【課堂設(shè)計(jì)】2014-2021學(xué)年高中物理同步精練：5.3-牛頓第二定律(滬科版必修1)

第3課時(shí)牛頓其次定律1.下列關(guān)于力和運(yùn)動關(guān)系的幾種說法，正確的是()A．物體所受合力的方向，就是物體運(yùn)動的方向B．物體所受合力不為零時(shí)，其速度不行能為零C．物體所受合力不為零，則其加速度肯定不為零D．物體所受合力變小時(shí)，物體肯定作減速運(yùn)動解析：由牛頓其次定律F＝ma可知，物體所受合力的方向與加速度的方向是全都的，但不能說就是物體的運(yùn)動方向，可以與物體的運(yùn)動方向相同(勻加速直線運(yùn)動)，也可以與物體的運(yùn)動方向相反(勻減速直線運(yùn)動)，還可以和物體的運(yùn)動方向不在一條直線上(曲線運(yùn)動)，故A錯(cuò)．物體所受的合力不為零時(shí)，其加速度肯定不為零，但其速度可能為零，如豎直上拋運(yùn)動中，加速度大小為g，物體受重力作用，但最高點(diǎn)處速度為零，故B錯(cuò)，C正確．當(dāng)物體所受的合力變小時(shí)，其加速度也變?。偃绱藭r(shí)合力的方向仍與物體的運(yùn)動方向相同，物體作加速度運(yùn)動，具體說是作加速度漸漸減小的加速運(yùn)動，故D錯(cuò)．綜上所析，選項(xiàng)C正確．答案：C2．一物體在幾個(gè)力的共同作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)使其中向東的一個(gè)力F的值漸漸減小到零(其他力不變)，又馬上使其恢復(fù)到原值(方向不變)，則()A．物體始終向西運(yùn)動B．物體先向西運(yùn)動后向東運(yùn)動C．物體的加速度先漸漸增大后漸漸減小D．物體的速度先增大后減小解析：其他幾個(gè)力的合力始終與F未變化時(shí)等大反向(向西)，則當(dāng)向東的力F的值先漸漸減小到零又馬上恢復(fù)到原值的過程中，此物體的合外力先漸漸增大到與F未變化時(shí)等大(向西)又馬上恢復(fù)到零．所以物體先向西做加速度漸漸增大的加速運(yùn)動，然后勻速．答案：A圖5－3－83．一質(zhì)量為m＝1kg的物體在水平恒力F作用下水平運(yùn)動，1s末撤去恒力F，其v—t圖像如圖5－3－8所示，則恒力F和物體所受阻力圖5－3－8A．F＝8N B．F＝9NC．f＝2N D．f＝3N解析：撤去恒力F后，物體在阻力作用下運(yùn)動，由v—t圖像可知，1～3s內(nèi)物體的加速度為3m/s2，由牛頓其次定律f＝ma可知，阻力f＝3N；由圖像可知在0～1s內(nèi)其加速度為6m/s2，由牛頓其次定律F－f＝ma′，可求得F＝9N，B、D正確．答案：BD4．在解一道文字計(jì)算題中(由字母表達(dá)結(jié)果的計(jì)算題)，一個(gè)同學(xué)解得s＝eq\f(F,2m)(t1＋t2)，用單位制的方法檢查，這個(gè)結(jié)果()A．可能是正確的B．肯定是錯(cuò)誤的C．假如用國際單位制，結(jié)果可能正確D．用國際單位制，結(jié)果錯(cuò)誤，假如用其他單位制，結(jié)果可能正確答案：B5.如圖5－3－9所示，圓柱形的倉庫內(nèi)有三塊長度不同的滑板aO、bO、cO，其下端都固定于底部圓心O，而上端則擱在倉庫側(cè)壁上，三塊滑板與水平面的夾角依次是30°、45°、60°.若有三個(gè)小孩同時(shí)從a、b、c處開頭下滑(忽視阻力)，則()圖5－3－9圖5－3－9B．b處小孩最終到O到C．c處小孩最先到O點(diǎn)D．a(chǎn)、c處小孩同時(shí)到O點(diǎn)答案：D6．