【2020秋备课】高中物理练习新人教版必修1-4.3-牛顿第二定律.docx

4.3 牛顿其次定律
时间：45分钟　　满分：100分
一、单项选择题(每小题6分，共30分)
1．一频闪仪每隔0.04秒发出一次短暂的猛烈闪光，照亮运动中的小球，于是胶片上记录了小球在几个闪光时刻的位置．下图是小球从A点运动到B点的频闪照片示意图．由图可以推断，小球在此运动过程中(　　)

A．速度越来越小
B．速度越来越大
C．受到的合力为零
D．受到合力的方向由A点指向B点
2．一个小金属车的质量是小木车的质量的2倍，把它们放置在光滑水平面上，用一个力作用在静止的小金属车上，得到2 m/s2的加速度．假如用相同的力作用在静止的小木车上，经过2 s，小木车的速度是(　　)
A．2 m/s　　　　　　　 B．4 m/s
C．6 m/s D．8 m/s
3．一个物体受四个力的作用而静止，当撤去其中的F1后，则物体(　　)
A．向F1的方向做匀速直线运动
B．向F1的反方向做匀速直线运动
C．向F1的方向做加速直线运动
D．向F1的反方向做加速直线运动
4．物体在运动过程中(　　)
A．速度大，加速度确定大
B．速度为零，加速度确定为零
C．加速度的方向确定跟速度的方向全都
D．加速度的方向确定跟合外力的方向全都
5．如图所示，水平木板上有质量m＝1.0 kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力F作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小．取重力加速度g＝10 m/s2，下列推断正确的是(　　)

A．5 s内物块的位移为零
B．4 s末物块所受合力大小为4.0 N
C．物块与木板之间的动摩擦因数为0.4
D．6 s～9 s内物块的加速度大小为2.0 m/s2
二、多项选择题(每小题6分，共18分)
6．正在加速上升的气球，下面悬挂重物的绳子突然断开，此时(　　)
A．重物的加速度马上发生转变
B．重物的速度马上发生转变
C．气球的速度马上转变
D．气球的加速度马上增大
7．设雨滴从很高处竖直下落，所受空气阻力F和其速度v成正比．则雨滴的运动状况是(　　)
A．先加速后减速，最终静止
B．先加速后匀速
C．先加速后减速直至匀速
D．加速度渐渐减小到零

8．在光滑的水平面上，a、b两小球沿水平面相向运动．当小球间距小于或等于L时，受到大小相等、方向相反的相互排斥的恒力作用，当小球间距大于L时，排斥力为零．两小球在相互作用区间运动时始终未接触．两小球运动时速度v随时间t的变化关系图象如图所示，由图可知(　　)
A．a小球的质量大于b小球的质量
B．在t1时刻两小球间距最小
C．在0～t2时间内两小球间距渐渐减小
D．在0～t3时间内b小球所受排斥力的方向始终与运动方向相反
三、非选择题(共52分)

9．(8分)如右图所示，质量为m的物体P与车厢的竖直面间的动摩擦因数为μ，要使物体P不下滑，车厢的加速度的最小值为________，方向为________．
10．(12分)放在光滑水平面上质量为2 kg的物体，受到大小分别为3 N和4 N两个水平力的作用，则物体加速度的最大值是_______
m/s2，加速度的最小值是________m/s2，当这两个水平力相互垂直时，物体的加速度大小是________m/s2.

11．(10分)如图所示，水平恒力F＝20 N，把质量m＝0.6 kg的木块压在竖直墙上，木块离地面的高度H＝6 m．木块从静止开头向下做匀加速运动，经过2 s到达地面．
(1)画出木块的受力示意图；
(2)求木块下滑的加速度a的大小；
(3)木块与墙壁之间的动摩擦因数是多少？(g取10 m/s2)

