2021年高中物理新人教版必修第一册 4.3牛顿第二定律 课时作业14(word含解析)

文档属性

名称 2021年高中物理新人教版必修第一册 4.3牛顿第二定律 课时作业14(word含解析)
格式 zip
文件大小 390.0KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-08-16 10:26:54

图片预览

文档简介

2020-2021学年新人教版必修第一册
4.3牛顿第二定律
课时作业14(含解析)
1.关于运动和力的关系,下列说法中正确的是(

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
2.将装有水的碗置于火车车厢内的水平桌面上.当火车向右做匀加速运动时,水面形状接近于
A.
B.
C.
D.
3.如图所示,穿在水平直杆上质量为m的小球开始时静止,现对小球沿杆方向施加恒力F0,垂直于杆方向施加竖直向上的力F,且F的大小始终与小球的速度成正比,即F=kv(图中未标出).已知小球与杆间的动摩擦因数为μ,小球运动过程中未从杆上脱落,且F0>μmg.下列关于运动中的速度-时间图象正确的是(

A.
B.
C.
D.
4.某物理小组用传感器探究一质量为m的物体从静止开始做直线运动的情况,得到加速度随时间变化的关系如图所示,则由图象可知(  )
A.物体在t=14
s时速度为4.8
m/s
B.物体在10~14
s内的平均速度为3.8
m/s
C.物体先做加速运动,再做减速运动,最后做匀速运动
D.物体在t=2
s与t=8
s时所受合外力大小相等,方向相反
5.如图所示,在动摩擦因数μ=0.2的水平面上有一个质量m=1kg的小球,小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ=45°角的不可伸长的轻绳一端相连,此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰好为零.在剪断轻绳的瞬间(g取10m/s2),下列说法中正确的是(

A.小球受力个数不变
B.小球立即向左运动,且a=8m/s2
C.小球立即向左运动,且a=10m/s2
D.若剪断的是弹簧,则剪断瞬间时小球加速度的大小a=10m/s2
6.质量为、长为的木板放在水平面上,木板与水平面间的动摩擦因数为.将质量的小木块(可视为质点),以的速度从木板的左端水平抛射到木板上(如图所示),小木块与木板间的动摩擦因数为(最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取).以下说法正确的是(

A.木板一定静止不动,小木块不会滑出木板
B.木板一定静止不动,小木块会滑出木板
C.木板一定向右滑动,小木块不会滑出木板
D.木板一定向右滑动,小木块会滑出木板
7.某学生做“验证牛顿第二定律”的实验在平衡摩擦力时,把长木板的一端垫得过高,使得倾角偏大.他所得到的a-F关系可用下列哪根图线表示?图中a是小车的加速度,F是细线作用于小车的拉力._______
A.
B.
C.
D.
8.一个物体受到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.1m/s2
B.3
m/s2
C.5
m/s2
D.6
m/s2
9.在粗糙的水平面上,物体在水平推力作用下由静止开始作匀加速直线运动,作用一段时间后,将水平推力逐渐减小到零,则在水平推力逐渐减小到零的过程中(

