2020-2021學(xué)年高中物理課時(shí)分層作業(yè)15牛頓第二定律含解析1

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課時(shí)分層作業(yè)（十五）牛頓第二定律（時(shí)間:40分鐘分值：100分)一、選擇題（本題共6小題，每題6分，共36分)1．（多項(xiàng)選擇）以下對(duì)牛頓第二定律的表達(dá)式F＝ma及其變形公式的理解,正確的選項(xiàng)是（）A．由F＝ma可知，物體所受的合外力與物體的質(zhì)量成正比，與物體的加速度成反比B．由m＝錯(cuò)誤!可知，物體的質(zhì)量與其所受合外力成正比，與其運(yùn)動(dòng)的加速度成反比C．由a＝錯(cuò)誤!可知,物體的加速度與其所受合外力成正比，與其質(zhì)量成反比FD．由m＝a可知，物體的質(zhì)量能夠經(jīng)過測(cè)量它的加速度和它所受的合外力而求出CD[牛頓第二定律的表達(dá)式F＝ma表示了各物理量之間的數(shù)量關(guān)系，即已知兩個(gè)量,可求第三個(gè)量，作用在物體上的合外力，可由物體的質(zhì)量和加速度計(jì)算，其實(shí)不由它們決定，A錯(cuò)；質(zhì)量是物體自己的屬性,由物體自己決定，與物體可否受力沒關(guān),B錯(cuò)；由牛頓第-1-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精二定律知加速度與合外力成正比，與質(zhì)量成反比，m可由其他兩量求得，故C、D對(duì)．］2．在圓滑的水平桌面上,有一個(gè)靜止的物體，給物體施以水平作用力,在力作用到物體上的瞬時(shí)，則( )．物體同時(shí)擁有加速度和速度B．物體馬上獲得加速度,速度仍為零C．物體馬上獲得速度,加速度仍為零．物體的速度和加速度均為零[合外力與加速度是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此在力作用到物體上的瞬時(shí)，物體馬上獲得加速度，但物體的速度還得從零開始增大，不能能馬上擁有速度，故B正確．］3．以下列圖，質(zhì)量m＝10kg的物體在水平面上向右運(yùn)動(dòng)，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0。2,與此同時(shí)物體碰到一個(gè)水平向左的推力F＝20N的作用，取g＝10m/s2，則物體的加速度是(）A．0B．4m/s2,水平向右C．4m/s2，水平向左D．2m/s2，水平向右［物體在水平面上向右運(yùn)動(dòng)，豎直方向受重力、支持力，其-2-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精合力為0。在水平方向上受水平向左的推力、水平向左的滑動(dòng)摩擦力．推力大小為F＝20N，滑動(dòng)摩擦力大小為F＝μF＝μmg＝0.2×10×10N20＝NfN因此合力大小為F合＝F＋Ff＝20N＋20N＝40N，方向水平向左，依照牛頓第二定律得加速度為a＝錯(cuò)誤!＝錯(cuò)誤!m/s2＝4m/s2，方向水平向左．選項(xiàng)C正確．］4．隨著居民生活水平的提高，家庭轎車越來越多，行車安全就更為顯得重要．行家車過程中規(guī)定必定要使用安全帶．假設(shè)某次急剎車時(shí)，由于安全帶的作用，使質(zhì)量為70kg的乘員擁有的加速度大小約為6m/s2，此時(shí)安全帶對(duì)乘員的作用力最湊近（）A．100NB．400NC．800ND．1000N［依照牛頓第二定律：F＝ma＝70×6N＝420N，B正確．]5．靜止在圓滑水平面上的物體在水平推力F作用下開始運(yùn)動(dòng),推力隨時(shí)間的變化以下列圖，關(guān)于物體在0～t1時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況，正確的描述是(）-3-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精A．物體先做勻加速運(yùn)動(dòng),后做勻減速運(yùn)動(dòng)B．物體的加速度素來增大C．物體的速度先增大后減?。矬w的速度素來增大D［由題可知，物體的合力等于推力F，方向向來沿正方向，依照牛頓第二定律解析可知:物體先從靜止開始做加速直線運(yùn)動(dòng)，推力F減小時(shí),其方向仍與速度相同,連續(xù)做加速直線運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤，D正確．