2012高一物理课件 4.4 牛顿第二定律 5(粤教版必修1)

4.（2009·全国高考Ⅱ）两物体
甲和乙在同一直线上运动，它们
在0～0.4 s时间内的v-t图象如图 4-4-4所示.若仅在两物体之间存在 相互作用，则物体甲与乙的质量之 比和图中时间t1分别为（ ）
A.
1 和0.30 s 3
3
B.3和0.30 s
D.3和0.28 s
C. 1 和0.28 s
【解析】选B.本题考查图象问题.根据速度—时间图象的 特点可知甲做匀加速运动，乙做匀减速运动.根据a= v
t
得3a甲=a乙，根据牛顿第二定律有 由a乙= 4 =10 m/s2=
0.4
1 0.4 - t1
F 1 F m甲 3 m乙
得
m甲 m乙
=3，
,得t1=0.3 s，B正确.
5.（2010·银川高一检测）一轻弹簧上端固定，下端挂
一重物，平衡时弹簧伸长了4 cm，再向下拉1 cm，然后
放手，则刚释放的瞬间，重物的加速度为(g取10 m/s2) （ A.2.5 m/s2 C.10 m/s2 B.7.5 m/s2 D.12.5 m/s2 ）
是（
）
A.由F=ma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比， 与物体的加速度成反比 B.由m= F 可知，物体的质量与所受合外力成正比，与其 运动的加速度成反比 C.由a= F 可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，
m
a
与其质量成反比
F D.由m= 可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和 a 它所受的合外力而求出
答案：gtanθ，方向水平向右
【典例4】如图所示，自动扶梯与水平 面夹角为θ ，上面站着质量为m的人，
当自动扶梯以加速度a加速向上运动
时，求扶梯对人的弹力N和扶梯对人的 摩擦力f的大小. 【思路点拨】将人的受力或加速度进行正交分解，再利 用牛顿第二定律进行求解.
【标准解答】解法一：建立如图所示的直角坐标系，人 的加速度方向沿x轴正方向，由题意可得 x轴方向： fcosθ+Nsinθ-mgsinθ=ma
m 2
由v2t-v20=2a0s得
2 v 2 v0 0 62 s= t m 6m 2a 0 2 (3)
答案：（1）6 N （2）6 m
【典例3】图4-4-2中小球M处于静止状态，弹簧与竖直方 向的夹角为θ ,烧断BO绳的瞬间，试求小球M的加速度的 大小和方向.
【思路点拨】求解该题可按如下思路分析:
1.关于牛顿第二定律,下列说法中错 误的是（ ） A.加速度和力的关系是瞬时对应关系,即a与F同时产生,
同时变化,同时消失
B.物体只有受到力的作用时,才有加速度,同时也就有了 速度 C.任何情况下,加速度的方向总与合外力方向相同,但与 速度v不一定同向 D.当物体受到几个力的作用时,可把物体的加速度看成是 各个力单独作用时所产生的加速度的矢量和
3.（双选）一个物体在几个力的作用下做匀速直线运动，
当与速度方向相同的一个力逐渐减小为零时，关于物体
的运动情况，下列说法正确的是( A.物体的加速度逐渐增大直至最大 B.物体的速度先增大后减小 C.物体的加速度逐渐减小直至为零 )
D.物体的速度先减小后增大
【解析】选A、D.由于物体做匀速直线运动，故几个力的
合力为零，当方向与速度方向相同的一个力逐渐减小时， 其余力的合力逐渐增大直到最大，且与速度方向相反， 由牛顿第二定律知加速度逐渐增大直到最大，由于加速 度方向与速度方向相反，故速度逐渐减小至零后又逐渐
增大，故A、D正确，B、C错误.
4.质量为m的物体从高处静止释放后竖直下落，在某时 刻受到的空气阻力为f，加速度为a= 1 g,则f的大小是
【思路点拨】求解本题应注意以下三点：
【标准解答】选D.加速度a1、a2的方向不确定，故合加速 度a的范围为|a1-a2|≤a≤a1+a2,即1 m/s2≤a≤7 m/s2,故 D项符合题意.
【典例2】（2010·厦门高一检测）质量为2 kg的物体置 于水平面上，用10 N的水平拉力使它从静止开始运动， 第3 s末物体的速度达到6 m/s,此时撤去外力，求： （1）物体在运动过程中受到地面的摩擦力；
【解析】选A.设弹簧的劲度系数为k，重物的质量为m.由
题意知重物的重力mg=0.04 k，放手时弹簧对重物的拉力
5 F=0.05 k，即F= mg.所以放手瞬间重物的加速度 4 a= F - mg 1 g =2.5 m/s2，A正确. m 4
1.（双选）（2010·梅州高一检测）（4分）下列关于牛 顿第二定律的表达式F=ma及其变形公式的理解，正确的
3.（2008·广东高考）用轻绳系一质量为m的砝码并向上 提起，当绳中张力为T=mg时，砝码匀速上升.若绳中张力 变为2T，则砝码匀加速上升，其加速度a的大小为( )
A.a<g
B.a=g
C.g<a<2g
D.a=2g
m
【解析】选B.由牛顿第二定律可知,加速度a= 2T - mg g , 故选B.
m m 3
可得，空气阻力大小f= 2 mg,B选项正确.
