【物理】2020届一轮复习人教版 牛顿第二定律 课时作业 9页

‎3　牛顿第二定律 ‎1．(对牛顿第二定律的理解)关于牛顿第二定律，以下说法中正确的是(　　)‎ A．由牛顿第二定律可知，加速度大的物体，所受的合外力一定大 B．牛顿第二定律说明了，质量大的物体，其加速度一定小 C．由F＝ma可知，物体所受到的合外力与物体的质量成正比 D．对同一物体而言，物体的加速度与物体所受到的合外力成正比，而且在任何情况下，加速度的方向始终与物体所受的合外力方向一致 答案　D 解析　加速度是由合外力和质量共同决定的，故加速度大的物体，所受合外力不一定大，质量大的物体，加速度不一定小，选项A、B错误；物体所受到的合外力与物体的质量无关，故C错误；由牛顿第二定律可知，物体的加速度与物体所受到的合外力成正比，并且加速度的方向与合外力方向一致，故D选项正确．‎ ‎2．(合外力、加速度、速度的关系)物体在与其初速度方向相同的合外力作用下运动，取v0方向为正时，合外力F随时间t的变化情况如图3所示，则在0～t1这段时间内(　　)‎ 图3‎ A．物体的加速度先减小后增大，速度也是先减小后增大 B．物体的加速度先增大后减小，速度也是先增大后减小 C．物体的加速度先减小后增大，速度一直在增大 D．物体的加速度先减小后增大，速度一直在减小 答案　C 解析　由题图可知，物体所受合力F随时间t的变化是先减小后增大，根据牛顿第二定律得：物体的加速度先减小后增大；由于合外力F方向与速度方向始终相同，所以物体加速度方向与速度方向一直相同，所以速度一直在增大，选项C正确．‎ ‎3．(水平面上加速度的求解)如图4所示，质量为1 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5，物体受到大小为20 N、与水平方向成37°角斜向下的推力F作用时，沿水平方向做匀加速直线运动，求物体加速度的大小．(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)‎ 图4‎ 答案　5 m/s2‎ 解析　取物体为研究对象，受力分析如图所示，建立直角坐标系．在水平方向上：‎ Fcos 37°－Ff＝ma①‎ 在竖直方向上：FN＝mg＋Fsin 37°②‎ 又因为：Ff＝μFN③‎ 联立①②③得：a＝5 m/s2‎ ‎4．(斜面上加速度的求解) (1)如图5所示，一个物体从光滑斜面的顶端由静止开始下滑，倾角θ＝30°，斜面静止不动，重力加速度g＝10 m/s2.求物体下滑过程的加速度有多大？‎ 图5‎ ‎(2)若斜面不光滑，物体与斜面间的动摩擦因数μ＝，物体下滑过程的加速度又是多大？‎ 答案　(1)5 m/s2　(2)2.5 m/s2‎ 解析　(1)根据牛顿第二定律得：mgsin θ＝ma1‎ 所以a1＝gsin θ＝10× m/s2＝5 m/s2‎ ‎(2)物体受重力、支持力和摩擦力，根据牛顿第二定律得 mgsin θ－Ff＝ma2‎ FN＝mgcos θ Ff＝μFN 联立解得：a2＝gsin θ－μgcos θ＝2.5 m/s2‎ 课时作业 一、选择题(1～7为单项选择题，8～10为多项选择题)‎ ‎1．根据牛顿第二定律，下列叙述正确的是(　　)‎ A．物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比 B．物体所受合外力必须达到一定值时，才能使物体产生加速度 C．物体加速度的大小跟它所受作用力中的任一个的大小成正比 D．当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时，物体水平加速度大小与其质量成反比 答案　D 解析　根据牛顿第二定律可知：合外力一定时，物体加速度的大小跟质量成反比，与速度无关，A错误；力是产生加速度的原因，只要有力，就产生加速度，力与加速度是瞬时对应的关系，B错误；物体加速度的大小跟物体所受的合外力成正比，而不是跟它所受作用力中的任一个的大小成正比，C错误；当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时，根据牛顿第二定律F＝ma可知，物体水平加速度大小与其质量成反比，D正确．