高中物理 6.2 牛顿第二定律每课一练9 鲁科版必修1
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6.2《牛顿第二定律》每课一练1...在一种叫做“蹦极跳”的运动中,质量为m的游戏者身系一根长为L、弹性优良的轻质柔软的橡皮绳,从高处由静止开始下落1.5L时达到最低点,若不计空气阻力,则在弹性绳从原长达最低点的过程中,以下说法正确的是( BC )A.速度先减小后增大B.加速度先减小后增大C.速度先增大后减小D.加速度先增大后减小2.一物体竖直向上抛出后,设运动过程中所受空气阻力大小不变,则从它被抛出到落回原处的过程中( BC )A.上升时间大于下降时间B.上升加速度大于下降加速度C.上升阶段平均速度大于下降阶段平均速度D.上升阶段平均速度小于下降阶段平均速度3.质量为M的木块位于粗糙的水平面上,若用大小为F的水平恒力拉木块,其加速度为a.当拉力方向不变,大小变为2F时,木块的加速度为a′,则( C )A.a′=a B.a′<2a C.a′>2a D.a′=2a4..如图所示,悬挂于小车里的小球偏离竖直方向θ角,则小车可能的运动情况是( AD )A.向右加速运动B.向右减速运动C.向左加速运动 D.向左减速运动5.如图所示,底板光滑的小车上用两个量程为20N,完全相同的弹簧秤甲和乙系住一个质量为1kg的物块,在水平地面上,当小车做匀速直线运动时,两弹簧秤的示数均为10N,当小车做匀加速直线运动时,弹簧秤甲的示数变为8N.这时小车运动的加速度大小是( B )A.2m/s2 B.4m/s2 C.6m/s2 D.8m/s26.如图所示,A、B两条直线是在A、B两地分别用竖直向上的力F拉质量分别为m A和m B的两个物体得出的加速度a与力F之间的关系的图线,分析图线可知( A )aABFθ①比较两地的重力加速度,有g A>g B②比较两物体的质量,有m A<m B③比较两地的重力加速度,有g A=g B④比较两物体的质量,有m A>m BA、②③B、①②C、①④D、③④7.如图所示,两个质量相同的同种材料物体A和B紧靠在一起放在粗糙水平桌面上,如果它们分别受到水平推力F1和F2,且F1>F2,则B施于A的作用力的大小为( D )A.F1 B.F2C.(F1—F2)/2 D.(F1+F2)/28.如图所示,质量相同的A、B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动.两球间是一个轻质弹簧,如果突然剪断悬线,则在剪断悬线瞬间A球加速度大小为____;B球加速度为________.2g,09.一个质量m=2kg的木块,放在光滑水平桌面上,受到三个大小均为F=10N、互成120°角的水平拉力作用,则物体的加速度大小为_________;若把其中一个力反向,物体的加速度大小又为__________.0 10m/s210.水平地面上质量为4kg的物体,在与水平方向成37°角的斜向上的拉力F作用下,从静止开始运动,经过一段时间后撤去拉力F,又经过一段时间后物体停止运动。
牛顿第二定律(时间:40分钟分值:100分)一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1.(多选)关于牛顿第二定律,下列说法中正确的是( )A.加速度和力是瞬时对应关系,即加速度与力是同时产生、同时变化、同时消失的B.物体只有受到力的作用时,才有加速度,才有速度C.任何情况下,加速度的方向总与合外力方向相同,也总与速度的方向相同D.当物体受到几个力的作用时,可把物体的加速度看成是各个力单独作用时产生的各个加速度的矢量和AD[根据牛顿第二定律的瞬时性,选项A正确;物体只有受到力的作用时,才有加速度,但速度有无与物体是否受力无关,选项B错误;任何情况下,加速度的方向总与合外力方向相同,但与速度的方向没关系,选项C错误;根据牛顿第二定律的独立性,选项D正确.] 2.(多选)在牛顿第二定律的数学表达式F=kma中,有关比例系数k的说法,正确的是( )A.k的数值由F、m、a的数值决定B.k的数值由F、m、a的单位决定C.在国际单位制中k=1D.在任何情况下k都等于1BC[物理公式在确定物理量之间的数量关系的同时也确定了物理量的单位关系.在F=kma中,只有m的单位取kg,a的单位取m/s2,F的单位取N时,k才等于1,即在国际单位制中k=1,故B、C正确.]3.物体受10 N的水平拉力作用,恰能沿水平面匀速运动,当撤去这个拉力后,物体将( )A.匀速运动B.立即停止运动C.产生加速度,做匀减速运动D.产生加速度,做匀加速运动C[物体在水平拉力作用下做匀速运动,说明物体受到一个与拉力等大反向的摩擦力的作用,当撤去拉力后,在摩擦力作用下,物体产生一个向后的加速度,做匀减速运动,C正确.] 4.如图所示,一个铁球从竖直在地面上的轻质弹簧的正上方某处自由落下,接触弹簧后将弹簧弹性压缩.从它接触弹簧开始到弹簧压缩到最短的过程中,小球的速度和受到的合外力的变化情况是( )A .合力变小,速度变小B .合力变小,速度变大C .合力先变小后变大,速度先变小后变大D .合力先变小后变大,速度先变大后变小D [铁球接触弹簧前,做自由落体运动,有一向下的速度.铁球接触弹簧后,在整个压缩弹簧的过程中,仅受重力G 和弹簧弹力F 的作用.开始压缩时,弹簧的弹力F 小于物体的重力G ,合外力向下,铁球向下做加速运动.但随着铁球向下运动,弹簧形变量增大,弹力随之增大,合外力减小,加速度减小,但速度增大.当弹簧弹力增至与重力相等的瞬间,合力为零,加速度为零,速度最大.此后,弹簧弹力继续增大,弹力大于重力,合力向上且逐渐增大,加速度向上且逐渐增大,直至铁球速度逐渐减小为零,此时弹簧压缩量最大.]5.如图所示,质量为m =10 kg 的物体在水平面上向左运动,物体与水平面间动摩擦因数为0.2.与此同时物体受到一个水平向右的推力F =20 N 的作用,则物体产生的加速度大小和方向是(g 取10 m/s 2)( )A .0B .4 m/s 2,水平向右 C .2 m/s 2,水平向左 D .2 m/s 2,水平向右 B [取向右为正方向,由牛顿第二定律得F +f =ma ,而f =μmg ,解得a =F +μmg m=4 m/s 2,故物体的加速度大小是4 m/s 2,方向水平向右,B 正确.] 6.如图所示,有一箱装得很满的土豆,以一定的初速度在动摩擦因数为μ的水平地面上做匀减速运动,不计其他外力及空气阻力,则中间一质量为m 的土豆A 受到其他土豆对它的作用力大小应是( )A .mgB .μmgC .mg 1+μ2D .mg 1-μ2C [土豆A 受力如图,在水平方向上土豆具有和箱子共同的水平加速度a ,由牛顿第二定律知:a =μg ,土豆A 的合外力F 1=μmg .竖直方向上土豆A 所受重力F 2=mg ,所以其他土豆对它的作用力的大小F =F 21+F 22=mg1+μ2.] 二、非选择题(14分)7.一个静止在水平地面上的物体质量是2 kg ,在6.4 N 的水平拉力作用下沿水平地面向右运动,物体与水平地面间的滑动摩擦力是4.2 N .求物体在4 s 末的速度和4 s 内发生的位移.解析:由牛顿第二定律得:F -f =ma所以物体的加速度a =F -f m =6.4-4.22m/s 2=1.1 m/s 2 物体在4 s 末的速度 v =at =1.1×4 m/s=4.4 m/s4 s 内发生的位移s =12at 2=12×1.1×16 m=8.8 m . 答案:4.4 m/s 8.8 m一、选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分)1.一个质量为2 kg 的物体,在5个共点力的作用下保持静止.若同时撤消其中大小分别为15 N 和10 N 的两个力,其余的力保持不变,此时该物体的加速度大小可能是( )A .2 m/s 2B .3 m/s 2C .12 m/s 2D .15 m/s 2 BC [剩余的三个力的合力与大小为15 N 和10 N 的两个力的合力等大反向,合力范围为5 N≤F ≤25 N,则加速度的范围为2.5 m/s 2≤a ≤12.5 m/s 2,选项B 、C 正确.]2.