高中物理人教版必修第一册课后练习 分层集训14　牛顿第二定律word版含解析

分层集训14　牛顿第二定律
[合格达标练]
题组一　对牛顿第二定律的理解
1．对牛顿第二定律的理解正确的是(　　)
A．由F＝ma可知，F与a成正比，m与a成反比
B．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
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，加速度不会消失
2．关于力的单位“牛顿”的理解，以下说法中正确的是(　　)
A．“N”这个单位是由质量1
kg的物体所受重力为9.8
N而规定下来的
B．“N”这个单位是由牛顿第二定律F＝kma，当k＝1时规定下来的
C．使质量为1
kg的物体产生9.8
m/s2的加速度的力为1
N
D．物体所受重力为19.6
N中“N”并不是规定的，而是测出来的
3．对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力，当力刚开始作用的瞬间(　　)
A．物体立即获得加速度
B．物体立即获得速度
C．物体同时获得速度和加速度
D．由于物体来不及运动，所以物体的速度和加速度都为零
4．原来做匀加速直线运动的物体，当它的合外力逐渐减小时(　　)
A．它的加速度将减小，它的速度也减小
B．它的加速度将减小，它的速度在增加
C．它的加速度和速度都保持不变
D．情况复杂，加速度和速度的变化均无法确定
题组二　牛顿第二定律的简单应用
5．随着居民生活水平的提高，家庭轿车越来越多，行车安全就越发显得重要．在行车过程中规定必须要使用安全带．假设某次急刹车时，由于安全带的作用，使质量为70
kg的乘员具有的加速度大小约为6
m/s2，此时安全带对乘员的作用力最接近(　　)
A．100
N　　　　　　　　B．400
N
C．800
N
D．1
000
N
6．(多选)质量为1
kg的物体受3
N和4
N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
7．如图所示，鸟沿虚线斜向上加速飞行，空气对其作用力可能是(　　)
A．F1
B．F2
C．F3
D．F4
8.
如图所示，质量m＝10
kg的物体在水平面上向右运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，与此同时物体受到一个水平向左的推力F＝20
N的作用，g取10
m/s2，则物体的加速度是(　　)
A．0
B．4
m/s2，水平向右
C．4
m/s2，水平向左
D．2
m/s2，水平向右
9．如图，某人在粗糙水平地面上用水平恒力F推一购物车沿直线前进，已知推力大小是80
N，购物车的质量是20
kg，购物车与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，g取10
m/s2，下列说法正确的是(　　)
A．购物车受到地面的支持力是40
N
B．购物车受到地面的摩擦力大小是40
N
C．购物车沿地面将做匀速直线运动
D．购物车将做加速度为a＝4
m/s2的匀加速直线运动
10.
如图所示，一木块沿倾角θ＝37°的光滑固定斜面自由下滑．(g取10
m/s2，sin
37°＝0.6，cos
37°＝0.8.)
(1)求木块的加速度大小；
(2)若木块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，求木块加速度的大小．
11.
如图所示，静止在水平地面上的小黄鸭质量m＝20
kg，受到与水平面夹角为53°的斜向上的拉力，小黄鸭开始沿水平地面运动．若拉力F＝100
N，小黄鸭与地面的动摩擦因数为0.2，g＝10
m/s2，求：(sin
53°＝0.8，cos
53
°＝0.6，g＝10
m/s2)
(1)把小黄鸭看做质点，作出其受力示意图；
(2)地面对小黄鸭的支持力；
(3)小黄鸭运动的加速度的大小．
[素养提升练]
12．(多选)在光滑水平面上有一物块受水平恒力F的作用而运动，在其正前方固定一个足够长的轻质弹簧，如图所示，当物体与弹簧接触并将弹簧压至最短的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．物块接触弹簧后即做减速运动
B．物块接触弹簧后先加速后减速，且加速度先减小后增大
C．当弹簧压缩量最大时，物块的加速度等于零
D．当物块的速度为最大时，物块的加速度等于零
13．(多选)如图所示，当小车水平向右加速运动时，物块M相对静止于车厢后竖直壁上．当小车的加速度增大时(　　)
A．M所受的静摩擦力增大
B．M对车厢的作用力增大
C．M仍相对车厢静止
D．M受到的合外力为零
14．如图所示，跳伞运动员在下落过程中，假定伞所受空气阻力的大小跟下落速度的平方成正比，即F＝kv2，比例系数k＝20
N·s2/m2，跳伞运动员与伞的总质量为72
kg，起跳高度足够高，则：
(1)跳伞运动员在空中做什么运动？收尾速度是多大？
(2)当速度达到4
m/s时，下落加速度是多大？(g取10
m/s2)
分层集训14　牛顿第二定律
1．解析：虽然牛顿第二定律的表达式为F＝ma，但F由外界决定，与a无关，因为a是由m和F共同决定的，即a∝，且a与F同时产生、同时消失、同时存在、同时改变；a与F的方向永远相同．综上所述，可知A、B、D错误，C正确．
答案：C
2．解析：在国际单位制中力的单位是牛顿，它属于导出单位，是根据牛顿第二定律F＝ma定义的，1
N就是使质量1
kg的物体产生1
m/s2加速度的力，故A、C、D错误，B正确．
答案：B
3．解析：根据牛顿第二定律F＝ma知，加速度与合外力是瞬时对应的关系，合外力变化，加速度同时随着变化．当力刚开始作用的瞬间，立即获得了加速度；根据v＝at可知，物体获得速度需要一定的时间，故A正确，B、C、D错误．
答案：A
4．解析：物体原来做匀加速直线运动，所以合外力逐渐减小时，加速度也逐渐减小，而速度仍在增加．
答案：B
5．解析：根据牛顿第二定律：F＝ma＝70×6
N＝420
N，B正确．
答案：B
6．解析：当F1＝3
N和F2＝4
N的两个力同向时，产生的加速度最大，amax＝＝
m/s2＝7
m/s2；当F1与F2反向时，产生的加速度最小，amin＝
m/s2＝1
m/s2.则amin≤a≤amax，即1
m/s2≤a≤7
m/s2.
