2019-2020年高中物理 題組訓(xùn)練 4.3牛頓第二定律 新人教版必修1.doc

2019-2020年高中物理 題組訓(xùn)練 4.3牛頓第二定律 新人教版必修1題組一對(duì)牛頓第二定律的理解1關(guān)于牛頓第二定律，下列說(shuō)法中正確的是()A公式Fma中，各量的單位可以任意選取B某一瞬間的加速度只取決于這一瞬間物體所受的合外力，而與這之前或之后的受力無(wú)關(guān)C公式Fma中，a實(shí)際上是作用于物體上每一個(gè)力所產(chǎn)生的加速度的矢量和D物體的運(yùn)動(dòng)方向一定與它所受合外力的方向一致解析F、m、a必須選取國(guó)際單位制中的單位，才可寫(xiě)成Fma的形式，否則比例系數(shù)k1，所以A錯(cuò)誤；牛頓第二定律描述的是某一時(shí)刻合外力與加速度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，它既表明F、m、a三者在數(shù)值上的對(duì)應(yīng)關(guān)系，同時(shí)也表明合外力的方向與加速度的方向是一致的，即矢量對(duì)應(yīng)關(guān)系，而與速度方向不一定相同，所以B正確，D錯(cuò)誤；由力的獨(dú)立作用原理可知作用在物體上的每個(gè)力都將各自產(chǎn)生一個(gè)加速度，與其他力的作用無(wú)關(guān)，物體的加速度是每個(gè)力所產(chǎn)生的加速度的矢量和，故C正確答案BC2由牛頓第二定律Fma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牛頓第二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，眼睛觀察不到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第二定律的表達(dá)式Fma中的力F是指合外力，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，所以桌子所受的合外力為零，仍然靜止不動(dòng)，牛頓第二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D圖4353如圖435所示，一小球從空中自由落下，當(dāng)它與正下方的輕彈簧剛開(kāi)始接觸時(shí)，它將()A立即被反彈上來(lái)B立即開(kāi)始做減速運(yùn)動(dòng)C立即停止運(yùn)動(dòng)D繼續(xù)做加速運(yùn)動(dòng)解析小球剛接觸輕彈簧時(shí)，受到向下的重力和向上的彈力，且重力大于彈力，合力方向向下，加速度方向向下，所以繼續(xù)向下做加速運(yùn)動(dòng)，故D正確答案D4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)情況的是()解析對(duì)雨滴進(jìn)行受力分析可得mgkvma，則雨滴做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)答案C題組二牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用圖4365在平直軌道上運(yùn)動(dòng)的車廂中的光滑水平桌面上用彈簧拴著一個(gè)小球，彈簧處于自然長(zhǎng)度，如圖436所示，當(dāng)旅客看到彈簧的長(zhǎng)度變長(zhǎng)時(shí)，對(duì)車廂運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的判斷可能的是()A車廂向右運(yùn)動(dòng)，速度在增大B車廂向右運(yùn)動(dòng)，速度在減小C車廂向左運(yùn)動(dòng)，速度在增大D車廂向左運(yùn)動(dòng)，速度在減小解析本題若直接分析車廂的運(yùn)動(dòng)，將不知從何下手，由于小球隨車廂一起運(yùn)動(dòng)，因此取小球作為研究對(duì)象由于彈簧變長(zhǎng)了，故小球受到向左的彈力，即小球受到的合力向左因?yàn)榧铀俣萢與F合同向，故小球的加速度方向向左加速度a方向向左，并不能說(shuō)明速度方向也向左，應(yīng)有兩種可能：(1)速度v向左時(shí)，v增大，做加速運(yùn)動(dòng)，C正確；(2)速度v方向向右時(shí)，a與v方向相反，速度v減小，做減速運(yùn)動(dòng)，B正確答案BC6豎直起飛的火箭在推力F的作用下產(chǎn)生10 m/s2的加速度，若推力增大到2F，則火箭的加速度將達(dá)到(g取10 m/s2)()A20 m/s2 B25 m/s2 C30 m/s2 D40 m/s2解析推力為F時(shí)，F(xiàn)mgma1，當(dāng)推力為2F時(shí)，2Fmgma2.