如圖5－3－10向東的力F1單獨(dú)作用在物體上，產(chǎn)生的加速度為a1；向北的力F2單獨(dú)作用在同一個(gè)物體上，產(chǎn)生的加速度為a2.則F1和F2同時(shí)作用在該物體上，產(chǎn)生的加速度()圖5－3－10A．大小為圖5－3－10B．大小為a1＋a2C．方向?yàn)闁|偏北arctaneq\f(a2,a1)D．方向?yàn)榕c較大的力同向答案：C7.如圖5－3－11所示，一個(gè)小孩從滑梯上滑下的運(yùn)動可看做勻加速直線運(yùn)動．第一次小孩單獨(dú)從滑梯上滑下，加速度為a1.其次次小孩抱上一只小狗后再從滑梯上滑下(小狗不與滑梯接觸)，加速度為a2，則()A．a(chǎn)1＝a2 B．a(chǎn)1＜a2C．a(chǎn)1＞a2 D．無法推斷圖5－3圖5－3－11x方向：mgsinα－f＝may方向：N－mgcosα＝0，f＝μN(yùn)由以上三式得：a＝g(sinα－μcosα)由表達(dá)式知，a與質(zhì)量無關(guān)，A對．答案：A圖5－3－圖5－3－12A．接觸后，小球做減速運(yùn)動，加速度的確定值越來越大，速度越來越小，最終等于零B．接觸后，小球先做加速運(yùn)動，后做減速運(yùn)動，其速度先增加后減小直到為零C．接觸后，速度為零的地方就是彈簧被壓縮最大之處，加速度為零的地方也是彈簧被壓縮最大之處D．接觸后，小球速度最大的地方就是加速度等于零的地方解析：小球下落與彈簧接觸開頭，始終到把彈簧壓縮到最短的過程中，彈簧彈力與小球重力相等的位置是轉(zhuǎn)折點(diǎn)，之前重力大于彈力，之后重力小于彈力，而隨著小球的向下運(yùn)動，彈力越來越大，而重力恒定，所以之前重力與彈力的合外力越來越小，之后重力與彈力的合外力越來越大，且反向(豎直向上)．由牛頓其次定律知加速度的變化趨勢和合外力變化趨勢一樣，而在此過程中速度方向始終向下．圖5－3圖5－3－139．如圖5－3－13所示，位于水平地面上的質(zhì)量為m的小木塊，在大小為F、方向與水平方向成α角的拉力作用下沿地面加速運(yùn)動．若木塊與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ，則木塊的加速度為()A.eq\f(F,m) B.eq\f(Fcosα,m)C.eq\f(Fcosα－μmg,m) D.eq\f(Fcosα－μmg－Fsinα,m)答案：D10．如圖5－3－14所示，用手提一輕彈簧，彈簧下端掛一金屬球．在將整個(gè)裝置勻加速上提的過程中，手突然停止不動，則在此后一小段時(shí)間內(nèi)()A．小球馬上停止運(yùn)動B．小球連續(xù)向上做減速運(yùn)動圖5圖5－3－14D．小球的加速度減小解析：手突然停止不動，此后一小段時(shí)間內(nèi)，彈力大于重力，合力向上，小球加速度方向與速度方向相同，因此球做加速運(yùn)動，隨著形變量減小，由a＝eq\f(kx－mg,m)知，球的加速度減?。鸢福篋11．2011年3月15日，日本東京電力公司福島第一核電站發(fā)生爆炸，核泄露引起了世人的普遍關(guān)注．核輻射的國際標(biāo)準(zhǔn)單位是西弗(縮寫Sv)，定義為1西弗＝1焦耳/公斤(1Sv＝1J/kg)．西弗是個(gè)格外大的單位，因此通常使用毫西弗、微西弗.1西弗＝1000毫西弗，而1毫西弗＝1000微西弗．一次小于100微西弗的輻射，對人體無影響，一次性患病4000毫西弗會致死．日本東京電力公司官員15日說，當(dāng)天上午在福島第一核電站正門四周監(jiān)測到每小時(shí)8217微西弗的輻射，這一輻射數(shù)值相當(dāng)于一般人1年從自然界患病輻射的8倍多．依據(jù)以上材料，下列說法正確的是 ()圖5－3－15A．