1、第5章牛顿运动定律第3节牛顿第二运动定律课后篇巩固提升合格考达标练1.在离地高h处,沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小球,小球的初速度大小均为v,不计空气阻力,两球落地的时间差为()A.hvB.2vgC.2hvD.vg解析上抛小球回到抛出点时的速度大小与抛出时相等,因此两小球落地的时间差等于上抛小球从抛出到回到抛出点所用时间,即t=2vg,选项B正确。答案B2.由牛顿第二定律F=ma可知,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,可是当用很小的力去推很重的桌子时,却推不动,这是因为()A.牛顿第二定律不适用于静止的物体B.桌子加速度很小,速度增量也很小,眼睛观察不到C.推力小于桌子所受到的静摩擦力
2、,加速度为负值D.桌子所受的合力为零,加速度为零解析牛顿第二定律的表达式F=ma中的力F是指合力,用很小的力推很重的桌子时,桌子不动,是因为桌子与地面间的最大静摩擦力大于推力,推力与桌子受到的静摩擦力的合力为零,所以桌子所受的合力为零,仍然静止不动,牛顿第二定律同样适用于静止的物体,所以A、B、C都不正确,只有D正确。答案D3.对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力F,当力刚开始作用的瞬间()A.物体立即获得速度B.物体立即获得加速度C.物体同时获得速度和加速度D.由于物体没有来得及运动,所以速度和加速度都为零解析物体受重力、支持力和水平拉力F三个力的作用,重力和支持力的合力为零,因此物体所
3、受的合力即水平拉力F。由牛顿第二定律可知,力F作用的同时物体立即获得了加速度,但是速度还是零,因为合力F与速度无关,而且速度只能渐变不能突变。因此B正确,A、C、D错误。答案B4.如图所示,一物块位于光滑水平桌面上;用一大小为F,方向如图所示的力去推它,使它以加速度a向右运动。若保持力的方向不变而增大力的大小,则()A.a变大B.a不变C.a变小D.因为物块的质量未知,故不能确定a变化的趋势解析由于桌面光滑,故不受摩擦力,物块受力为重力G、桌面对物体的支持力FN、推力F,设推力与水平方向夹角为,将F沿水平方向和竖直方向分解,由牛顿第二定律得Fcos=ma,所以a=Fcosm,F方向不变而大小增
4、大,可得a变大。选项A正确。答案A5.雨滴从空中由静止落下,若雨滴受到的空气阻力随雨滴下落速度的增大而增大,图中能大致反映雨滴运动情况的是()解析对雨滴进行受力分析可得mg-kv=ma,则雨滴做加速度减小的加速运动。答案C6.现有下列物理量或单位,按下面的要求选择填空。(填字母序号)A.密度B.米/秒C.牛顿D.加速度E.质量F.秒G.厘米H.长度I.时间J.千克(1)属于物理量的是。(2)在国际单位制中,作为基本单位对应的物理量有。(3)在物理量的单位中不属于国际单位的是。(4)在国际单位中属于基本单位的是,属于导出单位的是。解析(1)题中所有各项中,属于物理量的是:密度、加速度、质量、长度
5、、时间,故此空填“A、D、E、H、I”。(2)在国际单位中,作为基本单位对应的物理量有:质量、长度、时间。故此空填“E、H、I”。(3)题中所给的单位中,不属于国际单位的是厘米,故此空填“G”。(4)在国际单位制中属于基本单位的是秒和千克,属于导出单位的是米/秒,牛顿。故应填“F、J”;“B、C”。答案(1)A、D、E、H、I(2)E、H、I(3)G(4)F、JB、C7.车厢底部有一质量为m=5 kg的物体,如图所示,当小车以7.5 m/s2的加速度向右加速运动时,m与小车始终保持相对静止,试分析物体的受力情况,并求出各力的大小。(g取10 m/s2)解析物体共受三个力的作用:重力、支持力和小
6、车给它的摩擦力。其中:重力G=mg=50N,方向竖直向下。支持力N=G=50N,方向竖直向上。摩擦力f=ma=57.5N=37.5N,方向水平向右。答案见解析8.如图所示,质量为4 kg的物体静止在水平面上。现用大小为40 N,与水平方向夹角为37的斜向上的力拉物体,使物体沿水平面做匀加速运动。(g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8)(1)若水平面光滑,物体的加速度是多大?(2)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,物体的加速度是多大?解析(1)水平面光滑时,物体的受力情况如图甲所示由牛顿第二定律:Fcos37=ma1解得a1=8m/s2。甲乙(2)水平面不光滑时,物