以上兩式聯(lián)立可得：a230 m/s2.故C正確答案C圖4377如圖437，位于水平地面上的質(zhì)量為M的小木塊，在大小為F、方向與水平方向成角的拉力作用下沿地面做加速運(yùn)動(dòng)若木塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則木塊的加速度為()AF/MBFcos /MC(Fcos Mg)/MDFcos (MgFsin )/M解析可以先求出物體所受合外力，再利用Fma求加速度，或者利用正交分解法求加速度取M為研究對(duì)象，在豎直方向合力為零，即Fsin FNMg在水平方向由牛頓第二定律得：Fcos FNMa；由以上兩式可得a.答案D8三個(gè)完全相同的物塊1、2、3放在水平桌面上，它們與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)都相同現(xiàn)用大小相同的外力F沿圖438所示方向分別作用在1和2上，用F的外力沿水平方向作用在3上，使三者都做加速運(yùn)動(dòng)，令a1、a2、a3分別代表物塊1、2、3的加速度，則()圖438Aa1a2a3 Ba1a2，a2>a3Ca1>a2，a2<a3 Da1>a2，a2>a3解析對(duì)物體1，由牛頓第二定律得：Fcos 60fma1, (mgFsin 60)ma1對(duì)物體2，由牛頓第二定律得Fcos 60fma2, (mgFsin 60)ma2對(duì)物體3，由牛頓第二定律得Ffma3, mgma3比較得a1>a3>a2，所以C正確答案C題組三綜合題組9用20 N的水平拉力拉一個(gè)放在水平面上的物體，可以使它產(chǎn)生1 m/s2加速度，若用30 N的水平力拉這個(gè)物體，可以產(chǎn)生2 m/s2的加速度(1)物體受到的摩擦力是多少？(2)如果用40 N的水平拉力拉這個(gè)物體產(chǎn)生的加速度大小是多少？解析(1)對(duì)物體進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律有：F1fma1，F(xiàn)2fma2解得：f10 N，m10 kg.(2)當(dāng)拉力為40 N時(shí)，F(xiàn)3fma3，a33 m/s2.答案(1)f10 N(2)3 m/s2圖43910如圖439所示，一木塊沿傾角37的光滑斜面自由下滑g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.(1)求木塊的加速度大小；(2)若木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，求木塊加速度的大小解析(1)分析木塊的受力情況如圖甲所示，木塊受重力mg、支持力FN兩個(gè)力作用，合外力大小為mgsin ，根據(jù)牛頓第二定律得mgsin ma1所以a1gsin 100.6 m/s26 m/s2.(2)若斜面粗糙，物體的受力情況如圖乙所示，建立直角坐標(biāo)系在x方向上(沿斜面方向上)mgsin Ffma2在y方向上(垂直斜面方向上)FNmgcos 又因?yàn)镕fFN由得a2gsin gcos (100.60.5100.8) m/s22 m/s2.答案(1)6 m/s2(2)2 m/s2圖431011如圖4310所示，質(zhì)量為2 kg的物體在40 N水平推力作用下，從靜止開(kāi)始1 s內(nèi)沿豎直墻壁下滑3 m求：(取g10 m/s2)(1)物體運(yùn)動(dòng)的加速度大?。?2)物體受到的摩擦力大?。?3)物體與墻間的動(dòng)摩擦因數(shù)解析(1)由hat2，可得：am/s26 m/s2(2)分析物體受力情況如圖所示：水平方向：物體所受合外力為零，F(xiàn)NF40 N豎直方向：取向下為正方向，由牛頓第二定律得：mgFfma，可得：Ffmgma8 N(3)物體與墻間的滑動(dòng)摩擦力FfFN所以0.2.答案(1)6 m/s2(2)8 N(3)0.2圖431112如圖4311所示，質(zhì)量m1 kg的球穿在斜桿上，斜桿與水平方向成30角，球與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，球受到豎直向上的拉力F20 N，則球的加速度多大？(取g10 m/s2)解析球受到重力mg、桿的支持力FN、桿的摩擦力Ff和豎直向上的拉力F四個(gè)力的作用(如圖所示)，建立直角坐標(biāo)系，則由牛頓第二定律得Fsin 30mgsin 30FfmaFcos 30mgcos 30FNFfFN聯(lián)立以上各式解得a2.5 m/s2.答案2.5 m/s2