(多选)“儿童蹦极”中,拴在腰间左右两侧的是弹性极好的橡皮绳.质量为m 的小明,如图所示,静止悬挂时(小明两侧绳长相同),两橡皮绳的拉力大小均恰为mg ,若此时小明左侧橡皮绳断裂,则小明此时( )A .速度为零B .加速度a =g ,沿原断裂绳的方向斜向下C .加速度a =g ,沿未断裂绳的方向斜向上D .加速度a =g ,方向竖直向下AB [速度不能发生突变,左侧橡皮绳断裂瞬间,小明速度为零,选项A 正确;断裂前,F T 左=F T 右=mg ,受力分析如图所示.橡皮绳形变量比较大,不会发生突变,断裂瞬间,F T 右与mg 合力沿断裂绳的反向延长线,大小等于mg ,选项B 正确.]3.如图所示,A 、B 为两个相同物块,由轻质弹簧k 和细线l 相连,悬挂在天花板上处于静止状态,若将l 剪断,则在刚剪断时,A 、B 的加速度大小a A 、a B 分别为( )A .a A =0,aB =0B .a A =0,a B =gC .a A =g ,a B =gD .a A =g ,a B =0C [剪断细线前物块A 受重力、细线竖直向下的拉力和弹簧竖直向上的拉力,细线的拉力等于mg ,由平衡条件可知弹簧对物块A 的拉力等于2mg ,刚剪断细线时,物块A 受到弹簧竖直向上的拉力和重力,由于弹簧的形变没有变化,弹簧对物块A 的作用力仍为2mg ,所以物块A 受到的合力方向竖直向上,大小为mg ,a A =F m =mg m=g ,方向竖直向上;刚剪断细线时,物块B 只受重力作用,加速度a B 为重力加速度g ,方向竖直向下.]4.(多选)一质量为m =1 kg 的物体在水平恒力F 作用下水平运动,1 s 末撤去恒力F ,其v t 图象如图所示,则恒力F 和物体所受阻力f 的大小是( )A .F =8 NB .F =9 NC .f =2 ND .f =3 NBD [撤去恒力F 后,物体在阻力作用下运动,由v t 图象可知,1~3 s 内物体的加速度为3 m/s 2,由牛顿第二定律f =ma 可知,阻力f =3 N ;由图象可知在0~1 s 内其加速度为6 m/s 2,由牛顿第二定律F -f =ma ′,可求得F =9 N .B 、D 正确.]二、非选择题(本题共2小题,共26分)5.(13分)如图所示,沿水平方向做匀加速直线运动的车厢中,悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°,球和车厢相对静止,球的质量为1 kg .求:(g 取10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)(1)车厢运动的加速度;(2)悬线对球的拉力.解析:(1)球和车厢相对静止,它们的运动情况相同,小球受力分析如图所示,由牛顿第二定律得:mg tan 37°=ma ,解得a =7.5 m/s 2,即车厢的加速度大小为7.5 m/s 2,方向为水平向右.(2)悬线对球的拉力F =mg cos 37°=1.25mg =12.5 N ,方向沿绳向上. 答案:见解析6.(13分)大连某条道路上,规定车辆行驶速度不得超过30 km/h ,在一次交通事故中,肇事车是一辆卡车,测得这辆车紧急刹车(车轮被抱死)时留下的刹车痕迹长为7.6 m .经过测试得知这种轮胎与路面间的动摩擦因数为0.7,请判断该车是否超速.(g 取10 m/s 2)解析:刹车时的合力:F =μmg由牛顿第二定律F =ma 得刹车时的加速度a =F m =μg =7 m/s 2由运动学公式v 2-v 20=-2ax 得v 0≈10.3 m/s≈37.1 km/h>30 km/h,所以该车超速. 答案:超速。
牛顿第二定律同步练习1.“在影响加速度的因素”的探究中发现( ) A .同一物体运动的速度越大,受到的合外力越大B .同一物体运动的速度变化越大,受到的合外力越大C .同一物体运动速度变化率越小,受到的合外力越小D .同一物体运动速度变化越快,受到的合外力越大2.为了研究加速度跟力和质量的关系,应该采用的研究实验方法是( ) A .控制变量法 B .假设法 C .理想实验法 D .图象法3.一个由静止状态开始做匀变速直线运动的物体,可以由刻度尺测出__________和秒表测出_______,由公式___________计算物体的加速度。
4.在探究实验中,测量长度的工具是__________,精度是___ ___mm ,测量质量的工具是_________。
5.为了更直观地反映物体的加速度a 与物体质量m 的关系,往往用二者的关系图象表示出来,该关系图象应选用( )A .a -m 图象B .m-a 图象C .ma 1-图象 D .a m-1图象 6.如果ma 1-图象是通过原点的一条直线,则说明( )A .物体的加速度a 与质量m 成正比B .物体的加速度a 与质量成反比C .物体的质量m 与加速度a 成正比D .物体的质量与加速度a 成反比7.某同学在探究加速度a 与力F 和加速度a 与物体质量M 的关系时,测出了表1、表2两组数据,请在图甲、乙两个坐标上分别作出a-F 和a 1-图线。
甲 乙8.静止在光滑水平面上的物体,受到一个水平拉力,在力刚开始作用的瞬间,下列说法中正确的是( )A .物体立即获得加速度和速度B .物体立即获得加速度,但速度仍为零C .物体立即获得速度,但加速度仍为零D .物体的速度和加速度均为零9.从牛顿第二定律知道,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,可是当我们用一个微小的力去推很重的桌子时,却推不动它,这是因为( )A .牛顿第二定律不适用于静止的物体B .桌子的加速度很小,速度增量极小,眼睛不易觉察到C .推力小于静摩擦力,加速度是负的D .桌子所受的合力为零 10.一个质量为1kg 的物体受到两个大小分别为2N 和3N 的共点力作用,则这个物体可能产生的最大加速度大小为____________,最小加速度大小为____________。
高中物理 6.2 牛顿第二定律每课一练20 鲁科版必修1 1.一物体质量为10kg,放在水平地面上,当用水平力F1=30N推它时,其加速度为1m/s2;当水平推力增为F2=45N时,其加速度为( B )A.1.5m/s2 B.2.5m/s2 C.3.5m/s2 D.4.5m/s22.在以加速度a =13g匀加速上升的电梯里,有一质量为m的人,下列说法正确的是( BD )A.人的重力为23mg B.人的重力仍为mgC.人对电梯的压力为23mg D.人对电梯的压力为43mg3.设雨滴从很高处竖直下落,所受空气阻力f和其速度υ成正比.则雨滴的运动情况是( BD )A.先加速后减速,最后静止 B.先加速后匀速C.先加速后减速直至匀速 D.加速度逐渐减小到零4.一物体紧靠竖直墙壁,沿着墙壁下落,物体与墙壁间动摩擦因数为μ,不计空气阻力,物体下落的加速度大小为( D )A.(1-μ)g B.μgC.(1+μ)g D.g5.把一钢球系在一根弹性绳的一端,绳的另一端固定在天花板上,先把钢球托起如图所示,然后放手。
若弹性绳的伸长始终在弹性限度内,关于钢球的加速度a、速度υ随时间t变化的图象,下列说法正确的是( AB )A、a表示速度和时间的变化关系B、b表示加速度和时间的变化关系C、c表示速度和时间的变化关系D、d表示加速度和时间的变化关系6.有两个物体,质量分别为m1和m2,m1原来静止,m2以速度υ向右运动,它们同时各自受到一个向右的大小相等的恒力作用,它们能达到相同速度的条件是()A.m l<m2 B.m l=m2 C.m l>m2 D.m l远远大于m27. 质量为m 的物体,它的速度一时间图像如图所示。
