新人教版高中物理必修第二冊(cè)課時(shí)作業(yè)1：4.3牛頓第二定律

新人教版高中物理必修第一冊(cè)PAGEPAGE1第3節(jié)牛頓第二定律基礎(chǔ)過(guò)關(guān)1.(多選)靜止在光滑水平面上的物體，受到一個(gè)逐漸減小的水平力的作用，則這個(gè)物體運(yùn)動(dòng)情況為()A.速度不斷增大，但增大得越來(lái)越慢B.加速度不斷增大，速度不斷減小C.加速度不斷減小，速度不斷增大D.加速度不變，速度先減小后增大解析水平面光滑，說(shuō)明物體不受摩擦力作用，物體所受到的水平力即為其合外力。水平力逐漸減小，合外力也逐漸減小，由公式F＝ma可知，a也逐漸減小，但加速度與速度方向相同，故速度逐漸增大。選項(xiàng)A、C正確。答案AC2.如圖所示，質(zhì)量為10kg的物體在水平面上向左運(yùn)動(dòng)，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.2，與此同時(shí)，物體還受到一個(gè)水平向右的推力F＝20N，則物體產(chǎn)生的加速度是(g取10m/s2)()A.0 B.4m/s2，水平向右C.2m/s2，水平向左 D.2m/s2，水平向右解析物體受到與運(yùn)動(dòng)方向相反的摩擦力，即與F方向相同。取運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较颍膳ｎD第二定律得－F－μmg＝ma，則a＝－eq\f(F＋μmg,m)＝－4m/s2，方向水平向右，選項(xiàng)B正確。答案B3.(多選)如圖所示，當(dāng)小車向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊M相對(duì)車廂靜止于豎直車廂壁上，當(dāng)車的加速度增大時(shí)()A.M受靜摩擦力增大B.M對(duì)車廂壁的壓力不變C.M仍相對(duì)于車廂靜止D.M受靜摩擦力不變解析對(duì)M受力分析如圖所示，由于M相對(duì)車廂靜止，則Ff＝Mg，F(xiàn)N＝Ma，當(dāng)a增大時(shí)，F(xiàn)N增大，F(xiàn)f不變，故C、D正確。答案CD4.如圖所示，在水平地面上靜止放置兩質(zhì)量相等的空車廂，現(xiàn)有一個(gè)人在其中一個(gè)車廂內(nèi)拉動(dòng)繩子使兩車廂相互靠近。若不計(jì)繩子質(zhì)量及車廂與軌道間的摩擦，以下對(duì)于哪個(gè)車廂里有人的判斷中正確的是()A.先開始運(yùn)動(dòng)的車廂里有人B.速度較小的車廂里有人C.加速度較大的車廂里有人D.不去稱量質(zhì)量無(wú)法確定哪個(gè)車廂里有人解析由題意可知，兩個(gè)車廂受到的拉力大小相等，由牛頓第二定律知a＝eq\f(F,m)，故加速度較小的車廂的質(zhì)量較大，里面有人，而兩車廂同時(shí)受力，同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)，無(wú)先后之分；由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v＝at可知，加速度較小的車廂速度也較小。綜上所述，有人的車廂質(zhì)量較大，加速度較小，速度較小，故選項(xiàng)B正確。答案B5.一個(gè)質(zhì)量為m＝1kg的小物體放在光滑水平面上，小物體受到兩個(gè)水平恒力F1＝2N和F2＝2N作用而處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示?，F(xiàn)在突然把F1繞其作用點(diǎn)在豎直平面內(nèi)向上轉(zhuǎn)過(guò)53°，F(xiàn)1大小不變，則此時(shí)小物體的加速度大小為(sin53°＝0.8、cos53°＝0.6)()A.2m/s2 B.1.6m/s2C.0.8m/s2 D.0.4m/s2解析開始時(shí)兩力大小相等，相互平衡；將F1轉(zhuǎn)過(guò)53°時(shí)，物體受到的合力為F＝F2－F1cos53°＝2N－2×0.6N＝0.8N，則由牛頓第二定律可知，加速度大小為a＝eq\f(F,m)＝eq\f(0.8,1)m/s2＝0.8m/s2，故選項(xiàng)C正確。答案C6.如圖所示，A、B兩球用細(xì)線懸掛于天花板上且靜止不動(dòng)，兩球質(zhì)量mA＝2mB，兩球間是一個(gè)輕質(zhì)彈簧，如果突然剪斷懸線，則在剪斷懸線瞬間()A.A球加速度為eq\f(3,2)g，B球加速度為gB.A球加速度為eq\f(3,2)g，B球加速度為0C.A球加速度為g，B球加速度為0D.A球加速度為eq\f(1,2)g，B球加速度為g解析在剪斷懸線的瞬間彈簧的彈力保持不變，則B球的合力為零，加速度為零；對(duì)A球有(mA＋mB)g＝mAaA，得aA＝eq\f(3,2)g，故選項(xiàng)B正確。答案B7.如圖，某人在粗糙水平地面上用水平力F推一購(gòu)物車沿直線前進(jìn)，已知推力大小是80N，購(gòu)物車的質(zhì)量是20kg，購(gòu)物車與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，g取10m/s2，下列說(shuō)法正確的是()A.購(gòu)物車受到地面的支持力是40NB.購(gòu)物車受到地面的摩擦力大小是40NC.購(gòu)物車沿地面將做勻速直線運(yùn)動(dòng)D.購(gòu)物車將做加速度為a＝4m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)解析購(gòu)物車沿水平面運(yùn)動(dòng)，則在豎直方向受到的支持力與重力大小相等，方向相反，所以支持力FN＝20×10N＝200N，A錯(cuò)誤；購(gòu)物車受到地面的摩擦力大小是Ff＝μFN＝0.2×200N＝40N，B正確；推力大小是80N，所以購(gòu)物車沿水平方向受到的合外力F合＝F－Ff＝80N－40N＝40N，所以購(gòu)物車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；購(gòu)物車的加速度a＝eq\f(F合,m)＝eq\f(40,20)m/s2＝2m/s2，D錯(cuò)誤。