2024-2025学年高中物理第四章3牛顿第二定律练习含解析新人教版必修1

PAGEPAGE103牛顿其次定律基础巩固1(多选)下列对于牛顿其次定律的表达式F=ma及其变形公式的理解中,正确的是()A.由F=ma可知,物体所受的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比B.由m=C.由a=D.由m=解析:a、m、F三个物理量的确定关系是力F和质量m确定了加速度a,而加速度a不能确定力的大小或质量的大小。若知道物体的受力大小和加速度大小,由m=答案:CD2物体在与其初速度始终共线的合外力F的作用下运动。取v0方向为正,合外力F随时间t的改变状况如图所示,则在0~t1这段时间内()A.物体的加速度先减小后增大,速度也是先减小后增大B.物体的加速度先增大后减小,速度也是先增大后减小C.物体的加速度先减小后增大,速度始终在增大D.物体的加速度先减小后增大,速度始终在减小解析:由a=Fm知答案:C3静止在光滑水平面上的物体,受到一个水平拉力,在力刚起先作用的瞬间,下列说法正确的是()A.物体马上获得加速度和速度B.物体马上获得加速度,但速度仍为零C.物体马上获得速度,但加速度仍为零D.物体的速度和加速度均为零解析:由牛顿其次定律的同时性可知,力作用的瞬时即可获得加速度,但速度仍为零。答案:B4搬运工人沿粗糙斜面把一个物体拉上卡车,当力沿斜面对上,大小为F时,物体的加速度为a1;若保持力的方向不变,大小变为2F时,物体的加速度为a2,则()A.a1=a2 B.a1<a2<2a1C.a2=2a1 D.a2>2a1解析:a1=F-Ffm,a答案:D5一个小孩从滑梯上滑下的运动可看作匀加速直线运动。第一次小孩单独从滑梯上滑下,加速度为a1。其次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a2。则()A.a1=a2 B.a1<a2 C.a1>a2 D.无法推断解析:以滑梯上的孩子为探讨对象,受力分析并正交分解如图所示。x方向:mgsinα-Ff=may方向:FN-mgcosα=0x、y方向联系:Ff=μFN由上列各式解得a=g(sinα-μcosα)与质量无关,A正确。答案:A6在水平地面上有一质量为2kg的物体,物体在水平拉力F的作用下由静止起先运动,10s后拉力大小减为F(1)物体受到的拉力F的大小;(2)物体与地面之间的动摩擦因数。解析:0~10s间物体加速度大小a1=Δv10~14s间物体加速度大小a2=Δv依据牛顿其次定律有F-μmg=ma1μmg-F3=ma2,可得μ=0.答案:(1)8.4N(2)0.347如图所示,水平恒力F=20N,把质量m=0.6kg的木块压在竖直墙上,木块离地面的高度h=6m。木块从静止起先向下做匀加速运动,经过2s到达地面。求:(1)木块下滑的加速度a的大小;(2)画出木块的受力示意图;(3)木块与墙壁之间的滑动摩擦因数(g取10m/s2)。解析:(1)由h=12at2得(2)如图所示。(3)由牛顿其次定律a=得μ=答案:(1)3m/s2(2)见解析(3)0.218如图所示,质量m=1kg的球穿在斜杆上,斜杆与水平方向成30°角,球与杆之间的动摩擦因数μ=3解析:球受到重力mg、杆的支持力FN、杆的摩擦力Ff和竖直向上的拉力四个力的作用(如图所示),建立直角坐标系,则由牛顿其次定律得Fsin30°-mgsin30°-Ff=maFcos30°=mgcos30°+FNFf=μFN联立以上各式即可解得a=2.5m/s2。答案:2.5m/s2实力提升1一物体做直线运动的v-t图像如图甲所示,则图乙中能正确反映物体所受合力F随时间改变状况的是()甲乙解析:在0~2s内,物体做匀加速直线运动,2~4s内物体做匀减速直线运动,4~6s内物体做反方向的匀加速直线运动,且2~6s内物体的加速度相同,6~8s内物体做反方向的匀减速直线运动,综上可知选项B正确。