7、体的受力情况如图乙所示Fcos37-f=ma2N+Fsin37=mgf=N由得:a2=6m/s2。答案(1)8 m/s2(2)6 m/s2等级考提升练9.声音在空气中的传播速度v与空气的密度、压强p有关。下列速度的表达式(k为比例系数,无单位)中正确的是()A.v=kpB.v=kpC.v=kpD.v=kp解析国际单位制中p的单位是N/m2,1N=1kgm/s2,的单位是kg/m3,代入kp可得kgm/s2m2kg/m3=m2s2=m/s,而m/s即为速度的单位,故B正确,同理可得A、C、D错误。答案B10.如图所示,A物体的质量是B物体的2倍,A物体放在光滑的水平桌面上通过轻绳与B物体相连,两
8、物体释放后运动的加速度为a1,轻绳的拉力为T1;若将两物体互换位置,释放后运动的加速度为a2,轻绳的拉力为T2。不计滑轮轴摩擦和空气阻力,则()A.a1a2=21B.a1a2=12C.T1T2=12D.T1T2=21解析设B物体质量为m,当B物体在滑轮下方拉动A物体时,由牛顿第二定律有mg=(m+2m)a1,T1=2ma1,解得a1=13g,T1=23mg;当两物体互换位置后,A物体在滑轮下方拉动B物体时,由牛顿第二定律有2mg=(m+2m)a2,T2=ma2,解得a2=23g,T2=23mg;则有a1a2=12,T1T2=11,所以B正确,A、C、D错误。答案B11.假设洒水车的牵引力不变且
9、所受阻力与车重成正比,未洒水时,车匀速行驶,洒水时它将()A.做变加速运动B.做初速度不为零的匀加速直线运动C.做匀减速运动D.继续保持匀速直线运动解析根据牛顿第二定律,加速度a=F-kmgm=Fm-kg,随着洒水车总质量m的减小,a变大,所以洒水车做加速度变大的加速运动,选项A正确。答案A12.在静止的车厢内,用细绳a和b系住一个小球,绳a斜向上拉,绳b水平拉,如图所示。现让车从静止开始向右做匀加速运动,小球相对于车厢的位置不变,与小车静止时相比,绳a、b的拉力Fa、Fb变化情况是()A.Fa变大,Fb不变B.Fa变大,Fb变小C.Fa不变,Fb变小D.Fa不变,Fb变大解析以小球为研究对象
10、,分析受力情况,如图所示,根据牛顿第二定律得:水平方向:Fasin-Fb=ma竖直方向:Facos-mg=0由题,不变,由分析得知Fa不变。由得知,Fb=Fasin-maFasin,即Fb变小。答案C13.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。(g取10 m/s2)求:(1)物体运动的加速度大小。(2)物体受到的摩擦力大小。(3)物体与墙壁间的动摩擦因数。解析(1)由h=12at2,可得a=2ht2=2312m/s2=6m/s2。(2)对物体受力分析如图所示:水平方向:物体所受合外力为零,N=F=40N竖直方向:取向下为正方向,由牛顿第
11、二定律得:mg-f=ma,可得:f=mg-ma=8N。(3)物体与墙壁间的滑动摩擦力f=N所以=fN=8N40N=0.2。答案(1)6 m/s2(2)8 N(3)0.214.竖直上抛的物体,初速度是30 m/s,经过2.0 s、3.0 s、4.0 s,物体的位移分别是多大?通过的路程分别是多长?速度分别是多大?(g取10 m/s2)解析上升的最大高度h=v022g=302210m=45m由x=v0t-12gt2得当t1=2.0s时,位移s1=302.0m-12102.02m=40m,小于h,所以路程s1=40m速度v1=v0-gt1=30m/s-102.0m/s=10m/s当t2=3.0s时,位移s2=303.0m-12103.02m=45m,等于h,所以路程s2=45m速度v2=v0-gt2=30m/s-103.0m/s=0当t3=4.0s时,位移s3=304.0m-12104.02m=40m,小于h,所以路程s3=45m+(45-40)m=50m速度v3=v0-gt3=30m/s-104.0m/s=-10m/s,负号表示速度方向与初速度方向相反。答案40 m,45 m,40 m40 m,45 m,50 m10 m/s,0,10 m/s