那么,它受合外力的最大值、最小值的时间分别是( A )A 、30s 到40s 合外力最大,20s 至30s 合外力最小B 、20s 到30s 合外力最大,0s 至10s 合外力最小C 、10s 到20s 合外力最大,30s 至40s 合外力最小D 、10s 到20s 合外力最大,30s 至40s 合外力最小8. 如图所示.弹簧左端固定,右端自由伸长到O 点并系住物体m .现将弹簧压缩到A 点,然后释放,物体一直可以运动到B 点.如果物体受到的阻力恒定,则( AC )A 、物体从A 到O 先加速后减速B 、物体从A 到O 加速运动,从O 到B 减速运动C 、物体运动到O 点时所受合力为零D 、物体从A 到O 的过程加速度逐渐减小 二、计算题9. 质量是10kg 的物体放在水平面上,在20N 、方向斜向上与水平方向成30°角的拉力作用下恰能匀速运动. 不改变拉力的方向,要使物体从静止开始在4s 内前进83m ,则拉力为多大? (g = 10 m/s 2)解:当物体受F 1 作用时,由牛顿第二定律有0cos 1=-f F F θ0sin 1=-+mg F F N θ又 N f F F μ=当物体受F 2 作用时,由牛顿第二定律有 ma F F f =-'2cos θ0sin 2'=-+mg F F N θ又 ''N f F F μ= 221at s =联立以上七式,代入数据解得 2F = 38 N2040 10F N ’F 2F f ’ˊˊ10. 2008年初,我国南方遭受严重的冰灾,给交通运输带来极大的影响。
6.2《牛顿第二定律》同步测试1.如图1甲所示,质量为m的木块放在动摩擦因数为μ的水平面上静止不动.现对木块施加水平推力F的作用,F随时间t的变化规律如图1乙所示,则图1丙反映的可能是木块的哪两物理量之间的关系 ( )图1A.x轴表示力F,y轴表示加速度aB.x轴表示时间t,y轴表示加速度aC.x轴表示时间t,y轴表示速度vD.x轴表示时间t,y轴表示位移s解析:当推力大于最大静摩擦力时,由牛顿第二定律可得F-μmg=ma,有a=F m -μg,可知a与F呈线性关系,可推出a与t之间呈线性关系,A、B正确;若C正确时,在物体运动时做匀变速运动,要求合力恒定,故C错误;若D正确时,物体在运动时做匀速运动,物体所受合力应为零,故D错误.答案:AB2.第29届奥运会已于,跳水比赛是我国的传统优势项目.某运动员正在进行10 m跳台跳水比赛.质量为50 kg的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动,设水对他的阻力大小恒为1 200 N,那么他在水中减速下降高度3 m的过程中,下列说法正确的是(g取10 m/s2) ( )A.他的动能减少了3.6×103JB.他的重力势能减少了1.5×103JC.他的机械能减少了2.1×103JD.他的机械能减少了3.6×103J解析:动能减少量等于合外力做功,ΔE k=|mgh-fh|=2.1×103J,A错.重力势能减少量等于重力做功ΔE p=mgh=1.5×103J,B正确.机械能减少量等于阻力做功的值,ΔE=1200×3 J=3.6×103J,D正确.答案:BD3.如图2所示,放在光滑面上的木块受到两个水平力F 1与F 2的作用而静止不动,现保持F 1大小和方向不变,F 2方向不变,使F 2随时间均匀减小到零,再均匀增加到原来的 图2大小,在这个过程中,能正确描述木块运动情况的图象是图3中的 ( )图3解析:由F 1-F 2=ma 可知,因F 2先均匀变小后均匀变大,故木块的加速度先均匀变大,后均匀变小,但方向不变,故木块一直向前加速,但不是匀变速,所以只有A 正确. 答案:A4.如图4所示,弹簧左端固定,右端自由伸长到O 点并系住物体m ,现将弹簧压缩到A 点,然后释放,物体一直可以运动到B 点然后返回,如果物体受到的阻力恒定,则( ) 图4A .物体从A 到O 点先加速后减速B .物体运动到O 点时所受合力为零,速度最大C .物体从A 到O 做加速运动,从O 到B 做减速运动D .物体从A 到O 的过程加速度逐渐减小解析:设弹簧的形变量为x ,物体受阻力大小为F f ,由牛顿第二定律可得:kx -F f =ma ,随物体由A 向右运动,x 变小,a 变小,当a =0时,kx =F f ,此时物体还没有到达O 点,之后物体再向右运动时,a 的方向变为向左且逐渐增大,物体开始减速,可见物体运动到O 点时合力不为零,速度也不是最大,由以上分析可知,只有A 正确. 答案:A5.如图5所示,质量为m 的小球用水平轻弹簧系住,并用倾角为30°的光滑木板AB 托住,小球恰好处于静止状态.当 木板AB 突然向下撤离的瞬间,小球的加速度大小为 ( )A .0 B.233g 图5C .g D.33g 解析:撤离木板时,小球所受重力和弹簧弹力没变,二者合力的大小等于撤离木板前木板对小球的支持力F N ,由于F N =mg cos30°=233mg ,所以撤离木板后,小球加速度大小为:a =F N m =233g .B 项正确.答案:B6.某物体做直线运动的v -t 图象如图6甲所示,据此判断图乙(F 表示物体所受合力,x 表示物体的位移)所示的四个选项中正确的是 ( )图6解析:由v -t 图象知,0~2 s 匀加速,2 s ~4 s 匀减速,4 s ~6 s 反向匀加速,6 s ~8 s 匀减速,且2 s ~6 s 内加速度恒定,由此可知:0~2 s 内,F 恒定,2 s ~6 s 内,F 反向,大小恒定,6 s ~8 s 内,F 又反向且大小恒定,故B 正确,A 错.C 、D 图中0~2 s 内分别表示物体做匀速运动和减速运动,所以C 、D 错. 答案:B7.斜面上的物体受到平行于斜面向下的力F 的作用,力F 随时间变化的图象及物体运动的v -t 图象如图7所示.由图象中的信息能够求出的量或可以确定的关系是(g 取10 m/s 2)( )图7A .物体的质量mB .斜面的倾角θC .物体与斜面间的动摩擦因数μD .μ>tan θ解析:设物体的质量为m ,斜面的倾角为θ,由v -t 图象可得0~2 s 内物体的加速度为a 1=1 m/s 2;由F -t 图象可知0~2 s 内力F 1=3 N ,在0~2 s 内对物体应用牛顿第二定律得:F 1+mg sin θ-μmg cos θ=ma 1.由v -t 图象可得2 s 后物体的加速度为a 2=0,物体做匀速直线运动;由F -t 图象可知2 s 后力F 2=2 N ,由平衡条件可得:F 2+mg sin θ-μmg cos θ=0,代入数据联立解得:m =1 kg ,μ=tan θ+0.2cos θ>tan θ,综合得出,正确选项为A 、D. 答案:AD8.某人在地面上用弹簧测力计称得其体重为490 N .他将弹簧测力计移至电梯内称其体重,t 0至t 3时间段 内,弹簧测力计的示数如图8所示,电梯运行的v -t 图象可能是图9中的(取电梯向上运动的方向为正方向) ( ) 图8图9解析:由G -t 图象知:t 0~t 1时间内具有向下的加速度,t 1~t 2时间内匀速或静止,t 2~t 3时间内具有向上的加速度,因此其运动情况可能是:t 0~t 3时间内⎩⎪⎨⎪⎧向上减速,静止,向上加速向下加速,匀速,向下减速,故A 、D 正确. 答案:AD9.如图10所示,传送带的水平部分长为L ,传动速率为v ,在其左端无初速释放一小木块,若木块与传送带 图10间的动摩擦因数为μ,则木块从左端运动到右端的时间不可能是 ( )A.L v +v 2μgB.L vC. 2LμgD.2Lv解析:因木块运动到右端的过程不同,对应的时间也不同,若一直匀加速至右端,则L =12μgt 2,得:t =2Lμg,C 正确;若一直加速到右端时的速度恰好与传送带速度v 相等,则L =0+v 2t ,有:t =2Lv,D 正确;若先匀加速到传送带速度v ,再匀速到右端,则v 22μg +v (t -v μg )=L ,有:t =L v +v2μg,A 正确;木块不可能一直匀速至右端,B 错误. 答案:B10.