2019-2020学年物理教科版必修1检测：第3章 3.牛顿第二定律 .docx

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1、3.牛顿第二定律课时过关能力提升一、基础巩固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()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:由牛顿第二定律的瞬时性可知选项B正确.答案:B2.(多选)在牛顿第二定律的数学表达式F=kma中,下列有关比例系数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.在任何情况下k都等于1解析:物理公式在确定物理量数量关系的同时,也确定了物理量的单位,在F=kma中,m的单

2、位取kg,a的单位取m/s2,F的单位取N时,k=1,故选项B、C正确.答案:BC3.下列说法错误的是()A.长度在国际单位制中的单位是米B.小时是国际单位制中时间的单位C.Ns是国际单位制中的导出单位D.牛顿是力学单位制中采用国际单位制的一个导出单位解析:在国际单位制中,把物理量的单位分为基本单位和导出单位,其中长度的单位米(m)、时间的单位秒(s)、质量的单位千克(kg)属于基本单位,力的单位牛顿(N)属于导出单位.答案:B4.(多选)初始时静止在光滑水平面上的物体,受到一个逐渐减小的水平力的作用,则这个物体的运动情况为()A.速度不断增大,但增大得越来越慢B.加速度不断增大,速度不断减小

3、C.加速度不断减小,速度不断增大D.加速度不变,速度先减小后增大解析:水平面光滑,说明物体不受摩擦力作用,物体受到的水平力即为其合外力.水平力逐渐减小,合外力也逐渐减小,由公式F=ma可知:当F逐渐减小时,a也逐渐减小,但速度逐渐增大.答案:AC5.雨滴从高空中由静止落下,若雨滴受到的空气阻力随雨滴下落速度的增大而增大,下列各图中能大致反映雨滴运动情况的是()解析:对雨滴进行受力分析可得mg-kv=ma,则雨滴做加速度减小的加速运动.C项正确.答案:C6.如图所示,A、B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动,两球质量关系为mA=2mB,两球间是一个轻质弹簧.如果突然剪断悬线,则在剪断悬线瞬间()

4、A.A球加速度为32g,B球加速度为gB.A球加速度为32g,B球加速度为0C.A球加速度为g,B球加速度为0D.A球加速度为12g,B球加速度为g解析:在剪断悬线的瞬间弹簧的弹力保持不变,则B球的合力为零,加速度为零;对A球有mAg+mBg=mAaA,得aA=32g,故选项B正确.答案:B7.水平面上有一质量为1 kg的木块,在水平向右、大小为5 N 的拉力F作用下,由静止开始运动.若木块与水平面间的动摩擦因数为0.2.(g取10 m/s2)(1)画出木块的受力示意图.(2)求木块运动的加速度大小.(3)求出木块4 s内的位移大小.解析:(1)木块的受力示意图如图所示. (2)根据题意有F-

5、f=maN=G=mgf=N解得a=3 m/s2.(3)x=12at2=12342 m=24 m.答案:(1)如解析图所示(2)3 m/s2(3)24 m8.如图所示,质量为1 kg的物体静止在水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数=0.5,物体受到大小为20 N、与水平方向成37角斜向下的推力F作用时,沿水平方向做匀加速直线运动,求物体加速度的大小.(g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8)解析:取物体为研究对象,受力分析如图所示,建立直角坐标系.在水平方向上:Fcos 37-f=ma在竖直方向上:N=mg+Fsin 37又因为f=N联立得a=5 m/s2.答案:5 m/

6、s2二、能力提升1.(多选)下列对牛顿第二定律的理解正确的是()A.由F=ma可知,m与a成反比B.牛顿第二定律说明当物体有加速度时,物体才受到外力的作用C.加速度的方向总跟合外力的方向一致D.当外力停止作用时,加速度随之消失解析:虽然F=ma,但m与a无关;因a是由m和F共同决定的,即aFm,且a与F同时产生、同时消失、同时存在、同时改变;a与F的方向永远相同.综上所述,可知A、B错误,C、D正确.答案:CD2.(多选)在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩连接好的车厢.当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时,连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F;当机车在西边拉着

