4.3 牛顿第二定律 课时精练— 2021-2022学年高一上学期物理 人教版(2019)必修第一册(word版含答案)

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名称 4.3 牛顿第二定律 课时精练— 2021-2022学年高一上学期物理 人教版(2019)必修第一册(word版含答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-08-08 16:33:11

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文档简介

4.3
牛顿第二定律
一、单选题
1.力F作用于甲物体(质量为m1)时产生的加速度为a1,此力作用于乙物体(质量为m2)时产生的加速度为a2,若将甲、乙两个物体合在一起,仍受此力的作用,则产生的加速度是(

A.
B.
C.
D.
2.小孩从滑梯上滑下的运动可看做匀加速运动,第一次小孩单独从滑梯上滑下,加速度为a1,第二次小孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下(小狗不与滑梯接触),加速度为a2,则(
)
A.a1=a2
B.a1C.a1>a2
D.无法判断a1与a2的大小
3.对牛顿第二定律的理解正确的是∶(  )
A.由F=ma可知,m与F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
4.如图所示为一同学在网上发现的一幅新能源汽车的漫画,有关这幅漫画,下列说法正确的是(  )
A.磁铁对铁块的作用力大于铁块对磁铁的作用力
B.磁铁对铁块的作用力大小等于铁块对磁铁的作用力
C.根据牛顿第二定律,这种设计能使汽车向前运动
D.只要磁铁的磁性足够强,汽车就可以一直运动下去
5.由牛顿第二定律可知,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,可是当我们用一个力推桌子没有推动时是因为(  )
A.牛顿第二定律不适用于静止的物体
B.桌子的加速度很小,速度增量很小,眼睛不易觉察到
C.推力小于摩擦力,加速度是负值
D.推力、重力、地面的支持力与摩擦力的合力等于零,物体的加速度为零,所以物体仍静止
二、多选题
6.一物体在水平拉力F作用下在水平地面上由甲处出发,经过一段时间撤去拉力,滑到乙处刚好停止.其v-t图像如图所示,则(
)
A.物体在0~t0和t0~3t0两个时间段内,加速度大小之比为3∶1
B.物体在0~t0和t0~3t0两个时间段内,位移大小之比为1∶2
C.物体受到的水平拉力F与水平地面摩擦力f之比为3∶1
D.物体受到的水平拉力F与水平地面摩擦力f之比为2∶1
7.半圆形光滑圆槽内放一质量为m的小球,今用外力拉着圆槽在水平面上匀加速运动,稳定后小球位置如图所示,则小球受圆槽的支持力FN和加速度a为(
)
A.FN=mg
B.FN=mg
C.a=g
D.a=g
8.如图所示,质量为m的小球与弹簧Ⅰ和水平细绳Ⅱ相连,Ⅰ、Ⅱ的另一端分别固定于P、Q两点。小球静止时,Ⅰ中拉力的大小为F1,Ⅱ中拉力的大小为F2,当仅剪断Ⅰ、Ⅱ其中一根的瞬间,球的加速度a应是(  )
A.若剪断Ⅰ,则a=g,方向竖直向下
B.若剪断Ⅱ,则a=,方向水平向左
C.若剪断Ⅰ,则a=,方向沿Ⅰ的延长线方向
D.若剪断Ⅱ,则a=g,方向竖直向上
9.如图,物块a、b和c的质量相同,a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连,通过系在a上的细线悬挂于固定点O。整个系统处于静止状态。现将细线剪断,将物块a的加速度记为a1,S1和S2相对于原长的伸长分别记为Δl1和Δl2,重力加速度为g。在剪断的瞬间(

A.a1=3g
B.a1=0
C.Δl1=2Δl2
D.Δl1=Δl2
10.如图所示,某旅游景点的倾斜索道与水平线夹角θ=30°,当载人车厢以加速度a斜向上加速运动时,人对车厢的压力为体重的1.25倍,此时人与车厢相对静止,设车厢对人的摩擦力为f,人的体重为G,下面正确的是(  )
A.
B.
C.
D.
三、解答题
11.由牛顿第二定律可知、无论多小的力皆能使物体产生加速度,改变物体的运动状态。但是,当我们推静止的柜子时(图),有时即使用了很大的力也无法推动,柜子仍处于静止状态。这与牛顿第二定律矛盾吗?为什么?
12.火箭起飞时需要极大的推力,如图所示。已知某火箭总长度为49.7m,直径为3.35m;每个液体助推器长为15.3m,直径为2.25m;火箭的总起飞质量为460t,起飞推力为6.0×106N。取重力加速度g=10m/s2,试选择数据计算火箭起飞时的加速度。
13.气球上系一重物,自地面上升。当上升到离地面9m时速度为4m/s,此时绳子突然断开。不计空气阻力,取重力加速度g=10m/s2。
(1)重物从离开气球至上升到最高点,经历的时间和上升的高度各为多少?
(2)重物离开气球后经多长时间才能落地?落地时的速度是多大?
14.如图,一辆装满石块的货车在平直道路上以加速度a向前加速运动。货箱中石块B的质量为m,求石块B周围与它接触的物体对石块B作用力的合力F。
15.如图,质量为m的质点在平面坐标系上以某一速度(如图中箭头方向)运动时,受到大小不变、方向为-y方向的合力作用,由此质点的速度先减小后增大。已知质点运动的最小速度为v,恒力的大小为F。
(1)当质点速度大小变为时,速度方向和x方向之间的夹角是多大?
(2)质点速度由v增加到的过程用了多少时间?
参考答案
1.C
【详解】
力F作用于甲物体时
F=m1a1
力F作用于乙物体时
F=m2a2
力F作用于甲、乙组成的整体时
F=(m1+m2)a3
联立解得
a3=
ABD错误,C正确。
故选选C。
2.A
【详解】
设小孩的质量为m,与滑梯的动摩擦因数为μ,滑梯的倾角为θ,小孩下滑过程中受到重力mg、滑梯的支持力N和滑动摩擦力f,根据牛顿第二定律得
mgsinθ-f=ma
N=mgcosθ