物體的合力等于推力F，推力先增大后減小,依照牛頓第二定律得知:加速度先增大，后減小，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤．]6．（多項(xiàng)選擇）“少兒蹦極”中，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,以下列圖，靜止懸掛時(shí)（小明兩側(cè)繩長相同）,兩橡皮繩的拉力大小均恰為mg，若此時(shí)小明左側(cè)橡皮繩斷裂，則小明此時(shí)( )．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-4-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精D．加速度a＝g，方向豎直向下AB[速度不能夠發(fā)生突變，左側(cè)橡皮繩斷裂瞬時(shí),小明速度為零，選項(xiàng)A正確．?dāng)嗔亚?，F(xiàn)T左＝FT右＝mg，受力解析以下列圖．橡皮繩形變量比較大，不會(huì)發(fā)生突變，斷裂瞬時(shí)，F(xiàn)T右與mg合力沿?cái)嗔牙K的反向延長線，大小等于mg，選項(xiàng)B正確．]二、非選擇題(14分）7．一個(gè)質(zhì)量為20kg的物體，從斜面的頂端由靜止勻加速滑下，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，斜面與水平面間的夾角為37°（g取10m/s2,sin37°0。＝6,cos37°0。＝8)．1)求物體沿斜面下滑過程中的加速度；2)給物體一個(gè)初速度，使之沿斜面上滑，求上滑的加速度．［解析］(1）沿斜面下滑時(shí),物體受力以下列圖．由牛頓第二定律得：mgsin37°F－f＝ma1①-5-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精FN＝mgcos37°②又F＝μF③fN因此a1＝gsin37°μg－cos37°＝4.4m/s2，方向沿斜面向下．2）物體沿斜面上滑時(shí)，摩擦力沿斜面向下由牛頓第二定律得:mgFfma2④sin37°＋＝聯(lián)立②③④得a2＝gsin37°μg＋cos37°＝7。6m/s2,方向沿斜面向下．[答案]（1）4。4m/s2，沿斜面向下2)7.6m/s2，沿斜面向下一、選擇題（本題共4小題，每題6分，共24分）1。（多項(xiàng)選擇）以下列圖，一跳床運(yùn)動(dòng)員從跳床正上方某一高度處由靜止開始自由下落，接觸跳床后把跳床壓縮到必然程度后停止下落．在運(yùn)動(dòng)員下落的這一全過程中,以下說法中正確的選項(xiàng)是(）．運(yùn)動(dòng)員剛接觸跳床瞬時(shí)速度最大-6-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精B．從運(yùn)動(dòng)員接觸跳床起加速度變?yōu)樨Q直向上C．從運(yùn)動(dòng)員接觸跳床到到達(dá)最低點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)員的速度先增大后減小D．從運(yùn)動(dòng)員接觸跳床到到達(dá)最低點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)員的加速度先減小后增大CD[運(yùn)動(dòng)員的加速度大小決定于運(yùn)動(dòng)員碰到的合外力．從接觸跳床到到達(dá)最低點(diǎn)，彈力從零開始逐漸增大，因此合力先減小后增大，因此加速度先減小后增大．當(dāng)合力與速度同向時(shí)運(yùn)動(dòng)員速度增大，因此當(dāng)運(yùn)動(dòng)員所受彈力和重力大小相等時(shí)運(yùn)動(dòng)員速度最大．］2．一輕彈簧上端固定,下端掛一重物，平衡時(shí)彈簧伸長了4cm,再將重物向下拉1cm，爾后放手，則在釋放瞬時(shí)重物的加速度是(g取10m/s2）（)A．2.5m/s2B．7.5m/s2C．10m/s2D．12。5m/s2[彈簧伸長量為4cm時(shí)，重物處于平衡狀態(tài)，故mg＝kx1；再將重物向下拉1cm，則彈簧的伸長量變?yōu)閤2＝5cm，在重物被釋放瞬時(shí)，由牛頓第二定律可得kx2－mg＝ma;由以上兩式解得a＝2。5m/s2,應(yīng)選項(xiàng)A正確．]