2024-2025學(xué)年新教材高中物理課時素養(yǎng)評價十七牛頓第二定律含解析粵教版必修1

PAGE8-牛頓其次定律(25分鐘·60分)一、選擇題(本題共6小題,每題6分,共36分)1.如圖所示,一節(jié)車廂沿水平地面對右做勻加速直線運(yùn)動,車廂內(nèi)懸掛小球的細(xì)繩向左偏離豎直方向,且小球相對于車廂靜止。下列說法正確的是 ()A.小球所受的拉力大于小球的重力B.小球所受的拉力等于小球的重力C.小球所受的拉力小于小球的重力D.小球所受的合力為零【解析】選A。對小球受力分析,小球受拉力T和重力mg,如圖所示。小球的加速度方向水平向右,依據(jù)牛頓其次定律知小球的合力方向水平向右,由平行四邊形定則作出mg和T的合力,依據(jù)數(shù)學(xué)學(xué)問可知,T>mg,故A正確,B、C錯誤。依據(jù)牛頓其次定律知小球的合力F=ma≠0,故D錯誤。故選A。2.重為2N的蘋果從樹上落下來的過程中,受到重力和空氣阻力的作用,關(guān)于蘋果受到的合力的大小和方向,下列說法正確的是 ()A.大于2N,豎直向上 B.小于2N,豎直向上C.大于2N,豎直向下 D.小于2N,豎直向下【解析】選D。因?yàn)橹亓Φ姆较蜇Q直向下,空氣阻力豎直向上,因此合力大小等于重力減去空氣阻力,故合力大小小于2N,合力的方向豎直向下,故D正確,A、B、C錯誤;故選D。3.如圖所示,粗糙水平面上的物體在水平拉力F作用下做勻加速直線運(yùn)動,現(xiàn)使F不斷減小到零,則在滑動過程中 ()A.物體的加速度不斷減小,速度不斷增大B.物體的加速度不斷增大,速度不斷減小C.物體的加速度先變大再變小,速度先變小再變大D.物體的加速度先變小再變大,速度先變大再變小【解析】選D。合外力確定加速度的大小,滑動中的物體所受合外力是拉力和地面摩擦力的合力,因?yàn)镕漸漸減小,所以合外力先減小后反向增大,由a=可知物體的加速度先減小后反向增大;速度是增大還是減小與加速度的大小無關(guān),而是要看加速度與速度的方向是否相同,前一階段加速度與速度方向相同,所以速度增大,后一階段加速度與速度方向相反,所以速度減小,因此D正確。4.物體在與其初速度始終共線的合力F的作用下運(yùn)動。取v0方向?yàn)檎?合力F隨時間t的改變狀況如圖所示,則在0～t1這段時間內(nèi) ()A.物體的加速度先減小后增大,速度也是先減小后增大B.物體的加速度先增大后減小,速度也是先增大后減小C.物體的加速度先減小后增大,速度始終在增大D.物體的加速度先減小后增大,速度始終在減小【解析】選C。由題圖可知,物體所受的合力先減小,后增大,故由牛頓其次定律可知,物體的加速度先減小后增大;由于物體所受合力與其初速度始終共線,且由題圖可知合力始終大于零,故整個運(yùn)動過程中加速度方向始終與物體的初速度方向一樣,物體的速度始終在增大,故C正確。5.如圖所示,質(zhì)量為1kg的物體在大小為3N的水平向右拉力F的作用下,沿水平面對右做直線運(yùn)動。物體與桌面間的動摩擦因數(shù)為0.2。重力加速度g取10m/s2,則該物體的加速度大小為 ()A.1m/s2 B.2m/s2C.3m/s2 D.4m/s2【解析】選A。由題意可知,物體受到的滑動摩擦力大小為:f=μmg=0.2×1×10N=2N,方向水平向左;物體受到的合外力為:F合=F-f=(3-2)N=1N;依據(jù)牛頓其次定律:F合=ma得:a=1m/s2。所以A正確,B、C、D錯誤?！