到零所用的时间t2＝eq\f(v,a2)＝8s，物体在从静止起先运动的15s内通过的位移x＝eq\f(1,2)v(t1＋t2)＝208m.答案：(1)20N(2)32m/s(3)208m10．如图所示，水平传送带以恒定的速率v＝4m/s运输质量m＝0.5kg的工件(可视为质点)．工件都是在位置A无初速度地放在传送带上的，且每当前一个工件在传送带上停止相对运动时，后一个工件即放到传送带上，今测得与传送带保持相对静止的相邻两工件之间的距离为2.0m．g取10m/s2.求：(1)某一工件刚放到A点时它与前一工件之间的距离x0；(2)工件与传送带之间的动摩擦因数μ.解析：(1)设每个工件的加速时间为t，则x0＝eq\f(1,2)at2①x0＋vt－eq\f(1,2)at2＝l②v＝at③联立以上三式得t＝0.5s，a＝8m/s2，x0＝1m.(2)对工件由牛顿其次定律得μmg＝ma，则μ＝eq\f(a,g)＝0.8.答案：(1)1m(2)0.811.如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，球和车厢相对静止，球的质量为1kg.(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，求：(1)车厢运动的加速度并说明车厢的运动状况；(2)悬线对球的拉力．解析：(1)由车厢沿水平方向运动，且球和车厢相对静止，所以小球加速度(或合力)的方向水平向右．选小球为探讨对象，受力分析如图所示．由牛顿其次定律得，F合＝mgtanθ＝ma，小球的加速度a＝eq\f(F合,m)＝gtan37°＝eq\f(3,4)g＝7.5m/s2，加速度方向向右，车厢向右匀加速运动或向左匀减速运动．(2)线对球的拉力大小为F＝eq\f(mg,cos37°)＝eq\f(1×10,0.8)N＝12.5N.答案：(1)小车向右做匀加速运动或向左做匀减速运动，加速度大小为7.5m/s2(2)12.5N12．如下图甲所示，质量为M＝10kg的滑块放在水平地面上，滑块上固定一个轻细杆ABC，∠ABC＝45°.在A端固定一个质量为m＝2kg的小球，滑块与地面间的动摩擦因数为μ＝0.5.现对滑块施加一个水平向右的推力F1＝84N，使滑块做匀加速运动．求此时轻杆对小球作用力F2的大小和方向．(取g＝10m/s2)有位同学是这样解的：小球受到重力及杆的作用F2，因为是轻杆，所以F2方向沿杆向上，受力状况如图乙所示．依据所画的平行四边形，可以求得F2＝eq\r(2)mg＝eq\r(2)×2×10N＝20eq\r(2)N.你认为上述解答是否正确？假如不正确，请说明理由，并给出正确的解答．解析：不正确，杆AB对球的作用力方向不肯定沿着杆的方向，其详细的大小和方向由实际的加速度a来确定，并随着加速度a的变更而变更．由牛顿其次定律，对整