2024-2025學(xué)年新教材高中物理第5章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第3節(jié)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律習(xí)題含解析魯科版必修第一冊(cè)

PAGEPAGE1第3節(jié)牛頓其次運(yùn)動(dòng)定律1.現(xiàn)有下列物理量或單位,按下面的要求選擇填空。(填字母序號(hào))A.密度B.米/秒C.牛頓D.加速度E.質(zhì)量F.秒G.厘米H.長(zhǎng)度I.時(shí)間J.千克(1)屬于物理量的是。

(2)在國(guó)際單位制中,作為基本單位對(duì)應(yīng)的物理量有。

(3)在物理量的單位中不屬于國(guó)際單位的是。

(4)在國(guó)際單位中屬于基本單位的是,屬于導(dǎo)出單位的是。

解析(1)題中全部各項(xiàng)中,屬于物理量的是:密度、加速度、質(zhì)量、長(zhǎng)度、時(shí)間,故此空填“A、D、E、H、I”。(2)在國(guó)際單位中,作為基本單位對(duì)應(yīng)的物理量有:質(zhì)量、長(zhǎng)度、時(shí)間。故此空填“E、H、I”。(3)題中所給的單位中,不屬于國(guó)際單位的是厘米,故此空填“G”。(4)在國(guó)際單位制中屬于基本單位的是秒和千克,屬于導(dǎo)出單位的是米/秒,牛頓。故應(yīng)填“F、J”;“B、C”。答案(1)A、D、E、H、I(2)E、H、I(3)G(4)F、JB、C2.在離地高h(yuǎn)處,沿豎直方向同時(shí)向上和向下拋出兩個(gè)小球,小球的初速度大小均為v,不計(jì)空氣阻力,兩球落地的時(shí)間差為()A. B. C. D.解析上拋小球回到拋出點(diǎn)時(shí)的速度大小與拋出時(shí)相等,因此兩小球落地的時(shí)間差等于上拋小球從拋出到回到拋出點(diǎn)所用時(shí)間,即t=,選項(xiàng)B正確。答案B3.由牛頓其次定律F=ma可知,無(wú)論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度,可是當(dāng)用很小的力去推很重的桌子時(shí),卻推不動(dòng),這是因?yàn)?)A.牛頓其次定律不適用于靜止的物體B.桌子加速度很小,速度增量也很小,眼睛視察不到C.推力小于桌子所受到的靜摩擦力,加速度為負(fù)值D.桌子所受的合力為零,加速度為零解析牛頓其次定律的表達(dá)式F=ma中的力F是指合力,用很小的力推很重的桌子時(shí),桌子不動(dòng),是因?yàn)樽雷优c地面間的最大靜摩擦力大于推力,推力與桌子受到的靜摩擦力的合力為零,所以桌子所受的合力為零,仍舊靜止不動(dòng),牛頓其次定律同樣適用于靜止的物體,所以A、B、C都不正確,只有D正確。答案D4.對(duì)靜止在光滑水平面上的物體施加一水平拉力F,當(dāng)力剛起先作用的瞬間()A.物體馬上獲得速度B.物體馬上獲得加速度C.物體同時(shí)獲得速度和加速度D.由于物體沒(méi)有來(lái)得及運(yùn)動(dòng),所以速度和加速度都為零解析物體受重力、支持力和水平拉力F三個(gè)力的作用,重力和支持力的合力為零,因此物體所受的合力即水平拉力F。由牛頓其次定律可知,力F作用的同時(shí)物體馬上獲得了加速度,但是速度還是零,因?yàn)楹狭與速度無(wú)關(guān),而且速度只能漸變不能突變。因此B正確,A、C、D錯(cuò)誤。答案B5.如圖所示,一物塊位于光滑水平桌面上;用一大小為F,方向如圖所示的力去推它,使它以加速度a向右運(yùn)動(dòng)。若保持力的方向不變而增大力的大小,則()A.a變大B.a不變C.a變小D.因?yàn)槲飰K的質(zhì)量未知,故不能確定a改變的趨勢(shì)解析由于桌面光滑,故不受摩擦力,物塊受力為重力G、桌面對(duì)物體的支持力FN、推力F,設(shè)推力與水平方向夾角為α,將F沿水平方向和豎直方向分解,由牛頓其次定律得Fcosα=ma,所以a=,F方向不變而大小增大,可得a變大。選項(xiàng)A正確。答案A6.雨滴從空中由靜止落下,若雨滴受到的空氣阻力隨雨滴下落速度的增大而增大,圖中能大致反映雨滴運(yùn)動(dòng)狀況的是()解析對(duì)雨滴進(jìn)行受力分析可得mg-kv=ma,則雨滴做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)。答案C7.車廂底部有一質(zhì)量為m=5kg的物體,如圖所示,當(dāng)小車以7.5m/s2的加速度向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí),m與小車始終保持相對(duì)靜止,試分析物體的受力狀況,并求出各力的大小。(g取10m/s2)解析物體共受三個(gè)力的作用:重力、支持力和小車給它的摩擦力。