20212022高中物理人教版必修1作业第四章第3节牛顿第二定律3
牛顿第二定律 基础巩固训练歹 (15分钟50分) 一、选择题(本题共5小题,每小题7分,共35分。多选题已在题号后标出) 1. —个物体受到4N的力作用时,产生的加速度是2m/s2,那么这个物体在6N的力作用下,产生 的加速度大小是() A. lm/s2B.3m/s2 C.5m/s2D.6m/s2 FFi 选Bo由牛顿第二定律F=ma可^#,m=-=2kg;ai=—=3m/s2,]^项B正确。 am 2. 一木块放在光滑的水平面上,在一水平方向外力F的作用下做匀加速直线运动,其 v-t图像如图所示。已知木块的质量m=0.5kg,则F等于() A.0.5NB.1N C.1.5ND.2N △ v 选B。由v-t图像可求得木块的加速度a=—=2m/s2;由牛顿第二定律可得: At F=ma=0.5x2N=lN,选项 B 正确。 【变式训练】在粗糙的水平面上,一物体受到水平方向外力F的作用40时刻速度为V。,其后 速度一时间图像如图所示,则下列判断中正确的是() A. 在0〜h内,物体做曲线运动 B. 在。〜ti内,物体做加速度变小的减速直线运动 C. 在。〜也内,外力F大小一定不断减小 D. 在0〜ti内,外力F大小可能不断增大 选Do在速度一时间图像中,某一点代表此时刻的瞬时速度,时间轴上方速度是正数,时间轴下 方速度是负数;切线代表该位置的加速度,向右上方倾斜,加速度为正,向右下方倾斜加速度为 负。结合牛顿第二定律判断受力情况:在速度一时间图像中,切线代表该位置的加速度,由图 像可知,物体的加速度越来越大,速度越来越小,所以物体做加速度越来越大的减速直线运动, F—f 故A、B错误;若力的方向与速度方向相同,根据a=—知力F不断减小,若力的方向与速度方 m F+f 向相反,根据a=——,此时外力F不断增大,故C错误,D正确。 m 3. 一物块静止在粗糙的水平桌面上。从某时刻开始,物块受到一方向不变的水平拉力作用。假 设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以a表示物块的加速度大小,F表示水平拉 力的大小。能正确描述F与a之间关系的图像是() 选Co物块在水平方向上受到拉力和摩擦力的作用,根据牛顿第二定律,有F-Ff=ma,即F=ma+Fb 该关系为线性函数。当a=0时,F=Ff;当F=0时,a=-E,符合该函数关系的图像为C。 m 4. (多选)在牛顿第二定律公式F=kma中,有关比例常数k的说法正确的是() A. 在任何情况下都等于1 B. k值是由质量、加速度和力的大小决定的 C. k值是由质量、加速度和力的单位决定的 D. 在国际单位制中,k的数值等于1 选C、D„在牛顿第二定律公式F=kma中,F、m、a所选取的单位不同,则k的数值不同,即k 值是由质量、加速度和力的单位决定的;只有在国际单位制中,k的数值才等于1,故选项C、D 正确,选项A、B错误。 5. 一轻弹簧上端固定,下端挂一重物,平衡时弹簧伸长了 4cm,再将重物向下拉1cm,然后放手, 则在释放瞬间重物的加速度是(g取Wm/s2)() A.2.5m/s2B.7.5m/s2 C.10m/s2D.12.5m/s2 选Ao弹簧伸长量为4cm时,重物处于平衡状态,故mg=kAxi;再将重物向下拉:Lem,则弹簧的伸 长量变为Ax2=5cm,在重物被释放瞬间,由牛顿第二定律可得kAx2-mg=ma;由以上两式解得 a=2.5m/s2,故选项A正确。 【总结提升】瞬时加速度的分析方法 (1) 牛顿第二定律是力的瞬时作用规律,加速度和力同时产生、同时变化、同时消失。分析物 体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析该瞬时前后的受力情况及变化。 (2) 明确轻杆、轻绳、轻弹簧、橡皮条等力学模型的特点:轻杆、轻绳的形变可瞬时产生或 恢复,故其弹力可以瞬时突变;轻弹簧、橡皮条在两端都连有物体时,形变恢复需较长时间,其弹 力大小与方向均不能突变。 【变式训练】如图所示,天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的质量相同的小球,两小球 均保持静止。当突然剪断细绳的瞬间,上面小球A与下面小球B的加速度分别为(以向上为 S3 刀 5 正方向,重力加速度为g)() A. ai=g,a2=g B. ai=2g,a2=0 C. ai=-2g,a2=O D. ai=O,a2=g 选C。由平衡条件知,剪断细绳前绳与弹簧的拉力分别为2mg、mg;剪断细绳后瞬间,弹簧弹力 不变,大小仍为mg,故B球所受合力仍为0,则a2=0;球A受重力和弹簧弹力作用,F合=2mg,方向 向下,故ai=-2g,C项正确。 二、非选择题(15分) 6. 在2012年珠海航展中,歼-10的精彩表演再次为观众献上了视觉盛宴。经查阅资 料知,歼-10的质量为m=1.2xl04kg,在跑道上滑行时发动机的推力为F=1.2xlO5N,歼 T0受到的阻力为重力的0.1倍,求: (1) 歼-10在跑道上滑行时的加速度a的大小; (2) 由静止开始加速滑行5s时的速度。 (1) 由题意可知歼-10所受合外力: F 合=「子阻=1.2x105N-1.2x104x10 x0.1N =1.08xl05N 由牛顿第二定律F=ma得: F 1.08X105,, a=—=m/s2=9m/s2o m 1.2X104 (2) 5s后的速度: v=Vo+at=O+5x9 m/s=45 m/so 答案:(l)9m/s2 (2)45m/s 能力提升训练a (25分钟50分) 一、选择题(本题共4小题,每小题7分,共28分。多选题已在题号后标出) 1. 质量为2kg的物体,在Fi=2N、F2=8N的两个力同时作用下,获得的加速度可能为() A.lm/s2B.2m/s2 C.4m/s2D.6m/s2 选c。二力合成时,合力的范围为]F1-F2 |