答案
课后作业
1．A　本题考查同学对频闪照片的生疏，意在考查同学对纸带等相关问题的处理力气．频闪照片中相邻闪光时刻小球对应的位置之间的间距用的时间相等，而相邻间距越来越小，故小球的速度越来越小，A正确，B错误；由小球的速度越来越小可知，小球的加速度(合力)方向由B点指向A点，则C、D错误．
2．D　小木车的加速度应为4 m/s2，所以2 s末，小木车的速度为8 m/s.
3．D　把物体等效为受到两个力的作用，即其余的三个力的合力确定和其中一个力的大小相等，方向相反，撤去其中一个力后，三个力的合力方向和F1的方向相反，所以物体的运动方向和F1方向相反，加速度大小不变．
4．D　速度的大小与加速度的大小没有必定的联系．由加速度的定义式可知加速度的方向与速度变化量的方向相同，由牛顿其次定律可知，加速度的方向与合外力的方向相同．
5．D　本题考查物体的受力分析和运动分析，意在考查考生对力的平衡条件、牛顿其次定律及图象的理解．由Ff—t图象知物块所受到的最大静摩擦力为4 N，滑动摩擦力为3 N,4 s末物块所受到的合力为零，则B项错误；因前4 s内物块处于静止状态，5 s内物块的位移即第5 s内物块的位移不为零，故A项错误；由μmg＝3 N得，物块与木板之间的动摩擦因数μ＝0.3，则C项错误6 s～9 s内物块所受到的合力为5 N－3 N＝2 N，由F合＝ma得，物块的加速度大小a＝2 m/s2，故D项正确．
6．AD　速度不能突变，加速度随力的变化而马上变化．
7．BD　当刚刚开头运动时，空气阻力大小为零，从该时刻起雨滴做加速运动，随着速度的增加阻力增加，但只要是阻力小于重力，雨滴就做
加速运动，当阻力等于重力时，速度不再增加，雨滴做匀速运动．
8．AC　本题考查相互作用力下的运动关系以及牛顿运动定律，意在考查同学应用牛顿运动定律分析解决问题的力气．由题中图象可知，在两小球相互作用的过程中，a小球的加速度小于b小球的加速度，因此a小球的质量大于b小球的质量，A正确；在t2时刻两小球的速度相同，此时距离最小，0～t2时间内两小球间距渐渐减小，因此B错误、C正确；由两小球的受力和运动分析可知，b小球所受排斥力的方向在0～t1时间内与运动方向相反，在t1～t3时间内与运动方向相同，因此D错误．
9.　水平向右
解析：要使物体P不下滑，有mg＝F静，FN＝ma，F静＝μFN，解得a＝.
10．3.5　0.5　2.5
解析：要求加速度的最大值，先求合力的最大值，合力的最大值是7 N，所以加速度的最大值是3.5 m/s2，合力的最小值是1 N，所以加速度的最小值是0.5 m/s2，两个力相互垂直时，合力的大小是5 N，此时加速度的大小是2.5 m/s2.
11．(1)见解析　(2)3 m/s2　(3)0.21

解析：(1)木板受力如图所示．
(2)由H＝at2知
a＝＝ m/s2
＝3 m/s2.①
(3)由牛顿其次定律知
mg－Ff＝ma②
FN－F＝0③
Ff＝μFN④
①②③④联立得μ＝0.21.
12．(10分)如图所示，质量均为m的A和B两球用轻弹簧连接，A球用细线悬挂起来，两球均处于静止状态．假如将悬挂A球的细线剪断，此时A和B两球的瞬间加速度各是多少？

13．(12分)如图所示，沿水平方向做匀加速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，小球和车厢相对静止，球的质量为1 kgg取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)
(1)求车厢运动的加速度，并说明车厢的运动状况；
(2)求悬线对球的拉力．

答案
12.2g，方向向下　0
解析：先分析细线未剪断时A和B的受力状况如图所示．A球受重力mg、弹力F1及细线拉力F2；B球受重力mg、弹力F′1，且F′1＝mg.

剪断细线瞬间，F2瞬时消逝，但轻质弹簧尚未收缩，仍保持原来形变，F1不变，故B球受力不变，此时B球瞬间加速度aB＝0.
此时A球受到的合力向下，F＝F1＋mg，且F1＝F′1＝mg，则F＝2mg，由牛顿其次定律得2mg＝maA，aA＝2g，方向向下．
13．(1)7.5 m/s2，方向向右　车厢向右做匀加速运动或向左做匀减速运动
(2)12.5 N
解析：(1)车厢的加速度与小球的加速度相同，由小球的受力分析知(如图所示)a＝＝g tan37°＝ g＝7.5 m/s2.
加速度大小为7.5 m/s2，方向向右．车厢向右做匀加速运动或向左做匀减速运动．
(2)由图可知，线对小球的拉力大小为

F＝＝＝12.5 N.
悬线对小球的拉力为12.5 N.