4.3 牛顿第二定律同步练习-2021-2022学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册(word版含答案)

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名称 4.3 牛顿第二定律同步练习-2021-2022学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册(word版含答案)
格式 docx
文件大小 138.3KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-11-16 19:22:59

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文档简介

牛顿第二定律
一、单选题
静止在光滑水平面上的物体,对其施加水平向右的力,则在刚开始作用的瞬间,下列说法不正确的是
A. 物体立即有了加速度 B. 加速度方向水平向右
C. 合力越大,加速度也越大 D. 物体质量随加速度变大而变大
将一轻质弹簧固定在竖直的墙壁上,如图所示,右端与一小球相连接,另用一质量不计且不可伸长的细绳与小球相连,另一端固定.当系统静止时水平面对小球的支持力为零,细绳与竖直方向的夹角为小球与水平面间的摩擦不可忽略,且动摩擦因数,小球的质量为,重力加速度取假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,细绳剪断的瞬间,下列说法正确的是
A. 小球仍静止 B. 小球所受合力为
C. 小球的加速度大小为 D. 小球所受的摩擦力为零
如图所示,小球放在真空容器内,球的直径恰好等于正方体的边长,将它们以初速度竖直向上抛出,受到的空气阻力与速度大小成正比,下列说法中正确的是
A. 上升过程中,对作用力向上且越来越小
B. 上升过程中,对作用力向下且越来越小
C. 下降过程中,对作用力向上且越来越小
D. 下降过程中,对作用力向下且越来越小
如图,竖直轻弹簧下端固定,上端连接着质量为的小球,小球在竖直向下的力作用下处于静止状态,弹簧处于弹性限度内.现突然撤去力,小球上升至最高点的过程中,不计空气阻力,重力加速度为,则
A. 撤去力瞬间,小球加速度大小为
B. 小球先做匀加速运动再做匀减速运动
C. 当弹簧恢复到原长时,小球速度最大
D. 小球加速度先减小再增大
下列说法正确的是
A. 物体合外力减小时,速度一定减小
B. 物体的运动方向一定跟合外力的方向相同
C. 物体的加速度跟它所受作用力中的任一个的大小成正比
D. 当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时,物体水平加速度大小与其质量成反比
底板光滑的小车上有一个质量为的木块,其两头用两个完全相同的量程均为的弹簧测力计甲和乙系住。小车在水平地面上做匀速直线运动时,这两个弹簧测力计的示数均为。当小车做匀加速直线运动时,测力计甲的示数变为,这时小车运动的加速度大小是
A. B. C. D.
质量为的木块置于粗糙水平桌面上,若用大小为的水平恒力拉木块,其加速度大小为,所受到的滑动摩擦力为。当拉力方向不变,大小变为时,木块的加速度大小为,则
A. B. C. D.
静止在光滑水平面上的物体,受到一个水平拉力,当力开始作用的瞬间,下列说法正确的是
A. 物体同时获得速度和加速度
B. 物体立即获得加速度,但速度为零
C. 物体的速度和加速度仍为零
D. 物体立即获得速度,加速度仍为零
、为两个质量均为的小球,由轻质弹簧相连,再用细绳悬挂起来处于静止,之后细线被剪断。下列说法不正确的是
A. 在绳子剪断之前,弹簧弹力等于
B. 在绳子剪断瞬间,两球的加速度为无穷大
C. 在绳子剪断瞬间,弹簧的伸长量不变
D. 在绳子剪断瞬间,弹簧弹力等于
二、多选题
如图所示,一轻弹簧上端悬于天花板上,下端悬挂一质量为的小球,当弹簧处于原长时,将小球由静止释放,假设空气阻力可忽略不计,则下列说法中正确的是
A. 小球的运动是简谐运动
B. 当小球的加速度为零时,小球的速度最大
C. 在运动过程中,小球的机械能守恒
D. 小球运动到最低点时,弹簧对小球的弹力大小为
如图所示,倾角为的光滑固定足够长斜面的底端安装有一个挡板,斜面上放有一根轻质弹簧,弹簧的一端固定在挡板上,另一端拴接着质量的小球.开始小球处于静止状态,现用手缓慢压小球直到弹簧缩短量为开始静止时缩短量的三倍时释放,小球向上移动一段距离后速度为零.重力加速度为,则
A. 释放瞬间小球加速度大小为
B. 小球向上移动一段距离过程中加速度先增大后减小
C. 小球向上移动一段距离过程中速度一直减小
