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1、(新課標(biāo)同步輔導(dǎo))2016高中物理 第4章 3牛頓第二定律課時(shí)作業(yè) 新人教版必修1
[全員參與·基礎(chǔ)練]
1.在光滑的水平桌面上,有一個(gè)靜止的物體,給物體施以水平作用力,在力作用到物體上的瞬間,則( )
A.物體同時(shí)具有加速度和速度
B.物體立即獲得加速度,速度仍為零
C.物體立即獲得速度,加速度仍為零
D.物體的速度和加速度均為零
【解析】 合外力與加速度是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系,所以在力作用到物體上的瞬間,物體立即獲得加速度,但物體的速度還得從零開始增大,不可能立即具有速度,故B正確.
【答案】 B
2.力F作用于甲物體m1時(shí)產(chǎn)生的加速度為a1,此力F作用于乙物體m2時(shí)產(chǎn)生的加
2、速度為a2,若將甲、乙兩個(gè)物體合在一起,仍受此力的作用,產(chǎn)生的加速度則是下列選項(xiàng)中的哪一個(gè)( )
A. B.
C. D.
【解析】 力F作用于m1時(shí),F(xiàn)=m1a1①
力F作用于m2時(shí),F(xiàn)=m2a2②
力F作用于m1+m2時(shí),F(xiàn)=(m1+m2)a3③
解①②③得a3=,故選項(xiàng)C正確.
【答案】 C
3.(2013·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ)一物塊靜止在粗糙的水平桌面上.從某時(shí)刻開始,物塊受到一方向不變的水平拉力作用.假設(shè)物塊與桌面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.以a表示物塊的加速度大小,F(xiàn)表示水平拉力的大?。苷_描述F與a之間關(guān)系的圖象是( )
【解析】 靜摩擦
3、力隨外力而改變,當(dāng)外力大于最大靜摩擦力時(shí),物體才產(chǎn)生加速度,可利用牛頓第二定律列方程求解.物塊受到拉力和摩擦力作用,根據(jù)牛頓第二定律F-μmg=ma,當(dāng)F≤Ffmax時(shí),a=0;當(dāng)F>Ffmax時(shí),a與F成一次函數(shù)關(guān)系,故選項(xiàng)C正確.
【答案】 C
4.如圖4-3-10所示,長(zhǎng)木板A的右端與桌邊相齊,木板與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,今用一水平恒力F將A推出桌邊,在長(zhǎng)木板開始翻轉(zhuǎn)之前,木板的加速度大小將會(huì)( )
圖4-3-10
A.逐漸減小
B.逐漸增大
C.不變
D.先減小后增大
【解析】 長(zhǎng)木板在開始翻轉(zhuǎn)之前,所受的摩擦力是恒定不變的,由F-Ff=ma可知,木板的加速度大
4、小在此過程中也是不變的,故選項(xiàng)C正確.
【答案】 C
5.(多選)(2014·山東高考)一質(zhì)點(diǎn)在外力作用下做直線運(yùn)動(dòng),其速度v隨時(shí)間t變化的圖象如圖4-3-11.在圖中標(biāo)出的時(shí)刻中,質(zhì)點(diǎn)所受合外力的方向與速度方向相同的有( )
圖4-3-11
A.t1 B.t2
C.t3 D.t4
【解析】 當(dāng)合外力方向與速度方向相同時(shí),質(zhì)點(diǎn)做加速運(yùn)動(dòng).由v-t圖象可知,質(zhì)點(diǎn)在t1、t3時(shí)刻做加速運(yùn)動(dòng),在t2、t4時(shí)刻做減速運(yùn)動(dòng).故選項(xiàng)A、C正確,選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤.
【答案】 AC
6.(2014·沈陽(yáng)高一檢測(cè))一輕彈簧上端固定,下端掛一重物,平衡時(shí)彈簧伸長(zhǎng)了4 cm,再將重物向下拉1
5、 cm,然后放手,則在釋放瞬間重物的加速度是(g取10m/s2)( )
A.2.5 m/s2 B.7.5 m/s2
C.10 m/s2 D.12.5 m/s2
【解析】 彈簧伸長(zhǎng)量為4 cm時(shí),重物處于平衡狀態(tài),故mg=kΔx1;再將重物向下拉1 cm,則彈簧的伸長(zhǎng)量變?yōu)棣2=5 cm,在重物被釋放瞬間,由牛頓第二定律可得kΔx2-mg=ma;由以上兩式解得a=2.5 m/s2,故選項(xiàng)A正確.
【答案】 A
7.(2014·武漢二中高一檢測(cè))如圖4-3-12所示,天花板上用細(xì)繩吊起兩個(gè)用輕彈簧相連的質(zhì)量相同的小球,兩小球均保持靜止.當(dāng)突然剪斷細(xì)繩的瞬間,上面小球A與下面小球B
6、的加速度分別為(以向上為正方向)( )
圖4-3-12
A.a(chǎn)1=g a2=g
B.a(chǎn)1=2g a2=0
C.a(chǎn)1=-2g a2=0
D.a(chǎn)1=0 a2=g
【解析】 分別以A、B為研究對(duì)象,分析剪斷前和剪斷時(shí)的受力.剪斷前A、B靜止,A球受三個(gè)力:繩子的拉力FT、重力mg和彈簧彈力F,B球受兩個(gè)力:重力mg和彈簧彈力F′.
A球:FT-mg-F=0 B球:F′-mg=0 F=F′ 解得FT=2mg,F(xiàn)=mg.
剪斷瞬間,A球受兩個(gè)力,因?yàn)槔K無(wú)彈性,剪斷瞬間拉力不存在,而彈簧瞬間形狀不可改變,彈力不變.如圖,A球受重力mg、彈簧的彈力F,同理B球受重力mg和彈力F
7、′.
