高中物理教科版必修一 作业 第三章 第3节　牛顿第二定律 Word版含解析

[A组　素养达标]
1．下列叙述中正确的是(　　)
A．在力学的国际单位制中，力的单位、质量的单位、位移的单位选定为基本单位
B．牛、千克都属于力的单位
C．在厘米、克、秒制中，重力加速度g的值等于9.8 cm/s2
D．在力学计算中，所有涉及的物理量的单位都应取国际单位
解析：力学单位制中，质量、长度、时间的单位被选为基本单位，故A错；牛是力的单位，千克是质量的单位，故B错；在厘米、克、秒制中，g＝9.8 m/s2＝980 cm/s2，故C错；在力学计算中，没有特殊说明，所有物理量的单位都应取国际单位，故D正确．
答案：D
2．(多选)对牛顿第二定律的理解正确的是(　　)
A．牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用
B．合力产生的加速度，可认为是作用于物体上的每个力所产生的加速度的矢量和
C．加速度的方向总跟合外力的方向一致
D．当外力停止作用时，加速度随之消失
解析：力是产生加速度的原因，A项因果关系颠倒，故A错；合力产生的加速度与每个分力产生的加速度的合加速度是相同的，只是矢量合成先后的差别，故B对；a与F的方向时时刻刻都相同，故C对；加速度与外力是瞬时对应关系，外力停止作用，加速度同时消失，故D对．
答案：BCD
3．如图所示，小车的直杆顶端固定着小球，当小车向左做匀加速运动时，球受杆作用力的方向可能沿图中的(　　)
A．OA方向
B．OB方向
C．OC方向
D．OD方向
解析：小球随小车向左做匀加速运动，则小球所受重力与杆的作用力两个力的合力水平向左，根据力的合成的平行四边形定则，直杆对小球的作用力只可能沿OA方向，选项A正确，B、C、D错误．
答案：A
4．如图所示，自由落下的小球，从接触竖直放置的弹簧开始到弹簧的压缩量最大的过程中，小球的速度及所受的合力的变化情况是(　　)
A．合力变小、速度变小
B．合力变小，速度变大
C．合力先变小后变大；速度先变大后变小
D．合力先变大后变小；速度先变小后变大
解析：小球开始接触弹簧时，开始重力大于弹力，合力向下，合力为零后，重力小于弹力，合力向上，合力先变小后变大．则加速度方向先向下，与速度方向相同，然后加速度方向向上，与速度方向相反，所以速度先增大后减小．故C正确，A、B、D错误.
答案：C
5．(多选)在研究匀变速直线运动的实验中，取计数时间间隔为0.1 s，测得相邻相等时间间隔的位移差的平均值Δx＝1.2 cm，若还测出小车的质量为500 g，则关于加速度、合外力大小及单位，既正确又符合一般运算要求的是(　　)
A．a＝＝ m/s2＝120 m/s2
B．a＝＝ m/s2＝1.2 m/s2
C．F＝ma＝500×1.2 N＝600 N
D．F＝ma＝0.5×1.2 N＝0.6 N
解析：在应用公式进行数量运算的同时，也要把单位代入运算．带着单位运算时，单位换算要准确．可以把题中已知量的单位都用国际单位表示，计算结果的单位就是用国际单位表示的．这样在统一已知量的单位后，就不必一一写出各个量的单位，只在数字后面写出正确单位即可．选项A中Δx＝1.2 cm没变成国际单位，C项中的小车质量m＝500 g没变成国际单位，所以A、C均错误，B、D正确．
答案：BD
6．如图所示，A、B两小球分别连在弹簧两端，B端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上．A、B两小球的质量分别为mA、mB，重力加速度为g，若不计弹簧质量，在细线被剪断瞬间，A、B两球的加速度分别为(　　)
A．都等于　　　　　 B.和0
C.g和0 D．0和g
解析：对A球分析，开始处于静止，则弹簧的弹力F＝mAgsin 30°，剪断细线的瞬间，弹簧的弹力不变，对A，所受的合力为零，则A的加速度为0；对B，根据牛顿第二定律得，aB＝＝＝g.故选项D正确．
答案：D
7．竖直起飞的火箭在推力F的作用下产生10 m/s2的加速度，若推力增大到2F，则火箭的加速度将达到(g取10 m/s2)(　　)
A．20 m/s2 B．25 m/s2
C．30 m/s2 D．40 m/s2
解析：推力为F时，F－mg＝ma1，当推力为2F时，2F－mg＝ma2.以上两式联立可得：a2＝30 m/s2.故C正确．
答案：C
8．如图所示，底板光滑的小车上用两个量程均为20 N、完全相同的弹簧秤甲和乙系住一个质量为1 kg的物块．当小车在水平地面上做匀速直线运动时，两弹簧秤的示数均为10 N，当小车做匀加速直线运动时，弹簧秤甲的示数变为8 N．这时小车运动的加速度大小是(　　)
A．2 m/s2 B．8 m/s2
C．6 m/s2 D．4 m/s2
解析：开始时甲和乙的弹力均为10 N，合力为零；小车加速时，弹簧秤甲的示数变为8 N，而由于小车长度不变，则甲弹簧的形变的变化量与乙必相等，故乙弹簧的示数应为12 N，故物体受到的合力为4 N，根据牛顿第二定律，有：a＝＝ m/s2＝4 m/s2，故选项D正确．
答案：D
9．如图所示，质量为2 kg的物体在40 N水平推力作用下，从静止开始1 s内沿竖直墙壁下滑3 m．求：(g取10 m/s2)
(1)物体运动的加速度大小；
(2)物体受到的摩擦力大小；
(3)物体与墙间的动摩擦因数．
解析：(1)由h＝at2，可得a＝＝ m/s2＝6 m/s2.
