教科版高中物理必修第一册课后练习 第4章 牛顿运动定律 第3节 牛顿第二定律.docVIP

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第3节牛顿第二定律

课后训练巩固提升

基础巩固

1.(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

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

答案:AC

解析:水平面光滑,说明物体不受摩擦力作用,故物体所受合力大小等于水平力的大小,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。

2.甲、乙、丙、丁四个质量一定物体的运动情况或所受合外力的情况分别如图所示,四幅图的图线都是直线,则从图中可以判断()

A.甲物体受到不为零且恒定的合外力

B.乙物体受到的合外力越来越大

C.丙物体受到的合外力为零

D.丁物体的加速度越来越大

答案:D

解析:甲图中物体做匀速直线运动,处于平衡状态,此时所受合力为零,故A错误;乙图中物体做匀加速直线运动,加速度恒定,根据牛顿第二定律,所受合外力恒定,故B错误;丙图中加速度恒定,根据牛顿第二定律可知其所受合力不为零,且恒定不变,故C错误;丁图中物体所受合外力越来越大,根据牛顿第二定律F=ma知,物体的加速度越来越大,故D正确。

3.飞机起飞后在某段时间内斜向上加速直线飞行,用F表示此时空气对飞机的作用力,下列关于F的示意图正确的是()

答案:A

解析:飞机斜向上加速直线飞行,加速度斜向上,故其合力也斜向上;飞机受重力和空气对其作用力,根据平行四边形法则作图如右图,故A正确,B、C、D错误。

4.如图所示,质量为m的物体在水平拉力F作用下,沿粗糙水平面做匀加速直线运动,加速度大小为a;若其他条件不变,仅将物体的质量减为原来的一半,物体运动的加速度大小为a,则()

A.aa B.aa2a

C.a=2a D.a2a

答案:D

解析:对物体,由牛顿第二定律得

F-μmg=ma

F-μ·m2g=m

解得a=Fm-μg,a=2Fm-μg=2(

5.竖直向上飞行的子弹,达到最高点后又返回原处,假设运动过程中子弹受到的阻力与速率成正比,则在整个过程中,加速度和速度的大小变化可能是()

A.加速度始终变小,速度先变小后变大

B.加速度始终变大,速度先变小后变大

C.加速度先变小后变大,速度先变小后变大

D.加速度先变大后变小,速度先变小后变大

答案:A

解析:空气阻力的大小与速率成正比,在上升过程中,速度不断变小,则阻力不断变小,根据a=F合m=

6.如图所示,一质量为m的人站在倾角为θ的自动扶梯的水平踏板上,随扶梯一起沿扶梯斜向上先匀加速运动,后匀速运动。重力加速度大小为g。下列说法正确的是()

A.在匀加速运动阶段,人受到的支持力大于mg

B.在匀加速运动阶段,人受到的静摩擦力为零

C.在匀速运动阶段,人受到的合力不为零

D.在匀速运动阶段,人受到的支持力大小为mgcosθ

答案:A

解析:将加速度沿水平方向和竖直方向分解,如图所示,则

a1=acosθ,a2=asinθ

根据牛顿第二定律可知,人受到的静摩擦力f1=ma1

人受到的支持力为N1,N1-mg=ma2

解得N1=mg(1+agsinθ),f1

在匀速运动阶段,人处于平衡状态,人受到的合力为零,故C错误。

在匀速运动阶段,人受到的支持力大小与重力平衡,即mg,故D错误。

7.如图所示,一木块沿倾角θ=37°的光滑固定斜面自由下滑。g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。

(1)求木块的加速度大小。

(2)若木块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,求木块加速度大小。

答案:(1)6m/s2(2)2m/s2

解析:(1)木块的受力情况如图(a)所示,木块受重力mg、支持力N两个力作用,合外力大小为mgsinθ,根据牛顿第二定律得mgsinθ=ma1,所以a1=gsinθ=10×0.6m/s2=6m/s2。

(a)

(b)

(2)若斜面粗糙,木块的受力情况如图(b)所示,建立直角坐标系。

在gsinθ-f=ma2①

在y方向上(垂直斜面方向)

N=mgcosθ②

又因为f=μN③

由①②③得a2=gsinθ-μgcosθ=(10×0.6-0.5×10×0.8)m/s2=2m/s2。

能力提升

1.如图所示,A、B两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上,两细线与水平方向夹角分别为60°和45°,A、B间连接的轻质弹簧恰好处于水平状态,则下列判断正确的是()

A.A、B的质量之比为1∶3

B.A、B所受弹簧弹力大小之比为2

C.快速剪断A、B细线的瞬间,A、B的瞬时加速度大小之比为2

D.快速撤去弹簧的瞬间,A、B的瞬时加速度大小之比为2

答案:C

解析:对A