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- 第4章 1牛顿第一定律 试卷 试卷 0 次下载
- 第4章 2实验:探究加速度与力、质量的关系 试卷 试卷 0 次下载
- 第4章 4力学单位制 试卷 试卷 0 次下载
- 第4章 5牛顿运动定律的应用 试卷 试卷 0 次下载
高中物理人教版 (2019)必修 第一册3 牛顿第二定律课后作业题
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这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册3 牛顿第二定律课后作业题,共7页。试卷主要包含了下列说法正确的是等内容,欢迎下载使用。
第四章 3 A组·基础达标1.下列说法正确的是( )A.物体所受合外力为零时,物体的加速度可以不为零B.物体所受合外力越大,速度越大C.速度方向、加速度方向、合外力方向总是相同的D.速度方向可与加速度方向成任意夹角,但加速度方向总是与合外力方向相同【答案】D【解析】由牛顿第二定律F=ma知,F合为0,加速度为零;当F合越大,a也越大,由a=知,a大只能说明速度变化率大,速度不一定大,故A、B错误.F合,a,Δv三者方向一定相同,而速度方向与这三者方向不一定相同,C错误.D正确.2.竖直起飞的火箭在推动力F的作用下产生10 m/s2的加速度,若推动力增大到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【答案】C【解析】设火箭的质量为m,根据牛顿第二定律可得,F-mg=ma,所以F=20m,当推动力增大到2F时,2F-mg=ma′,即30m=ma′,所以a′=30 m/s2.3.建筑工人用图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 m/s2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 m/s2)( )A.510 N B.490 NC.890 N D.910 N【答案】B【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的知识得Mg=F+FN,得FN=490 N,根据牛顿第三定律可知人对地面间的压力为490 N,B正确.4.一辆洒水车的牵引力恒定,所受到的摩擦阻力跟车的质量成正比.此车在平直的粗糙路面上以一定的速度匀速行驶,在洒水的过程中,车的运动情况是( )A.保持原速做匀速直线运动B.变为匀加速运动C.变为加速度越来越小的变加速运动D.变为加速度越来越大的变加速运动【答案】D【解析】洒水车开始洒水时,匀速行驶,牵引力等于其所受的摩擦阻力,合外力为零,在洒水的过程中,洒水车的质量减小,所以摩擦阻力也在逐渐减小,此时合外力逐渐增大,洒水车的加速度逐渐增大,所以洒水车做加速度越来越大的变加速运动,故D正确.5.(2021届浙江名校期中)古诗“西塞山前白鹭飞,桃花流水鳜鱼肥.”假设白鹭起飞后在某段时间内向前加速直线飞行,用F表示此时空气对白鹭的作用力,下列关于F的示意图最有可能正确的是( ) A B C D【答案】B【解析】白鹭向前加速直线飞行,则合力水平向前,因重力竖直向下,则空气对白鹭的作用力应该斜向前上方,故B图正确.6.如图所示,质量为m的物体在水平拉力F作用下,沿粗糙水平面做匀加速直线运动,加速度大小为a;若其他条件不变,仅将物体的质量减为原来的一半,物体运动的加速度大小为a′,则( )A.a′<a B.a<a′<2aC.a′=2a D.a′>2a【答案】D【解析】对物体,由牛顿第二定律得F-μmg=ma,F-μg=a′,解得a=-μg,a′=-μg=2+μg=2a+μg>2a,故D正确,A、B、C错误.7.如图,质量为M的楔形物块静置在水平地面上,其斜面的倾角为θ.斜面上有一质量为m的小物块,小物块与斜面之间存在摩擦.