課時(shí)素養(yǎng)檢測(cè)二十一牛頓第二定律(25分鐘60分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題,每小題5分,共30分)1.下列說(shuō)法中正確的是 ()A.物體的速度越大,表明物體受到的合外力越大B.物體的速度變化越大,表明物體受到的合外力越大C.物體的速度變化越快,表明物體受到的合外力越大D.由牛頓第二定律可得m=QUOTE,所以物體的質(zhì)量跟它受的合外力成正比,跟加速度成反比【解析】選C。物體質(zhì)量一定時(shí),加速度越大,所受合外力越大,A錯(cuò);物體速度變化越快,加速度越大,由F=ma,故物體受到合外力越大,故B錯(cuò)、C對(duì)。質(zhì)量是物體的固有屬性,可通過F與a的比值求得,但不能說(shuō)m與F成正比,與a成反比,故D項(xiàng)錯(cuò)。2.關(guān)于牛頓第二定律,下列說(shuō)法中正確的是 ()A.公式F=ma中,各量的單位可以任意選取B.某一瞬間的加速度只決定于這一瞬間物體所受的合外力,而與這之前或之后的受力無(wú)關(guān)C.公式F=ma中,F表示物體所受合力,a實(shí)際上是作用于該物體上每一個(gè)力所產(chǎn)生的加速度的代數(shù)和D.物體的運(yùn)動(dòng)方向一定與它所受合外力方向一致【解析】選B。F、m和a必須選取統(tǒng)一的國(guó)際單位,才可寫成F=ma的形式,否則比例系數(shù)k≠1,A項(xiàng)錯(cuò)誤;牛頓第二定律表述的是某一時(shí)刻合外力與加速度的對(duì)應(yīng)關(guān)系,它既表明F、m和a三者數(shù)值上的對(duì)應(yīng)關(guān)系,同時(shí)也表明合外力的方向與加速度的方向是一致的,即矢量對(duì)應(yīng)關(guān)系,而與速度方向不一定相同,B項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤;由力的獨(dú)立作用原理知,作用在物體上的每個(gè)力都將各自產(chǎn)生一個(gè)加速度,與其他力的作用無(wú)關(guān),物體的加速度是每個(gè)力所產(chǎn)生的加速度的矢量和,C項(xiàng)錯(cuò)誤。3.如圖所示,一個(gè)小球從豎直立在地面上的輕彈簧正上方某處自由下落,在小球與彈簧開始接觸到彈簧被壓縮到最短的過程中,小球的速度和加速度的變化情況是 ()A.加速度越來(lái)越大,速度越來(lái)越小B.加速度和速度都是先增大后減小C.速度先增大后減小,加速度方向先向下后向上D.速度一直減小,加速度大小先減小后增大【解析】選C。在接觸的第一個(gè)階段mg>kx,F合=mgkx,合力方向豎直向下,小球向下運(yùn)動(dòng),x逐漸增大,所以F合逐漸減小,由a=QUOTE得,a=QUOTE,方向豎直向下,且逐漸減小,又因?yàn)檫@一階段a與v都豎直向下,所以v逐漸增大。當(dāng)mg=kx時(shí),F合=0,a=0,此時(shí)速度達(dá)到最大。之后,小球繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng),mg<kx,合力F合=kxmg,方向豎直向上,小球向下運(yùn)動(dòng),x繼續(xù)增大,F合增大,a=QUOTE,方向豎直向上,隨x的增大而增大,此時(shí)a與v方向相反,所以v逐漸減小。綜上所述,小球向下壓縮彈簧的過程中,F合的方向先向下后向上,大小先減小后增大;a的方向先向下后向上,大小先減小后增大;v的方向向下,大小先增大后減小,故C項(xiàng)正確。4.如圖所示,兩個(gè)質(zhì)量相同的物體A和B緊靠在一起放在光滑水平桌面上,如果它們分別受到水平推力F1、F2,且F1>F2,則A施于B的作用力的大小為()A.F1 B.F2C.QUOTE D.QUOTE【解析】選D。根據(jù)題意,整體應(yīng)用牛頓第二定律得:F1F2=2ma,對(duì)物體B受力分析得:NF2=ma,則A物體施加在B物體上的作用力為:N=QUOTE,故選項(xiàng)D正確。5.如圖所示,粗糙水平面上物體在水平拉力F作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),現(xiàn)使F不斷減小到零,則在滑動(dòng)過程中 ()A.物體的加速度不斷減小,速度不斷增大B.物體的加速度不斷增大,速度不斷減小C.物體的加速度先增大再減小,速度先減小再增大D.物體的加速度先減小再增大,速度先增大再減小【解析】選D。設(shè)粗糙水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,由牛頓第二定律,可得物體的加速度a=QUOTE,在F不斷減小到零的過程中,當(dāng)F>μmg時(shí),加速度逐漸減小,但加速度方向和速度方向相同,因此速度不斷增大;F=μmg時(shí),速度達(dá)到最大;當(dāng)F<μmg時(shí),加速度逐漸增大,但加速度方向和速度方向相反,因此速度不斷減小,正確選項(xiàng)為D。6.在光滑水平面上,一個(gè)質(zhì)量為m的物體受到一個(gè)與水平面成θ角的拉力F的作用,以加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。若將此力大小改為2F、方向不變,物體仍能在水平面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為a′。則 ()A.a′=2a B.a<a′<2aC.a′=a D.a′>2a【解析】選A。當(dāng)拉力為F時(shí),根據(jù)牛頓第二定律得a=QUOTE,當(dāng)拉力為2F時(shí),根據(jù)牛頓第二定律得a′=QUOTE=2a,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。二、非選擇題(本題共2小題,共30分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)7.