2018年秋高中物理 第4章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 3 牛頓第二定律課時(shí)作業(yè) 新人教版必修1.doc

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第四章　3 牛頓第二定律 基礎(chǔ)夯實(shí) 一、選擇題(1～4題為單選題，5、6題為多選題) 1．關(guān)于力的單位“?！?，下列說(shuō)法不正確的是(　A　) A．“?！边@個(gè)單位是由質(zhì)量為1kg的物體所受的重力為9.8N這個(gè)規(guī)定確定的 B．“牛”這個(gè)力的單位是根據(jù)在牛頓第二定律F＝kma中取k＝1時(shí)確定的 C．1N就是使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2加速度的力 D．地面附近質(zhì)量是1kg的物體所受的重力是9.8N，并不是規(guī)定的，而是根據(jù)牛頓第二定律F＝ma得到的結(jié)果 解析：根據(jù)牛頓第二定律F＝kma中k＝1、m＝1kg，a＝1m/s2時(shí)的力叫作“一個(gè)單位的力”，即1kgm/s2的力叫作1牛頓，用符號(hào)“1N”表示，故選項(xiàng)B、C正確，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。地面附近的重力加速度g約為9.8m/s2，因此根據(jù)牛頓第二定律F＝ma可知，地面附近1kg的物體重力約為9.8N，并不是規(guī)定的，故選項(xiàng)D正確。 2．(山東濟(jì)南一中2015～2016學(xué)年高一上學(xué)期期中)關(guān)于運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是(　C　) A．物體的速度為零時(shí)，它受到的合外力一定為零 B．物體運(yùn)動(dòng)的速度越大，它受到的合外力一定越大 C．物體受到的合外力越大，其速度變化一定越快 D．物體所受的合外力不為零時(shí)，其速度一定增大 解析：物體的速度為零與合外力并沒(méi)有直接的關(guān)系，速度為零時(shí)，合外力也可以很大，故A錯(cuò)誤；物體運(yùn)動(dòng)的速度大，可以是勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)的合力是0，故B錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律，一個(gè)物體受到的合外力越大，說(shuō)明他的加速度大，根據(jù)加速度的定義，也就是它的速度變化一定越快，故C正確；物體所受的合外力不為零時(shí)，物體也可以做減速運(yùn)動(dòng)，速度不一定增大。故D錯(cuò)誤。 3．(江蘇省啟東中學(xué)2016～2017學(xué)年高一上學(xué)期月考)如圖，鳥(niǎo)沿虛線斜向上加速飛行，空氣對(duì)其作用力可能是(　B　) A．F1 B．F2 C．F3 D．F4 解析：鳥(niǎo)沿虛線斜向上加速飛行，加速度沿著虛線向上，故合力F沿著虛線向上；鳥(niǎo)受重力和空氣對(duì)其作用力，根據(jù)力的合成法則，可知空氣對(duì)其作用力可能為F2，故選B。 4．(北京市東城區(qū)2016～2017學(xué)年高一上學(xué)期期中)如圖所示，有一輛汽車(chē)滿(mǎn)載西瓜在水平路面上勻速前進(jìn)。司機(jī)突然發(fā)現(xiàn)意外情況，緊急剎車(chē)做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a，則中間一質(zhì)量為m的西瓜A受到其他西瓜對(duì)它的作用力的大小是(　C　) A．m　　 B．ma C．m　 D．m(g＋a) 解析：對(duì)西瓜A受力分析如圖所示，F(xiàn)表示周?chē)鞴蠈?duì)A的作用力，則由牛頓第二定律得：＝ma，解得：F＝m，故C對(duì)，A、B、D錯(cuò)。 5.在光滑的水平面上有一個(gè)物體同時(shí)受到兩個(gè)水平力F1和F2的作用，在第1s內(nèi)該物體保持靜止?fàn)顟B(tài)。