2013高一物理鲁教版必修1课堂检测：牛顿第二定律

牛顿第二定律
课下检测
(满分60分　时间30分钟)
一、选择题(每小题5分，共35分)
1．下列关于单位制及其应用的说法中，正确的是(　　)
A．基本单位和导出单位一起组成了单位制
B．选用的基本单位不同，构成的单位制也不同
C．在物理计算中，如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示，只要正确应用物理公式，其结果就一定是用这个单位制中的单位来表示的
D．一般来说，物理公式主要确定各物理量间的数量关系，并不一定同时确定单位关系
2．下列说法正确的是(　　)
A．物体的速度为零时，合外力一定为零
B．物体所受外力为零时，速度一定为零
C．物体所受合外力减小时，速度一定减小
D．物体所受合外力减小时，加速度一定减小
3．下列说法中正确的是(　　)
A．物体的质量不变，a正比于F，对a、F的单位不限
B．对于相同的合外力，a反比于m，对m、a单位不限
C．在公式F＝ma中，F、m、a三个量可以同时选取不同的单位
D．在公式F＝ma中，当m和a分别用kg、m/s2作单位时，F必须用N作单位
4．静止在光滑水平面上的木块受到一个方向不变、大小从某一数值逐渐变小的外力作用时，木块将做(　　)
A．匀减速运动
B．匀加速运动
C．速度逐渐减小的变加速运动
D．速度逐渐增大的变加速运动
5．如图3所示，甲、乙之间用细线连接且甲、乙的质量均为m，弹簧和细线的质量可忽略不计，当细线被烧断的瞬间，甲、乙的加速度数值应是下列哪一种情况(　　)
A．甲是0，乙是g 图3
B．甲是g，乙是g
C．甲是0，乙是0
D．甲是，乙是g
6．力F1单独作用于一个物体时，物体具有的加速度大小为2 m/s2，力F2单独作用于同一物体时，物体具有的加速度大小为4 m/s2，当F1、F2共同作用于该物体时，物体具有的加速度大小可能是(　　)
A．2 m/s2　　　　　　　　 B．4 m/s2
C．6 m/s2 D．8 m/s2
7．如图4所示，车沿水平地面做直线运动，车厢内悬挂在车顶上的小球悬线与竖直方向的夹角为θ.放在车厢底板上的物体A跟车厢相对静止．A的质量为m，则A受到的摩擦力的大小和方向是(　　)
A．mgsinθ，向右 B．mgtanθ，向右 图4
C．mgcosθ，向左 D．mgtanθ，向左
二、非选择题(共25分)
8．(8分)如图5甲所示，一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上，L1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向的夹角为θ，L2水平拉直，物体处于平衡状态．现将L2线剪断，求剪断瞬间物体的加速度．
　
图5
(1)下面是某同学对该题的一种解法：
设L1线上拉力为T1，L2线上拉力为T2，物体所受重力为mg，物体在三力作用下保持平衡，有T1cosθ＝mg，T1sinθ＝T2
所以T2＝mgtanθ
剪断细线的瞬间，T2突然消失，物体即在与T2相反的方向获得加速度．
因为mgtanθ＝ma，所以加速度a＝gtanθ，方向与T2的方向相反．
你认为这个结果正确吗？请对该解法作出评价并说明理由．
(2)若将图甲中的细线L1改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图乙所示，其他条件不变，求解的步骤和结果与(1)完全相同，即a＝gtanθ，你认为这个结果正确吗？请说明理由．
9．(8分)一个滑雪的人，质量是75 kg，以v0＝2 m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ＝30°，在t＝5 s的时间内滑下的路程s＝60 m．求滑雪人受到的阻力(包括摩擦和空气阻力)．
10．(9分)如图6所示，传送带与地面倾角θ＝37°，AB长为16 m，传送带以10 m/s的速度匀速运动．在传送带上端A无初速度地释放一个质量为0.5 kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5，求：物体从A运动到B所需的时间(g取10 m/s2) 图6
详解答案：
1．选ABC　选项A、B为单位制的一般性描述，是正确描述；在物理计算中，物理公式既确定了各物理量间的数量关系，又同时确定了其单位关系，故正确的说法为A、B、C.