-7-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精3．以下列圖，一傾角為α的圓滑斜面向右做勻加速運(yùn)動(dòng),物體A相關(guān)于斜面靜止,則斜面運(yùn)動(dòng)的加速度為(）A．gsinαB．gcosαC．gtanαD．錯(cuò)誤![物體隨斜面體一起沿水平方向運(yùn)動(dòng)，則加速度必然在水平方向，物體碰到重力和垂直斜面向上的支持力,兩者合力方向必然水平向右,以下列圖由牛頓第二定律得mgtanα＝ma，則a＝gtanα，選項(xiàng)正確，A、B、D錯(cuò)誤．］4．以下列圖，輕彈簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物塊P，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)用一豎直向上的力F作用在P上，使其向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．以x表示P走開靜止地址的位移，在彈簧恢復(fù)原長前，以下表示F和x之間關(guān)系的圖象可能正確的選項(xiàng)是( )-8-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精ABCD［假設(shè)物塊靜止時(shí)彈簧的壓縮量為x0，則由力的平衡條件可知kx0＝mg,在彈簧恢復(fù)原長前，當(dāng)物塊向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),由牛頓第二定律得F＋k（x0－x)－mg＝ma，由以上兩式解得F＝kx＋ma,顯然F和x為一次函數(shù)關(guān)系，且在F軸上有截距，則A正確，B、C、D錯(cuò)誤．］二、非選擇題(本題共2小題,共26分）5．(12分)一個(gè)有鋼滑板的雪橇，鋼滑板與雪地的動(dòng)摩擦因數(shù)為0。02，雪橇連同雪橇上的貨物總質(zhì)量為1000kg,當(dāng)馬水平拉雪橇在水平雪地上以2m/s2的加速度勻加速前進(jìn)時(shí)，（1)雪橇碰到的摩擦力是多大？(2)馬的拉力是多大？(g取10m/s2)［解析］（1)雪橇碰到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，即Ff＝μFN＝μmg0.02×1000×10200N＝N.(2)對(duì)雪橇，由牛頓第二定律可得F－Ff＝ma，因此，拉力F＝ma-9-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精Ff＝1000×2N200＋N＝2200N。[答案］（1)200N(2)2200N6．（14分)自制一個(gè)加速度計(jì)，其構(gòu)造是:一根輕桿,下端固定一個(gè)小球，上端裝在水平軸O上，桿可在豎直平面內(nèi)左右搖動(dòng)，用白硬紙作為表面,放在桿搖動(dòng)的平面上，并刻上刻度，能夠直接讀出加速度的大小和方向．使用時(shí)，加速度計(jì)右端朝汽車前進(jìn)的方向，如圖所示，g取9.8m/s2.(1）硬紙上刻度線b在經(jīng)過O點(diǎn)的豎直線上,則在b處應(yīng)標(biāo)的加速度數(shù)值是多少?2）刻度線c和O點(diǎn)的連線與Ob的夾角為30°,則c處應(yīng)標(biāo)的加速度數(shù)值是多少？(3）刻度線d和O點(diǎn)的連線與Ob的夾角為45°.在汽車前進(jìn)時(shí)，若輕桿牢固地指在d處,則0.5s內(nèi)汽車速度變化了多少？[解析］(1)當(dāng)輕桿與Ob重合時(shí),小球所受合力為0,其加速度為0,車的加速度亦為0,故b處應(yīng)標(biāo)的加速度數(shù)值為0.(2）解法一:合成法-10-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精當(dāng)輕桿與Oc重合時(shí)，以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,受力解析如圖甲所示．依照力的合成的平行四邊形定則和牛頓第二定律得mgtanθ＝ma1，解得a1＝gtanθ＝9.8×m/s≈5.66m/s.錯(cuò)誤!22甲解法二：正交分解法建立直角坐標(biāo)系,并將輕桿對(duì)小球的拉力正交分解，如圖乙所示．乙則沿水平方向有：Fsinθ＝ma,豎直方向有:Fcosθ－mg＝0聯(lián)立以上兩式可