若兩個(gè)力隨時(shí)間變化情況如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是(　AB　) A．在第5s內(nèi)物體做變加速直線運(yùn)動(dòng) B．在第3s內(nèi)物體做變加速直線運(yùn)動(dòng) C．在第4s末物體的加速度方向改變 D．在第6s末物體的速度為零 解析：物體在0～1s受等大反向共點(diǎn)力作用處于靜止?fàn)顟B(tài)，1～4s，F(xiàn)2減小，F(xiàn)1不變，則物體向F1方向做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)，4～5s，F(xiàn)2增大到原值，則物體向F1方向做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，5～6s向F1方向做勻速運(yùn)動(dòng)，則B正確。 6．(黑龍江省大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)2016～2017學(xué)年高一上學(xué)期檢測(cè))如圖所示為“兒童蹦極”游戲，拴在腰間左右兩側(cè)的是彈性極好的橡皮繩。質(zhì)量為m的小明靜止懸掛時(shí)兩橡皮繩的拉力大小均恰為mg，若小明左側(cè)橡皮繩突然斷裂，則橡皮繩斷裂瞬間小明的(　AB　) A．速度為零 B．加速度a＝g，沿原斷裂繩的方向斜向下 C．加速度a＝g，沿未斷裂繩的方向斜向上 D．加速度a＝g，方向豎直向下 解析：繩斷的瞬間右側(cè)橡皮繩的彈力來(lái)不及變化，小明所受的合力沿?cái)嗬K的方向斜向下，F(xiàn)合＝mg，a＝＝g，所以B正確。繩斷瞬間加速度不為零，速度為零，A正確。 二、非選擇題 7.跳傘運(yùn)動(dòng)員在下落過(guò)程中(如圖所示)，假定傘所受空氣阻力的大小跟下落速度的平方成正比，即F＝kv2，比例系數(shù)k＝20Ns2/m2，跳傘運(yùn)動(dòng)員與傘的總質(zhì)量為72kg，跳下高度足夠高，(g取10m/s2)則： (1)跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中做什么運(yùn)動(dòng)？收尾速度是多大？ (2)當(dāng)速度達(dá)到4m/s時(shí)，下落加速度是多大？ 答案：(1)做加速度越來(lái)越小的加速運(yùn)動(dòng)；vm＝6m/s (2)a＝5.6m/s2 解析：(1)以傘和運(yùn)動(dòng)員作為研究對(duì)象，開(kāi)始時(shí)速度較小，空氣阻力F小于重力G，v增大，F(xiàn)隨之增大，合力F合減小，做加速度a逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)v足夠大，使F＝G時(shí)，F(xiàn)合＝0，a＝0，開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)的速度為收尾速度，設(shè)為vm。 由F＝kv＝G，得vm＝＝＝6m/s。 (2)當(dāng)v＝4m/sa2 D．無(wú)法判斷 解析：以滑梯上的孩子為研究對(duì)象，受力分析并正交分解如圖所示。 x方向：mgsinα－Ff＝ma y方向：FN－mgcosα＝0 x、y方向聯(lián)系：Ff＝μFN 由上列各式解得 a＝g(sinα－μcosα) 與質(zhì)量無(wú)關(guān)，A正確。 4．(江西省南昌八一中學(xué)、洪都中學(xué)、麻丘中學(xué)等六校2016～2017學(xué)年高一上學(xué)期期末)如圖甲，某人正通過(guò)定滑輪將質(zhì)量為m的貨物提升到高處，滑輪的質(zhì)量和摩擦均不計(jì)，貨物獲得的加速度a與繩子對(duì)貨物豎直向上的拉力T之間的函數(shù)關(guān)系如圖乙所示，由圖可以判斷正確的是(　ABD　) A．圖線與縱軸的交點(diǎn)M的值aM＝－g B．圖線與橫軸的交點(diǎn)N的值TN＝mg C．圖線的斜率等于物體的質(zhì)量m D．