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1、牛頓第二定律 練習(xí)與解析
一、選擇題
1.下列說法正確的是( ?。?
A.物體運(yùn)動(dòng)速度很大,受到的合外力不可能為零
B.物體運(yùn)動(dòng)速度變化越快,它受的合外力越大
C.物體速度方向一定與合外力的方向相同
D.由F=ma可知,物體所受合外力與物體的質(zhì)量和加速度都成正比
解析:當(dāng)物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),即使是速度再大,其合外力也為零,故A錯(cuò);物體運(yùn)動(dòng)速度的變化越快,就是加速度越大,所以合外力越大,故B正確;物體的加速度方向與合外力的方向相同,但速度方向不一定與加速度方向相同,故C錯(cuò);加速度因力而產(chǎn)生,因果關(guān)系不對(duì),故D錯(cuò).
答案:B
2.桌
2、面上質(zhì)量為10kg的木箱受到5N的拉力時(shí),加速度的大小是( ?。?
A.0 B.0.5m/s2 C.1m/s2 D.無法確定
解析:只知道拉力,但不知道它是否為合力,故無法確定其加速度.
答案:D
3.在牛頓第二定律F=kma中,有關(guān)比例系數(shù)k下述說法中正確的是( ?。?
A.在任何情況下k都等于1
B.k的數(shù)值由m、a、F的大小決定
C.k的數(shù)值由m、a、F的單位決定
D.在國際單位制中k=1
解析:在牛頓第二定律的推導(dǎo)中,是通過定義“牛頓”這個(gè)單位,才使k=1的,故由三量的單位確定;在國際單位制中,
3、1N=1kg·m/s2,故k=1.
答案:CD
4.一個(gè)物體受多個(gè)力的共同作用處于靜止?fàn)顟B(tài),若其中的一個(gè)力逐漸減小到零,后又接著在原來方向上逐漸增大到原值測物體在這一過程中( ?。?
A.速度從零增大到某值后又逐漸減小到零
B.速度是持續(xù)增大的
C.一直沿該力的反方向運(yùn)動(dòng)
D.沿該力的反方向運(yùn)動(dòng)一段距離后又返回到原來的靜止位置
解析:其中的一個(gè)力減小,則其合力與該力的方向相反,并逐漸增大,加速度也逐漸增大,故速度越來越大,且運(yùn)動(dòng)方向與加速度的方向相同;當(dāng)這個(gè)力逐漸增大時(shí)測其合力與該力的方向仍相反,并逐漸漸小,加速度也逐漸減?。坏较虿蛔儯?/p>
4、故速度仍越來越大,運(yùn)動(dòng)方向也不變,所以整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,物體始終沿同一方向運(yùn)動(dòng),最后勻速運(yùn)動(dòng).也可以用圖象分析,如下圖,Oc段加速度增大,速度增大,ct段加速度減小,但速度增大,運(yùn)動(dòng)方向不變.
答案:BC
5.下列說法中,正確的有( ?。?
A.質(zhì)量是物理學(xué)中的基本物理量
B.長度是國際單位制中的基本單位
C.kg·m/s是國際單位制中的導(dǎo)出單位
D.時(shí)間的單位小時(shí)是國際單位制中的導(dǎo)出單位
解析:長度不是單位,而是物理量.
答案:ACD
6.下列關(guān)于單位制及其應(yīng)用的說法正確的是( ?。?
A.基本單位和導(dǎo)出單位一起組
5、成了單位制
B.選用的基本單位不同,構(gòu)成的單位制也不同
C.在物理計(jì)算中,如果所有的已知量都用同一單位制的單位表示,只要正確應(yīng)用物理公式,其結(jié)果就一定是用這個(gè)單位制中的單位來表示
D.在物理計(jì)算中,如果所有的已知量都用同一單位制的單位表示,只要正確應(yīng)用物理公式,其結(jié)果就不需要明確單位了
答案:ABC
二、非選擇題
7.質(zhì)量為m的物體在F甲和F乙的作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng),規(guī)律如圖6—6所示,則F甲是F乙的________倍,若圖為同一恒力F分別作用在質(zhì)量為m甲和m乙的兩個(gè)物體上由靜止開始運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,則m甲是m乙的________倍.
解析:在v-t
6、圖象中,圖線的斜率即物體的加速度大小a甲=3a乙,加速度與合力成正比;加速度與質(zhì)量成反比.
答案:3 1/3
圖6—6
8.如圖6—7所示,兩個(gè)相同的小車并排放在光滑水平桌面上,小車前端系上細(xì)線,線的另一端跨過定滑輪各掛一個(gè)小盤,盤里分別放有不同質(zhì)量的砝碼.小車所受的水平拉力F的大小可以認(rèn)為等于砝碼(包括砝碼盤)的重力大?。≤嚭蠖艘蚕涤屑?xì)線,用一只夾子夾住兩根細(xì)線,控制兩輛小車同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)和結(jié)束運(yùn)動(dòng).
由于兩個(gè)小車初速度都是零,運(yùn)動(dòng)時(shí)間又相同,s=at2/2,即s∝a,只要測出兩小車位移s之比就等于它們的加速度a之比.
實(shí)驗(yàn)結(jié)果是:當(dāng)小車質(zhì)量相同時(shí),__
7、________;當(dāng)拉力F相等時(shí),__________.
實(shí)驗(yàn)中用砝碼(包括砝碼盤)的重力G的大小作為小車所受拉力F的大小,這樣做會(huì)引起實(shí)驗(yàn)誤差.為了減小這個(gè)誤差,G與小車重量Mg之間需要滿足的關(guān)系是:__________.
圖6—7 圖6—8
解析:取系統(tǒng)為研究對(duì)象,則有mg=(M+m)a,取小車為研究對(duì)象,則:F=Ma=Mmg/(M+m)=mg/(1+m/M)=G/(1+m/M).所以,要用G代替F,則需要mM.
答案:加速度與拉力成正比加速度與質(zhì)量成
8、反比GMg
9.光滑水平地面上放一個(gè)質(zhì)量是2kg的物體,它與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25,該物體在水平方向的拉力F作用下,從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng),2s內(nèi)向前移動(dòng)了4m,求拉力多大.
解析:物體做勻加速運(yùn)動(dòng):據(jù)s=at2/2,得:
a=2s/t2=2m/s2 ①
取物體為研究對(duì)象,物體受力如下圖所示,據(jù)牛頓第二定律F一f=ma ②
N=mg ③
f=Μn
9、 ?、?
由以上三式得:F=8.9N.
答案:8.9N
10.在無風(fēng)的天氣里,一個(gè)質(zhì)量是0.2g的雨滴在空中豎直下落,由于受到空氣阻力,最后以恒定的速率下降,這個(gè)恒定的速度通常叫做收尾速度.問:
?。?)雨滴達(dá)到收尾速度時(shí)受到的空氣阻力是多大?(g=10m/s2)
(2)設(shè)空氣阻力與雨滴的速度成正比,試定性分析雨滴運(yùn)動(dòng)的加速度和速度如何變化.
解析:(1)收尾速度時(shí)雨滴為勻速運(yùn)動(dòng),故此時(shí)阻力等于重力,為2×10-3N.
(2)據(jù)牛頓第二定律:mg-kv=ma,因?yàn)関增大,故a減小,當(dāng)mg=kv時(shí),物體的速度達(dá)到最大,加速度變?yōu)榱悖?
答案:(1)2×10-3N.(2)加速度變小最后為零,速度先增大后不變.