物理必修13 牛顿第二定律课后作业题

1.（2010·上海高考）将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出，设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变，则物体（  ）

A.刚抛出时的速度最大

B.在最高点的加速度为零

C.上升时间大于下落时间

D.上升时的加速度等于下落时的加速度

【解析】最高点速度为零，物体受重力和阻力，合力不可能为零，加速度不为零，故B项错.上升时做匀减速运动，h=,下落时做匀加速运动，h=,又因为a1=,a2=,所以t1<t2,故C、D错误.根据能量守恒，开始时只有动能，因此开始时动能最大，速度最大，故A项正确.

【答案】A

2.（2010·山东理综）如图甲所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接.图乙中v、a、Ff和x分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程.图乙中正确的是（  ）

【解析】物体在斜面上受重力、支持力、摩擦力作用，其摩擦力大小为Ff1=μmgcosθ,做初速度为零的匀加速直线运动，其v-t图象为过原点的倾斜直线，A错，加速度大小不变，B错，其x-t图象应为一段曲线，D错；物体到达水平面后，所受摩擦力Ff2=μmg>Ff1,做匀减速直线运动，所以正确选项为C.

【答案】C

3．(2009·广东理科基础) 建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料.质量为70.0 kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料以0．500 的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g取10 )    （  ）

A．510 N                              B．490 N

C．890 N                              D．910 N

【解析】对建筑材料进行受力分析，根据牛顿第二定律有F-mg=ma,得绳子的拉力大小等于F=210 N,然后再对人受力分析，由平衡知识得Mg=F+,得=490 N,根据牛顿第三定律可知人对地面的压力为490 N.B对.

【答案】B

4．(2008·广东高考) 质量为m的物体从高处静止释放后竖直下落，在某时刻受到的空气阻力为，加速度为a=g,则的大小是（  ）

A. =mg                              B. =mg

C. =mg                                 D. =mg

【解析】本题考查牛顿第二定律.某时刻由牛顿第二定律得mg-=ma,代入a=g可得=mg.

【答案】B

5．(2009·上海高考) 如图（a），质量m=1 kg的物体沿倾角θ＝37°的固定粗糙斜面由静止开始向下运动，风对物体的作用力沿水平方向向右，其大小与风速v成正比，比例系数用k表示，物体加速度a与风速v的关系如图（b）所示.求：

（1）物体与斜面间的动摩擦因数μ；

（2）比例系数k.（sin37°=0.6,cos70°=0.8,g=10 ）

【解析】（1）对初始时刻：mgsinθ－μmgcosθ＝ma0，①

由右图读出a0=4 代入①式，解得：

μ＝＝0.25.

（2）对末时刻加速度为零：mgsinθ－μ－kvcosθ＝0,②

又＝mgcosθ＋kvsinθ,③

由右图得出此时v=5 m/s代入②③式解得：

k＝＝0.84 kg/s.

【答案】（1）0.25  (2)0.84 kg/s

6．(2009·海南高考) 一卡车拖挂一相同质量的车厢，在水平直道上以v0=12 m/s的速度匀速行驶，其所受阻力可视为与车重成正比，与速度无关.某时刻，车厢脱落，并以大小为a=

2 的加速度减速滑行.在车厢脱落t=3 s 后，司机才发觉并紧急刹车，刹车时阻力为正常行驶时的3倍.假设刹车前牵引力不变，求卡车和车厢都停下后两者之间的距离.

【解析】设卡车的质量为M，车所受阻力与车重之比为μ；刹车前卡车牵引力的大小为F，卡车刹车前后加速度的大小分别为a1和a2.重力加速度大小为g.由牛顿第二定律有

匀速行驶F-2μMg=0.①

车厢脱落卡车刹车前F-μMg=Ma1.②

由①②可得：μMg=Ma1.③

车厢脱落卡车刹车后3μMg=Ma2.④

设车厢脱落后，t=3 s内卡车行驶的路程为x1，末速度为v1,根据运动学公式有

x1=v0t+a1t2,⑤

v1=v0+a1t,⑥

=2a2x2.⑦

式中，x2是卡车在刹车后减速行驶的路程.设车厢脱落后滑行的路程为x,有 =2ax.⑧

卡车和车厢都停下来后相距Δx=x1+x2-x.⑨

带入题给数据得Δx=36 m.

【答案】36 m