高中物理 必修一第4章 3牛顿第二定律课时作业 新人教版必修1 联系客服

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第4章 3牛顿第二定律课时作业

1.在光滑的水平桌面上,有一个静止的物体,给物体施以水平作用力,在力作用到物体上的瞬间,则( )

A.物体同时具有加速度和速度 B.物体立即获得加速度,速度仍为零 C.物体立即获得速度,加速度仍为零 D.物体的速度和加速度均为零

【解析】 合外力与加速度是瞬时对应关系,所以在力作用到物体上的瞬间,物体立即获得加速度,但物体的速度还得从零开始增大,不可能立即具有速度,故B正确.

【答案】 B

2.力F作用于甲物体m1时产生的加速度为a1,此力F作用于乙物体m2时产生的加速度为a2,若将甲、乙两个物体合在一起,仍受此力的作用,产生的加速度则是下列选项中的哪一个( )

A.C.

a1+a2

2

|a1-a2|

B. 2D.a1a2

a1+a2a1+a2

a1a2

【解析】 力F作用于m1时,F=m1a1① 力F作用于m2时,F=m2a2②

力F作用于m1+m2时,F=(m1+m2)a3③ 解①②③得a3=【答案】 C

3.一物块静止在粗糙的水平桌面上.从某时刻开始,物块受到一方向不变的水平拉力作用.假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.以a表示物块的加速度大小,F表示水平拉力的大小.能正确描述F与a之间关系的图象是( )

a1a2

,故选项C正确. a1+a2

【解析】 静摩擦力随外力而改变,当外力大于最大静摩擦力时,物体才产生加速度,可利用牛顿第二定律列方程求解.物块受到拉力和摩擦力作用,根据牛顿第二定律F-μmg=ma,当F≤Ffmax时,a=0;当F>Ffmax时,a与F成一次函数关系,故选项C正确.

【答案】 C

4.如图所示,长木板A的右端与桌边相齐,木板与桌面间的动摩擦因数为μ,今用一水平

恒力F将A推出桌边,在长木板开始翻转之前,木板的加速度大小将会( )

A.逐渐减小 B.逐渐增大 C.不变 D.先减小后增大

【解析】 长木板在开始翻转之前,所受的摩擦力是恒定不变的,由F-Ff=ma可知,木板的加速度大小在此过程中也是不变的,故选项C正确.

【答案】 C

5.(多选)一质点在外力作用下做直线运动,其速度v随时间t变化的图象如图.在图中标出的时刻中,质点所受合外力的方向与速度方向相同的有( )

A.t1 C.t3

B.t2 D.t4

【解析】 当合外力方向与速度方向相同时,质点做加速运动.由v-t图象可知,质点在t1、t3时刻做加速运动,在t2、t4时刻做减速运动.故选项A、C正确,选项B、D错误.

【答案】 AC

6.一轻弹簧上端固定,下端挂一重物,平衡时弹簧伸长了4 cm,再将重物向下拉1 cm,然后放手,则在释放瞬间重物的加速度是(g取10m/s)( )

A.2.5 m/s B.7.5 m/s

2

2

2

C.10 m/s D.12.5 m/s

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【解析】 弹簧伸长量为4 cm时,重物处于平衡状态,故mg=kΔx1;再将重物向下拉1 cm,则弹簧的伸长量变为Δx2=5 cm,在重物被释放瞬间,由牛顿第二定律可得kΔx2-

mg=ma;由以上两式解得a=2.5 m/s2,故选项A正确.

【答案】 A

7.如图所示,天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的质量相同的小球,两小球均保持静止.当突然剪断细绳的瞬间,上面小球A与下面小球B的加速度分别为(以向上为正方向)( )

A.a1=g a2=g B.a1=2g a2=0 C.a1=-2g a2=0 D.a1=0 a2=g

【解析】 分别以A、B为研究对象,分析剪断前和剪断时的受力.剪断前A、B静止,

A球受三个力:绳子的拉力FT、重力mg和弹簧弹力F,B球受两个力:重力mg和弹簧弹力F′.