如图11所示,一足够长的木板静止在光滑水平面上,一物块静止在木板上,木板和物块间有摩擦.现用水平恒力向右拉木板,当物块相对木板滑动了一段距离但 图11 仍有相对运动时,撤掉拉力,此后木板和物块相对于水平面的运动情况为( ) A .物块先向左运动,再向右运动B .物块向右运动,速度逐渐增大,直到做匀速运动C .木板向右运动,速度逐渐变小,直到做匀速运动D .木板和物块的速度都逐渐变小,直到为零解析:撤去拉力时,物块的速度小于木板的速度,物块相对于木板向左滑,受向右的摩擦力而向右加速,而木板受向左的摩擦力向右减速,当二者速度相等时,再一起做匀速运动,故B 、C 正确. 答案:BC11.如图12所示,物体在有动物毛皮的斜面上运动.由于毛皮表面的特殊性,引起物体的运动有如下特点:①顺着毛的生长方向运动时毛皮产生的阻力可以忽略;②逆着毛的生长方向运动会受到来自毛皮的滑动摩擦力.图12(1)试判断如图12所示情况下,物体在上滑还是下滑时会受到摩擦力?(2)一物体从斜面底端以初速v 0=2 m/s 冲上足够长的斜面,斜面的倾斜角为θ=30°,过了t =1.2 s 后物体回到出发点.若认为毛皮产生滑动摩擦力时,动摩擦因数μ为定 值,g 取10 m/s 2,则μ的值为多少?解析:(1)因毛生长的方向是斜向上的,故物体下滑时受滑动摩擦的作用. (2)物体上滑时的加速度大小a 1=g sin θ=5 m/s 2, 上滑的时间t 1=v 0a 1=0.4 s. 上滑的位移s =v 02t 1=0.4 m.物体下滑时的加速度a 2=mg sin θ-μmg cos θm=g sin θ-μg cos θ,下滑时间t 2=t-t 1=0.8 s .由s =12a 2t 22得:a 2=1.25 m/s 2.可求得:μ=34=0.433.答案:(1)下滑时 (2)0.43312.如图13(a)所示,质量m =1 kg 的物体沿倾角θ=37°的固定粗糙斜面由静止开始向下运动,风对物体的作用力沿水平方向向右,其大小与风速v 成正比,比例系数用k 表示,物体加速度a 与风速v 的关系如图(b)所示,求:图13(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ;(2)比例系数k .(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g =10 m/s 2) 解析:(1)v =0,a 0=4 m/s 2mg sin θ-μmg cos θ=ma 0 μ=g sin θ-a 0g cos θ=6-48=0.25.(2)v =5 m/s ,a =0mg sin θ-μF N -kv cos θ=0 F N =mg cos θ+kv sin θmg (sin θ-μcos θ)-kv (μsin θ+cos θ)=0 k =mg sin θ-μcos θv μsin θ+cos θ=6-0.25×850.25×0.6+0.8kg/s≈0.84 kg/s答案:(1)0.25 (2)0.84 kg/s。
6.2《牛顿第二定律》每课一练一.选择题1. 关于物体运动状态的改变,下列说法中正确的是 ( D ) A .物体运动的速率不变,其运动状态就不变 B .物体运动的加速度不变,其运动状态就不变C .物体运动状态的改变包括两种情况:一是由静止到运动,二是由运动到静止D .物体的运动速度不变,我们就说它的运动状态不变2. 放在粗糙水平面上的物体,在水平拉力F 的作用下以加速度a 运动,现将拉力F 改为2F (仍然水平方向),物体运动的加速度大小变为a′.则 ( D )A .a′=aB .a <a′<2aC .a ′=2aD .a′>2a3. 如图所示,位于水平面上的质量为M 的小木块,在大小为F 1方向与水平方向成a 角的拉力F 作用下沿地面做加速运动,若木块与地面间的动摩擦因数为μ则木块的加速度为( D )A 、M F B 、M F αcos C 、M Mg F μα-cos D 、MF Mg F )sin (cos αμα--4. 如图所示水平面上,质量为10 kg 的物块A 拴在一个被水平拉伸的弹簧一端,弹簧的另一端固定在小车上,小车静止不动,弹簧对物块的弹力大小为5 N 时,物块处于静止状态,若小车以加速度a=1 m/s 2沿水平地面向右加速运动时( AC )A .物块A 相对小车仍静止B .物块A 受到的摩擦力将减小C .物块A 受到的摩擦力大小不变D .物块A 受到的弹力将增大5. 用30N 的水平力F ,拉一个放在光滑水平面上质量为20kg 的物体,3s 后撤去F ,则第5s 末物体的速度和አ速度分别是( C )图 3A.4.5m/s,1.5m/s2 B.7.5m/s,1.5,m/s 2C.4.5m/s,0 D.7.5m/s,06.在升降机里,一个小球系于弹簧下端,如图所示,升降机静止时,弹簧伸长4cm,升降机运动时,弹簧伸长2cm,则可以判断升降机的运动是( B ) A.以1m/s2的加速度下降B.以4.9m/s2的加速度减速上升C.以1m/s2的加速度加速上升D.以4.9m/s2的加速度减速下降7.如图所示,在光滑水平面上,有甲、乙两物体在F1和F2作用下运动.已知F1>F2,则( BCD )A.如果撤去F1,则甲的加速度一定增大B.如果撤去F2,则乙的加速度一定增大C.如果撤去F1,则甲对乙的作用力一定减小D.如果撤去F2,则乙对甲的作用力一定减小8.质量为0.3kg的物体在水平面上运动,图中的两条直线分别表示物体受水平拉力和不受水平拉力的速度-时间图像,则下列说法中正确的是( BCD )A、物体不受水平拉力时的速度图像一定是bB、物体受水平拉力时的速度图像可能是aC、物体的摩擦力可能等于0.2ND、水平拉力一定等于0.1N9.一个单摆悬挂在小车上,随小车沿斜面下滑。
牛顿第二定律同步测试A卷1.原来作匀加速直线运动的物体,当它所受的合外力逐渐减小时,则 [ ]A.它的加速度将减小,速度也减小.B.它的加速度将减小,速度在增加.C.它的加速度和速度都保持不变.D.它的加速度和速度的变化无法确定.2.从牛顿第二定律知道,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度.可是当我们用一个很小的力去推很重的桌子时,却推不动它.这是因为[ ]A.牛顿第二定律不适用于静止物体.B.桌子的加速度很小,速度的增量极小,眼睛不易觉察到.C.推力小于静摩擦力,加速度是负的.D.桌子所受的合力为零.3.沿平直轨道运行的车厢中的光滑水平桌面上用弹簧拴着一个小球,弹簧处于自然长度(图3-7),当旅客看到弹簧的长度变短时对火车的运动状况判断正确的是[ ]A.火车向右方运动,速度在增加中.B.火车向右方运动,速度在减小中.C.火车向左方运动,速度在增加中.D.火车向左方运动,速度在减小中.4.25N的力作用在一个物体上.能使它产生2m/s2的加速度,要使它产生5m/s2的加速度,作用力为______.5.一辆卡车空载时质量为3.5×103kg,最大载货量为2.5×103kg.用同样大小的牵引力,空载时能使卡车产生1.5m/s2的加速度,满载时卡车的加速度是______;要使满载时产生的加速度与空载时相同,需再增加的牵引力为______.B卷1.设洒水车的牵引力不变,所受阻力与车重成正比,洒水车在平直路面上行驶原来是匀速的,开始洒水后,它的运动情况将是[ ]A.继续作匀速运动. B.变为作匀加速运动.C.变为作变加速运动. D.变为作匀减速运动.2.甲车质量是乙车质量的2倍,把它们放在光滑水平面上,用力F作用在静止的甲车上时,得到2m/s2的加速度.若用力F作用在静止的乙车上,经过2s,乙车的速度大小是 [ ]A.2m/s. B.4m/s.C.6m/s. D.8m/s.3.如果力F在时间t内能使质量m的物体移动距离s,那么 [ ]A.相同的力在相同的时间内使质量是一半的物体移动2s的距离.B.相同的力在一半时间内使质量是一半的物体移动相同的距离.C.相同的力在两倍时间内使质量是两倍的物体移动相同的距离.D.一半的力在相同时间内使质量是一半的物体移动相同的距离.4.用水平恒力F推动放在光滑水平面上、质量均为m的六个紧靠在一起的木块(图3-8),则第5号本块受到的合外力等于______,第4号木块对第5号本块的作用力等于______.5.质量是2kg的物体,受到4个力作用而处于静止状态.当撤去其中F1、F2两个力后,物体运动的加速度为1m/s2,方向向东,则F1、F2的合力是______,方向______.参考答案与提示A卷1.B.2.D.3.A,D.4.62.5N.5.0.875m/s2;3.75×103N.B卷1.C.2.D.3.A,D.4.F/6,F/3.提示:物体的合外力等于其质量与加速度的乘积,关系得.5.2N,向西.。
