2020高中物理第4章牛顿运动定律3牛顿第二定律课时作业新人教版必修1

2020高中物理第4章牛顿运动定律3牛顿第二定律课时作业新人教版必修1

第四章　3 牛顿第二定律 ‎ 基础夯实 ‎ 一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)‎ ‎1．关于力的单位“牛”，下列说法不正确的是(　A　)‎ A．“牛”这个单位是由质量为‎1kg的物体所受的重力为9.8N这个规定确定的 B．“牛”这个力的单位是根据在牛顿第二定律F＝kma中取k＝1时确定的 C．1N就是使质量为‎1kg的物体产生‎1m/s2加速度的力 D．地面附近质量是‎1kg的物体所受的重力是9.8N，并不是规定的，而是根据牛顿第二定律F＝ma得到的结果 解析：根据牛顿第二定律F＝kma中k＝1、m＝‎1kg，a＝‎1m/s2时的力叫作“一个单位的力”，即‎1kg·m/s2的力叫作1牛顿，用符号“1N”表示，故选项B、C正确，选项A错误。地面附近的重力加速度g约为‎9.8m/s2，因此根据牛顿第二定律F＝ma可知，地面附近‎1kg的物体重力约为9.8N，并不是规定的，故选项D正确。‎ ‎2．(山东济南一中2015～2016学年高一上学期期中)关于运动和力的关系，下列说法中正确的是(　C　)‎ A．物体的速度为零时，它受到的合外力一定为零 B．物体运动的速度越大，它受到的合外力一定越大 C．物体受到的合外力越大，其速度变化一定越快 D．物体所受的合外力不为零时，其速度一定增大 解析：物体的速度为零与合外力并没有直接的关系，速度为零时，合外力也可以很大，故A错误；物体运动的速度大，可以是匀速直线运动，此时的合力是0，故B错误；根据牛顿第二定律，一个物体受到的合外力越大，说明他的加速度大，根据加速度的定义，也就是它的速度变化一定越快，故C正确；物体所受的合外力不为零时，物体也可以做减速运动，速度不一定增大。故D错误。‎ ‎3．(江苏省启东中学2016～2017学年高一上学期月考)如图，鸟沿虚线斜向上加速飞行，空气对其作用力可能是(　B　)‎ A．F1 B．F2‎ C．F3 D．F4‎ 解析：鸟沿虚线斜向上加速飞行，加速度沿着虚线向上，故合力F 7‎ 沿着虚线向上；鸟受重力和空气对其作用力，根据力的合成法则，可知空气对其作用力可能为F2，故选B。‎ ‎4．(北京市东城区2016～2017学年高一上学期期中)如图所示，有一辆汽车满载西瓜在水平路面上匀速前进。司机突然发现意外情况，紧急刹车做匀减速运动，加速度大小为a，则中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的大小是(　C　)‎ A．m　　 B．ma C．m　 D．m(g＋a)‎ 解析：对西瓜A受力分析如图所示，F表示周围西瓜对A的作用力，则由牛顿第二定律得：＝ma，解得：F＝m，故C对，A、B、D错。‎ ‎5.在光滑的水平面上有一个物体同时受到两个水平力F1和F2的作用，在第1s内该物体保持静止状态。若两个力随时间变化情况如图所示，则下列说法中正确的是(　AB　)‎ A．在第5s内物体做变加速直线运动 B．在第3s内物体做变加速直线运动 C．在第4s末物体的加速度方向改变 D．在第6s末物体的速度为零 解析：物体在0～1s受等大反向共点力作用处于静止状态，1～4s，F2减小，F1不变，则物体向F1方向做加速度增大的加速运动，4～5s，F2增大到原值，则物体向F1方向做加速度减小的加速运动，5～6s向F1方向做匀速运动，则B正确。‎ ‎6．(黑龙江省大庆实验中学2016～2017学年高一上学期检测)如图所示为“儿童蹦极”游戏，拴在腰间左右两侧的是弹性极好的橡皮绳。质量为m的小明静止悬挂时两橡皮绳的拉力大小均恰为mg，若小明左侧橡皮绳突然断裂，则橡皮绳断裂瞬间小明的(　AB　)‎ 7‎ A．速度为零 B．加速度a＝g，沿原断裂绳的方向斜向下 C．加速度a＝g，沿未断裂绳的方向斜向上 D．加速度a＝g，方向竖直向下 解析：绳断的瞬间右侧橡皮绳的弹力来不及变化，小明所受的合力沿断绳的方向斜向下，F合＝mg，a＝＝g，所以B正确。绳断瞬间加速度不为零，速度为零，A正确。‎ 二、非选择题 ‎7.跳伞运动员在下落过程中(如图所示)，假定伞所受空气阻力的大小跟下落速度的平方成正比，即F＝kv2，比例系数k＝20N·s2/m2，跳伞运动员与伞的总质量为‎72kg，跳下高度足够高，(g取‎10m/s2)则： ‎(1)跳伞运动员在空中做什么运动？收尾速度是多大？‎ ‎(2)当速度达到‎4m/s时，下落加速度是多大？