2017-2018学年高一物理沪科版必修一学业分层测评：第5章 5.3 牛顿第二定律 学业分层测评（含答案）

学业分层测评(十七)
(建议用时：45分钟)
1.(多选)下列对牛顿第二定律的表达式F＝ma及其变形公式的理解，正确的是
(　　)
A.由F＝ma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比B.由m＝可知，物体的质量与其所受合外力成正比，与其运动的加速度成反比
C.由a＝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
D.由m＝可知，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
【解析】　牛顿第二定律的表达式F＝ma表明了各物理量之间的数量关系，即已知两个量，可求第三个量，作用在物体上的合外力，可由物体的质量和加速度计算，并不由它们决定，A错；质量是物体本身的属性，由物体本身决定，与物体是否受力无关，B错；由牛顿第二定律知加速度与合外力成正比，与质量成反比，m可由其他两量求得，故C、D对.【答案】　CD
2.(多选)在牛顿第二定律的数学表达式F＝kma中，有关比例系数k的说法，正确的是(　　)A.k的数值由F、m、a的数值决定
B.k的数值由F、m、a的单位决定
C.在国际单位制中k＝1
D.在任何情况下k都等于1
【解析】　物理公式在确定物理量之间的数量关系的同时也确定了物理量的单位关系.在F＝kma中，只有m的单位取kg，a的单位取m/s2，F的单位取N时.k才等于1，即在国际单位制中k＝1，故B、C正确.
【答案】　BC
3.质量m＝20
g的物体，测得它的加速度a＝20
cm/s2，则关于它所受的合力的大小及单位，下列运算既正确又规范简洁的是(　　)
A.F＝ma＝20×20＝400
N
B.F＝ma＝0.02×0.2＝0.004
N
C.F＝ma＝0.02
kg×0.2
m/s2＝0.004
N
D.F＝ma＝0.02×0.2
N＝0.004
N【解析】　统一单位，m＝0.02
kg，a＝20
cm/s2＝0.2
m/s2，由牛顿第二定律可得F＝ma＝0.02×0.2
N＝0.004
N，D选项既正确又规范简洁.
【答案】　D
4.(多选)有几个同学在一次运算中，得出了某物体位移x的大小同其质量m、速度v、作用力F和运动时间t的关系式分别如下，其中一定错误的是(　　)
A.x＝　　　　　　　
B.x＝
C.x＝Ft
D.x＝
【解析】　把各物理量的单位都用基本单位表示，v的单位符号为m/s，a的单位符号为m/s2，F的单位符号为kg·m/s2，x的单位符号为m.再检验各选项可知A、B、C均错误.
【答案】　ABC
5.(多选)质量为1
kg的物体受3
N和4
N的两个共点力的作用，物体的加速度可能是
(　　)
A.5
m/s2
B.7
m/s2
C.8
m/s2
D.9
m/s2
【解析】　合力取值范围是：1
N≤F≤7
N，由牛顿第二定律得加速度的取值范围为：1
m/s2≤a≤7
m/s2，故A、B正确.
【答案】　AB
6.如图5 3 6所示，质量为m＝10
kg的物体在水平面上向左运动，物体与水平面间动摩擦因数为0.2.与此同时物体受到一个水平向右的推力F＝20
N的作用，则物体产生的加速度是(　　)
图5 3 6
A.0
B.4
m/s2，水平向右
C.2
m/s2，水平向左
D.2
m/s2，水平向右
【解析】　取向右为正方向，由牛顿第二定律得F＋f＝ma，而f＝μmg，解得a＝＝4
m/s2，故物体的加速度大小是4
m/s2，方向向右，B正确.
【答案】　B
7.两个物体A和B，质量分别为m1和m2，互相接触地放在光滑水平面上，如图5 3 7所示，对物体A施以水平的推力F，则物体A对物体B的作用力等于
(　　)
图5 3 7
A.F
B.F
C.F
D.F
【解析】　对A、B整体分析，有F＝(m1＋m2)a，解得a＝.设A、B间的弹力为N，以B为研究对象，则有N＝m2a＝F，B正确.
【答案】　B
8.一木箱静止在光滑的水平地面上，装上货物后木箱和货物的总质量为50
kg.现以200
N的水平推力推木箱，求：
(1)该木箱的加速度；
(2)第2
s末木箱的速度.
【解析】　(1)对木箱受力分析得F＝ma，有a＝＝
m/s2＝4
m/s2.
(2)由v＝at得木箱2
s末的速度
v＝4×2
m/s＝8
m/s.
【答案】　(1)4
m/s2　(2)8
m/s
9.雨滴在空气中下落，当速度比较大的时候，它受到的空气阻力与其速度的二次方成正比，与其横截面积成正比，即f＝kSv2，则比例系数k的单位是
(　　)
A.kg/m4
B.kg/m3
C.kg/m2
D.kg/m
【解析】　将f＝kSv2变形得k＝，采用国际单位制，式中f的单位为N，即kg·m/s2，S的单位为m2，速度的二次方的单位可写为(m/s)2.将这些单位代入上式得，即比例系数k的单位是kg/m3，故B正确.
【答案】　B
10.(多选)设洒水车的牵引力不变，所受的阻力与车重成正比，洒水车在平直路面上原来匀速行驶，开始洒水后，它的运动情况将是(　　)
A.继续做匀速运动
B.变为做匀加速运动
C.变为做变加速运动
D.加速度逐渐增大
【解析】　设洒水车的总质量为M，原来匀速时F牵＝f＝k·Mg，洒水后M减小，阻力减小，由牛顿第二定律得：F牵－kM′g＝M′a，a＝－kg，可知a随M′的减小而增大，洒水车做变加速运动，C、D正确.
【答案】　CD
11.图5 3 8中所示A、B为两个相同物块，由轻质弹簧k和细线l相连，悬挂在天花板上处于静止状态，若将l剪断，则在刚剪断时，A、B的加速度大小aA、aB分别为(　　)
图5 3 8
A.aA＝0、aB＝0
B.aA＝0、aB＝g
C.aA＝g、aB＝g
D.aA＝g、aB＝0
【解析】　剪断细线前物体A受重力、细线竖直向下的拉力和弹簧竖直向上的拉力，细线的拉力等于mg，由平衡条件可知弹簧对物体A的拉力等于2mg，刚剪断细线时，物体A受到弹簧竖直向上的拉力和重力，由于弹簧的形变没有变化，弹簧对物体A的作用力仍为2mg，所以物体A受到的合力方向竖直向上，大小为mg，aA＝＝＝g，方向竖直向上；刚剪断细线时，物体B只受重力作用，加速度aB为重力加速度g，方向竖直向下.
【答案】　C
12.如图5 3 9所示，沿水平方向做匀加速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°，球和车厢相对静止，球的质量为1
kg.(g取10
m/s2，sin
37°＝0.6，cos
37°＝0.8)
图5 3 9
(1)求车厢运动的加速度.
(2)求悬线对球的拉力.
【解析】　(1)小球受力分析如右图所示，由牛顿第二定律得：
mgtan
37°＝ma，
a＝7.5
m/s2，
即车厢的加速度大小为
7.5
m/s2，方向为水平向右.
(2)悬线对球的拉力F＝mg/cos
37°＝1.25mg＝12.5
N，方向沿绳向上.