A.物体速度逐渐减小,加速度逐渐减小
B.物体速度先增大后减小,加速度先增大后减小
C.物体速度逐渐增大,加速度逐渐减小
D.物体速度先增大后减小,加速度先减小后增大
10.建筑工人用图示的定滑轮装置运送建筑材料.质量为70.0kg的工人站在地面上,通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以0.500m/s2的加速度拉升,忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,则工人对地面的压力大小为(g取10m/s2.)
A.510
N
B.490
N
C.890
N
D.910
N
11.如图所示,甲、已两人在冰面上“拔河”.两人中间位置处有一分界线,约定先使对方过分界线者为赢.若绳子质量不计,冰面可看成光滑,则下列说法正确的是
A.甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力
B.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力
C.若甲的质量比乙大,则甲能赢得“拔河”比赛的胜利
D.若乙对绳的速度比甲快,则已能赢得“拔河”比赛的胜利
12.下列对牛顿第二定律的表达式及其变形公式的理解,正确的是(
)
A.由可知,物体所受的合力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比
B.由可知,物体的质量与其所受合力成正比,与其运动的加速度成反比
C.由可知,物体的加速度与其所受合力成正比,与其质量成反比
D.由可知,物体的质量由它的加速度和它所受到的合力决定
13.如图所示,质量为3
kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面。质量为2
kg的物体B用细线悬挂起来,A、B紧挨在一起但A、B之间无压力。某时刻将细线剪断,A、B一起向下运动过程中(弹簧在弹性限度范围内,g取10
m/s2)
,下列说法正确的是(  )
A.细线剪断瞬间,B对A的压力大小为12
N
B.细线剪断瞬间,B对A的压力大小为8
N
C.B对A的压力最大为28
N
D.B对A的压力最大为20
N
14.某校举行托乒乓球跑步比赛,赛道为水平直道,比赛距离为S.比赛时,某同学将球置于球拍中心,以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动,当速度达到v0时,再以v0做匀速直线运动跑至终点.整个过程中球一直保持在球拍中心不动.比赛中,该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为θ0,如题25图所示.设球在运动中受到空气阻力大小与其速度大小成正比,方向与运动方向相反,不计球与球拍之间的摩擦,球的质量为m,重力加速度为g.
(1)求空气阻力大小与球速大小的比例系数;
(2)求在加速跑阶段球拍倾角随速度变化的关系式;
(3)整个匀速跑阶段,若该同学速度仍为v0,而球拍的倾角比θ0大了β并保持不变,不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化,为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r的下边沿掉落,求β应满足的条件.
15.如图所示,水平地面上放置一个质量为m的物体,在与水平方向成θ角、斜向右上方的拉力F的作用下沿水平地面运动。物体与地面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。求:
(1)若物体在拉力F的作用下能始终沿水平面向右运动,拉力F的大小范围;
(2)已知m=10
kg、μ=0.5,g=10
m/s2,若物体以恒定加速度a=5
m/s2向右做匀加速直线运动,维持这一加速度的拉力F的最小值。
16.如图所示,水平桌面上有一个质量的小物块,小物块分别与水平放置的轻质弹簧和不可伸长的轻质细线一端相连,弹簧的劲度系数,小物块和水平桌面间动摩擦因数。当细线与竖直方向成角时小物块处于静止状态,且与桌面间无挤压。此时剪断细线的瞬间对小物块。求:
(1)细线被剪断前所受的拉力;
(2)剪断细线瞬间小物块的加速度;
参考答案
1.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.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;
B.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;
C.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;
D.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。
故选C。
2.B
【解析】
【分析】
【详解】
当火车向右做匀加速运动时,碗中水也向右做匀加速运动,加速度方向水平向右,根据牛顿第二定律知水所受的合力水平向右,则碗对水的作用力的合力方向大致斜向右上方,所以水面形状接近于B图,故B正确,ACD错误。
3.C
【解析】
试题分析:根据竖直方向上平衡,确定杆子对球弹力的变化,从而得知摩擦力大小的变化,根据牛顿第二定律得出小球加速度的变化.
小球开始重力大于竖直向上的力,支持力方向向上,随着速度的增大,F增大,则支持力减小,摩擦力减小,根据牛顿第二定律,加速度增大.然后竖直向上的拉力大于重力,杆子对球的弹力向下,F增大,弹力增大,摩擦力增大,根据牛顿第二定律,加速度减小,当加速度减小到零,做匀速直线运动,故C正确.
4.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.加速度时间图象与坐标轴所围图形面积表示速度变化,所以物体在t=14s时速度为