7、车厢以大小为23a的加速度向西行驶时,P和Q间的拉力大小仍为F.不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可能为()A.8B.10C.15D.18解析:设这列车厢的总节数为n,每节车厢质量为m,从P、Q处将车厢分成东、西两部分,东边为x节,西边为(n-x)节,这列车厢以加速度a向东行驶时,F=(n-x)ma;以加速度2a3向西行驶时F=xm23a,联立得 3n=5x,因为n、x取正整数,故选项B、C正确.答案:BC3.将一只皮球竖直向上抛出,皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比.下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图像,可能正确的是()解析:设皮球受到的

8、阻力为F=kv,根据牛顿第二定律可得mg+F=ma,两式联立可得 mg+kv=ma,皮球上升过程中速度逐渐减小,则加速度也逐渐减小,当v0时a=g,故选项C正确.答案:C4.声音在空气中的传播速度v与空气的密度、压强p有关.下列速度的表达式(k为比例系数,无单位)正确的是()A.v=kp B.v=kpC.v=kp D.v=kp解析:国际单位制中p的单位是N/m2,1 N=1 kgm/s2,的单位是kg/m3.则kp=v2即v=kp故选项B正确.答案:B5.如图所示,自由落下的小球,从接触竖直放置的弹簧开始到弹簧的压缩量最大的过程中,小球的速度和加速度的变化情况是()A.加速度先变小,后变大;速

9、度先变大,后变小B.加速度先变小,后变大;速度先变小,后变大C.加速度先变大,后变小;速度先变大,后变小D.加速度先变大,后变小;速度先变小,后变大解析:开始阶段,弹簧对小球向上的弹力小于向下的重力,此时合外力大小F=mg-kx,方向向下,随着压缩量的增加,弹力增大,则加速度减小,由于合外力与速度方向相同,小球的速度增大;当mg=kx时,合外力为零,此时速度最大;由于惯性,小球继续向下运动,此时合外力F=kx-mg,方向向上,小球减速,随着压缩量增大,小球合外力增大,加速度增大.故整个过程中加速度先变小后变大,速度先变大后变小,故A正确.答案:A6.在静止的车厢内,用细绳a和b系住一个小球,绳

10、a斜向上拉,绳b水平拉,如图所示.现让车从静止开始向右做匀加速运动,小球相对于车厢的位置不变,与小车静止时相比,绳a、b的拉力Fa、Fb的变化情况是()A.Fa变大,Fb不变B.Fa变大,Fb变小C.Fa不变,Fb变小D.Fa不变,Fb变大解析:以小球为研究对象,分析受力情况,如图所示,根据牛顿第二定律得,水平方向:Fasin -Fb=ma竖直方向:Facos -mg=0由题知不变,由分析知Fa不变,由知,Fb=Fasin -maFasin ,即Fb变小.答案:C7.如图所示,在倾角为30的斜面上,一辆动力小车沿斜面下滑,在小车下滑的过程中,小车支架上连接着小球的轻绳恰好水平.已知小球的质量为

11、m,则小车运动的加速度大小为多少?轻绳对小球的拉力大小为多少?解析:对小球受力分析如图,小球的加速度沿斜面向下,由受力分析可知F合=2mg,由牛顿第二定律得F合=ma解得a=F合m=2mgm=2g.由此得小车的加速度为2g.由图可得F=mgcot 30=3mg.答案:2g3mg8.如图甲所示,固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动,推力F与小环速度v随时间变化规律如图乙所示,重力加速度g取10 m/s2.求:甲乙(1)小环的质量m.(2)细杆与地面间的倾角.解析:(1)02 s:由牛顿第二定律得F1-mgsin =ma由v-t图像知a=0.5 m/s22 s以后:F2=mgsin 由得F1-F2=ma,m=F1-F2a=1 kg.(2)由式得sin =0.5,所以=30.答案:(1)1 kg(2)30