2024-2025學(xué)年高中物理第3章牛頓運(yùn)動(dòng)定律3牛頓第二定律作業(yè)含解析教科版必修1

PAGE5-牛頓其次定律(時(shí)間：40分鐘分值：100分)(15分鐘50分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分)1．關(guān)于牛頓其次定律，以下說(shuō)法中正確的是()A．由牛頓其次定律可知，加速度大的物體，所受的合外力肯定大B．牛頓其次定律說(shuō)明白，質(zhì)量大的物體，其加速度肯定小C．由F＝ma可知，物體所受到的合外力與物體的質(zhì)量成正比D．對(duì)同一物體而言，物體的加速度與物體所受到的合外力成正比，而且在任何狀況下，加速度的方向始終與物體所受的合外力方向一樣D[由F＝ma知，只有當(dāng)m肯定時(shí)，a與F成正比，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；同理當(dāng)F肯定時(shí)，m越大，a越小，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；物體所受的合外力與其質(zhì)量無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由牛頓其次定律內(nèi)容知選項(xiàng)D正確．]2．(多選)在牛頓其次定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式F＝kma中，有關(guān)比例系數(shù)k的說(shuō)法，正確的是()A．k的數(shù)值由F、m、a的數(shù)值確定B．k的數(shù)值由F、m、a的單位確定C．在國(guó)際單位制中k＝1D．在任何狀況下k都等于1BC[物理公式在確定物理量之間的數(shù)量關(guān)系的同時(shí)也確定了物理量的單位關(guān)系．在F＝kma中，只有m的單位取kg，a的單位取m/s2，F(xiàn)的單位取N時(shí)，k才等于1.即在國(guó)際單位制中k＝1，故B、C正確．]3．雨滴在空氣中下落，當(dāng)速度比較大的時(shí)候，它受到的空氣阻力與其速度的二次方成正比，與其橫截面積成正比，即f＝kSv2，則比例系數(shù)k的單位是()A．kg/m4 B．kg/m3C．kg/m2 D．kg/mB[由f＝kSv2知，kSv2最終結(jié)果的單位應(yīng)為kg·m/s2；由f＝kSv2，代入S、v單位可得k的單位為kg/m3，故選項(xiàng)B正確．]4．如圖所示，質(zhì)量為m＝10kg的物體在水平面上向左運(yùn)動(dòng)，物體與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2.與此同時(shí)物體受到一個(gè)水平向右的推力F＝20N的作用，則物體產(chǎn)生的加速度是()A．0 B．4m/s2，水平向右C．2m/s2，水平向左 D．2m/s2，水平向右B[取向右為正方向，由牛頓其次定律得F＋f＝ma，而f＝μmg，解得a＝eq\f(F＋μmg,m)＝4m/s2，故物體的加速度大小是4m/s2，方向向右，B正確．]5．聲音在空氣中的傳播速度v與空氣密度ρ、壓強(qiáng)p有關(guān)，下列速度的表達(dá)式(k為比例系數(shù)，無(wú)單位)中可能正確的是()A．v＝keq\f(p,ρ) B．v＝eq\r(\f(kp,ρ))C．v＝eq\r(\f(kρ,p)) D．v＝eq\r(kρp)B[由各物理量的單位之間的關(guān)系確定算式是否正確．壓強(qiáng)p可由公式p＝eq\f(F,S)求得，則其單位為eq\f(kg·m/s2,m2)＝kg/(m·s2)．密度ρ可由公式ρ＝eq\f(m,V)求得，則ρ的單位為kg/m3.由于題中k無(wú)單位，則keq\f(p,ρ)的單位為m2/s2，明顯不是速度的單位，A錯(cuò)誤；而eq\r(\f(kp,ρ))的單位為m/s，B可能正確；又eq\r(\f(kρ,p))的單位為s/m，也不是速度的單位，C錯(cuò)誤；eq\r(kρp)單位為kg/(m2·s)，不是速度的單位，D錯(cuò)誤．]6．(多選)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改變的圖像如圖所示．在題圖中標(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()A．t1 B．t2C．t3 D．