6.2《牛顿第二定律》每课一练、选择题1 •下列关于惯性的议论中正确的是:A. 物体只有静止或作匀速直线运动时才有惯性B. 物体只有受外力作用时才有惯性C. 物体运动速度大时惯性大D. 物体在任何时候都有惯性2. 沿平直轨道运动的车厢中的光滑水平桌面上,用弹簧拴着一个小球,弹簧处于自然长度如图所示,当旅客看到弹簧的长度变短时火车运动状态判断可能正确的是:A. 火车在向右运动,速度在增加中。
B. 火车在向右运动,速度在减小中。
C. 火车在向左运动,速度在增加中。
D. 火车在向左运动,速度在减小中。
3. 下列说法正确的是:A. 物体速度越大,表明物体受合外力越大。
B .物体受合外力越大,速度变化越大。
C. 物体加速度越大,表明物体受合外力越大D. 加速度为零时速度一定为零,加速度最大时,速度一定也最大。
4. 在光滑地面上有一小车,车上站一人,车质量为200kg,人的质量为50kg,人用200N水平力向右拉车如图所示,人与车保持相对静止,贝A. 车对地保持静止。
B. 车得到0.4m/s2向右加速度。
C. 车得到0.8m/s2的向右加速度。
D. 车得到1m/s2向右的加速度。
5. 一个物体受几个力的作用而处于静止,后来物体所受的力中有一个力逐渐减小到零后又恢复到开始时的情况,则这个过程中:A物体的速度由零逐渐增大到某一值后,又逐渐减小到零。
B. 物体的速度由零逐渐增大到某一值后,又逐渐减小到某一数值。
C. 物体的速度由零逐渐增大到某一数值。
D. 以上说法都不正确6. 如图所示,车内绳AB与绳BC拴住一小球,BC绳水平,车由静止向右作匀加速直线运动,小球仍处于图中所示位置,则:A. AB绳拉力变大,BC绳拉力变大B. AB绳拉力变大,BC绳拉力变小C. AB绳拉力变大,BC绳拉力不变D. AB绳拉力不变,BC绳拉力变大、填空题7. 如图所示,5个质量相同的木块并排放在光滑的水平桌面上,当用水平向右推力F推木块1,使它们共同向右加速运动时,求第块木2与第3块之间弹力及第4与第5块木块之间的弹力。
第2节 牛顿第二定律基础巩固1.下列国际单位制中的单位,不属于基本单位的是( )A .长度的单位:mB .质量的单位:kgC .力的单位:ND .时间的单位:s解析:在国际单位制中,力学基本单位有三个,分别是:米、千克、秒,而牛顿为导出单位,故选项C 正确.答案:C2.由牛顿第二定律表达式F =ma 可知( )A .质量m 与合外力F 成正比,与加速度a 成反比B .合外力F 与质量m 和加速度a 都成正比C .物体的加速度的方向总是跟它所受合外力的方向一致D .物体的加速度a 跟所受的合外力F 成正比,跟物体的质量m 成反比解析:对于给定的物体,其质量是不变的,合外力变化时,加速度也变化,合外力与加速度的比值不变,A 错;B 错;加速度的方向总是跟合外力的方向相同,C 正确;由a =Fm可知D 正确.答案:CD3.一质量为m =1 kg 的物体在水平恒力F 作用下水平运动,1 s 末撤去恒力F ,其v-t 图象如图6-2-7所示,则恒力F 和物体所受阻力f 的大小是 ( )A .F =8 NB .F =9 NC .f =2 ND .f =3 N解析:撤去恒力F 后,物体在阻力作用下运动,由v-t 图象可知,1~3 s 内物体的加速度为3 m/s 2,由牛顿第二定律f =ma 可知,阻力f =3 N ;由图象可知在0~1 s 内其加速度为6 m/s 2,由牛顿第二定律F -f =ma ′,可求得F =9 N ,B 、D 正确.答案:BD4.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,关于平衡摩擦力的说法中正确的是( )A .“平衡摩擦力”的本质就是让小车受到的摩擦力为零图6-2-7B .“平衡摩擦力”的本质就是使小车所受的重力沿斜面方向的分力与所受到的摩擦阻力相平衡C .“平衡摩擦力”的目的就是要使小车所受的合力等于所挂砝码通过细绳对小车施加的拉力D .“平衡摩擦力”是否成功,可根据小车拖动的由打点计时器打出的纸带上的点迹间距是否均匀而确定答案:BCD5.质量为m 的物体从高处静止释放后竖直下落,在某时刻受到的空气阻力为f ,加速度为a =13g ,则f 的大小是( )A .f =13mgB .f =23mgC .f =mgD .f =43mg答案:B6.一个小孩从滑梯上滑下的运动可看做匀加速直线运动.第一次小孩单独从滑梯上滑下,加速度为a 1.第二次小孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下(小狗不与滑梯接触),加速度为a 2.则( )A .a 1=a 2B .a 1<a 2C .a 1>a 2D .无法判断解析:以滑梯上孩子为研究对象受力分析并正交分解重力如右图所示.x 方向mg sin α-f =ma y 方向N -mg cos α=0 f =μN由以上三式得a =g (sin α-μcos α)由表达式知,a 与质量无关,A 对. 答案:A知能提升7.一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动,小球通过细绳与车顶相连.小球某时刻正处于图6-2-8所示状态.设斜面对图6-2-8小球的支持力为N ,细绳对小球的拉力为T ,关于此时刻小球的受力情况,下列说法正确的是( )A .若小车向左运动,N 可能为零B .若小车向左运动,T 可能为零C .若小车向右运动,N 不可能为零D .若小车向右运动,T 不可能为零解析:假设小球所受支持力N 为零,对小球受力分析如图1.图1 图2由题意,合力必沿水平向右方向,此时,F 合=T 2-G 2,所以a =F 合m =T 2-G 2m,方向向右,所以只要小车以大小为T 2-G 2m的加速度向右加速或向左减速就能使N =0,A 项正确,C项错误.假设小球所受拉力T 为零,小球受力分析如图2,由题意,合力必沿水平向左方向,由几何知识,F 合′=N 2-G 2,所以a =F 合′m =N 2-G 2m,方向向左,所以只要小车以大小为N 2-G 2m的加速度向左加速或向右减速就能使T =0,B 项正确,D 项错误. 答案:AB8.物体质量为m ,放在倾角为30°的粗糙斜面上,放手后,物体下滑的加速度大小为a .若用平行于斜面向上的力F 作用在物体上,使它沿斜面向上做加速度大小为a 的匀加速运动,则力F 的大小为( )A .mg B.12mg C.32mg D.23mg解析:物体下滑时,mg sin θ-f =ma .物体在平行于斜面向上的力F 作用下沿斜面向上做匀加速运动时,F -mg sin θ-f =ma ,故F =2mg sin θ=mg ,A 正确.答案:A9.为保持城市清洁,某城市环卫局订购了大量平头洒水车.该型号洒水车具有自吸自排功能,可前冲、后洒、侧喷,工作台带可调节的高压枪,当水调节成柱状时,射程大于等于40 m ,调节成雾状时,射程小于等于15 m .如果洒水车在平直公路上行驶时,假设洒水车的牵引力不变,所受阻力跟车重成正比,那么开始酒水后,酒水车的运动情况是( )A .仍做匀速运动B .做匀加速运动C .做匀减速运动D .