答案B8.如圖所示，一個(gè)物體從傾角θ＝30°的光滑斜面的頂端由靜止開始下滑，斜面靜止不動(dòng)，重力加速度g＝10m/s2。(1)物體下滑過(guò)程的加速度有多大？(2)若斜面不光滑，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(\r(3),6)，物體下滑過(guò)程的加速度又是多大？解析(1)根據(jù)牛頓第二定律得：mgsinθ＝ma1所以a1＝gsinθ＝10×eq\f(1,2)m/s2＝5m/s2(2)物體受重力、支持力和摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律得mgsinθ－Ff＝ma2FN＝mgcosθFf＝μFN得a2＝2.5m/s2答案(1)5m/s2(2)2.5m/s2能力提升9.(多選)如圖所示，在光滑水平地面上，用水平外力F拉動(dòng)小車和木塊一起做無(wú)相對(duì)滑動(dòng)的加速運(yùn)動(dòng)。小車質(zhì)量為M，木塊質(zhì)量為m，加速度大小為a，木塊和小車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則在這個(gè)過(guò)程中，木塊受到的摩擦力大小是()A.μmg B.eq\f(mF,M＋m)C.μ(M＋m)g D.ma解析對(duì)木塊和小車整體分析，根據(jù)牛頓第二定律可得a＝eq\f(F,M＋m)；對(duì)木塊隔離分析可得Ff＝ma，聯(lián)立方程可得Ff＝eq\f(mF,M＋m)，故B、D正確，A、C錯(cuò)誤。答案BD10.如圖所示，小車運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，質(zhì)量均為m的懸掛的小球A和車的水平底板上的物塊B都相對(duì)車廂靜止，懸掛小球A的懸線與豎直方向的夾角為θ，則關(guān)于物塊B受到的摩擦力和小車的運(yùn)動(dòng)情況，下列判斷中正確的是()A.物塊B不受摩擦力作用，小車只能向右運(yùn)動(dòng)B.物塊B受摩擦力作用，大小為mgtanθ，方向向左；小車可能向右運(yùn)動(dòng)C.物塊B受摩擦力作用，大小為mgtanθ，方向向左；小車一定向左運(yùn)動(dòng)D.B受到的摩擦力情況無(wú)法判斷，小車運(yùn)動(dòng)方向不能確定解析小車在水平面上運(yùn)動(dòng)，小球A和水平底板上的物塊B都相對(duì)車廂靜止，那么小球A和物塊B在豎直方向上合外力為零；由A可知，懸線的彈力T＝eq\f(mg,cosθ)，小球A受到的合外力F＝mgtanθ，方向水平向左，故小球A的加速度方向向左，所以物塊B受到的合外力F′＝F＝mgtanθ，方向水平向左；對(duì)物塊B進(jìn)行受力分析可知，物塊B受到摩擦力，大小為mgtanθ，方向向左；小車可能向左加速也可能向右減速運(yùn)動(dòng)，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。答案B11.游船從某碼頭沿直線行駛到湖對(duì)岸，小明對(duì)過(guò)程進(jìn)行觀測(cè)，記錄數(shù)據(jù)如下表：運(yùn)動(dòng)過(guò)程運(yùn)動(dòng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)勻加速運(yùn)動(dòng)0～40s初速度v0＝0；末速度v＝4.2m/s勻速運(yùn)動(dòng)40～640sv＝4.2m/s勻減速運(yùn)動(dòng)640～720s靠岸時(shí)的速度v1＝0.2m/s(1)求游船勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度大小a1及位移大小x1；(2)若游船和游客的總質(zhì)量M＝8000kg，求游船勻減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的合力大小F；(3)求游船在整個(gè)行駛過(guò)程中的平均速度大小。解析(1)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式a1＝eq\f(Δv1,Δt1)＝eq\f(4.2－0,40)m/s2＝0.105m/s2位移x1＝eq\f(v0＋v,2)Δt1＝eq\f(0＋4.2,2)×40m＝84m(2)勻減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度大小a2＝eq\f(Δv2,Δt2)＝eq\f(4.2－0.2,720－640)m/s2＝0.05m/s2由牛頓第二定律得F＝Ma2＝400N(3)整個(gè)過(guò)程中的位移x＝eq\f(v0＋v,2)×t1＋vt2＋eq\f(v＋v1,2)×t3＝2780m平均速度的大小v＝eq\f(x,t)＝3.86m/s答案(1)0.105m/s284m(2)400N(3)3.86m/s12.在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室里，一根足夠長(zhǎng)的均勻直細(xì)桿與水平面成θ＝37°角固定，質(zhì)量為m＝1kg的小球穿在細(xì)桿上靜止于細(xì)桿底端O，如圖甲所示。開啟送風(fēng)裝置，有水平向右的恒定風(fēng)力F作用于小球上，在t1＝2s時(shí)刻風(fēng)停止。小球沿細(xì)桿運(yùn)動(dòng)的部分v－t圖像如圖乙所示，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6.cos37°＝0.8，忽略浮力。求：(1)小球在0～2s內(nèi)的加速度a1和2～5s內(nèi)的加速度a2；(2)小球與細(xì)桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ和水平風(fēng)力F的大小。解析(1)取沿桿向上為正方向，由圖像可知在0～2s內(nèi)，加速度a1＝eq\f(v1－v0,t1)＝15m/s2，方向沿桿向上在2～5s內(nèi)，加速度a2