2．选D　由牛顿第二定律F＝ma及速度与加速度的关系a＝可知：物体的速度为零时，只能说明在某一时刻物体处于静止，但并不能说明物体没有加速度，若有加速度，则合外力不为零．例如汽车启动瞬间，瞬时速度为零，但加速度不为零，汽车在牵引力作用下做变速运动，A错误．合外力为零，物体可能在做匀速直线运动，B错．物体所受合外力减小，只能说明加速度数值在减小，在相同的时间内速度的变化量在减小，若合外力与速度方向一致，则速度增大；若合外力与速度方向相反，则速度减小，故C错误，D正确．
3．选ABD　用控制变量法，我们通过实验验证了在物体受到的合外力不变的情况下，物体的加速度与物体的质量成反比；在质量不变的情况下，物体的加速度与合外力成正比，进而得出了在国际单位制中的牛顿第二定律的数学表达形式．在同一个表达式中各物理量必须选择对应相同的单位制中的单位．
4．选D　木块受到外力作用必有加速度，已知外力方向不变，数值变小，根据牛顿第二定律F＝ma可知，木块加速度的方向不变，大小在逐渐变小，也就是木块每秒增加的速度在减少，由于加速度方向与速度方向一致，木块的速度大小仍在不断增加，即木块做的是加速度逐渐减小、速度逐渐增大的变加速运动．选项A、B、C错误，选项D正确．
5．选B　(1)烧断前，细线的拉力T＝mg，弹簧的弹力F＝2mg.(2)烧断的瞬间，细线的拉力T消失，乙只受重力作用，做自由落体运动，a乙＝g；甲物体受向下的重力和向上的弹力作用，此刻，弹力未来得及变化，大小仍为2mg，对甲运用牛顿第二定律：2mg－mg＝ma甲，解得a甲＝g，方向向上．选项B正确．
6．选ABC　据牛顿第二定律有：F1＝2m，F2＝4m，当二力同向时可使物体产生最大加速度，即2m＋4m＝ma1，a1＝6 m/s2.当二力方向相反时可使物体有最小加速度，即4m－2m＝ma2，a2＝2 m/s2，所以当二力共同作用于该物体时，产生的加速度在2 m/s2～6 m/s2之间，故ABC均有可能．
7．选B　对小球进行受力分析如图甲所示，设小球质量为m1，则有Tcosθ＝m1g和 Tsinθ＝m1a，解得a＝gtanθ，方向向右．再对A物体进行受力分析如图乙所示，f＝ma＝mgtanθ，方向向右，故选B.
8．解析：(1)不正确．因为L2被剪断的瞬间，L1上的张力大小和方向都发生了变化．剪断瞬间物体的加速度a＝gsinθ，方向垂直于L1斜向下．
(2)正确．因为L2被剪断的瞬间，弹簧L1的长度来不及发生突变，其大小和方向都不变．
答案：见解析
9．解析：
如图所示建立坐标系，把重力G沿x轴方向和y轴方向进行分解，得到Gx＝mgsinθ，Gy＝mgcosθ.人沿山坡做的是匀加速运动，由运动学公式s＝v0t＋at2解得a＝
代入数值可得a＝4 m/s2
根据牛顿第二定律得Gx－F阻＝ma
即F阻＝Gx－ma＝mgsinθ－ma
代入数值可得F阻＝67.5 N.
答案：67.5 N
10．解析：开始时，物体的加速度a1＝gsinθ＋μgcosθ＝10 m/s2
因为＝5 m所以物体先以a1匀加速，再以a2匀加速
以a1匀加速的时间t1＝＝ s＝1 s
以a1匀加速的位移s1＝a1t＝×10×12 m＝5 m
当物体与皮带共速后，物体的加速度
a2＝gsinθ－μgcosθ＝2 m/s2
以a2匀加速运动的位移s2＝sAB－s1＝16 m－5 m＝11 m
由s2＝v0t2＋a2t，得t2＝1 s
所以物体从A运动到B的时间t＝t1＋t2＝1 s＋1 s＝2 s.
答案：2 s