用恒力F沿斜面向上拉小物块,使之匀速上滑.在小物块运动的过程中,楔形物块始终保持静止.地面对楔形物块的支持力为( )A.(M+m)g B.(M+m)g-FC.(M+m)g+Fsin θ D.(M+m)g-Fsin θ【答案】D【解析】以物块和楔形物块整体为研究对象,受到重力(M+m)g,拉力F,地面的支持力FN和摩擦力Ff,如图所示.根据平衡条件得,地面对楔形物块的支持力FN=(M+m)g-Fsin θ,故选D.8.如图所示,一个小球从竖直立在地面上的轻弹簧正上方某处自由下落,在小球与弹簧开始接触到弹簧被压缩到最短的过程中,小球的速度和加速度的变化情况是( )A.加速度越来越大,速度越来越小B.加速度和速度都是先增大后减小C.速度先增大后减小,加速度方向先向下后向上D.速度一直减小,加速度大小先减小后增大【答案】C【解析】在接触的第一个阶段mg>kx,F合=mg-kx,合力方向竖直向下,小球向下运动,x逐渐增大,所以F合逐渐减小,由a=得,a=,方向竖直向下,且逐渐减小,又因为这一阶段a与v都竖直向下,所以v逐渐增大.当mg=kx时,F合=0,a=0,此时速度达到最大.之后,小球继续向下运动,mg<kx,合力F合=kx-mg,方向竖直向上,小球向下运动,x继续增大,F合增大,a=,方向竖直向上,随x的增大而增大,此时a与v方向相反,所以v逐渐减小.综上所述,小球向下压缩弹簧的过程中,F合的方向先向下后向上,大小先减小后增大;a的方向先向下后向上,大小先减小后增大;v的方向向下,大小先增大后减小.故C正确,A、B、D错误.9.如图,一小车上有一个固定的水平横杆,左边有一轻杆与竖直方向成θ角与横杆固定,下端连接一质量为m的小球P.横杆右边用一根细线吊一相同的小球Q.当小车沿水平面做直线运动时,细线保持与竖直方向的夹角为α,已知θ<α,不计空气阻力,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )A.小车一定向右做匀加速运动B.轻杆对小球P的弹力沿轻杆方向C.小球P受到的合力不一定沿水平方向D.小球Q受到的合力大小为mgtan α【答案】D【解析】对细线吊的小球研究,根据牛顿第二定律,得mgtan α=ma,得到a=gtan α.故加速度向右,小车向右加速,或向左减速,故A错误;对P球,设受到杆的拉力与竖直方向夹角为β,由牛顿第二定律得mgtan β=ma′,得β=α>θ,则轻杆对小球的弹力方向与细线平行,故B错误;小球P和Q的加速度相同,水平向右,则两球的合力均水平向右,大小F合=ma=mgtan α,故C错误,D正确.B组·能力提升10.(多选)如图所示,A、B球的质量相等,弹簧的质量不计,倾角为θ的斜面光滑,系统静止时,弹簧与细线均平行于斜面,在细线被烧断的瞬间下列说法正确的是( )A.两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下,大小均为gsin θB.B球的受力情况未变,瞬时加速度为零C.A球的瞬时加速度沿斜面向下,大小为2gsin θD.弹簧有收缩的趋势,B球的瞬时加速度向上,A球的瞬时加速度向下,A、B两球瞬时加速度都不为零【答案】BC【解析】系统原来静止,根据平衡条件可知,对B球有F弹=mgsin θ,对A球有F绳=F弹+mgsin θ,细线被烧断的瞬间,细线的拉力立即减为零,但弹簧的弹力不发生改变,则B球受力情况未变,瞬时加速度为零;对A球,根据牛顿第二定律得a===2gsin θ,方向沿斜面向下.选项A、D错误;B球的受力情况未变,瞬时加速度为零,与结论相符,选项B、C正确.11.(多选)一个质量为2 kg的物体在三个共点力作用下保持静止状态.现在撤掉其中两个力,这两个力的大小分别为25 N和20 N,剩余一个力保持不变,则物体此时的加速度大小可能是( )A.1 m/s2 B.10 m/s2C.20 m/s2 D.30 m/s2【答案】BC【解析】两个力的大小分别为25 N和20 N,则这两个力的合力范围为(25-20) N≤F合≤(25+20) N,即 5 N≤F合≤45 N,根据牛顿第二定律得a=,得加速度的范围为2.5 m/s2≤a≤22.5 m/s2,故B、C正确.12.