做加速度增大的加速运动解析:洒水车所受阻力跟车重成正比,设为f =kmg ,根据牛顿第二定律有F -kmg =ma ,即a =F m-kg .开始洒水后,m 减小,F 不变,a 增大,v 增大,洒水车做加速度增大的加速运动,D 正确.答案:D10.某同学用图6-2-9所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验,测得小车的加速度a 与拉力F 的数据如下表:(1)(2)曲线存在截距,其原因是___________________________________.解析:(1)以表中的数据为坐标,描点作图,拟合出直线.(2)由图象可知,当细线的拉力增大到一定数值时才产生加速度,说明有阻力作用. 答案:(1)如图图6-2-9图6-2-10(2)水平面与小车之间存在摩擦力作用11.2008年5月12日我国汶川发生8.0级地震,“抗震救灾,众志成城”,成都军区某陆航团15日向汶川等灾区空投包括5万份干粮、25 000双军用胶鞋、5 000床棉被在内的救灾物资.直升飞机沿水平方向匀速飞往救灾物资集结地,图6-2-11 为悬挂着m =500 kg 空箱的悬索与竖直方向的夹角θ1=45°;而直升飞机载上救灾物资后飞往灾区时,加速度沿水平方向,大小稳定在a =1.5 m/s 2,悬索与竖直方向的夹角θ2=14°.如果空气阻力大小不变,且忽略悬索的质量,试求箱中救灾物资的质量.(重力加速度g =10 m/s 2;sin14°=0.242;cos14°=0.970)解析:直升飞机匀速飞往救灾物资集结地,空箱受力平衡,设悬索的拉力为T 1,空气阻力为f ,在水平方向:T 1sin θ1=f ,在竖直方向:T 1cos θ1=mg ,由以上两式得f =mg tan θ1,直升飞机载上救灾物资后飞往灾区,设箱中救灾物资的质量为M ,悬索的拉力为T 2,在水平方向:由牛顿第二定律T 2sin θ2-f =(m +M )a ,在竖直方向:T 2cos θ2=(m +M )g ,由以上三式得,箱中救灾物资的质量M =4.5×103kg. 答案:4.5×103kg12.如图6-2-12所示,在海滨游乐场里有一种滑沙运动.某人坐在滑板上从斜坡的高处A 点由静止开始滑下,滑到斜坡底端B 点后,沿水平的滑道再滑行一段距离到C 点停下来.如果人和滑板的总质量m =60 kg ,滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ=0.5,斜坡的倾角θ=37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8),斜坡与水平滑道间是平滑连接的,整个运动过程中空气阻力忽略不计,重力加速度g 取10 m/s 2.求:图6-2-11(1)人从斜坡上滑下的加速度为多大?图6-2-12(2)若由于场地的限制,水平滑道的最大距离BC为L=20 m,则人在斜坡上滑下的距离AB应不超过多少?解析:(1)人在斜坡上受力如下图所示,建立图示坐标系,设人在斜坡上滑下的加速度为a1,由牛顿第二定律得:mg sinθ-f1=ma1,N1-mg cosθ=0,由摩擦力计算公式得f1=μN1,联立解得人滑下的加速度为a1=g(sinθ-μcosθ)=10×(0.6-0.5×0.8)=2 m/s2(2)人在水平滑道上受力如下图所示,由牛顿第二定律得f2=ma2,N2-mg=0由摩擦力计算公式得f2=μN2,联立解得人在水平滑道上运动的加速度大小为:a2=μg=5 m/s2设从斜坡上滑下的距离为L AB,对AB段和BC段分别由匀变速运动的公式得:v B2-0=2a1L AB,0-v B2=-2a2L联立解得L AB=50 m.答案:(1)2 m/s2(2)50 m。
6.2《牛顿第二定律》每课一练一、选择题1.关于物体运动状态的改变,下列说法中正确的是( D )A.物体运动的速率不变,其运动状态就不变B.物体运动的加速度不变,其运动状态就不变C.物体运动状态的改变包括两种情况:一是由静止到运动,二是由运动到静止D.物体的运动速度不变,我们就说它的运动状态不变2.对置于水平面上的物体施以水平作用力F,物体从静止开始运动t时间,撤去F后又经nt时间停住,若物体的质量为m,则( BC )A.物体所受阻力大小等于F/nB.物体所受阻力大小等于F/(n + 1)C.撤去外力时,物体运动速度最大D.物体由开始运动到停止运动,通过的总位移大小为Ft2 2m3.关于运动和力,正确的说法是( D )A.物体速度为零时,合外力一定为零B.物体作曲线运动,合外力一定是变力C.物体作直线运动,合外力一定是恒力D.物体作匀速运动,合外力一定为零4.在升降机中挂一个弹簧秤,下吊一个小球。
当升降机静止时,弹簧伸长4cm;当升降机运动时弹簧伸长2cm,若弹簧秤质量不计,则升降机的运动情况可能是( BD )A.以1m/s的加速度下降B.以4.9m/s的加速度减速上升C.以1m/s的加速度加速上升D.以4.9m/s的加速度加速下降5.在水平地面上放有一三角形滑块,滑块斜面上有另一小滑块正沿斜面加速下滑,若三角形滑块始终保持静止,如图所示.则地面对三角形滑块( B )A.有摩擦力作用,方向向右B.有摩擦力作用,方向向左C.没有摩擦力作用αa▃▄▅▆▇██■▓点亮心灯 ~~~///(^v^)\\\~~~ 照亮人生▃▄▅▆▇██■▓D.条件不足,无法判断6.设雨滴从很高处竖直下落,所受空气阻力f和其速度υ成正比.则雨滴的运动情况是( BD )A.先加速后减速,最后静止B.先加速后匀速C.先加速后减速直至匀速D.加速度逐渐减小到零7.A、B两物体以相同的初速度滑到同一粗糙水平面上,若两物体的质量m A>m B,两物体与粗糙水平面间的动摩擦因数相同,则两物体能滑行的最大距离s A与s B相比为( A )A.s A=s B B.s A > s B C.s A < s B D.无法确定8.放在光滑水平面上的物体,在水平拉力F的作用下以加速度a运动,现将拉力F改为2F(仍然水平方向),物体运动的加速度大小变为a′.则( D )A.a′=aB.a<a′<2aC.a′=2aD.a′>2a9.一物体在几个力的共同作用下处于静止状态.现使其中向东的一个力F的值逐渐减小到零,又马上使其恢复到原值(方向不变),则( AC )A.物体始终向西运动B.物体先向西运动后向东运动C.物体的加速度先增大后减小D.物体的速度先增大后减小二、计算题10.地面上放一木箱,质量为40kg,用100N的力与水平成37°角推木箱,如图所示,恰好使木箱匀速前进.若用此力与水平成37°角向斜上方拉木箱,木箱的加速度多大?37°F ▃▄▅▆▇██■▓点亮心灯 ~~~///(^v^)\\\~~~ 照亮人生▃▄▅▆▇██■▓(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)匀速前进时,F cosθ=μ(mg + F sinθ)用此力与水平成37°角向斜上方拉木箱,根据牛顿第二定律有F cosθ–μ(mg–F sinθ) =maa = 0.56m/s211.质量是60kg的人站在升降机中的体重计上,当升降机做下列各种运动时,体重计的读数是多少?(g=10m/s2)(1)升降机匀速上升;(2)升降机以4m/s2的加速度匀加速上升;(3)升降机以5m/s2的加速度匀加速下降.(1)N1′ = N1 = mg = 600N(2)N2–mg=ma2N2′ =N2= 840N(3) mg– N3=ma3N3′ =N3= 300N12.如图所示,用倾角θ = 30o的传送带传送G = 5N的物体,物体与传送带间无滑动,求在下述情况下物体所受摩擦力(g = 10m/s2)①传送带静止;②传送带以υ = 3m/s的速度匀速向上运动;③传送带以a=2m/s2的加速度匀加速向上运动;30°(1)f=mg sinθ= 2.5N(2) f=mg sinθ= 2.5N(3)f–mg sinθ=maf= 3.5N▃▄▅▆▇██■▓点亮心灯 ~~~///(^v^)\\\~~~ 照亮人生▃▄▅▆▇██■▓。