D. 小球向上移动一段距离过程中速度先增大后减小
如图所示,物体叠放在物体上,置于粗糙水平面上.、质量分别为、,、之间的动摩擦因数,与水平面之间的动摩擦因数时,此后逐渐增加,在增大到的过程中,则下列说法正确的是认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力
A. 图甲中,时,两物体均保持静止状态
B. 图甲中,拉力达到时,两物体间仍无相对滑动
C. 图乙中,拉力达到时,两物体间仍无相对滑动
D. 图乙中,拉力作用时间内,两物体始终没有出现相对滑动
轻质弹簧一端固定在水平地面上,在另一端轻放一小球与弹簧未连接,平衡时弹簧的压缩量为,如图所示。现用手缓慢压小球直到弹簧压缩量为,突然松手释放小球,小球被竖直向上弹出。已知重力加速度大小为,不计空气阻力,弹簧始终竖直且处于弹性限度内,则从松手到小球到达最高点的过程中,下列说法正确的是
A. 释放瞬间小球的加速度大小为
B. 释放瞬间小球的加速度大小为
C. 小球向上加速阶段弹簧对小球的弹力始终大于小球对弹簧的压力
D. 小球的加速度先减小到后又增大到再保持不变
三、计算
如图所示,半径为的半圆球形容器开口向上固定在水平面上,是水平直径,一个质量为的物块从点正上方高处静止落下,从点无碰撞地进入容器,并沿容器内壁匀速率地下滑,重力加速度为,求:
物块在容器内壁点时与容器内壁间的动摩擦因数;
物块在容器最低点时,对容器的作用力大小。
如图所示,光滑斜面倾角,一个质量的物块在大小为的恒力作用下,在时刻从斜面底端由静止开始上滑。在时撤去力,物块在时恰好回到斜面的底端。已知重力加速度。求:
恒力的大小。
物块沿斜面上升的最大距离。
甲、乙两辆小车放在水平桌面上,在相同拉力的作用下,甲车产生的加速度为,乙车产生的加速度为,甲车的质量是乙车的几倍?不考虑阻力
答案和解析
1.【答案】
【解答】
根据牛顿第二定律,加速度与合力是瞬时对应关系,对静止在光滑水平面上的物体施加水平向右的力,则作用瞬间,物体就有了加速度,加速度方向与力的方向相同水平向右,合力越大,加速度越大,故ABC正确;
D.物体的质量是物体本身的属性,与物体的加速度无关,故D错误。
本题选错误的,故选D。
2.【答案】
【解答】
剪断轻绳前小球受力情况,如图所示:
根据平衡条件得:轻弹簧的弹力大小为:,细线的拉力大小为:,剪断轻绳瞬间弹簧的弹力没有变化,此时轻弹簧的弹力大小仍为,地面的最大静摩擦力为,竖直方向重力和支持力二力平衡,所以剪断瞬间由于弹力大于最大静摩擦力,因此小球合力为,方向水平向左,加速度为,故ABD错误,故C正确。
故选C。
3.【答案】
【解答】
以整体为研究对象,根据牛顿第二定律得到:,上升过程中速度减小,阻力减小,故上升过程加速度大于但逐渐减小,再以球为研究对象,根据牛顿第二定律可得:,受到的合力大于重力,除受到重力外,还应受到向下的压力,对的压力向下且逐渐减小,故A错误,B正确;
以整体为研究对象,根据牛顿第二定律得到:,下降过程中速度增大,阻力增大,故下降过程加速度小于但逐渐减小,再以球为研究对象,根据牛顿第二定律可得:,受到的合力小于重力,除受到重力外,还应受到向上的支持,对的支持力向上且逐渐增大,故CD错误。
故选B。
4.【答案】
【解答】
A、撤去力瞬间,小球受到的合力为,根据牛顿第二定律:,故A错误;
、球开始受到重力、推力和弹簧的支持力,三力平衡,撤去推力后,根据,可知小球先向上做加速度不断减小的加速运动,加速度为零时速度最大,继续向上运动,根据可知再做加速度不断变大的减速运动,到弹簧恢复原长后,弹簧被拉伸,根据,然后做加速度增大的减速运动,直到速度减为零,故B错误、D正确;
C、加速度为零时速度最大,此时重力等于弹力,弹簧处于压缩状态,故C错误。
故选:。
5.【答案】
【解答】
A.由牛顿第二定律可知:物体所受合外力减小,其加速度减小,而物体的加速度的大小与速度无关,所以物体的速度不一定减小。故A错误;
B.物体的运动方向即速度的方向不一定与合外力方向相同,例如匀减速直线运动加速度的方向与速度方向相反,这种情况物体的运动方向与合外力的方向相反。故B错误;
C.由牛顿第二定律可知:物体的加速度的大小跟物体所受的合外力成正比,而不是跟它所受作用力中的任一个的大小成正比。故C错误;
D.当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时,根据牛顿第二定律可知,由于在水平方向上水平分力不变,则水平方向加速度与其质量成反比。故D正确。
故选:。
6.【答案】
【解答】解:因弹簧的弹力与其形变量成正比,当弹簧秤甲的示数由变为时,其形变量减少,则弹簧秤乙的形变量必增大,且甲、乙两弹簧秤形变量变化的大小相等,所以,弹簧秤乙的示数应为物体在水平方向所受到的合外力为:

