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3.牛頓其次定律(本欄目內(nèi)容,在同學(xué)用書中分冊裝訂!)1.關(guān)于牛頓其次定律,下列說法中正確的是()A.牛頓其次定律的表達(dá)式F=ma在任何狀況下都適用B.某一瞬時的加速度,只能由這一瞬時的外力打算,而與這一瞬時之前或之后的外力無關(guān)C.在公式F=ma中,若F為合力,則a等于作用在該物體上的每一個力產(chǎn)生的加速度的矢量和D.物體的運動方向確定與物體所受合力的方向全都解析:牛頓其次定律只適用于宏觀物體在低速時的運動,A錯誤;F=ma具有同時性,B正確;假如F=ma中F是合力,則a為合力產(chǎn)生的加速度,即各分力產(chǎn)生加速度的矢量和,C正確;假如物體做減速運動,則v與F反向,D錯誤.答案:BC2.關(guān)于速度、加速度、合外力之間的關(guān)系,正確的是()A.物體的速度越大,則加速度越大,所受的合外力也越大B.物體的速度為零,則加速度為零,所受的合外力也為零C.物體的速度為零,但加速度可能很大,所受的合外力也可能很大D.物體的速度很大,但加速度可能為零,所受的合外力也可能為零解析:加速度由力打算,加速度與速度無必定聯(lián)系,物體的速度為零時,加速度可為零,也可不為零;當(dāng)加速度為零時,速度不變.答案:CD3.由牛頓其次定律知道,無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度,可是當(dāng)我們用一個很小的力去推很重的桌子時,卻推不動它,這是由于()A.牛頓其次定律不適用于靜止的物體B.桌子的加速度很小,速度增量微小,眼睛不易覺察到C.推力小于靜摩擦力,加速度是負(fù)的D.桌子所受的合力為零解析:F=ma中F指合力,用很小的力推桌子時,合力為零,故無加速度.答案:D4.下面關(guān)于加速度的方向的說法中,正確的是()A.加速度的方向確定與速度方向相同B.加速度的方向確定與速度變化方向相同C.加速度的方向確定與牽引力方向相同D.加速度的方向確定與合外力方向相同解析:依據(jù)a=eq\f(Δv,Δt)可知加速度方向與速度變化方向全都,故B正確,A錯.依據(jù)牛頓其次定律a=eq\f(F,m)可知,加速度方向與合外力方向全都,故D正確,牽引力不愿定是合力,所以C選項說加速度方向確定與牽引力方向相同是錯誤的.答案:BD5.一物體重為50N,與水平桌面間的動摩擦因數(shù)為0.2,現(xiàn)加上如圖所示的水平力F1和F2,若F2=15N時物體做勻加速直線運動,則F1的值可能是(g取10m/s2)()A.3N B.15NC.25N D.50N解析:若物體向左做勻加速直線運動,依據(jù)牛頓其次定律可知:F2-F1-μG=ma>0,解得F1<5N,A正確;若物體向右做勻加速直線運動,依據(jù)牛頓其次定律可知:F1-F2-μG=ma>0,解得F1>25N,D正確.答案:AD6.如圖所示,一木塊在光滑水平面上受一恒力F作用而運動,前方固定一個彈簧,當(dāng)木塊接觸彈簧后()A.將馬上做變減速運動B.將馬上做勻減速運動C.在一段時間內(nèi)照舊做加速運動,速度連續(xù)增大D.在彈簧處于最大壓縮量時,物體的加速度確定不為零解析:物體在力F作用下向左加速,接觸彈簧后受到彈簧向右的彈力,合外力向左漸漸減小,加速度向左漸漸減小,速度增加;當(dāng)彈簧的彈力大小等于力F時合外力為0,加速度為0,速度最大;物體連續(xù)向左運動,彈簧彈力大于力F,合外力向右漸漸增大,加速度向右漸漸增大,速度減??;最終速度減小到0,此時加速度最大.綜上所述,A、B錯誤,C、D正確.答案:CD7.一質(zhì)量為m=1kg的物體在水平恒力F作用下水平運動,1s末撤去恒力F,其v-t圖象如圖所示,則恒力F和物體所受阻力Ff的大小是()A.F=8N B.F=9NC.Ff=2N D.Ff=3N解析:撤去恒力F后,物體在阻力作用下運動,由v-t圖象可知,1~3s物體的加速度為3m/s2,由牛頓其次定律Ff=ma可知,阻力Ff=3N;由圖象可知在0~1s其加速度為6m/s2,由牛頓其次定律F-Ff=ma′,可求得F=9N,B、D正確.答案:BD8.水平面上有一質(zhì)量為1kg的木塊,在水平向右、大小為5N的力作用下,由靜止開頭運動.若木塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2.