炯庸逃?xùn)練】力F1單獨(dú)作用于某物體時產(chǎn)生的加速度是3m/s2,力F2單獨(dú)作用于此物體時產(chǎn)生的加速度是4m/s2,兩力同時作用于此物體時產(chǎn)生的加速度不行能是 ()A.1m/s2 B.5m/s2C.4m/s2 D.8m/s2【解析】選D。設(shè)物體質(zhì)量為m,依據(jù)牛頓其次定律得:F1=ma1=3m,F2=ma2=4m則F1和F2共同作用于該物體時合力范圍為F2-F1≤F合≤F2+F1,代入得m≤F合≤7m又由牛頓其次定律得加速度的范圍為1m/s2≤a≤7m/s2,故A、B、C正確,D錯誤。6.三個完全相同的物塊1、2、3放在水平桌面上,它們與桌面間的動摩擦因數(shù)均相同?，F(xiàn)用大小相同的外力F沿如圖所示方向分別作用在1和2上,用F的外力沿水平方向作用在3上,使三者都做加速運(yùn)動,令a1、a2、a3分別代表物塊1、2、3的加速度,則 ()A.a1=a2=a3 B.a1=a2,a2>a3C.a1>a2,a2<a3 D.a1>a2,a2>a3【解析】選C。對物塊1,由牛頓其次定律得Fcos60°-Ff=ma1,-μ(mg-Fsin60°)=ma1;對物塊2,由牛頓其次定律得Fcos60°-F′f=ma2,-μ(mg+Fsin60°)=ma2;對物塊3,由牛頓其次定律得F-F″f=ma3,-μmg=ma3比較得a1>a3>a2,故C項(xiàng)正確。二、計(jì)算題(本題共2小題,共24分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要標(biāo)明單位)7.(10分)質(zhì)量為1kg的物體靜止在水平面上,若用4N的水平拉力拉它,剛好能勻速運(yùn)動;若將此力增至6N,則物體加速度大小是多少?若撤去拉力,物體的加速度大小又是多少?【解析】依題意,用4N的水平拉力拉物體剛好能勻速運(yùn)動,則物體受到的滑動摩擦力為Ff=4N,當(dāng)用6N的水平拉力拉它時,依據(jù)牛頓其次定律有F-Ff=ma,代入數(shù)據(jù)得a=2m/s2若撤去拉力,物體只受摩擦力,則Ff=ma′代入數(shù)據(jù)得a′=4m/s2。答案:2m/s24m/s28.(14分)如圖所示,靜止在水平地面上的小黃鴨質(zhì)量m=20kg,受到與水平面夾角為53°的斜向上的拉力,小黃鴨起先沿水平地面運(yùn)動。若拉力F=100N,小黃鴨與地面的動摩擦因數(shù)為0.2,g取10m/s2,求:(1)把小黃鴨看作質(zhì)點(diǎn),作出其受力示意圖;(2)地面對小黃鴨的支持力;(3)小黃鴨運(yùn)動的加速度的大小。(sin53°=0.8,cos53°=0.6)【解析】(1)如圖,小黃鴨受到重力、支持力、拉力和摩擦力作用。(2)豎直方向有:Fsin53°+FN=mg,解得FN=mg-Fsin53°=120N,方向豎直向上;(3)受到的摩擦力為滑動摩擦力,所以Ff=μFN=24N依據(jù)牛頓其次定律得:Fcos53°-Ff=ma,解得a=1.8m/s2。答案:(1)見解析圖(2)120N,方向豎直向上(3)1.8m/s2(15分鐘·40分)9.(6分)力F作用于甲物體m1時產(chǎn)生的加速度為a1,此力F作用于乙物體m2時產(chǎn)生的加速度為a2,若將甲、乙兩個物體合在一起,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 ()A. B.C. D.【解析】選C。