(14分)一個(gè)物體從光滑斜面的頂端由靜止開始下滑,斜面長(zhǎng)10m,傾角θ=30°,斜面靜止不動(dòng),物體的質(zhì)量m=0.4kg,重力加速度g=10m/s2。求:(1)物體下滑過程的加速度有多大?(2)物體從光滑斜面頂端下滑到底端,要用多長(zhǎng)時(shí)間?【解析】(1)根據(jù)牛頓第二定律得:mgsinθ=ma,所以a=gsinθ=10×QUOTEm/s2=5m/s2。(2)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得:x=QUOTEat2,所以t=QUOTE=QUOTEs=2s答案:(1)5m/s2(2)2s8.(16分)質(zhì)量為2kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后撤去F,其運(yùn)動(dòng)的vt圖像如圖所示。g取10m/s2,求:(1)物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。(2)水平推力F的大小。(3)0～10s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)位移的大小?！窘馕觥?1)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為Δt2=(106)s=4s,初速度為v20=8m/s,末速度為v2t=0,加速度為a2,則a2=QUOTE=2m/s2設(shè)物體所受的摩擦力為Ff,由牛頓第二定律得Ff=ma2Ff=μmg聯(lián)立以上各式解得μ=0.2(2)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為Δt1=6s,初速度為v10=2m/s,末速度為v1t=8m/s,加速度為a1,則a1=QUOTE=1m/s2根據(jù)牛頓第二定律,有F+Ff=ma1聯(lián)立以上各式解得F=6N(3)由勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式,得x=x1+x2=v10Δt1+QUOTEa1ΔQUOTE+v20Δt2+QUOTEa2ΔQUOTE=46m答案:(1)0.2(2)6N(3)46m(15分鐘40分)9.(6分)如圖,一小車上有一個(gè)固定的水平橫桿,左邊有一輕桿與豎直方向成θ角與橫桿固定,下端連接一質(zhì)量為m的小球P。橫桿右邊用一根細(xì)線吊一相同的小球Q。當(dāng)小車沿水平面運(yùn)動(dòng)時(shí),細(xì)線保持與豎直方向的夾角為α,已知θ<α,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g,則下列說(shuō)法正確的是 ()A.小車一定向右做勻加速運(yùn)動(dòng)B.輕桿對(duì)小球P的彈力沿輕桿方向C.小球P受到的合力不一定沿水平方向D.小球Q受到的合力大小為mgtanα【解析】選D。對(duì)細(xì)線吊的小球研究,根據(jù)牛頓第二定律,得mgtanα=ma,得到a=gtanα。故加速度向右,小車向右加速,或向左減速,故A錯(cuò)誤;對(duì)P球,設(shè)受到桿的拉力與豎直方向夾角為β,由牛頓第二定律得:mgtanβ=ma,得β=α>θ,則輕桿對(duì)小球的彈力方向與細(xì)線平行,故B錯(cuò)誤;小球P和Q的加速度相同,水平向右,則兩球的合力均水平向右,大小F合=ma=mgtanα,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。10.(6分)(多選)如圖甲,某人正通過定滑輪將質(zhì)量為m的貨物提升到高處,滑輪的質(zhì)量和摩擦均不計(jì),貨物獲得的加速度a與繩子對(duì)貨物豎直向上的拉力T之間的函數(shù)關(guān)系如圖乙所示,由圖可以判斷正確的是 ()A.圖線與縱軸的交點(diǎn)M的值aM=gB.圖線與橫軸的交點(diǎn)N的值TN=mgC.圖線的斜率等于貨物的質(zhì)量mD.圖線的斜率等于貨物質(zhì)量的倒數(shù)QUOTE【解析】選A、B、D。對(duì)貨物受力分析,受重力mg和拉力T,根據(jù)牛頓第二定律,有Tmg=ma,得a=QUOTEg,當(dāng)T=0時(shí),a=g,即圖線與縱軸的交點(diǎn)M的值aM=g,A項(xiàng)正確;當(dāng)a=0時(shí),T=mg,故圖線與橫軸的交點(diǎn)N的值TN=mg,B項(xiàng)正確;圖線的斜率表示貨物質(zhì)量的倒數(shù)QUOTE,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。11.(6分)如圖所示,A、B兩球用細(xì)線懸掛于天花板上且靜止不動(dòng),兩球質(zhì)量mA=2mB,兩球間連有一個(gè)輕質(zhì)彈簧。如果突然剪斷細(xì)線,則在剪斷細(xì)線瞬間()A.A球的加速度為QUOTEg,B球的加速度為gB.A球的加速度為QUOTEg,B球的加速度為0C.A球的加速度為g,B球的加速度為0D.A球的加速度為QUOTEg,B球的加速度為g【解析】選B。在剪斷細(xì)線的瞬間彈簧的彈力保持不變,則B球的合力為零,加速度為零;對(duì)A球有(mA+mB)g=mAaA,得aA=QUOTEg,B項(xiàng)正確。12.(22分)一質(zhì)量為8kg的物體靜止在粗糙的水平地面上,物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,用一水平力F=20N拉物體由A點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng),經(jīng)過8s后撤去拉力F,再經(jīng)過一段時(shí)間物體到達(dá)B點(diǎn)停止。(g取10m/s2)求:(1)在拉力F作用下物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小。(2)撤去拉力時(shí)物體的速度大小。(3)撤去F后物體運(yùn)動(dòng)的距離?！?/p>