故A项错误;
B.物体在10s末的速度为
t=14s时的速度
物体在10~14
s内的平均速度为
故B项正确;
C.从t=0到t=10s的时间内物体的加速度在变化,且方向一直为正,则物体先做加速度变大的变加速运动,再做加速度减小的变加速运动,最后做匀加速运动,故C错误;
D.由图知,物体在t=2s与t=8s时的加速度大小不相等、方向相同,由牛顿第二定律知,在这两个时刻物体所受合外力大小不相等,方向相同,故D项错误。
故选B。
5.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.在剪断轻绳前,分析小球受力,小球受到重力、弹簧弹力和轻绳拉力.应用平衡条件可得弹簧弹力F=mgtan
45°=10
N.剪断轻绳的瞬间,弹簧弹力不变,重力不变,小球将受到水平面的弹力和摩擦力,小球受力个数变化,选项A错误.
BC.此时水平面的弹力为N=mg,摩擦力为f=μN=2
N,小球水平向左的合力为F-f=ma,解得a=8
m/s2,选项B正确,C错误.
D.若剪断的是弹簧,则剪断瞬间小球仍然静止,小球加速度的大小a=0,选项D错误。
故选:B。
6.C
【解析】
【分析】
【详解】
木块对木板的摩擦力
水平面对木板的摩擦力
因为,所以木板一定向右运动,对木块,由牛顿第二定律得
对木板,由牛顿第二定律有
设经过时间t,小木块和木板的速度相等,
解得
共同速度
小木块的位移
木板的位移
小木块相对木板的位移
所以小木块不能滑出长木板,故C正确。
7.C
【解析】
【分析】
【详解】
把长木板的一端垫得过高,使得倾角偏大,那么小车的重力沿斜面分力就会大于摩擦力,在没有绳子拉力时,小车已有了加速度.
故选C.
8.B
【解析】
【分析】
【详解】
一个物体受到4N的力作用时,产生的加速度是2m/s2,根据牛顿第二定律可得物体的质量为2kg,再运用牛顿第二定律得这个物体在6N的力作用下,产生的加速度大小是3m/s2
,故选B。
9.D
【解析】
【分析】
【详解】
物体在水平推力作用下由静止开始作匀加速直线运动,物体水平方向受到推力和滑动摩擦力。水平推力从开始减小到与滑动摩擦力大小相等的过程中,物体受到推力大于摩擦力,物体做加速度,合力减小,加速度减小;此后,推力继续减小,推力小于滑动摩擦力,合力与速度方向相反,物体做减速运动,合力反向增大,加速度反向增大。故物体速度先增大后减小,加速度先减小后增大;故ABC错误,D正确;
故选D。
10.B
【解析】
【分析】
【详解】
对建筑材料进行受力分析根据牛顿第二定律有,得绳子的拉力大小等于F=210N,然后再对人受力分析由平衡的知识得,得FN=490N,根据牛顿第三定律可知人对地面间的压力为490N,B对.
11.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是作用力与反作用力,故选项A错误.
B.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力作用在同一物体上,不是作用力与反作用力,故选项B错误.
C.设绳子的张力为F,则甲、乙两人受到绳子的拉力大小相等,均为F,若m甲>m乙,则由得,a甲D.收绳速度与“拔河”比赛胜负无关,故选项D错误.
12.C
【解析】
【分析】
【详解】
A、物体的合外力与物体的质量和加速度无关;故A错误.
B、D、物体的质量与合外力以及加速度无关,由本身的性质决定,但物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合力而求出;故B,D均错误.
C、根据牛顿第二定律可知,物体的加速度与其所受合外力成正比,与其质量成反比.故C正确.
故选C.
【点睛】
解决本题的关键理解牛顿第二定律的表达式,物体的加速度与其所受合外力成正比,与其质量成反比.
13.AC
【解析】
【分析】
【详解】
AB.剪断细线前,A、B间无压力,则弹簧的弹力为
剪断细线的瞬间,对整体分析,整体的加速度为
隔离B进行分析有
解得
故A正确,B错误;
CD.细线剪断后,整体一起向下运动,先加速后减速,当弹簧被压缩最短时,反向加速度最大,两个物体之间有最大作用力,则有
根据对称性法则可知
解得
所以C正确,D错误。
故选AC。
14.(1)tanθ0(2)tanθ=+tanθ0(3)a’t2≤r
【解析】
【分析】
【详解】
(1)在匀速运动阶段,有mgtanθ0=kv0,
解得:k=tanθ0.
(2)加速阶段,设球拍对球的支持力为N’,有N’sinθ-kv=ma,
N’cosθ=mg
联立解得:tanθ=+tanθ0.
(3)以v0做匀速直线运动时,设空气阻力与重力的合力为F,有
F=.
球拍倾角为θ0+β时,空气阻力与重力的合力不变,设球沿球拍面下滑的加速度大小为a’,有
Fsinβ=ma’,
设匀速跑阶段所用时间为t,有:t=-,
球不从球拍上掉落的条件为a’t2≤r.
解得sinβ≤cosθ0.
15.(1)≤F≤;(2)
40N
【解析】
【分析】
【详解】
(1)要使物体运动时不离开水平面,应有
Fsinθ≤mg
要使物体能向右运动,应有
Fcosθ≥μ(mg-Fsinθ)
联立得
≤F≤
(2)根据牛顿第二定律得
Fcosθ-μ(mg-Fsinθ)=ma
解得
F=
上式变形
其中
?=
当sin(θ+a)=1时F有最小值
解得
代入相关数值解得
Fmin
=40N
16.(1);(2),方向水平向左
【解析】
【分析】
【详解】
(1)细线被剪断前对物块进行受力分析如下
根据竖直方向和水平方向的平衡有


由①②得


(2)
剪断细线瞬间小物块受到线的拉力立即消失,桌面对物块立即出现支持力和摩擦力,弹簧的拉力和重力不变,对物块进行受力分析如下
竖直方向根据平衡条件有

滑动摩擦力

水平方向根据牛顿第二定律得

联立③⑤⑥⑦并带入数据得

加速度方向水平向左。