A球:-mg-F=ma1,B球:F′-mg=ma2,解得a1=-2g,a2=0,故C正確.
【答案】 C
8.(2015·珠海高一檢測(cè))在2012年珠海航展中,殲-10的精彩表演再次為觀眾獻(xiàn)上了視覺盛宴.經(jīng)查閱資料知,殲-10的質(zhì)量為m=1.2×104kg,在跑道上滑行時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力為F=1.2×105N,殲-10受到的阻力為重力的0.1倍,求:
圖4-3-13
(1)殲-10在跑道上滑行時(shí)的加速度a的大?。?
(2)由靜止開始加速滑行5 s時(shí)的速度.
【解析】 (1)由題意可知?dú)灒?0所受合外力:
F合=F-F阻=1.2×105N-1.2×104×10×0.1N
=
8、1.08×105N
由牛頓第二定律F=ma得:
a==m/s2=9m/s2.
(2)5 s后的速度:
v=v0+at=0+5×9 m/s=45 m/s.
【答案】 (1)9 m/s2 (2)45 m/s
[超越自我·提升練]
9.(多選)如圖4-3-14甲所示,地面上有一質(zhì)量為M的重物,用力F向上提它,力F變化而引起物體加速度變化的函數(shù)關(guān)系如圖乙所示,則以下說法中正確的是( )
甲 乙
圖4-3-14
A.當(dāng)F小于圖中A點(diǎn)值時(shí),物體的重力Mg>F,物體不動(dòng)
B.圖中A點(diǎn)值即為物體的重力值
C.物體向上運(yùn)動(dòng)的加速度和力F成正比
D.圖線延長(zhǎng)和縱軸的交點(diǎn)
9、B的數(shù)值絕對(duì)值等于該地的重力加速度
【解析】 當(dāng)0≤F≤Mg時(shí),物體靜止,即A正確;當(dāng)F>Mg時(shí),即能將物體提離地面,此時(shí),F(xiàn)-Mg=Ma,a=,A點(diǎn)表示的意義即為F=Mg,所以B正確;直線的斜率為,故B點(diǎn)數(shù)值絕對(duì)值為g,故D選項(xiàng)正確.
【答案】 ABD
10.質(zhì)量為m的物體靜止在粗糙的水平面上,當(dāng)用水平推力F作用于物體上時(shí),物體的加速度為a,若作用力方向不變,大小變?yōu)?F時(shí),物體的加速度為a′,則( )
A.a(chǎn)′=2a B.a(chǎn)<a′<2a
C.a(chǎn)′>2a D.a(chǎn)′=1.5a
【解析】 設(shè)摩擦力為Ff,由牛頓第二定律得:解得a′>2a,故C正確.
【答案】 C
11.一個(gè)
10、質(zhì)量為20 kg的物體,從斜面的頂端由靜止勻加速滑下,物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,斜面與水平面間的夾角為37? (g取10 m/s2,sin37°=0.8,cos37°=0.6).
(1)求物體沿斜面下滑過程中的加速度.
(2)給物體一個(gè)初速度,使之沿斜面上滑,求上滑的加速度.
【解析】 (1)沿斜面下滑時(shí),物體受力如圖
由牛頓第二定律得:
mgsin37?-Ff=ma1①
FN=mgcos37?②
又Ff=μFN③
所以a1=gsin37?-μgcos37?=4.4 m/s2,方向沿斜面向下.
(2)物體沿斜面上滑時(shí),摩擦力沿斜面向下
由牛頓第二定律得:
11、mgsin37?+Ff=ma2④
聯(lián)立②③④得
a2=gsin37?+μgcos 37?=7.6 m/s2,方向沿斜面向下.
【答案】 (1)4.4 m/s2,沿斜面向下 (2)7.6 m/s2,沿斜面向下
12.自制一個(gè)加速度計(jì),其構(gòu)造是:一根輕桿,下端固定一個(gè)小球,上端裝在水平軸O上,桿可在豎直平面內(nèi)左右擺動(dòng),用白硬紙作為表面,放在桿擺動(dòng)的平面上,并刻上刻度,可以直接讀出加速度的大小和方向.使用時(shí),加速度計(jì)右端朝汽車前進(jìn)的方向,如圖4-3-15所示.
圖4-3-15
(1)硬紙上刻度線b在經(jīng)過O點(diǎn)的豎直線上,則在b處應(yīng)標(biāo)的加速度數(shù)值是多少?
(2)刻度線c和O點(diǎn)的連線與O
12、b的夾角為30°,則c處應(yīng)標(biāo)的加速度數(shù)值是多少?
(3)刻度線d和O點(diǎn)的連線與Ob的夾角為45°.在汽車前進(jìn)時(shí),若輕桿穩(wěn)定地指在d處,則0.5 s內(nèi)汽車速度變化了多少?
【解析】 (1)當(dāng)輕桿與Ob重合時(shí),小球所受合力為0,其加速度為0,車的加速度亦為0,故b處應(yīng)標(biāo)的加速度數(shù)值為 0.
(2)當(dāng)輕桿與Oc重合時(shí),以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,受力分析如圖所示.根據(jù)力合成的平行四邊形定則和牛頓第二定律得mgtan θ=ma1,解得a1=gtan θ=9.8× m/s2≈5.66 m/s2.
(3)若輕桿與Od重合,同理可得
mgtan 45°=ma2,
解得a2=gtan 45°=9.8 m/s2,方向水平向左,與速度方向相反.
所以在0.5 s內(nèi)汽車速度應(yīng)減少,減少量Δv=a2Δt=9.8×0.5 m/s=4.9 m/s.
【答案】 (1)0 (2)5.66 m/s2 (3)減少了4.9 m/s