(2)分析物体受力情况如图所示：
水平方向：物体所受合外力为零，N＝F＝40 N
竖直方向：取向下为正方向，由牛顿第二定律得mg－f＝ma，
可得f＝mg－ma＝8 N.
(3)物体与墙间的滑动摩擦力f＝μN
所以μ＝＝＝0.2.
答案：(1)6 m/s2　(2)8 N　(3)0.2
[B组　素养提升]
10．(多选)一质量为m＝1 kg的物体在水平恒力F作用下沿水平面运动，1 s末撤去恒力F，其v -t图像如图所示，则恒力F和物体所受阻力F′的大小是(　　)
A．F＝8 N B．F＝9 N
C．F′＝2 N D．F′＝3 N
解析：撤去恒力F后，物体在阻力作用下运动，由v -t图像可知，1～3 s内物体的加速度为3 m/s2，由牛顿第二定律F＝ma可知，阻力F′＝3 N；由图像可知在0～1 s内其加速度为6 m/s2，由牛顿第二定律得F－F′＝ma′，可求得F＝9 N，B、D正确．
答案：BD
11．将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比．下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图像，可能正确的是(　　)
解析：皮球上升过程中受重力和空气阻力作用，由于空气阻力大小与速度成正比，速度v减小，空气阻力f＝kv也减小，根据牛顿第二定律得mg＋f＝ma，知a＝＋g，可知a随v的减小而减小，且v变化得越来越慢，所以a随时间t减小且变化率减小，当v＝0时，a＝g，选项C正确．
答案：C
12．如图所示，质量为m＝20 kg的物块受到与水平面成37°角、大小为100 N的力的作用，在水平地面上以2 m/s2的加速度做匀加速直线运动，试分析当撤去力F时，物体的加速度为多少？(cos 37°＝0.8，sin 37°＝0.6，g取10 m/s2)
解析：未撤去力F时，物体受力如图所示．以加速度的方向为x轴正向，建立坐标系．
x方向上根据牛顿第二定律得
Fcos θ－f＝ma，
所以f＝Fcos θ－ma＝80 N－40 N＝40 N.
y方向上物体受力平衡，即N＋Fsin θ＝mg，
所以N＝mg－Fsin θ＝200 N－60 N＝140 N.
又由f＝μN，得μ＝＝＝.
当撤去力F时物体受力如图所示．物体沿原来的方向做匀减速直线运动．
则N′＝mg
f′＝μN′＝μmg
所以由牛顿第二定律得
a′＝＝μg＝×10 m/s2≈2.86 m/s2，方向与物体运动方向相反．
答案：2.86 m/s2
[C组　学霸冲刺]
13．如图所示，物块1、2间用刚性轻杆连接，物块3、4间用轻质弹簧相连，物块1、3质量为m，物块2、4质量为M，两个系统均置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块1、2、3、4的加速度大小分别为a1、a2、a3、a4.重力加速度大小为g，则有(　　)
A．a1＝a2＝a3＝a4＝0
B．a1＝a2＝a3＝a4＝g
C．a1＝a2＝g，a3＝0，a4＝g
D．a1＝g，a2＝g，a3＝0，a4＝g
解析：在抽出木板的瞬时，物块1、2与刚性轻杆接触处的形变立即消失，受到的合力均等于各自重力，所以由牛顿第二定律知a1＝a2＝g；而物块3、4间的轻弹簧的形变还来不及改变，此时弹簧对物块3向上的弹力大小和对物块4向下的弹力大小仍为mg，因此物块3满足mg＝F，a3＝0；由牛顿第二定律得物块4满足a4＝＝g，所以C对．
答案：C