高中物理 6.2 牛顿第二定律每课一练 鲁科版必修11.牛顿第二定律的实验中,下列有关实际操作的说法正确的是( )A.平衡摩擦力时,小桶应该用细线通过定滑轮系在小车上,但是小桶内不能装沙B.实验中,应该始终保持小车和砝码的总质量远远大于沙和沙桶的总质量C.实验中,若用纵坐标表示加速度,用横坐标表示小车和车内砝码的总质量,描出相应的点若在一条直线上时,即可验证加速度与质量成反比D.平衡摩擦力时,小车后面的纸带可以不连,因为运动过程中纸带不受阻力【解析】选B.平衡摩擦力是指小车及车上钩码重力沿斜面分量平衡掉小车及纸带所受阻力,故做此步时不能挂沙桶,但要连纸带,故A 、D 错误;研究对象小车所受合力为绳拉力F ,F=Ma(M 为小车及车上砝码总质量),沙和桶也具有加速度mg-F=ma(m 为沙及桶的总质量),解上述 二式F= mg.显然只有M >> m 时才有F=mg,故B 正确;小车加速度与其质量成反比.故C 错误.2.如图6-2-6是某些同学根据实验数据画出的图象,下列说法中正确的是( )A.形成图(甲)的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大B.形成图(乙)的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小C.形成图(丙)的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大D.形成图(丁)的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大【解析】选A.题中(甲)图当F=0时,小车就有了加速度,可见是长木板倾角过大.(乙)图1/m→0时,小车质量很大,这时一开始小车的加速度不为零.说明使小车下滑的力已大于最大静摩擦力,也说明长木板倾角过大.同理,(丙)、(丁)都是长木板倾角过小.3.关于“探究加速度与力、质量的关系”的实验操作,下列说法中符合实际的是( )A.通过同时改变小车的质量m 及受到的拉力F 的研究,能归纳出加速度、力、质量三者之间MM+m的关系B.通过保持小车质量不变,只改变小车的拉力的研究,就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系C.通过保持小车受力不变,只改变小车质量的研究,就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系D.先不改变小车质量,研究加速度与力的关系,再不改变小车受力,研究加速度与质量的关系,最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系【解析】选D.做本实验时采用的是控制变量法.必须控制某一量不变,研究加速度与另一量的关系,不可同时改变质量和力,故只有D正确.4.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中备有下列器材:A.打点计时器;B.天平;C.秒表;D.低压交流电源;E.电池;F.纸带;G.细绳、砝码、小车、小盘;H.薄木板;I.装有细砂的小桶其中多余的器材是____________________;缺少的器材是________________________.【解析】多余的器材是秒表、电池;缺少的是刻度尺、一端带滑轮的长木板.答案:C、E 刻度尺、一端带滑轮的长木板5.在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时,计算出各纸带的加速度后,将测得的反映加速度a和力F关系的有关资料记录在表一中.将测得的反映加速度a和质量M关系的有关资料记录在表二中.(1)根据表中所列数据,分别画出a-F图象和a-图象.(2)由图象可以判定:当M一定时,a与F的关系为____;当F一定时,a与M的关系为___________.【解析】本题主要考查实验的数据处理问题以及结合图表综合分析问题的能力.(1)分别画出a-F与a1/M的坐标,按表中数据进行描点,作一直线,使直线经过大多数点即可得到图象,如图甲、乙所示.(2)由于图线为直线,所以a 与F 成正比,a 与M 成反比.答案:(1)见解析图 (2)正比关系 反比关系6.用气垫导轨探究加速度与力的关系,为测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为3.0 cm 的遮光板.滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt 1,遮光板通过第二个光电门的时间为Δt 2,还记下遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为Δt,保持滑块的质量不变,通过改变所挂砝码质量而改变拉力的大小,重复实验至少3次,并将实验数据填入下表.(滑块质量M=400 g,遮光板长度s=3 cm)(1)如何求出滑块运动的加速度?并填入表中.(2)作出a-F 图象,分析结论.(3)分析滑块所受导轨的摩擦力.【解析】(1)在第一次实验时,滑块通过光电门1时与通过光电门2时的速度分别为: v 1= m/s ≈0.115 m/s v 2= m/s=0.30 m/s. 滑块运动的加速度a 1为:1s 0.03=t 0.2602s 0.03=t 0.10a 1= m/s2≈0.072 m/s 2.又因为所挂砝码质量m 1=3.0 g,则可知滑块所受拉力F 1≈0.03 N.同理可求得在第二次、第三次实验中滑块的加速度与所受拉力分别为: a 2≈0.095 m/s 2,F 2≈0.04 Na 3≈0.130 m/s 2,F 3≈0.05 N(2)由所得a 、F 的数据描点,所作a-F 图象如图所示,由于a-F 图象是一条过原点的直线,说明在滑块质量一定时,其加速度与合外力成正比.——这就是所得到的实验结论.(3)此外,滑块在气垫导轨上运动时,所受摩擦力很小可以忽略不计.21v -v 0.30-0.115=t 2.57。
牛顿第二定律练习与解析一、选择题1.下列说法正确的是()A.物体运动速度很大,受到的合外力不可能为零B.物体运动速度变化越快,它受的合外力越大C.物体速度方向一定与合外力的方向相同D.由F=ma可知,物体所受合外力与物体的质量和加速度都成正比解析:当物体匀速运动时,即使是速度再大,其合外力也为零,故A错;物体运动速度的变化越快,就是加速度越大,所以合外力越大,故B正确;物体的加速度方向与合外力的方向相同,但速度方向不一定与加速度方向相同,故C错;加速度因力而产生,因果关系不对,故D错.答案:B2.桌面上质量为10kg的木箱受到5N的拉力时,加速度的大小是()A.0 B.0.5m/s2C.1m/s2 D.无法确定解析:只知道拉力,但不知道它是否为合力,故无法确定其加速度.答案:D3.在牛顿第二定律F=kma中,有关比例系数k下述说法中正确的是()A.在任何情况下k都等于1B.k的数值由m、a、F的大小决定C.k的数值由m、a、F的单位决定D.在国际单位制中k=1解析:在牛顿第二定律的推导中,是通过定义“牛顿”这个单位,才使k=1的,故由三量的单位确定;在国际单位制中,1N=1kg·m/s2,故k=1.答案:CD4.一个物体受多个力的共同作用处于静止状态,若其中的一个力逐渐减小到零,后又接着在原来方向上逐渐增大到原值测物体在这一过程中()A.速度从零增大到某值后又逐渐减小到零B.速度是持续增大的C.一直沿该力的反方向运动D.沿该力的反方向运动一段距离后又返回到原来的静止位置解析:其中的一个力减小,则其合力与该力的方向相反,并逐渐增大,加速度也逐渐增大,故速度越来越大,且运动方向与加速度的方向相同;当这个力逐渐增大时测其合力与该力的方向仍相反,并逐渐渐小,加速度也逐渐减小;但方向不变,故速度仍越来越大,运动方向也不变,所以整个运动过程中,物体始终沿同一方向运动,最后匀速运动.