t4AC[已知質(zhì)點(diǎn)在外力作用下做直線運(yùn)動(dòng)，依據(jù)它的速度—時(shí)間圖像可知，在圖中標(biāo)出的t1時(shí)刻所在的過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)的速度越來(lái)越大，但斜率越來(lái)越小，說(shuō)明質(zhì)點(diǎn)做加速度越來(lái)越小的變加速直線運(yùn)動(dòng)，因此t1時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)所受合外力的方向與速度方向相同，因此A選項(xiàng)正確；在圖中標(biāo)出的t2時(shí)刻所在的過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)在做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，因此質(zhì)點(diǎn)所受合外力方向與速度方向相反，故B選項(xiàng)不正確；在圖中標(biāo)出的t3時(shí)刻所在的過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)在做反向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以t3時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)所受合外力的方向與速度方向也相同，由此可知C選項(xiàng)也正確；同理t4時(shí)刻所在的過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)在做反向變減速直線運(yùn)動(dòng)，因此合外力的方向與速度的方向相反，故D選項(xiàng)不正確．]二、非選擇題(14分)7．如圖所示，一質(zhì)量為1kg的小球套在一根固定的足夠長(zhǎng)的直桿上，小球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，直桿與水平面夾角θ為37°.現(xiàn)小球在豎直向上的拉力F＝15N作用下從A點(diǎn)由靜止動(dòng)身沿桿向上運(yùn)動(dòng)．g取10m/s2.試求小球的加速度的大?。?sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)[解析]對(duì)小球受力分析：Fcos37°＝N＋mgcos37°Fsin37°－mgsin37°－f＝maf＝μN(yùn)解得：a＝1m/s2.[答案]1m/s2(25分鐘50分)一、選擇題(本題共4小題，每小題6分)1．(多選)物體在力F作用下運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)的方向與物體運(yùn)動(dòng)方向一樣，其F-t圖像如圖所示，則物體()A．在t1時(shí)刻加速度最大B．在0～t1時(shí)間內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)C．從t1時(shí)刻后便起先返回運(yùn)動(dòng)D．在0～t2時(shí)間內(nèi)，速度始終在增大AD[依據(jù)牛頓其次定律得，質(zhì)量肯定時(shí)，力越大，加速度越大，由圖像可知0～t1時(shí)間內(nèi)力F漸漸增大，t1時(shí)刻力F最大，加速度最大，所以物體做加速度漸漸增大的變加速運(yùn)動(dòng)，A正確，B錯(cuò)誤；t1時(shí)刻后力F起先減小，但方向未發(fā)生改變，所以物體接著向前加速運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤，D正確．]2．(多選)如圖所示，長(zhǎng)木板靜止在光滑的水平地面上，一木塊以速度v滑上木板，已知木板質(zhì)量是M，木塊質(zhì)量是m，二者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，那么，木塊在木板上滑行時(shí)()A．木板的加速度大小為eq\f(μg,M)B．木塊的加速度大小為μgC．木板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D．木塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng)BCD[木板所受合力是m施加的摩擦力μmg，所以木板的加速度為eq\f(μmg,M)，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；木塊同樣受到摩擦力作用，其加速度為eq\f(μmg,m)＝μg，做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，B、C、D正確．]