其中:重力G=mg=50N,方向豎直向下。支持力FN=G=50N,方向豎直向上。摩擦力Ff=ma=5×7.5N=37.5N,方向水平向右。答案見(jiàn)解析8.如圖所示,質(zhì)量為4kg的物體靜止在水平面上?，F(xiàn)用大小為40N,與水平方向夾角為37°的斜向上的力拉物體,使物體沿水平面做勻加速運(yùn)動(dòng)。(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1)若水平面光滑,物體的加速度是多大?(2)若物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,物體的加速度是多大?解析(1)水平面光滑時(shí),物體的受力狀況如圖甲所示由牛頓其次定律:Fcos37°=ma1①解得a1=8m/s2②甲乙(2)水平面不光滑時(shí),物體的受力狀況如圖乙所示Fcos37°-Ff=ma2③FN'+Fsin37°=mg④Ff=μFN'⑤由③④⑤得:a2=6m/s2。答案(1)8m/s2(2)6m/s2實(shí)力提升1.聲音在空氣中的傳播速度v與空氣的密度ρ、壓強(qiáng)p有關(guān)。下列速度的表達(dá)式(k為比例系數(shù),無(wú)單位)中正確的是()A.v=k B.v=C.v= D.v=解析國(guó)際單位制中p的單位是N/m2,1N=1kg·m/s2,ρ的單位是kg/m3,代入可得=m/s,而m/s即為速度的單位,故B正確,同理可得A、C、D錯(cuò)誤。答案B2.如圖所示,有一輛汽車滿載西瓜在水平路面上勻速前進(jìn)。突然發(fā)生意外狀況,緊急剎車做勻減速運(yùn)動(dòng),加速度大小為a,則中間一質(zhì)量為m的西瓜A受到其他西瓜對(duì)它的作用力的大小是()A.m B.maC.m D.m(g+a)解析西瓜與汽車具有相同的加速度a,對(duì)西瓜A受力分析如圖,F表示四周西瓜對(duì)A的作用力,則由牛頓其次定律得:=ma,解得:F=m,故C對(duì),A、B、D錯(cuò)。答案C3.假設(shè)灑水車的牽引力不變且所受阻力與車重成正比,未灑水時(shí),車勻速行駛,灑水時(shí)它將()A.做變加速運(yùn)動(dòng)B.做初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.做勻減速運(yùn)動(dòng)D.接著保持勻速直線運(yùn)動(dòng)解析依據(jù)牛頓其次定律,加速度a=-kg,隨著灑水車總質(zhì)量m的減小,a變大,所以灑水車做加速度變大的加速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A正確。答案A4.在靜止的車廂內(nèi),用細(xì)繩a和b系住一個(gè)小球,繩a斜向上拉,繩b水平拉,如圖所示?，F(xiàn)讓車從靜止起先向右做勻加速運(yùn)動(dòng),小球相對(duì)于車廂的位置不變,與小車靜止時(shí)相比,繩a、b的拉力Fa、Fb改變狀況是()A.Fa變大,Fb不變 B.Fa變大,Fb變小C.Fa不變,Fb變小 D.Fa不變,Fb變大解析以小球?yàn)樘接憣?duì)象,分析受力狀況,如圖所示,依據(jù)牛頓其次定律得:水平方向:Fasinα-Fb=ma①豎直方向:Facosα-mg=0②由題,α不變,由②分析得知Fa不變。由①得知,Fb=Fasinα-ma<Fasinα,即Fb變小。答案C5.如圖所示,質(zhì)量為2kg的物體在40N水平推力作用下,從靜止起先1s內(nèi)沿豎直墻壁下滑3m。(g取10m/s2)求:(1)物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小。(2)物體受到的摩擦力大小。(3)物體與墻壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)。解析(1)由h=at2,可得a=m/s2=6m/s2。(2)對(duì)物體受力分析如圖所示:水平方向:物體所受合外力為零,FN=F=40N豎直方向:取向下為正方向,由牛頓其次定律得:mg-Ff=ma,可得:Ff=mg-ma=8N。(3)物體與墻壁間的滑動(dòng)摩擦力Ff=μFN所以μ==0.2。答案(1)6m/s2(2)8N(3)0.26.豎直上拋的物體,初速度是30m/s,經(jīng)過(guò)2.0s、3.0s、4.0s,物體的位移分別是多大?通過(guò)的路程分別是多長(zhǎng)?速度分別是多大?(g取10m/s2)解析上升的最大高度h=m=45m由x=v0t-gt2得當(dāng)t1=2.0s時(shí),位移s1=30×2.0m-×10×2.02m=40m,小于h,所以路程s1'=40m速度v1=v0-gt1=30m/s-10×2.0m/s=10m/s當(dāng)t2=3.0s時(shí),位移s2=30×3.0m-×10×3.02m=45m,等于h,所以路程s2'=45m速度v2=v0-gt2=30m/s-10×3.0