(g取10m/s2)(1)畫出木塊的受力示意圖.(2)求木塊運動的加速度.(3)求木塊4s內(nèi)的位移.解析:(1)木塊的受力示意圖如圖所示.(2)依據(jù)題意知F-Ff=ma,F(xiàn)N=G,F(xiàn)f=μFN,a=3m/s2.(3)x=eq\f(1,2)at2=eq\f(1,2)×3×42m=24m.答案:(1)如圖所示.(2)3m/s2(3)24m9.兩個物體A和B,質(zhì)量分別為m1和m2,相互接觸放在光滑水平面上,如圖所示,對物體A施以水平的推力F,則物體A對B的作用力等于()A.F B.eq\f(m2,m1+m2)FC.eq\f(m1,m2)F D.eq\f(m1,m1+m2)F解析:首先確定爭辯對象,先選整體,求出A、B共同的加速度,再單獨爭辯B,B在A施加的彈力作用下加速運動,依據(jù)牛頓其次定律列方程求解.將m1、m2看作一個整體,其合外力為F,由牛頓其次定律知F=(m1+m2)a再以m2為爭辯對象,受力分析如圖所示,由牛頓其次定律可得F12=m2a以上兩式聯(lián)立可得F12=eq\f(m2F,m1+m2),B正確.答案:B10.(2021·重慶卷·4)如圖甲為伽利略爭辯自由落體運動試驗的示意圖,讓小球由傾角為θ的光滑斜面滑下,然后在不同的θ角條件下進(jìn)行多次試驗,最終推理出自由落體運動是一種勻加速直線運動.分析該試驗可知,小球?qū)π泵娴膲毫Α⑿∏蜻\動的加速度和重力加速度與各自最大值的比值y隨θ變化的圖象分別對應(yīng)圖乙中的()甲乙A.①、②和③ B.③、②和①C.②、③和① D.③、①和②解析:小球?qū)π泵娴膲毫N=mgcosθ,其最大值為mg,y=eq\f(FN,mg)=cosθ,對應(yīng)于圖象③;小球運動的加速度a=gsinθ,其最大值為g,所以y=eq\f(a,g)=sinθ,對應(yīng)于圖象②;重力加速度不變,故y=1,對應(yīng)于圖象①,選項B正確.答案:B11.(2021·安徽卷·14)如圖所示,細(xì)線的一端系一質(zhì)量為m的小球,另一端固定在傾角為θ的光滑斜面體頂端,細(xì)線與斜面平行.在斜面體以加速度a水平向右做勻加速直線運動的過程中,小球始終靜止在斜面上,小球受到細(xì)線的拉力FT和斜面的支持力FN分別為(重力加速度為g)()A.FT=m(gsinθ+acosθ),F(xiàn)N=m(gcosθ-asinθ)B.FT=m(gcosθ+asinθ),F(xiàn)N=m(gsinθ-acosθ)C.FT=m(acosθ-gsinθ),F(xiàn)N=m(gcosθ+asinθ)D.FT=m(asinθ-gcosθ),F(xiàn)N=m(gsinθ+acosθ)解析:精確?????分析受力狀況,分解加速度是比較簡便的求解方法.選小球為爭辯對象,小球受重力mg、拉力FT和支持力FN三個力作用,將加速度a沿斜面和垂直于斜面兩個方向分解,如圖所示.由牛頓其次定律得FT-mgsinθ=macosθ①mgcosθ-FN=masinθ②由①式得FT=m(gsinθ+acosθ)由②式得FN=m(gcosθ-asinθ)故選項A正確.答案:A12.一個質(zhì)量為20kg的物體,從斜面的頂端由靜止勻加速滑下,物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.2,斜面與水平面間的夾角為37°.求物體從斜面下滑過程中的加速度.(g取10m/s2)解析:物體受力如圖所示.x軸方向:Gx-Ff=may軸方向:FN-Gy=0其中Ff=μFN所以a=gsinθ-μgcosθ=4.4m/s2答案:4.4m/s2方向沿斜面對下.13.如圖所示,樓梯口一傾斜的天花板與水平面成θ=37°角,一裝潢工人手持木桿綁著刷子粉刷天花板,工人所持木桿對刷子的作用力始終保持豎直向上,大小為F=10N,刷子的質(zhì)量為m=0.5kg,刷子可視為質(zhì)點,刷子與天花板間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,天花板長為L=4m.sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2.試求:(1)刷子沿天花板
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