3．趣味運(yùn)動(dòng)會(huì)上運(yùn)動(dòng)員手持網(wǎng)球拍托球沿水平面勻加速跑，設(shè)球拍和球質(zhì)量分別為M、m，球拍平面和水平面之間夾角為θ，球拍與球保持相對(duì)靜止，它們間摩擦力及空氣阻力不計(jì)，則()A．運(yùn)動(dòng)員的加速度為gtanθB．球拍對(duì)球的作用力為mgC．運(yùn)動(dòng)員對(duì)球拍的作用力為(M＋m)gcosθD．若加速度大于gsinθ，球肯定沿球拍向上運(yùn)動(dòng)A[網(wǎng)球受力如圖甲所示，依據(jù)牛頓其次定律得Nsinθ＝ma，又Ncosθ＝mg，解得a＝gtanθ，N＝eq\f(mg,cosθ)，故A正確，B錯(cuò)誤；以球拍和球整體為探討對(duì)象，受力如圖乙所示，依據(jù)平衡，運(yùn)動(dòng)員對(duì)球拍的作用力為F＝eq\f(M＋mg,cosθ)，故C錯(cuò)誤；當(dāng)a>gtanθ時(shí)，網(wǎng)球才向上運(yùn)動(dòng)，由于gsinθ<gtanθ，故球不肯定沿球拍向上運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤．甲乙]4．如圖所示，物塊m放在斜面體上處于靜止，現(xiàn)用力拉著斜面體使之水平向右加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，加速度a漸漸增大，物塊m仍相對(duì)斜面靜止，則物塊所受支持力N和摩擦力f的大小改變狀況是()A．N增大，f減小 B．N增大，f增大C．N減小，f不變 D．N減小，f增大D[物塊m受力狀況如圖所示，將N、f正交分解，并由牛頓其次定律得：fcosθ－Nsinθ＝ma，fsinθ＋Ncosθ＝mg.即f＝mgsinθ＋macosθ，N＝mgcosθ－masinθ.所以，當(dāng)加速度a漸漸增大時(shí)，N減小，f增大，D對(duì)．]二、非選擇題(本題共2小題，共26分)5．(13分)用如圖所示的裝置可以測(cè)量汽車在水平路面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度．該裝置是在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個(gè)由力敏電阻組成的壓力傳感器．用兩根相同的輕彈簧夾著一個(gè)質(zhì)量為2.0kg的滑塊，滑塊可無(wú)摩擦地滑動(dòng)，兩彈簧的另一端分別壓在傳感器a、b上，其壓力大小可干脆從傳感器的液晶顯示屏上讀出．現(xiàn)將裝置沿運(yùn)動(dòng)方向固定在汽車上，傳感器b在前，傳感器a在后．汽車靜止時(shí)，傳感器a、b的示數(shù)均為10N．(g取10m/s2)(1)若傳感器a的示數(shù)為14N、b的示數(shù)為6.0N，求此時(shí)汽車的加速度大小和方向．(2)當(dāng)汽車以怎樣的加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器a的示數(shù)為零？[解析](1)a、b顯示的是彈簧的壓力，傳感器a的示數(shù)為14N、b的示數(shù)為6.0N時(shí)，說(shuō)明左、右兩側(cè)彈簧對(duì)滑塊的彈力大小分別為F1＝14N，方向向右；F2＝6.0N，方向向左．依據(jù)牛頓其次定律得F1－F2＝ma1，a1＝eq\f(F1－F2,m)＝eq\f(14－6.0,2.0)m/s2＝4.0m/s2，方向水平向右．(2)若使a傳感器示數(shù)為零，則左側(cè)彈簧將復(fù)原原長(zhǎng)，其彈力減小了10N，則右側(cè)彈簧壓縮量增大，其壓力將增大10N，即右側(cè)彈簧對(duì)滑塊的壓力F2′為20N．依據(jù)牛頓其次定律得F2′＝ma2，a2＝eq\f(F2′,m)＝eq\f(20,2.0)m/s2＝10m/s2，方向水平向左．當(dāng)汽車以方向向左，大小為10m/s2的加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器a的示數(shù)為零．[答案](1)4.0m/s2水平向右(2)方向向左，大小為10m/s26．(13分)水平面上有一質(zhì)量為1kg的木塊，在水平向右、大小為5N的力作用下，由靜止起先運(yùn)動(dòng)