高中物理 4.3 牛顿第二定律课后作业 新人教版必修1

【红对勾】2014-2015学年高中物理 4.3 牛顿第二定律课后作
业
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秒发出一次短暂的强烈闪光，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．由图可以判断，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．如果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，加速度一定大
B．速度为零，加速度一定为零
C．加速度的方向一定跟速度的方向一致
D．加速度的方向一定跟合外力的方向一致
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F f的大小．取重力加速度g＝10 m/s2，下列判断正确的是( )
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．重物的加速度立即发生改变
B．重物的速度立即发生改变
C．气球的速度立即改变
D．气球的加速度立即增大
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．则雨滴的运动情况是( )
A．先加速后减速，最后静止
B．先加速后匀速
C．先加速后减速直至匀速
D．加速度逐渐减小到零
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时间内两小球间距逐渐减小
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，当这两个水平力互相垂直时，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．木块从静止开始向下做匀加速运动，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 本题考查学生对频闪照片的认识，意在考查学生对纸带等相关问题的处理能力．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一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然的联系．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，由牛顿第二定律可知，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、牛顿第二定律及图象的理解．由F f—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立即变化．
7．BD 当刚刚开始运动时，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，意在考查学生应用牛顿运动定律分析解决问题的能力．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时间内两小球间距逐渐减小，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.g
μ
水平向右
解析：要使物体P不下滑，有mg＝F静，F N＝ma，F静＝μF N，解得a＝g
μ
. 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/s 2
，合力的最小值是1 N ，所以加速度的最小值是0.5 m/s 2
，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/s 2
.
11．(1)见解析 (2)3 m/s 2
(3)0.21
解析：(1)木板受力如图所示． (2)由H ＝12at 2
知
a ＝2H t 2＝2×64 m/s 2
＝3 m/s 2
.①
(3)由牛顿第二定律知
mg －F f ＝ma ② F N －F ＝0③ F f ＝μF N ④
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．如果将悬挂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 kg.(g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)
(1)求车厢运动的加速度，并说明车厢的运动情况；
(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 的受力情况如图所示．A 球受重力mg 、弹力F 1及细线拉力F 2；B 球受重力mg 、弹力F ′1，且F ′1＝mg .
剪断细线瞬间，F 2瞬时消失，但轻质弹簧尚未收缩，仍保持原来形变，F 1不变，故B 球受力不变，此时B 球瞬间加速度a B ＝0.
此时A 球受到的合力向下，F ＝F 1＋mg ，且F 1＝F ′1＝mg ，则F ＝2mg ，由牛顿第二定律得2mg ＝ma A ，a A ＝2g ，方向向下．
13．(1)7.5 m/s 2
，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 ＝
F 合
m
＝g tan37°＝34
g ＝7.5 m/s 2.
加速度大小为7.5 m/s 2
，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 ＝
mg
cos37°＝1×10 N 0.8
＝12.5 N.
悬线对小球的拉力为12.5 N.。