最新粤教版高中物理第四章第五节牛顿第二定律的应用练习粤教版必修1.doc

高中物理第四章第五节牛顿第二定律的应用练习粤教
版必修1
1.牛顿第二定律的内容：物体的加速度与物体受的合外力成正比，与物体质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同Ｗ.
2.牛顿第二定律的表达式为F＝ma，其中F是物体受的合外力，a是物体加速度Ｗ.
3.动力学的两类主要问题：
（1）已知力求运动类：已知物体的受力情况，确定物体的运动情况，如物体运动的时间、位移及速度等.
（2）已知运动求力类：已知物体的运动情况，求物体的受力情况Ｗ.
不管哪种类型的问题，加速度始终是联系力与运动的桥梁.
基础练习
1.如果力F在时间t内能使质量为m原来静止的物体产生位移为s，那么（AD）
A.相同的力在相同的时间内使质量是一半的原来静止的物体移动2s的距离
B.相同的力在一半时间内使质量是一半的原来静止的物体移动相同的距离
C.相同的力在两倍时间内使质量是两倍的原来静止的物体移动相同的距离
D.一半的力在相同的时间内使质量是一半的原来静止的物体移动相同的距离
解析：根据牛顿第二定律得F＝ma，物体做匀变速运动，s＝1
2
at2＝
1
2
F
m
t2＝
Ft 2
2m
，由此可得AD 对. 2.用30 N 的水平外力F ，拉一静止放在光滑的水平面上质量为20 kg 的物体，力F 作用3 s 后消失，则第5 s 末物体的速度和加速度分别是（C ）
A.v ＝7.5 m/s ，a ＝1.5 m/s 2
B.v ＝4.5 m/s ，a ＝1.5 m/s 2
C.v ＝4.5 m/s ，a ＝0
D.v ＝7.5 m/s ，a ＝0
解析：物体受F 作用时，做匀加速运动，a ＝F m
＝1.5 m/s 2，v ＝at ＝4.5 m/s ，当撤销F 后，物体受的合力为零，加速度为零，做匀速直线运动，选C.
3.搬运工人沿粗糙斜面把一个物体拉上卡车，当力沿斜面向上，大小为F 时，物体的加速度为a 1；若保持力的方向不变，大小变为2F 时，物体的加速度为a 2，则（D ）
A.a 1＝a 2
B.a 1＜a 2＜2a 1
C.a 2＝2a 1
D.a 2＞2a 1 解析：当力为F 时有a 1＝
F －f m ，当力为2F 时有a 2＝2F －f m ＝2F －2f ＋f
m
＝2a 1＋f
m
，可知a 2＞2a 1，D 对.
4.（多选）静止在光滑水平面上的物体，在水平推力F 作用下开始运动，推力随时间变化的规律如图所示，关于物体在0～t 1时间内的运动情况，正确的描述是（BD ）
A.物体先做匀加速运动，后做匀减速运动
B.物体的速度一直增大
C.物体的速度先增大后减小
D.物体先做加速度增大的加速运动，后做加速度减小的加速运动
解析：由牛顿运动定律可以分析出，由F合＝ma得：F先增大后减小，则a 先增大后减小，说明物体做变加速运动，A、C选项错.在0～t1时间内F的方向不变，F与v同向，则物体始终做加速运动.
5.如图，光滑斜面固定于水平地面，滑块A、B叠放后一起由静止开始下滑，在斜面上运动时，A的受力示意图为（C）
解析：光滑斜面上，滑块A、B叠放后一起由静止开始下滑，加速度方向沿斜面向下，单独对A物体分析，A物体的加速度与整体的加速度相同，也沿斜面向下，其受力如右图，答案C正确.