也可以用图象分析,如下图,O c段加速度增大,速度增大,ct段加速度减小,但速度增大,运动方向不变.答案:BC5.下列说法中,正确的有()A.质量是物理学中的基本物理量B.长度是国际单位制中的基本单位C.kg·m/s是国际单位制中的导出单位D.时间的单位小时是国际单位制中的导出单位解析:长度不是单位,而是物理量.答案:ACD6.下列关于单位制及其应用的说法正确的是()A.基本单位和导出单位一起组成了单位制B.选用的基本单位不同,构成的单位制也不同C.在物理计算中,如果所有的已知量都用同一单位制的单位表示,只要正确应用物理公式,其结果就一定是用这个单位制中的单位来表示D.在物理计算中,如果所有的已知量都用同一单位制的单位表示,只要正确应用物理公式,其结果就不需要明确单位了答案:ABC二、非选择题7.质量为m的物体在F甲和F乙的作用下由静止开始运动,规律如图6—6所示,则F甲是F乙的________倍,若图为同一恒力F分别作用在质量为m甲和m乙的两个物体上由静止开始运动的规律,则m甲是m乙的________倍.解析:在v-t图象中,图线的斜率即物体的加速度大小a甲=3a乙,加速度与合力成正比;加速度与质量成反比.答案:3 1/3图6—68.如图6—7所示,两个相同的小车并排放在光滑水平桌面上,小车前端系上细线,线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘里分别放有不同质量的砝码.小车所受的水平拉力F的大小可以认为等于砝码(包括砝码盘)的重力大小.小车后端也系有细线,用一只夹子夹住两根细线,控制两辆小车同时开始运动和结束运动.由于两个小车初速度都是零,运动时间又相同,s=at2/2,即s∝a,只要测出两小车位移s之比就等于它们的加速度a之比.实验结果是:当小车质量相同时,__________;当拉力F相等时,__________.实验中用砝码(包括砝码盘)的重力G的大小作为小车所受拉力F的大小,这样做会引起实验误差.为了减小这个误差,G与小车重量Mg之间需要满足的关系是:__________.图6—7 图6—8解析:取系统为研究对象,则有mg=(M+m)a,取小车为研究对象,则:F=Ma=Mmg/(M+m)=mg/(1+m/M)=G/(1+m/M).所以,要用G代替F,则需要m M.答案:加速度与拉力成正比加速度与质量成反比G Mg9.光滑水平地面上放一个质量是2kg的物体,它与地面间的动摩擦因数μ=0.25,该物体在水平方向的拉力F作用下,从静止开始做匀加速运动,2s内向前移动了4m,求拉力多大.解析:物体做匀加速运动:据s=at2/2,得:a=2s/t2=2m/s2①取物体为研究对象,物体受力如下图所示,据牛顿第二定律F一f=ma ②N=mg ③f=Μn④由以上三式得:F=8.9N.答案:8.9N10.在无风的天气里,一个质量是0.2g的雨滴在空中竖直下落,由于受到空气阻力,最后以恒定的速率下降,这个恒定的速度通常叫做收尾速度.问:(1)雨滴达到收尾速度时受到的空气阻力是多大?(g=10m/s2)(2)设空气阻力与雨滴的速度成正比,试定性分析雨滴运动的加速度和速度如何变化.解析:(1)收尾速度时雨滴为匀速运动,故此时阻力等于重力,为2×10-3N.(2)据牛顿第二定律:mg-kv=ma,因为v增大,故a减小,当mg=kv时,物体的速度达到最大,加速度变为零.答案:(1)2×10-3N.(2)加速度变小最后为零,速度先增大后不变.。
6.2《牛顿第二定律》每课一练 ──整体法与隔离法临界问题针对训练 1. 如图所示,质量为M 的框架放在水平地面上,一轻弹簧上端固定一个质量为m 的小球,小球上下振动时,框架始终没有跳起。
当框架对地面压力为零瞬间,小球的加速度大小为( )
A .g
B .m m M -g
C .0
D .m
m M +g 2. 如图,质量为m 的物体A 放置在质量为M 的物体B 上,B 与弹簧相连,它们一起在光滑水平面上做简谐振动,振动过程中A 、B 之间无相对运动,设弹簧的劲度系数为k ,当物体离开平衡位置的位移为x 时,A 、B 间摩擦力的大
小等于( )
A .0
B .kx
C .m
M · kx D .m M + m
· kx
3. 如图所示,光滑水平桌面上,有甲、乙两个用细线相连的物体在水平拉力F 1和F 2的作用下运动,已知F 1<F 2,则以下说法中正确的有( )
A .若撤去F 1,则甲的加速度一定变大
B .若撤去F 1,则细线上的拉力一定变小
C .若撤去F 2,则乙的加速度一定变大
D .若撤去F 2,则细线上的拉力一定变小
4. 如图,在光滑的水平桌面上有一物体A ,通过绳子与物体B 相连,假设绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可以忽略不计,绳子不可伸
长。
如果A B m m 3=,则物体A 的加速度大小等于( )
A .3g
B .g
C .3g /4
D .g /2
A
B
5. 如图所示在光滑的水平面上,有两个相的物互接触体如图所示,已知M >m ,第一次用水平力F 由左向右推M ,物体间的作用力为N 1,第二次用同样大小的水力F 由右向左推m ,物体间的作用力为N 2,则( )
A .N 1>N 2
B .N 1=N 2
C .N 1<N 2
D .无法确定
6. 质量为m 的物块B 与地面的动摩擦因数为μ,A 的质量为
2m 与地面间的摩擦不计。
在已知水平推力F 的作用下,A 、B 做匀
加速直线运动,A 对B 的作用力为____________。
7. 质量分别为10kg 和20kg 的物体A 和B ,叠放在水平面
上,如图,AB 间的最大静摩擦力为10N ,B 与水平面间的摩擦系
数μ=0.5,以力F 作用于B 使AB 一同加速运动,则力F 满足:
________________。
8. 如图所示,一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形
滑块A 的顶端P 处.细线的另一端拴一质量为m 的小球,当滑块至
少以a =_______向左运动时,小球对滑块的压力等于零,当滑块以
a =2g 的加速度向左运动时,线中拉力T =_______.
9. 一只质量为m 小猫,跳起来抓住悬在天花板上质量为M 的竖直木杆,当小猫抓住木杆的瞬间,悬挂木杆的绳子断了。
设木杆足够长,由于小猫不断地向上爬,可使小猫离地高度保持不变,则木杆下落的加速度大小为_____________。
10. 如图所示,质量为2m 的物块A 和质量为m 的物块B 与地面的摩擦均不计.在已
知水平推力F 的作用下,A 、B 做加速运动.A 对B 的作用力为多
大?
11. 如图,倾角为α的斜面与水平面间、斜面与质量为m 的木块间的动摩擦因数均为μ,木块由静止开始沿斜面加速下滑时斜面始终保持静止。
求水平面给斜面的摩擦力大小和方向。
A B F
答案
1D 2D 3A 4C 5C 6N =
31(F +2μmg )7150N <F ≤180N 8g ; 5 mg
9 a =
(M + m )g M
10.解析:取A 、B 整体为研究对象,其水平方向只受一个力F 的作用
根据牛顿第二定律知:F =(2m +m )a a =F /3m
取B 为研究对象,其水平方向只受A 的作用力F 1,根据牛顿第二定律知:
F 1=ma
故F 1=F /3
11.解:以斜面和木块整体为研究对象,水平方向仅受静摩擦力作用,而整体中只有木块的加速度有水平方向的分量。
可以先求出木块的加速度()αμαcos sin -=g a ,再在水平方向对质点组用牛顿第二定律,很容易得到:ααμαcos )cos (sin -=mg F f
如果给出斜面的质量M ,本题还可以求出这时水平面对斜面的支持力大小为:
F N =Mg +mg (cosα+μsinα)sinα,这个值小于静止时水平面对斜面的支持力。