力F作用于m1時,F=m1a1 ①力F作用于m2時,F=m2a2 ②力F作用于m1+m2時,F=(m1+m2)a3 ③解①②③得a3=,故C項(xiàng)正確。10.(6分)車廂頂部固定一滑輪,在跨過定滑輪繩子的兩端各系一個物體,質(zhì)量分別為m1、m2,且m2>m1,m2靜止在車廂底板上,當(dāng)車廂向右運(yùn)動時,m1、m2與車廂保持相對靜止,系m1的那段繩子與豎直方向夾角為θ,系m2的那段繩子保持豎直,如圖所示,繩子的質(zhì)量、滑輪與繩子的摩擦忽視不計(jì),下列說法正確的是()A.車廂的加速度為gsinθB.車廂底板對m2的支持力為(m1+m2)gC.繩子中的張力大小為m1gcosθD.車廂底板對m2的摩擦力為m2gtanθ【解析】選D。對物體m1受力分析如圖甲所示,豎直方向:T1cosθ=m1g水平方向:T1sinθ=m1a得:a=gtanθ,車廂與m1的加速度相同為gtanθ,方向水平向右;解得:T1=,即繩子的張力大小為,故A、C錯誤;對物體m2受力分析如圖乙所示。豎直方向:T1′+N=m2gT1′=T1水平方向:f=m2a解得:N=m2g-,f=m2gtanθ,故B錯誤,D正確?！炯庸逃?xùn)練】如圖所示,當(dāng)小車向右加速運(yùn)動時,物塊M相對車廂靜止于豎直車廂壁上,當(dāng)車的加速度增大時 ()A.M受靜摩擦力增大B.M對車廂壁的壓力減小C.M仍相對于車廂靜止D.M受靜摩擦力減小【解析】選C。以物塊為探討對象,分析受力狀況如圖:重力mg,車廂的彈力N和靜摩擦力f,依據(jù)牛頓其次定律得,水平方向:N=ma豎直方向:f=mg當(dāng)加速度增大時,N增大,M所受的最大靜摩擦力增大,物塊在豎直方向受力平衡,即f=mg不變。A、B、D錯誤;當(dāng)加速度增大時,靜摩擦力與重力仍舊平衡,M仍相對于車廂靜止,故C正確。11.(6分)(多選)如圖甲所示,地面上有一質(zhì)量為M的重物,用力F向上提它,力F改變而引起物體加速度改變的函數(shù)關(guān)系如圖乙所示,則以下說法中正確的是()A.當(dāng)F小于圖中A點(diǎn)值時,物體的重力Mg>F,物體不動B.圖中A點(diǎn)值即為物體的重力值C.物體向上運(yùn)動的加速度和力F成正比D.圖線延長和縱軸的交點(diǎn)B的數(shù)值肯定值等于該地的重力加速度【解析】選A、B、D。當(dāng)0≤F≤Mg時,物體靜止,故A項(xiàng)正確;當(dāng)F>Mg時,即能將物體提離地面,此時,F-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,B點(diǎn)數(shù)值肯定值為g,故D項(xiàng)正確。12.(22分)如圖所示,航空母艦上的水平起飛跑道長度L=160m,一架質(zhì)量為m=2.0×104kg的飛機(jī)從跑道的始端起先,在大小恒為F=1.2×105N的動力作用下,飛機(jī)做勻加速直線運(yùn)動,在運(yùn)動過程中飛機(jī)受到的平均阻力大小為Ff=2×104N,飛機(jī)可視為質(zhì)點(diǎn),取g=10m/s2,求:(1)飛機(jī)在水平跑道運(yùn)動的加速度大小。(2)若航空母艦靜止不動,飛機(jī)加速到跑道末端時速度大小。(3)若航空母艦沿飛機(jī)起飛的方向以10m/s勻速運(yùn)動,飛機(jī)從始端啟動到跑道末端離開。這段時間內(nèi)航空母艦對地位移大小。【解析】(1)飛機(jī)在水平跑道上運(yùn)動時,水平方向受到推力與阻力作用,設(shè)加速