20192020学年高中物理课时作业20牛顿第二定律应用(含解析)粤教必修1

20192020学年高中物理课时作业20牛顿第二定律的应用(含分析)粤教版必修120192020学年高中物理课时作业20牛顿第二定律的应用(含分析)粤教版必修19/9蚅PAGE9莃膈蚀葿肈袁肆20192020学年高中物理课时作业20牛顿第二定律的应用(含分析)粤教版必修1

课时分层作业(二十)

(时间：40分钟分值：100分)

[合格基础练]

一、选择题(本题共6小题，每题6分，共36分)

1．质点所受的合力F随时间变化的规律以下列图，力的方向向来在素来线上．已知t＝

0时质点的速度为零，t1∶t2∶t3∶t4t1、t2、t3和t4各时辰中，质点的

速度最大的时辰是()

A．t1B．t2

C．t3D．t4

B[由题图分析可知，在0～t1时间内，质点向正方向做加速度增大的加速运动，在t1～

t2时间内，质点向正方向做加速度减小的加速运动，在t2～t3时间内，质点向正方向做加速度

增大的减速运动，在t3～t4时间内，质点向正方向做加速度减小的减速运动，t4时辰速度变为

0，则t2时辰的速度最大，B正确．]

2．(多项选择)以下列图，质量为2kg的物体在水平恒力F的作用下在地面上做匀变速直线

运动，位移随时间的变化关系为s＝t2＋t，物体与地面间的动摩擦因数为0.4，g取10m/s2，

以下结论正确的选项是()

A．匀变速直线运动的初速度为1m/sB．物体的位移为12m时速度为7m/sC．水平恒力F的大小为4ND．水平恒力F的大小为12NABD0122022[依照s＝vt＋2at和s＝t＋t，知v＝1m/s，a＝2m/s，故A正确；依照v－221＋2×2×12m/s＝7m/s，故B正确；依照牛顿第二定律得F－μmgv0＝2as得v＝v0＋2as＝＝，解得＝＋＝12N，故C错误，D正确．]maFmaμmg3．以下列图，底板圆滑的小车上用两个量程为20N，完好相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为1kg的物块．在水平川面上，当小车做匀速直线运动时，两弹簧测力计的示数均为10N，当小车做匀加速直线运动时，弹簧测力计甲的示数变为8N，这时小车运动的加速度大小是()

-1-

A．2m/s

C．6m/s

2

2

B．4m/s

D．8m/s

2

2

B[当弹簧测力计甲的示数变为8N时，弹簧测力计乙的示数变为12N，这时物块所受

的合力为4N．由牛顿第二定律F＝ma得物块的加速度F2a＝＝4m/s，应选项B正确．]m4．质量为kg的物体在一水平面上运动，如图a、b分别表示物体不受拉力作用和受到水平拉力作用时的v-t图象，则拉力和摩擦力大小之比为()

A．9∶8B．3∶2C．2∶1D．4∶3B[由v-t图象可知，图线a为仅受摩擦力的运动，加速度大小a＝2；图线b1为受水平拉力和摩擦力的运动，加速度大小为a2＝2f；由牛顿第二定律列方程得F＝Fma1，F－Ff＝ma2，解得Ff＝3∶2，选项B正确．]

5．某物理兴趣小组用频闪照相机测小球在竖直上抛过程中碰到的空气阻力．将一质量为

m的小球凑近墙面竖直向上抛出，用频闪照相机记录了全过程，图甲和图乙分别是上升过程和

下降过程的频闪照片，O是运动的最高点．设小球所受阻力大小不变，则小球碰到的阻力大小

约为()

111A.4mgB.3mgC.2mgD．mg

2a上3C[依照x＝aT，可知上升阶段与下降阶段的加速度之比a下＝1，又依照牛顿第二定律，

上升阶段mg＋f＝ma上，下降阶段mg－f＝ma下，由以上各式可得f＝1mg，选项C正确．]2

6．(多项选择)在一东西方向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢，当机车在

-2-

东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉2力大小为F；当机车在西边拉着车厢以大小为3a的加速度向西行驶时，P和Q间的拉力大小仍为F.不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为()A．8B．10C．15D．18BC[设该列车厢与P相连的部分为P部分，与Q相连的部分为Q部分．设该列车厢有n节，Q部分为1节，每节车厢质量为，当加速度为a时，对Q有＝1；当加速度为2时，nmFnma3a2对P有F＝(n－n1)ma，联立得2n＝5n1.当n1＝2，n1＝4，n1＝6时，n＝5，n＝10，n＝15，由3

题中选项得该列车厢节数可能为10或15，选项B、C正确．]

二、非选择题(14分)

7．以下列图，一质量为m＝100kg的箱子静止在水平面上，与水平面间的动摩擦因数为

μ＝0.5.现对箱子施加一个与水平方向成θ＝37°角的拉力，经t1＝10s后撤去拉力，又经

t2＝1s箱子停下来．sin37°＝，cos37°＝，g取10m/s2.求：

拉力F大小；

箱子在水平面上滑行的位移s.

分析：(1)撤去拉力前，箱子受重力mg、支持力FN、拉力F、摩擦力Ff作用，设运动加速

度为a1，依照牛顿第二定律有

FN＋Fsinθ－mg＝0

Ff＝μFN

Fcosθ－Ff＝ma1

撤去拉力后，箱子受重力mg、支持力F′N、摩擦力F′f作用，设运动加速度为a2，依照

牛顿第二定律有

μmg＝ma2

a1t1＋a2t2＝0

解方程，代入数据得F＝500N.