‎ ‎2.如图1为第八届珠海航展上中国空军“八一”飞行表演队驾驶“歼－10”战机大仰角沿直线加速爬升的情景．则战机在爬升过程中所受合力方向(　　)‎ 图1‎ A．竖直向上 B．与速度方向相同 C．与速度方向相反 D．与速度方向垂直 答案　B ‎3．一物块静止在粗糙的水平桌面上．从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用．假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小．能正确描述F与a之间关系的图象是(　　)‎ 答案　C 解析　物块在水平方向上受到拉力和摩擦力的作用，根据牛顿第二定律，有F－Ff＝ma，即F＝ma＋Ff，该关系为线性函数．符合该函数关系的图象为C.‎ ‎4.如图2所示，质量m＝10 kg的物体，在水平地面上向左运动，物体与水平地面间的动摩擦因数μ＝0.2，与此同时，物体受到一个水平向右的推力F＝20 N的作用，则物体的加速度为(取g＝10 m/s2)(　　)‎ 图2‎ A．0‎ B．4 m/s2，水平向右 C．2 m/s2，水平向右 D．2 m/s2，水平向左 答案　B 解析　物体受到的滑动摩擦力大小Ff＝μmg＝20 N，方向水平向右，物体的合外力F合＝F＋Ff＝40 N，方向水平向右，根据牛顿第二定律：F合＝ma，a＝4 m/s2，方向水平向右．‎ ‎5．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3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的变化情况是(　　)‎ 图3‎ 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 答案　C 解析　以小球为研究对象，分析受力情况，如图所示，根据牛顿第二定律得，‎ 水平方向：Fasin α－Fb＝ma①‎ 竖直方向：Facos α－mg＝0②‎ 由题知α不变，由②分析知Fa不变，由①知，Fb＝Fasin α－maa3‎ C．a1>a2，a2a2，a2>a3‎ 答案　C 解析　对物块1，由牛顿第二定律得 Fcos 60°－Ff＝ma1, －μ(mg－Fsin 60°)＝ma1‎ 对物块2，由牛顿第二定律得 Fcos 60°－Ff′＝ma2, －μ(mg＋Fsin 60°)＝ma2‎ 对物块3，由牛顿第二定律得 F－Ff″＝ma3, －μmg＝ma3‎ 比较得a1>a3>a2，所以C正确．‎ ‎7.如图5所示，质量为m的物体沿倾角为θ的斜面匀加速下滑，设物体与斜面间的动摩擦因数为μ，此时物体的加速度的大小为a1；若物体m上再放另一质量为m′的物体，它们一起运动的加速度大小为a2；若物体m上施加一个竖直向下、大小等于m′g的力F，此时下滑的加速度大小为a3.则a1、a2、a3大小的关系是(　　)‎ 图5‎ A．a3>a1>a2 B．a1＝a2a2‎ 答案　B 解析　当物体m沿斜面加速下滑时，对物体进行受力分析，如图所示．‎ x轴：mgsin θ－Ff1＝ma1①‎ y轴：FN1＝mgcos θ②‎ Ff1＝μFN1③‎ 由①②③联立，得a1＝gsin θ－μgcos θ 当物体m上再放一物体m′时，对m、m′组成的整体进行受力分析，如图所示 x轴：(m′＋m)gsin θ－Ff2＝(m′＋m)a2④‎ y轴：FN2＝(m＋m′)gcos θ⑤‎ Ff2＝μFN2⑥‎ 由④⑤⑥联立，得a2＝gsin θ－μgcos θ 当物体m上施加一个竖直向下、大小等于m′g的力F时，对物体m进行受力分析，如图所示 x轴：(mg＋F)sin θ－Ff3＝ma3⑦‎ y轴：FN3＝(mg＋F)cos θ⑧‎ Ff3＝μFN3⑨‎ 由⑦⑧⑨联立，得a3＝ ‎＝gsin θ－μgcos θ＋(sin θ－μcos θ)‎ 因为mgsin θ>μmgcos θ，即sin θ>μcos θ 所以a3>gsin θ－μgcos θ 即a1＝a2