圖線的斜率等于物體質(zhì)量的倒數(shù) 解析：對(duì)貨物受力分析，受重力mg和拉力T，根據(jù)牛頓第二定律，有 T－mg＝ma，得a＝－g 當(dāng)T＝0時(shí)，a＝－g，即圖線與縱軸的交點(diǎn)M的值aM＝－g，故A正確； 當(dāng)a＝0時(shí)，T＝mg，故圖線與橫軸的交點(diǎn)N的值TN＝mg，故B正確； 圖線的斜率表示物體質(zhì)量的倒數(shù)，故C錯(cuò)誤，D正確。 5．(遼寧省撫順市六校聯(lián)合體2016～2017學(xué)年高一上學(xué)期期末)如圖所示，輕彈簧左端固定，右端自由伸長(zhǎng)到O點(diǎn)并系住質(zhì)量為m＝1kg的小球，現(xiàn)在將小球與不可伸長(zhǎng)的輕繩一端相連，彈簧被拉長(zhǎng)到B處(在彈性限度內(nèi))，輕繩與豎直方向成θ＝45角，此時(shí)小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，且剛好與水平面接觸但沒(méi)有壓力，剪斷輕繩后，小球向左最遠(yuǎn)可以運(yùn)動(dòng)到A處，已知小球與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.4，g＝10m/s2，以下說(shuō)法中正確的是(　AD　) A．當(dāng)剪斷輕繩的瞬間，小球的加速度大小為6m/s2 B．當(dāng)剪斷輕繩的瞬間，小球的加速度大小為10m/s2 C．小球從B運(yùn)動(dòng)到O的過(guò)程，加速度逐漸減小，速度逐漸增大 D．小球從B運(yùn)動(dòng)到O的過(guò)程，速度先增大后減小 解析：剪斷輕繩前小球受力情況，如圖所示，根據(jù)平衡條件得：輕彈簧的彈力大小F＝mg＝10N；剪斷輕繩后，水平面對(duì)小球的支持力大小N＝mg＝10N，摩擦力大小為f＝μmg＝4N，根據(jù)牛頓第二定律得：加速度a＝＝m/s2＝6m/s2，方向向左，故A正確，B錯(cuò)誤；從B到O運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)彈簧的彈力等于摩擦力時(shí)，此時(shí)的加速度為零，在此位置右側(cè)，加速度減小，做加速運(yùn)動(dòng)，在此位置左側(cè)，加速度增大，做減速運(yùn)動(dòng)，故速度先增大后減小，故C錯(cuò)誤，D正確；故選A、D。 二、非選擇題 6.水平地面上的木箱質(zhì)量為20kg，用大小為100N的水平力推木箱，恰好能使木箱勻速前進(jìn)；若用同樣大小的力與水平方向成37角斜向上拉木箱，如圖所示，木箱的加速度多大？(取g＝10m/s2，sin37＝0.6，cos37＝0.8) 答案：0.5m/s2 解析：如圖甲所示，木箱勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)滑動(dòng)摩擦力Ff＝μmg＝F，所以μ＝＝＝＝0.5 木箱加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，如圖乙所示 　 甲　　　 乙 水平方向由牛頓第二定律知， Fcos37－μF′N(xiāo)＝ma 豎直方向Fsin37＋F′N(xiāo)＝mg 代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得a＝0.5m/s2 7．直升機(jī)沿水平方向勻速飛往水源取水滅火，懸掛著m＝500kg空箱的懸索與豎直方向的夾角θ1＝45，直升機(jī)取水后飛往火場(chǎng)，加速度沿水平方向，大小穩(wěn)定在a＝1.5m/s2時(shí)，懸索與豎直方向的夾角θ2＝14(如圖所示)，如果空氣阻力大小不變，且忽略懸索的質(zhì)量，試求水箱中水的質(zhì)量M。(取重力加速度g＝10m/s2，sin14≈0.242，cos14≈0.970) 答案：4.5103kg 解析：直升機(jī)取水前，水箱受力平衡T1sinθ1－f＝0 ① T1cosθ1－mg＝0 ② 由①②得f＝mgtanθ1 ③ 直升機(jī)返回，由牛頓第二定律 T2sinθ2－f＝(m＋M)a ④ T2cosθ2－(m＋M)g＝0 ⑤ 由④⑤得，水箱中水的質(zhì)量M＝4.5103kg