3
5.(10分)如图2所示，一木块沿倾角为θ 的光滑斜面自由 下滑，则木块的加速度为多大？
【解析】设物体的质量为m，如图所示， 木块受到重力和支持力的作用，由于木 块沿斜面下滑，所以加速度的方向沿斜 面向下，即重力和支持力的合力的方向
沿斜面向下，由牛顿第二定律得mgsinθ=ma,则木块的
（2）撤去拉力后物体能继续滑行的距离.
【思路点拨】对物体进行受力和运动情况分析，应用牛 顿第二定律和匀变速运动公式求解.
v 6 m/s2=2 m/s2. 【自主解答】（1）由v=at得：a= t 3 由牛顿第二定律：F-f=ma得f=F-ma=（10-2×2） N=6 N
(2)撤去拉力后，加速度 a0=- f - 6 m/s2=-3 m/s2.
【解析】选C、D.物体所受的合外力由其他物体施加，与
物体自身的质量及加速度无关，A错.物体的质量由物体
自身决定，与它所受合外力及其加速度无关，但其大小 可以据其所受合外力及加速度求出，B错，D对.物体的加 速度大小与它所受合外力及其质量有关，与物体所受合 外力成正比，与它的质量成反比，C对.
2.（2009·广东高考）（4分）搬运工人沿粗糙斜面把一
零
C.物体所受的合外力越大，它的速度变化一定越大 D.物体所受的合外力越大，它的速度变化一定越快
【解析】选D.物体的速度大小、速度变化大小与其受力 大小均无直接关系，A、C错.物体某时刻的速度为零，合 外力不一定为零，如上抛的物体运动到最高点时速度为
零，合外力不为零，B错.物体的合外力越大，产生的加
间隔，故B错误.
2.（2010·惠州高一检测）物体静止在光滑的水平桌面
上.从某一时刻起用水平恒力F推物体，则在该力刚开始
作用的瞬间( )
A.立即产生加速度，但速度仍然为零 B.立即同时产生加速度和速度 C.速度和加速度均为零
D.立即产生速度，但加速度仍然为零
【解析】选A.加速度与作用力F具有瞬时对应关系，力F 作用瞬时，立即产生加速度，但速度的产生需要一定时 间，故F作用瞬间物体的速度为零，A正确.
【解析】选B.本题考查对牛顿第二定律的理解，对加速 度与合外力关系要明确“四性”，即瞬时性、矢量性、
同时性、同体性.加速度由合外力产生，与合外力具有瞬
时对应关系，其方向与合外力方向相同，没有先后主次 之分，且F、m、a三个量必须对应同一物体或同一个系统， 与速度则无必然关系.故A、C、D正确；物体具有加速度 时，不是同时就由静止获得速度，速度的产生需要时间
C.在弹簧第一次恢复原长之后A才离开墙壁
D.在A离开墙壁后，A、B两球均向右做匀速运动
【解析】选B、C.撤去F瞬间，弹簧弹力大小仍为F，故B
的加速度为
F m
,此时B球还没有经过加速，故B球的速度
为零，A错，B对.弹簧恢复原长后由于B的运动而被拉长， 它对A球产生拉力，使A球离开墙壁，C对.A离开墙壁后， 弹簧不断伸长、收缩，对A、B仍有作用力，即A、B的合 力不为零，两球仍做变速直线运动，D错.
x轴方向：f=max;y轴方向：N-mg=may
解得：N=mg+masinθ,f=macosθ. 答案：mg+masinθ macosθ
1.（2010·莆田高一检测）关于运动和力的关系，对于 质量一定的物体，下列说法中正确的是（ ）
A.物体运动的速度越大，它所受的合外力一定越大 B.物体某时刻的速度为零，它此时所受的合外力一定为
F 20
(2)0.21
【典例1】（2010·泉州高一检测）力F1作用在物体上产
生的加速度a1=3 m/s2,力F2作用在该物体上产生的加速度 a2=4 m/s2,则F1和F2同时作用在该物体上，产生的加速度 的大小不可能为 A.7 m/s2 B.5 m/s2
C.1 m/s2
D.8 m/s2
2
象知2 s～6 s,物体的加速度未变，合力F不变且为负方
向，故A错，B对.
4.(4分)质量为m的物体从高处静止释放后竖直下落，在
某时刻受到的空气阻力为f，加速度为a= 1 g，则f的大 小是（ A.f= ）
2 mg 3 D.f= 4 mg 3
3
1 mg 3
B.f=
C.f=mg
【解析】选B.由牛顿第二定律a= F合 mg f 1 g
y轴方向：
Ncosθ-fsinθ-mgcosθ=0 解得N=mg+masinθ,f=macosθ.
解法二：建立如图所示的直角坐标系（水平向右为x轴正
方向，竖直向上为y轴正方向）.由于人的加速度方向是
沿扶梯向上的，这样建立直角坐标系后，在x轴方向和y 轴方向上各有一个加速度的分量，其中x轴方向的加速度 分量ax=acosθ,y轴方向的加速度分量ay=asinθ，根据牛 顿第二定律有