f=μN
联立得
a=g(sinθ-μcosθ)
可见加速度a与小孩的质量无关,则当第二次小孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下时,加速度与第一次相同,即有a1=a2。
故选A。
3.C
【详解】
A.物体的质量与合外力及加速度均无关。加速度与合外力成正比,与质量成反比。A错误;
BCD.牛顿第二定律说明物体受到外力时,才有加速度,二者同时产生同时消失,方向一致。BD错误,C正确。
故选C。
4.B
【详解】
AB.磁铁对铁块的作用力和铁块对磁铁的作用力是一对相互作用力,应该相等,故A错误,B正确;
CD.磁铁和铁块都是汽车的一部分,两者之间的作用力是汽车的内部作用,根据牛顿第二定律,没有合外力也就没有加速度,不能前进,故CD错误。
故选B。
5.D
【详解】
ABC.由牛顿第二定律知,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,这里的力指的是合外力,当我们用一个力推桌子时没有推动,因为桌子还受地面的摩擦力,只有当推力大于摩擦力时,桌子才会有加速度,桌子不动,说明合外力为零,即推力等于摩擦力,故ABC错误;
D.桌子在竖直方向还受重力,地面支持力,竖直方向合力也为零,故推力、重力、地面的支持力与摩擦力的合力等于零,物体的加速度为零,所以原来静止仍静止,故D正确。
故选D。
6.BC
【详解】
A.根据速度—时间图像的斜率等于加速度大小,则有在0~t0和t0~3t0两段时间内加速度大小之比为
a1∶a2=∶=2∶1
故A错误;
B.根据“面积”等于位移大小,则有位移之比为
x1∶x2=v0t0∶v0·2t0=1∶2
故B正确;
CD.根据牛顿第二定律
F-f=ma1
f=ma2
则解得
F∶f=3∶1
故C正确,D错误。
故选BC。
7.BD
【详解】
小球受力如图
由牛顿第二定律得
F合=mgtan30°=ma
a=gtan30°=g

FN==mg
故选BD。
8.AB
【详解】
AC.若剪断Ⅰ,绳子的拉力突然变为零,小球仅受重力,加速度为,方向竖直向下,故A正确,C错误;
BD.若剪断Ⅱ,弹簧的弹力未变,绳子的拉力为零,此时两个力的合力水平向左,大小
加速度大小水平向左,大小
故B正确,D错误。
故选AB。
9.AC
【详解】
AB.剪断细线前,对整体由平衡条件可知,细线承受的拉力F=3mg,剪断细线瞬间,物块a所受重力和弹簧拉力不变,由平衡条件可知重力与拉力合力大小为3mg,由牛顿第二定律可知,a1=3g,B错误,A正确;
CD.在剪断细线前,两弹簧S1、S2弹力大小分别为
FT1=2mg
FT2=mg
剪断细线瞬间,两弹簧弹力不变,由胡克定律
F=kx
可知
Δl1=2Δl2
D项错误,C项正确。
故选AC。
10.BD
【详解】
由于人对车厢底的正压力为其重力的1.25倍,所以在竖直方向上有
解得
设水平方向上的加速度为,则
所以

AC错误,BD正确。
故选BD。
考点:考查了牛顿第二定律的应用
11.见解析
【详解】
不矛盾,由于水平推力小于等于桌子的最大静摩擦力,推不动桌子,桌子的合力为零,由牛顿第二定律可知加速度为零,桌子保持原来静止状态。
12.3.04m/s2
【详解】
火箭受重力和推力作用,根据牛顿第二定律
代入数解得
13.(1)0.4s,0.8m;(2)1.8s,14m/s
【详解】
由题意可知,v0=4m/s,h=9m,上升到最高点时速度vt=0。
(1)重物离开气球后将先竖直向上做匀减速直线运动到达最高点。重物运动过程中只受重力,根据牛顿第二定律
mg=ma
解得
a=g=10m/s2
重物从离开气球到上升到最高点,经历时间为t上,上升高度为H上。根据匀变速直线运动公式,有
解得
(2)重物做自由落体运动过程中,下降总高度为H,下落时间为t下。由匀变速直线运动公式,有
又因为
H=H上+h=(0.8+9)m=9.8m
所以
重物从绳断到落地经历的时间
=(0.4+1.4)s=1.8s
重物落地时的速度
v地=gt下=10×1.4m/s=14m/s
所以,绳断后重物经0.4s到达最高点,上升高度为0.8m;经过1.8s才能落到地面,落地时的速度为14m/s,方向竖直向下。
14.,F的方向向前与水平方向的夹角为
【详解】
石块B周围与它接触的物体对石块B作用力F的合力向前方偏上,根据牛顿第二定律和勾股定理得
解得
F的方向与水平方向的夹角为
解得
F的方向向前与水平方向的夹角为,如图所示。
15.(1)60°;(2)
【详解】
(1)速度方向水平时最小为v,当速度大小为2v时,根据运动的合成和分解可知,速度方向与水平夹角满足
则α=60°;
(2)有牛顿第二定律可知加速度大小为
方向沿y轴负方向,在t时刻物体沿y轴的速度为
根据速度公式可得