‎ 答案：(1)做加速度越来越小的加速运动；vm＝‎6m/s ‎(2)a＝‎5.6m/s2‎ 解析：(1)以伞和运动员作为研究对象，开始时速度较小，空气阻力F小于重力G，v增大，F随之增大，合力F合减小，做加速度a逐渐减小的加速运动；当v足够大，使F＝G时，F合＝0，a＝0，开始做匀速运动，此时的速度为收尾速度，设为vm。‎ 由F＝kv＝G，得vm＝＝＝‎6m/s。‎ ‎(2)当v＝‎4m/sa2 D．无法判断 解析：以滑梯上的孩子为研究对象，受力分析并正交分解如图所示。‎ 7‎ x方向：mgsinα－Ff＝ma y方向：FN－mgcosα＝0‎ x、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。‎ ‎4．(江西省南昌八一中学、洪都中学、麻丘中学等六校2016～2017学年高一上学期期末)如图甲，某人正通过定滑轮将质量为m的货物提升到高处，滑轮的质量和摩擦均不计，货物获得的加速度a与绳子对货物竖直向上的拉力T之间的函数关系如图乙所示，由图可以判断正确的是(　ABD　)‎ A．图线与纵轴的交点M的值aM＝－g B．图线与横轴的交点N的值TN＝mg C．图线的斜率等于物体的质量m D．图线的斜率等于物体质量的倒数 解析：对货物受力分析，受重力mg和拉力T，根据牛顿第二定律，有 T－mg＝ma，得a＝－g 当T＝0时，a＝－g，即图线与纵轴的交点M的值aM＝－g，故A正确；‎ 当a＝0时，T＝mg，故图线与横轴的交点N的值TN＝mg，故B正确；‎ 图线的斜率表示物体质量的倒数，故C错误，D正确。‎ ‎5．(辽宁省抚顺市六校联合体2016～2017学年高一上学期期末)如图所示，轻弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住质量为m＝‎1kg的小球，现在将小球与不可伸长的轻绳一端相连，弹簧被拉长到B处(在弹性限度内)，轻绳与竖直方向成θ＝45°角，此时小球处于静止状态，且刚好与水平面接触但没有压力，剪断轻绳后，小球向左最远可以运动到A处，已知小球与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.4，g＝‎10m/s2，以下说法中正确的是 7‎ (　AD　)‎ A．当剪断轻绳的瞬间，小球的加速度大小为‎6m/s2‎ B．当剪断轻绳的瞬间，小球的加速度大小为‎10m/s2‎ C．小球从B运动到O的过程，加速度逐渐减小，速度逐渐增大 D．小球从B运动到O的过程，速度先增大后减小 解析：剪断轻绳前小球受力情况，如图所示，根据平衡条件得：轻弹簧的弹力大小F＝mg＝10N；剪断轻绳后，水平面对小球的支持力大小N＝mg＝10N，摩擦力大小为f＝μmg＝4N，根据牛顿第二定律得：加速度a＝＝m/s2＝‎6m/s2，方向向左，故A正确，B错误；从B到O运动过程中，当弹簧的弹力等于摩擦力时，此时的加速度为零，在此位置右侧，加速度减小，做加速运动，在此位置左侧，加速度增大，做减速运动，故速度先增大后减小，故C错误，D正确；故选A、D。‎ 二、非选择题 ‎6.水平地面上的木箱质量为‎20kg，用大小为100N的水平力推木箱，恰好能使木箱匀速前进；若用同样大小的力与水平方向成37°角斜向上拉木箱，如图所示，木箱的加速度多大？(取g＝‎10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8) 答案：‎0.5m/s2‎ 解析：如图甲所示，木箱匀速运动时滑动摩擦力Ff＝μmg＝F，所以μ＝＝＝＝0.5‎ 木箱加速运动时，如图乙所示 ‎　‎ 甲　　　 乙 7‎ 水平方向由牛顿第二定律知，‎ Fcos37°－μF′N＝ma 竖直方向Fsin37°＋F′N＝mg 代入数据联立解得a＝‎0.5m/s2‎ ‎7．直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火，悬挂着m＝‎500kg空箱的悬索与竖直方向的夹角θ1＝45°，直升机取水后飞往火场，加速度沿水平方向，大小稳定在a＝‎1.5m/s2时，悬索与竖直方向的夹角θ2＝14°(如图所示)，如果空气阻力大小不变，且忽略悬索的质量，试求水箱中水的质量M。(取重力加速度g＝‎10m/s2，sin14°≈0.242，cos14°≈0.970)‎ 答案：4.5×‎‎103kg 解析：直升机取水前，水箱受力平衡T1sinθ1－f＝0 ①‎ T1cosθ1－mg＝0 ②‎ 由①②得f＝mgtanθ1 ③‎ 直升机返回，由牛顿第二定律 T2sinθ2－f＝(m＋M)a ④‎ T2cosθ2－(m＋M)g＝0 ⑤‎ 由④⑤得，水箱中水的质量M＝4.5×‎‎103kg 7‎