答案：AB
7．解析：小鸟沿虚线斜向上加速飞行，说明合外力方向沿虚线斜向上，小鸟受两个力的作用，空气的作用力F和重力G，如图所示．故选B.
答案：B
8．解析：取向右为正方向，物体受到的摩擦力Ff＝－μmg＝－0.2×10×10
N＝－20
N，由牛顿第二定律得F＋Ff＝ma，解得a＝－4
m/s2.
答案：C
9．解析：购物车沿水平面运动，则在竖直方向受到的支持力与重力大小相等，方向相反，所以支持力FN＝20×10
N＝200
N，A错误；购物车受到地面的摩擦力大小是：Ff＝μFN＝0.2×200
N＝40
N，B正确；推力大小是80
N，所以购物车沿水平方向受到的合外力：F合＝F－Ff＝80
N－40
N＝40
N，所以购物车做匀变速直线运动，C错误；购物车的加速度：a＝＝
m/s2＝2
m/s2，D错误．
答案：B
10．解析：(1)
分析木块的受力情况如图甲所示，木块受重力mg、支持力FN两个力作用，合外力大小为mgsin
θ，
根据牛顿第二定律得mgsin
θ＝ma1
所以a1＝gsin
θ＝10×0.6
m/s2＝6
m/s2.
(2)
若斜面粗糙，木块的受力情况如图乙所示，建立直角坐标系．
在x轴方向上mgsin
θ－Ff＝ma2①
在y轴方向上FN＝mgcos
θ②
又因为Ff＝μFN③
由①②③得a2＝gsin
θ－μgcos
θ＝(10×0.6－0.5×10×0.8)
m/s2＝2
m/s2.
答案：(1)6
m/s2　(2)2
m/s2
11．解析：
(1)如图，小黄鸭受到重力、支持力、拉力和摩擦力作用．
(2)竖直方向有：Fsin
53°＋FN＝mg，
解得FN＝mg－Fsin
53°＝120
N，方向竖直向上．
(3)受到的摩擦力为滑动摩擦力，
所以Ff＝μFN＝24
N
根据牛顿第二定律得：Fcos
53°－Ff＝ma，
解得a＝1.8
m/s2.
答案：(1)见解析图
(2)120
N，方向竖直向上
(3)1.8
m/s2
12．解析：物块与弹簧接触前做匀加速直线运动；物块与弹簧接触后，弹簧弹力不断增大，开始阶段弹簧弹力小于推力F，合力向右，加速度向右，物块做加速度不断减小的加速运动；当加速度减小为零时，速度达到最大；接下来物块由于惯性继续向右运动，弹力进一步变大，且大于推力，合力向左，加速度向左，物块做加速度不断变大的减速运动，当速度减为零时，加速度最大，故B、D正确，A、C错误．
答案：BD
13.
解析：小车向右做匀加速直线运动，物块M相对小车静止，加速度与车的加速度相同，以物块为研究对象，受力分析如图所示，对物块，由牛顿第二定律得N＝Ma，a增大，表明N增大，由牛顿第三定律可知，M对车厢壁的压力N′＝N增大，物块受到的最大静摩擦力增大，物块不可能沿壁下滑，M仍相对车厢静止，在竖直方向，M所受合外力为零，由平衡条件得f＝Mg，M所受的静摩擦力不变；M受到的合外力不为零，竖直方向的合力不变，水平方向的合力增大，所以车厢与M的相互作用力增大，故A、D错误，B、C正确．
答案：BC
14．解析：(1)以伞和运动员为研究对象，开始时速度较小，空气阻力F小于重力G，v增大，F随之增大，合力F合减小，伞和运动员一起做加速度a逐渐减小的加速运动；当v足够大，使F＝G时，F合＝0，a＝0，开始做匀速运动，此时的速度为收尾速度，设为vm，
由F＝kv＝G，
得vm＝＝＝6
m/s.
(2)当v＝4
m/s且F＝kv2，由牛顿第二定律得
a＝＝g－＝5.6
m/s2.
答案：(1)先做加速度越来越小的加速运动，后做匀速运动　6
m/s
(2)5.6
m/s2