根据牛顿第二定律,得物块的加速度大小为,小车与物块相对静止,加速度相等,所以小车的加速度为故B正确,、、D错误。
故选:。

7.【答案】
【解答】
中的为物体所受的合外力,第一次物体所受的合外力等于拉力减去摩擦力,即,,第二次物体所受的摩擦力不变,合外力等于,,故D正确。
故选D。
8.【答案】
【解答】
由牛顿第二定律可知,有了力的作用,物体就有了加速度,但是,在力刚开始作用的瞬间,物体还没有运动,所以物体的速度为零。故B正确,ACD错误。
故选B。
9.【答案】
【解答】
A.在绳子剪断之前,对球受力分析,由平衡条件知,弹簧弹力等于重力,故A正确;
B.在绳子剪断瞬间,轻弹簧两端连着质量不为零的物体,由牛顿第二定律可知,加速度不可能为无穷大,故B错误;
C.由位移公式可知,剪断瞬间时间间隔为零两球的位移可认为是零,即弹簧的伸长量不变,故C正确;
D.由,知弹簧的弹力也不突变,即弹力仍等于,故D正确。
本题选择不正确的,故选B。
10.【答案】
【解答】
A.小球受重力和弹簧弹力,根据受力特点符合知小球的运动是竖直方向的简谐运动,故A正确
B.小球向下做加速度减小的加速运动,再做加速度增大的减速运动,所以当小球的加速度为零时,小球的速度最大,故B正确;
C.在运动过程中,小球除重力外,弹簧弹力对其做功,所以小球的机械能不守恒,故C错误;
D.根据简谐运动的对称性,在到达最低点时,有竖直向上的加速度,且为,对小球,由牛顿第二定律得:,所以,所以小球运动到最低点时,弹簧对小球的弹力大小为,故D正确。
故选ABD。
11.【答案】
【解答】
A.设小于静止时弹簧的压缩量为,弹簧的劲度系数为,对小球受力分析,根据牛顿第二定律有:,现用手缓慢压缩小球直到弹簧缩短量为开始静止时弹簧缩短量的三倍时释放,此时弹簧的压缩量为,且不会突变,根据牛顿第二定律有,可得释放瞬间小球的加速度大小为,故A正确;
开始释放的一段时间内,弹簧对小球弹力大小要大于小球重力沿斜面方向的分力,即小球所受合外力沿斜面向上,加速度方向与速度方向相同,小球做加速运动,根据牛顿第二定律有,可知随着弹簧的压缩量减小,小球的加速度减小,当过了小球静止时所在位置时,当弹簧还处于压缩状态时,弹簧对小球的弹力小于小球重力沿斜面向下的分力,小球所受合外力沿斜面向下,小球做减速运动,根据牛顿第二定律有,可知随着弹簧压缩量的减小,小球的加速度增大,由于释放时弹簧的弹力大小为,所以当弹簧恢复原长时,小球的速度方向沿斜面向上,小球继续向上运动,此时弹簧会被拉伸,弹簧的弹力沿斜面向下,根据牛顿第二定律有,可知随着弹簧的伸长量增大,小球的加速度增大,小球速度继续减小,直到速度减小为零,所以此过程中,小球的速度先增大后减小,加速度先减小后增大,故D正确,BC错误。
故选AD。
12.【答案】
【解答】
与之间的最大静摩擦力:
与地面之间的最大静摩擦力:
由于,所以相对于地面先滑动。
A.由题,时,所以在图甲中,时,两物体均保持静止状态。故A正确;
B.图甲中,拉力达到时,两物体相对于地面是滑动的。
若二者仍然相对静止,且相对于恰好要滑动时,与之间的摩擦力达到,此时的加速度:
所以要保持相对静止,二者共同的加速度都是,
对整体进行受力分析得:
代入数据得:
可知,图甲中,拉力达到时已经超过了滑动的临界拉力,所以两物体之间有相对滑动。故B错误;
C.由题,时,所以在图乙中,时,两物体均保持静止状态。故C正确;
D.图乙中,若二者仍然相对静止,且相对于恰好要滑动时,与之间的摩擦力达到,此时的加速度:
则共同的加速度也是,对整体:
代入数据得:
拉力作用时间内,两物体始终不能出现相对滑动。故D正确。
故选:。
13.【答案】
14.【答案】解:根据运动学公式,物块到达点时速度大小为
由于物块在容器内匀速率下滑,因此沿圆弧切向合力为零
则在点, 解得
在容器最低点时,设容器对物块的支持力大小为,根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律有,物块对容器的压力大小为
由于切向合力为零,即摩擦力为零,因此物块对容器的作用力大小为
【解析】本题是力学综合问题,关键是明确球的受力情况和运动规律,根据平抛运动公式、牛顿第二定律、机械能守恒定律列式求解。
15.【答案】解:设物块前的加速度大小为;
根据牛顿第二定律有:
物块末的速度:;
物块前内通过的位移:;
设物块后的加速度大小为;
根据牛顿第二定律有:;
物块后内通过的位移:;
据题意可知:;
联立解得:;
物块末的速度:
设再经过时间物块上升到最大高度;
根据运动学公式有:;
物块沿斜面上升的最大距离:。
答:恒力的大小为;
物块沿斜面上升的最大距离为。
16.【答案】解:根据牛顿第二定律,对甲由,对乙由,
根据关系得:,即,
解得:
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