拓展练习
6.（多选）如图所示，车厢中的弹簧处在拉伸状态，车厢地板上的木块和车厢都处在静止状态.现使车厢向右加速运动，木块仍相对地板静止，此时地板对木块的摩擦力将（CD）
A.一定增大
B.一定减小
C.可能增大
D.可能减小
解析：原来f0＝F，若向右的a较小：由F－f0＝ma⇒f0＝F－ma有f0可减
小，但若a较大，F－f0不足以提供使m产生向右的a时，则f0将变为向右，且f
′＝|F－ma|增大.
7.（多选）如图所示，在水平面上行驶的车厢中，车厢底部放有一个质量为
m
的木块，车厢顶部悬挂一质量为m2的球，悬绳与竖直方向成θ角，它们相对1
车厢处于静止状态，由此可以判定（AC）
A.车厢可能正在向左匀加速行驶
B.车厢一定正在向右匀加速行驶
C.木块对车厢底部的摩擦力大小为m1g tan θ
D.木块对车厢底部的摩擦力为零
解析：由图中m2的偏转方向，说明小车可能正在向左匀加速行驶，也可能
正在向右匀减速行驶，A对；由m2可得：a＝g tan θ，所以对m1，f0＝m1a＝
m
g tan θ，C对.
1
8.如右图所示，放在光滑面上的木块受到两个水平力F1与F2的作用而静止
不动，现保持F1大小和方向不变，F2方向不变，使F2随时间均匀减小到零，再
均匀增加到原来的大小，在这个过程中用a表示木块的加速度，v表示木块运动
的速度，能正确描述木块运动情况的图象是下图中的（A）
解析：物体所受合外力F合＝F1－F2＝ma，当物体静止时F1＝F2，当F1不变，F
变小时，合力增大，a增大；当F2变大时，a减小，合力的方向始终不变.选2
A.
9.（2014·黑龙江高一）如图所示，一个质量为12 kg的物体以v0＝12 m/s
的初速度沿着水平地面向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，物体
始终受到一个水平向右、大小为12 N的恒力F作用（g＝10 m/s2）.求：
（1）物体运动的加速度大小和方向；
（2）5 s末物体受到地面的摩擦力大小和方向；
（3）5 s内物体的位移.
答案：（1）a＝3 m/s2，方向水平向右（2）f＝12 N，方向水平向左（3）
24 m
10.如图所示，一个人用与水平方向成37°的力F＝20 N推一个静止在水平
面上质量为2 kg的物体，物体和地面间的动摩擦因数为0.3.（cos 37°＝0.8，sin 37°＝0.6，g取10 m/s2）求：
（1）物体的加速度多大；
（2）3 s末物体的位移多大；
（3）5 s后撤去F物体还能运动多远？
解析：对物体进行受力分析
N＝mg＋F·sin 37°＝2×10 N＋20×0.6 N＝32 N，f＝μN＝0.3×32 N＝9.6 N，
F
合＝F·cos 37°－f＝20×0.8 N－9.6 N＝6.4 N，a＝
F
合
m
＝
6.4
2
m/s2＝3.2
m/s2.
（2）s3＝1
2
at2＝
1
2
×3.2×32 m＝14.4 m.
（3）v3＝at3＝3.2×5 m/s＝16 m/s；
a′＝f′
m
＝
μmg
m
＝μg＝3 m/s2，
s＝
v2
3
2a′
＝
162
2×3
m＝42.7 m.
答案：见解析
11.（2014·南昌高一）如图所示，固定光滑斜面与地面成一定倾角，一物体在平行斜面向上的拉力作用下向上运动，拉力F和物体速度v随时间的变化规律如图甲、乙所示，取g＝10 m/s2.求物体的质量m及斜面与水平面间的夹角θ.
解析：由题图可得，0～2 s内物体的加速度为：
a＝Δv
Δt
＝0.5 m/s2①
由牛顿第二定律可得：
F－mg sin θ＝ma②
2 s后有：
F′＝mg sin θ③
联立①②③，并将
F＝5.5 N，F′＝5 N
代入解得：
m＝1.0 kg，θ＝30°.
答案：m＝1.0 kg θ＝30°。