A球:FT-mg-F=0 B球:F′-mg=0 F=F′ 解得FT=2mg,F=mg.

剪断瞬间,A球受两个力,因为绳无弹性,剪断瞬间拉力不存在,而弹簧瞬间形状不可改变,弹力不变.如图,A球受重力mg、弹簧的弹力F,同理B球受重力mg和弹力F′.

A球:-mg-F=ma1,B球:F′-mg=ma2,解得a1=-2g,a2=0,故C正确.

【答案】 C

8在2012年珠海航展中,歼-10的精彩表演再次为观众献上了视觉盛宴.经查阅资料知,歼-10的质量为m=1.2×10kg,在跑道上滑行时发动机的推力为F=1.2×10N,歼-10受到的阻力为重力的0.1倍,求:

(1)歼-10在跑道上滑行时的加速度a的大小. (2)由静止开始加速滑行5 s时的速度. 【解析】 (1)由题意可知歼-10所受合外力:

4

5

F合=F-F阻=1.2×105N-1.2×104×10×0.1N

=1.08×10N

由牛顿第二定律F=ma得:

5

F1.08×10522a==4m/s=9m/s. m1.2×10

(2)5 s后的速度:

v=v0+at=0+5×9 m/s=45 m/s.

【答案】 (1)9 m/s (2)45 m/s

[超越自我·提升练]

9.(多选)如图甲所示,地面上有一质量为M的重物,用力F向上提它,力F变化而引起物体加速度变化的函数关系如图乙所示,则以下说法中正确的是( )

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甲 乙

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的数值绝对值等于该地的重力加速度

【解析】 当0≤F≤Mg时,物体静止,即A正确;当F>Mg时,即能将物体提离地面,此时,F-Mg=Ma,a=

F-Mg1

,A点表示的意义即为F=Mg,所以B正确;直线的斜率为,MM故B点数值绝对值为g,故D选项正确.

【答案】 ABD

10.质量为m的物体静止在粗糙的水平面上,当用水平推力F作用于物体上时,物体的加速度为a,若作用力方向不变,大小变为2F时,物体的加速度为a′,则( ) A.a′=2a B.a<a′<2a C.a′>2a D.a′=1.5a

??F-Ff=ma【解析】 设摩擦力为Ff,由牛顿第二定律得:?

?2F-Ff=ma′?

解得a′>2a,故C正确.

【答案】 C

11.一个质量为20 kg的物体,从斜面的顶端由静止匀加速滑下,物体与斜面间的动摩擦因数为0.2,斜面与水平面间的夹角为37? (g取10 m/s,sin37°=0.8,cos37°=0.6).

(1)求物体沿斜面下滑过程中的加速度.

(2)给物体一个初速度,使之沿斜面上滑,求上滑的加速度. 【解析】 (1)沿斜面下滑时,物体受力如图 由牛顿第二定律得:

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mgsin37?-Ff=ma1① FN=mgcos37?②

又Ff=μFN③

所以a1=gsin37?-μgcos37?=4.4 m/s,方向沿斜面向下.

(2)物体沿斜面上滑时,摩擦力沿斜面向下 由牛顿第二定律得:

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mgsin37?+Ff=ma2④

联立②③④得

a2=gsin37?+μgcos 37?=7.6 m/s2,方向沿斜面向下.

【答案】 (1)4.4 m/s,沿斜面向下 (2)7.6 m/s,沿斜面向下

12.自制一个加速度计,其构造是:一根轻杆,下端固定一个小球,上端装在水平轴O上,杆可在竖直平面内左右摆动,用白硬纸作为表面,放在杆摆动的平面上,并刻上刻度,可以直接读出加速度的大小和方向.使用时,加速度计右端朝汽车前进的方向,如图4-3-15所示.(1)硬纸上刻度线b在经过O点的竖直线上,则在b处应标的加速度数值是多少?

(2)刻度线c和O点的连线与Ob的夹角为30°,则c处应标的加速度数值是多少? (3)刻度线d和O点的连线与Ob的夹角为45°.在汽车前进时,若轻杆稳定地指在d处,

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