西弗是一個(gè)國際單位制基本單位B．西弗是一個(gè)國際單位制導(dǎo)出單位C．8217微西弗＝8.217毫西弗D．15日上午在福島第一核電站正門四周停留10分鐘，對人體無影響答案：BC圖5－3－圖5－3－16(1)求車廂運(yùn)動的加速度并說明車廂的運(yùn)動狀況；(2)求懸線對球的拉力．解析：(1)小球和車廂相對靜止，所以小球與車廂的運(yùn)動狀況相同，則小球的加速度與車廂的加速度相同．對小球受力分析如圖所示，由于車廂的加速度沿水平方向，即小球的加速度沿水平方向，所以小球所受的合力沿水平方向，則有a＝eq\f(F合,m)＝gtan37°＝eq\f(3,4)g＝7.5m/s2.(2)由圖可得線對球的拉力為F＝eq\f(mg,cos37°)＝eq\f(1×10,0.8)N＝12.5N.答案：(1)7.5m/s2，車向右勻加速直線運(yùn)動 (2)12.5N13．如圖5－3－17所示，木塊A與B用一輕質(zhì)彈簧相連，豎直放在木塊C上，三者靜止于地面上，A、B、C三物體的質(zhì)量之比為1∶2∶3，設(shè)全部接觸面均光滑，當(dāng)沿水平方向快速抽出木塊C的瞬間，A和B的加速度分別為多大？圖5－3－17解析：本題中，全部的接觸面均光滑，物塊C又沿水平方向運(yùn)動，由于A與B在水平方向上不受力的作用，A和B在水平方向上均無加速度，在水平方向上A、B均不會運(yùn)動．在豎直方向上，C離開B的瞬間，A和B也均在原位置，彈簧將來得及恢復(fù)形變，仍保持原來的彈力大小F＝mg，式中m為A的質(zhì)量，只有C對B的彈力變?yōu)榱悖罁?jù)牛頓其次定律：對A：F－mg＝maAaA＝0;對B：F＋2mg＝2maBaB＝eq\f(3,2)圖5－3－17答案：0eq\f(3,2)g14．如圖5－3－18所示，自動扶梯與水平面夾角為θ，上面站著質(zhì)量為m的人，當(dāng)自動扶梯以加速度a加速向上運(yùn)動時(shí)，求扶梯對人的彈力N和扶梯對人的摩擦力f.圖5－圖5－3－18人的加速度方向正好沿x軸正方向，由題意可得x軸方向：fcosθ＋Nsinθ－mgsinθ＝may軸方向：Ncosθ－fsinθ－mgcosθ＝0解得N＝mg＋masinθ，f＝macosθ.解法二：建立如右圖所示的直角坐標(biāo)系(水平向右為x軸正方向，豎直向上為y軸正方向)．由于人的加速度方向是沿扶梯向上的，這樣建立直角坐標(biāo)系后，在x軸方向和y軸方向上各有一個(gè)加速度的重量，其中x軸方向的加速度重量ax＝acosθ，y軸方向的加速度重量ay＝asinθ，依據(jù)牛頓其次定律有x軸方向：f＝max；y軸方向：N－mg＝may解得N＝mg＋masinθ，f＝macosθ.比較以上兩種解法，很明顯，兩種解法都得到了同樣的結(jié)果，但是，其次種解法較簡便．答案：見解析圖5－3－1915．如圖5－3－19所示，在海濱游樂場里有一種滑沙運(yùn)動．某人坐在滑板上從斜坡的高處A點(diǎn)由靜止開頭滑下，滑到斜坡底端B點(diǎn)后，沿水平的滑道再滑行一段距離到C點(diǎn)停下來．假如人和滑板的總質(zhì)量m＝60kg，滑板與斜坡滑道和水平滑道間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.5，斜坡的傾角θ圖5－3－19(1)人從斜坡上滑下的加速度為多大？(2)若由于場地的限制，水平滑道的最大距離BC為L＝20.0m，則人在斜坡上滑下的距離AB應(yīng)不超過多少？圖5－3－19解析：(1)人在斜坡上受力如右圖所示，建立圖示坐標(biāo)系，設(shè)人在斜坡上滑下的加速度為a1，由牛頓其次定律得mgsinθ－f1＝ma1，N1－mgcosθ＝0，由摩擦力計(jì)算公式得f1＝μN(yùn)1，