答案:B2三个完全相同的物块1、2、3放在水平桌面上,它们与桌面间的动摩擦因数均相同。现用大小相同的外力F沿如图所示的方向分别作用在1和2上,用1A.a1=a2=a3 B.a1=a2,a2>a3C.a1>a2,a2<a3 D.a1>a2,a2>a3答案:C3A、B两球的质量均为m,两球之间用轻弹簧相连,放在光滑的水平地面上,A球左侧靠墙。用力F向左推B球将弹簧压缩,如图所示。然后突然将力F撤去,在撤去力F的瞬间,A、B两球的加速度分别为()A.0,0 B.C.0,D解析:弹簧处于压缩状态时,水平方向B球受到力F和弹簧的弹力F1的作用而静止,有F=F1,A球受到弹簧的弹力F1'和墙壁的弹力F2的作用而静止,且F1'=F2。撤去力F的瞬间,A球仍受到弹簧的弹力F1'和墙壁的弹力F2的作用,加速度a1=0;B球只受到弹力F1的作用,加速度a2=答案:C4两个物体A和B,质量分别为m1和m2,相互接触地放在光滑水平面上,如图所示,对物体A施以水平的推力F,则物体A对物体B的作用力等于()A.BC.F D.解析:对A、B整体分析,有F=(m1+m2)a,解得a=Fm1+m2。设A、B间的弹力为FN,以B为探讨答案:B★5如图所示,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.C.g D.解析:撤离木板瞬间,小球所受重力和弹簧弹力没变,二者合力大小等于撤离前木板对球的支持力FN,由于FN=mgcos30答案:B★6物块从某一高度自由落下,落在竖直于地面的轻弹簧上,如图所示,在A点物块起先与弹簧接触,到B点时物块速度变为零,则:物块从A到B运动过程中,下列说法正确的是()A.始终匀加速 B.始终匀减速C.加速度先增加后减小 D.加速度先减小后增加解析:物块从A处下降到B处的过程中,起先阶段弹簧的弹力小于物体的重力,合力向下,小球向下加速;随着弹力的增大,合外力减小,加速度减小;当弹簧的弹力和物体的重力相等时,加速度为零,之后弹力大于重力,小球起先减速,直至减为零。由于弹力越来越大,因此加速度增大,物体先做加速度减小的加速运动,再做加速度增大的减速运动,故D正确,A、B、C错误。答案:D★7如图所示,一个物体从光滑斜面的顶端由静止起先下滑,倾角θ=30°,斜面静止不动,重力加速度g取10m/s2。(1)物体下滑过程的加速度有多大?(2)若斜面不光滑,物体与斜面间的动摩擦因数μ=解析:(1)依据牛顿其次定律得mgsinθ=ma1所以a1=gsinθ=10×12m/s2=5m/s(2)物体受重力、支持力和摩擦力,依据牛顿其次定律得mgsinθ-Ff=ma2FN=mgcosθFf=μFN联立解得a2=gsinθ-μgcosθ=2.5m/s2。答案:(1)5m/s2(2)2.5m/s2★8如图所示,一质量m=5kg的物体静止在水平地面上,在斜向上的恒力F的拉动下,起先向右运动。已知力F=50N,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.4,力F与水平方向的夹角θ=37°。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)(1)求地面对物体的支持力的大小;(2)求力F作用5s时物体的速度的大小;(3)假如力F作用5s后撤去,则物体在从静止起先运动的15s内通过的位移是多大?解析:对物体受力如图所示,以加速度的方向为x轴正方向,建立坐标系。(1)y轴上受力平衡,有FN+F1=mgF1=Fsinθ联立解得FN=20N。(2)x轴上,物体做匀加速直线运动,设加速度大小为a1,依据牛顿其次定律有F2-Ff=ma1F2=Fcosθ而Ff=μFN解得a1