撤去拉力前，箱子做匀加速运动

12s1＝2a1t1

撤去拉力后，箱子做匀减速运动

-3-

a1t1s2＝2·t2

解方程，代入数据得

s＝s1＋s2＝27.5m.

答案：(1)500N

[等级过关练]

一、选择题(本题共4小题，每题6分，共24分)

1．如图在倾斜的滑杆上套一个质量为m的圆环，圆环经过轻绳拉着一个质量为M的物

体，在圆环沿滑杆向下滑动的过程中，悬挂物体的轻绳向来处于竖直方向．则()

A．环只受三个力作用

B．环必然受四个力作用

C．物体做匀加速运动

D．悬绳对物体的拉力小于物体的重力

[以物体为研究对象，物体沿滑杆向下做直线运动，加速度为零，或加速度与速度在同素来线上，而物体碰到竖直向下重力和绳子竖直向上的拉力，这两个力的合力必为零，说明物体做匀速直线运动，则环也做匀速直线运动，环碰到重力、绳子竖直向下的拉力、滑杆

的支持力和滑动摩擦力，共四个力作用，故A、C错误，B正确；由物体做匀速直线运动获取，

悬绳对物体的拉力等于物体的重力，故D错误．]

2．如图甲所示，在倾角为30°的足够长的圆滑斜面上，有一质量为m的物体，碰到沿

斜面方向的力F作用，力F按图乙所示规律变化(图中纵坐标是F与mg的比值，力沿斜面向

上为正)．则物体运动的速度v随时间t变化的规律是图中的(物体的初速度为零，g取10

m/s2)()

-4-

[在0～1s内，物体的加速度为a1＝F－mgsin30°，解得a1＝5m/s2，A项错误；在m

1～2s内，物体的加速度为2＝－mgsin30°＝－5m/s2，B项错误；在2～3s内，3＝ama－F－mgsin30°＝－15m/s2，D项错误，只有C项正确．]m3．以下列图，左右带有固定挡板的长木板放在水平桌面上，物体M放于长木板上静止，此时弹簧对物体的压力为3N，物体的质量为，物体与木板之间无摩擦，现使木板与物体一起以6m/s2的加速度向左沿水平方向做匀加速运动时()M

A．物体对左侧挡板的压力等于零B．物体对左侧挡板的压力等于3NC．物体碰到4个力的作用D．弹簧对物体的压力等于6NA[由木板与M一起以6m/s2的加速度向左做匀加速直线运动，可知的加速度大小为M6m/s2，方向水平向左，故M所受合力F＝Ma＝3N，方向水平向左，对M受力分析，M受竖直向下的重力Mg，支持力F＝Mg，竖直方向达到平衡，又因物体与木板之间无摩擦，故水平方N向合力只能由弹簧弹力和挡板弹力供应，当F弹簧＝3N时，恰好能供应合力，故M与挡板之间无弹力，物体只受3个力，应选A.]

4．(多项选择)以下列图，在建筑工地上一建筑工人两手对称用水平力将两长方形水泥制品P

和Q夹紧，并以加速度a竖直向上搬起，P和Q的质量分别为2m和3m，水平力为F，P和Q

间动摩擦因数为μ，在此过程中()

A．P碰到Q的摩擦力方向必然竖直向下B．P碰到的摩擦力大小为2QμFC．P碰到Q的摩擦力大小为m(g＋a)D．P碰到Q的摩擦力大小为m(g＋a)AC[设每只手与水泥制品的摩擦力大小均为f1，设P碰到的摩擦力大小为f2、方向竖Q

-5-

直向上．对P、Q整体及P分别应用牛顿第二定律有2f1－5mg＝5ma，f1＋f2－2mg＝2ma，联立解得f2＝－(＋)，负号说明P碰到Q的摩擦力方向向下，选项A、C正确．]mga二、非选择题(本题共2小题，共26分)5．(12分)楼梯口一倾斜的天花板与水平川面成θ＝37°角，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，以下列图．工人所持木杆对刷子的作用力向来保持竖直向上，大小为＝10FN，刷子的质量为m＝，刷子可视为质点，刷子与天花板间的动摩擦因数μ＝，天花板长为L＝4m，取sin37°＝，(g取10m/s2)试求：

刷子沿天花板向上的加速度．

工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间．分析：

以刷子为研究对象，受力分析如图，

以平行和垂直斜面建立坐标系．设滑动摩擦力为Ff，天花板对刷子的弹力为FN，由牛顿

第二定律得

(－)sin37°－(－)cos37°＝maFmgμFmg代入数据得a＝2m/s2.

1(2)由运动学公式得L＝2at2

代入数据得t＝2s.

答案：(1)2m/s2(2)2s

6．(14分)研究表示，一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间)t0＝，

但饮酒会以致反应时间延长。在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以v0＝72km/h的速度在

试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L＝39m。减速过程中汽车

位移s与速度v的关系曲线如图乙所示，此过程可视为匀变速直线运动。g＝10m/s2。求：

甲

-6-

乙

减速过程汽车加速度的大小及所用时间；

饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少；

减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值．

分析：依照匀速直线运动和匀变速直线运动的规律、牛顿第二定律解题．

(1)设减速过程中汽车加速度的大小为a，所用时间为t，由题可得初速度v＝20m/s，0末速度vt＝0，位移s＝25m，由运