如图所示,轻弹簧的左端固定在墙上,右端固定在放于粗糙水平面的物块M上,当物块处在O处时弹簧处于自然状态,现将物块拉至P点后释放,则物块从P点返回O处的过程中( )A.物块的速度不断增大,而加速度不断减小B.物块的速度先增后减,而加速度先减后增C.物块的速度不断减小,而加速度不断增大D.物块的速度先增后减,而加速度不断减小【答案】B【解析】物体从P点向左运动到O点的过程中,受到向左的弹力和向右的摩擦力,当弹力大于摩擦力时,物体向左做加速运动,由于弹力逐渐减小,故加速度逐渐减小.当加速度减小到零时,速度达到最大,此后由于弹力小于摩擦力,故继续向左做减速运动,由于受到的合力增大,故加速度增大,做加速度增大的减速运动,故物块的速度先增后减,而加速度先减后增,故B正确.13.(多选)如图所示,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的加速度的大小记为a1,S1和S2相对于原长的伸长分别记为Δl1和Δl2,重力加速度大小为g,在剪断的瞬间( )A.a1=3g B.a1=0C.Δl1=2Δl2 D.Δl1=Δl2【答案】AC【解析】对a、b、c分别受力分析如图,根据平衡条件,对a有F2=F1+mg,对b有F1=F+mg,对c有F=mg,所以F1=2mg.弹簧的弹力不能突变,因形变需要过程,绳的弹力可以突变,绳断拉力立即为零.当绳断后,b与c受力不变,仍然平衡,故a=0;对a,绳断后合力为F合=F1+mg=3mg=maa,aa=3g,方向竖直向下,故A正确,B错误.当绳断后,b与c受力不变,则F1=kΔl1,Δl1=;同时F=kΔl2,所以:Δl2=,联立得Δl1=2Δl2,故C正确,D错误.14.如图甲所示,质量为2 kg的木板B静止在水平面上.某时刻物块A(可视为质点)从木板的左侧沿木板上表面滑上木板,初速度v0=4 m/s.此后A和B运动的v-t图像如图乙所示,取重力加速度g=10 m/s2,求:(1)A与B上表面之间的动摩擦因数μ1.(2)B与水平面间的动摩擦因数μ2.(3)A的质量.【答案】(1)0.2 (2)0.1 (3)6 kg【解析】(1)由图像可知,A在0~1 s内的加速度a1==-2 m/s2,对A由牛顿第二定律得-μ1mg=ma1,解得μ1=0.2.(2)由图像知,A、B在1~3 s内的加速度a3==-1 m/s2,对A、B整体由牛顿第二定律得-μ2(M+m)g=(M+m)a3,解得μ2=0.1.(3)由图像可知B在0~1 s内的加速度a2==2 m/s2,对B由牛顿第二定律得μ1mg-μ2(M+m)g=Ma2,代入数据解得m=6 kg.15.质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F,其运动的v-t图像如图所示,g取10 m/s2,求:(1)0~6 s,6~10 s过程中加速度的大小.(2)0~10 s内物体运动的位移.(3)物体与水平面间的动摩擦因数μ和水平推力F的大小.【答案】(1)1 m/s2 2 m/s2 (2)46 m (3)0.2 6 N【解析】(1)0~6 s内的加速度a1== m/s2=1 m/s2,6~10 s内物体的加速度a2== m/s2=-2 m/s2,负号表示加速度方向与速度方向相反,即加速度大小为2 m/s2.(2)图线与时间轴围成的面积表示位移,则0~10 s内物体运动位移的大小x=×(2+8)×6 m+×4×8 m=46 m.(3)减速运动过程根据牛顿第二定律得,摩擦力f=-ma2=2×2 N=4 N,动摩擦因数μ==0.2,加速运动过程根据牛顿第二定律得F-f=ma1,解得F=f+ma1=(4+2×1) N=6 N.
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