（学习方略）2013-2014高中物理 4.3 牛顿第二定律课时提升卷 新人教版必修1

牛顿第二定律
(40分钟 50分)
一、选择题(本大题共6小题,每小题5分,共30分)
1.在牛顿第二定律公式F=kma中,比例系数k的数值(　　)
A.在任何情况下都等于1
B.k的数值是由质量、加速度和力的大小所决定
C.k的数值是由质量、加速度和力的单位所决定
D.在国际单位制中,k的数值一定等于1
2.(2013·成都高一检测)如图所示,放在光滑水平面上的一个物体,同时受到两个水平方向力的作用,其中水平向右的力F1=5N,水平向左的力F2=10N,当F2由10N逐渐减小到零的过程中,物体的加速度大小是(　　)
A.逐渐减小　　　　　　　　 B.逐渐增大
C.先减小后增大 D.先增大后减小
3.质量为2kg的物体放在光滑水平面上,同时受到大小为2N和5N的两个水平力作用,物体的加速度可能为(　　)
A.0 B.2m/s2
C.4m/s2 D.5m/s2
4.(2013·银川高一检测)将物体竖直上抛,假设运动过程中空气阻力不变,其速度-时间图像如图所示,则物体所受的重力和空气阻力之比为(　　)
A.1∶10　　　B.10∶1　　　C.9∶1　　　D.8∶1
5.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(以向上为正方向,重力加速度为g)(　　)
A.a1=g,a2=g
B.a1=2g,a2=0
C.a1=-2g,a2=0
D.a1=0,a2=g
6.(2013·玉溪高一检测)如图所示,在光滑水平面上有甲、乙两木块,质量分别为m1和m2,中间用一原长为L、劲度系数为k的轻质弹簧连接起来,现用一水平力F向左推木块乙,当两木块一起匀加速运动时,两木块之间的距离是(　　)
A.L+　　　　　B.L-
C.L- D.L+
二、非选择题(本大题共2小题,共20分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
7.(8分)(2013·哈尔滨高一检测)一个物体从光滑斜面的顶端由静止开始下滑,斜面长10m,倾角θ=30°,斜面静止不动,物体的质量m=0.4kg,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)物体下滑过程的加速度有多大?
(2)物体从光滑斜面顶端下滑到底端,要用多长时间?
8.(12分)(能力挑战题)质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F,其运动的v -t图像如图所示。g取10m/s2,求:
(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ;
(2)水平推力F的大小;
(3)0～10s内物体运动位移的大小。
答案解析
1.【解析】选C、D。在不同的单位制中,k值是不同的,选项A错误;k值与质量、加速度和力的大小无关,选项B错误;逆向思维假设k与质量有关,换一个物体,k值就要变化。在国际单位制中规定,质量为1kg的物体,产生1m/s2的加速度时,所需要的力为1N。选项C、D正确。
2.【解析】选C。一开始,物体受合力为F=10N-5N=5N,方向向左,当F2由10N逐渐减小,F也逐渐减小,当F2减小到5N时,F值变为0,随着F2的继续减小,F方向变为向右,从0逐渐增大,当F2变为0的时候,F变为最大5N,由牛顿第二定律,物体的加速度也是先减小后增大,故C正确。
3.【解析】选B。两个水平力的合力的最大值为F1+F2,最小值为|F1-F2|,可知amax==m/s2=3.5m/s2,amin==m/s2=1.5m/s2,故物体的加速度范围为1.5m/s2≤a≤3.5m/s2,B正确。
4.【解析】选B。由图像可知物体竖直上升和下落的加速度大小分别为a1=11m/s2,a2=9m/s2物体在竖直向上运动的过程中,由牛顿第二定律得G+Ff=
ma1　①
物体在竖直向下运动的过程中,由牛顿第二定律得
G-Ff=ma2　②
由①②得=,故B正确。
【变式备选】雨滴从空中由静止落下,若雨滴下落时空气对其阻力随雨滴下落速度的增大而增大,下列图像能正确反映雨滴下落运动情况的是(　　)
【解析】选C。雨滴速度增大时,阻力也增大,由牛顿第二定律得a=,故加速度逐渐减小,最终雨滴做匀速运动,只有C项符合题意。
5.【解析】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a1=-2g,C项正确。
【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。
6.【解析】选B。由牛顿第二定律,对甲、乙整体F=(m1+m2)a,对甲kx=m1a,其中x为弹簧的压缩量,解得x=,所以两木块之间的距离为L-x=L-,B正确。
7.【解析】(1)根据牛顿第二定律得:mgsinθ=ma,
所以a=gsinθ=10×m/s2=5m/s2。
(2)由运动学公式得:x=at2,所以t==s=2s
答案:(1)5m/s2　(2)2s
8.【解题指南】首先根据图像信息求得加速度,再根据牛顿第二定律和运动学公式求解其余各量。
【解析】(1)物体做匀减速运动的时间为Δt2=(10-6)s=4s,初速度为v20=8m/s,末速度为v2t=0,加速度为a2,则
a2==-2m/s2
设物体所受的摩擦力为Ff,由牛顿第二定律得
Ff=ma2
Ff=-μmg
联立以上各式解得
μ=0.2
(2)物体做匀加速直线运动的时间为Δt1=6s,初速度为v10=2m/s,末速度为v1t=8m/s,加速度为a1,则
a1==1m/s2
根据牛顿第二定律,有
F+Ff=ma1
联立以上各式解得
F=6N
(3)由匀变速直线运动位移公式,得
x=x1+x2=v10Δt1+a1Δ+v20Δt2+a2Δ=46m
答案:(1)0.2　(2)6N　(3)46m