资源简介

4.3 牛顿第二定律 分层作业
一、基础巩固
1.(多选)关于牛顿第二定律,下列说法中正确的有 (　　)
A.公式F=ma中,各物理量的单位可以任意选取
B.某一瞬间的加速度只决定于这一瞬间物体所受合力,与这之前或之后的受力无关
C.公式F=ma中,F表示物体所受合力,a实际上是作用于该物体上每一个力所产生的加速度的矢量和
D.物体的运动方向一定与它所受合力方向一致
2.如图所示,放在光滑水平面上的一个物体,同时受到两个水平方向的力的作用,其中水平向右的力F1=5 N,水平向左的力F2=10 N,当F2由10 N逐渐减小到零的过程中,物体的加速度大小 (　　)
A.逐渐减小 B.逐渐增大
C.先减小后增大 D.先增大后减小
3.质量为0.5 kg的篮球在竖直方向上加速下落,若某时刻加速度为8 m/s2,则篮球在该时刻所受空气阻力大小为(取g=10 m/s2) (　　)
A.0.2 N B.0.5 N
C.1 N D.5 N
4.如图所示，汽车里有一水平放置的硅胶魔力贴，魔力贴上放置一质量为m的小花瓶。若汽车在水平公路向前做匀加速直线运动，则以下说法正确的是(　　)
A．小花瓶所受合力为零
B．若汽车突然刹车，小花瓶会受到水平向前的摩擦力
C．若汽车突然加速，小花瓶会受到水平向前的摩擦力
D．魔力贴对小花瓶的作用力为mg
二、综合应用
5.如图所示,当小车向右做匀加速运动时,A、B两个小球的受力情况是(　　)。
A.A球受3个力作用,B球受2个力作用
B.A球受2个力作用,B球受3个力作用
C.A球受3个力作用,B球受3个力作用
D.A球受2个力作用,B球受2个力作用
6.在静止的车厢内,用细绳a和b系住一个小球,a斜向上拉小球,b水平拉小球,如图所示。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,细绳a、b的拉力Fa、Fb变化情况是(　　)
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
7.(多选)用水平拉力使质量分别为m甲、m乙的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿直线运动，两物体与桌面间的动摩擦因数分别为μ甲和μ乙。甲、乙两物体运动后，所受拉力F与其加速度a的关系图线如图所示。由图可知(　　)
A．m甲m乙
C．μ甲<μ乙 D．μ甲>μ乙
8.(16分)如图所示，用一水平的恒力F将一个质量为2 kg的滑块沿倾角θ＝37°的斜面向上做匀速直线运动，已知滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：
(1)水平恒力F大小；
(2)若撤去恒力F，将滑块在斜面顶端由静止开始释放，求滑块下滑的加速度大小。
三、迁移探究
9.(2023·皖豫名校联盟考)近年来,旅游业的快速发展带动了观光缆车的需求量,图1是某旅游景点缆车实景图。如图2所示,若用该缆车运输货物,倾斜的索道与水平方向的夹角θ=30°,质量m=5 kg 的货物与缆车水平地板之间的动摩擦因数μ=0.2,当载重缆车沿索道以a=0.5 m/s2的加速度斜向上做匀加速直线运动时,连接索道与车厢的杆始终沿竖直方向,取g=10 m/s2。求:
(1)缆车地板给货物的支持力大小。
(2)缆车地板给货物的摩擦力大小。(计算结果均保留3位有效数字)
10.在珠海航展中,歼-20的精彩表演再次为观众献上了视觉盛宴。经查阅资料知,歼-20的质量m=3×104 kg,在跑道上滑行时发动机的推力F=3×105 N,歼-20受到的阻力为重力的,(g取10 m/s2)求:
(1)歼-20在跑道上滑行时的加速度a的大小。
(2)歼-20由静止开始加速滑行5 s时的速度大小。
参考答案与解析
1.BC　解析:F、m和a必须选取统一的国际单位,才可写成F=ma的形式,否则比例系数k≠1,故A项错误;牛顿第二定律表述的是某一时刻合力与加速度的对应关系,它既表明F、m和a三者在数值上的对应关系,同时也表明合力的方向与加速度的方向是一致的,即矢量对应关系,而与速度方向不一定相同,故B项正确、D项错误;由力的独立作用原理知,作用在物体上的每个力都将各自产生一个加速度,与其他力的作用无关,物体的加速度是每个力所产生的加速度的矢量和,故C项正确。
2.C　解析:一开始,物体所受合力F=10 N-5 N=5 N,方向向左,当F2由10 N逐渐减小,F也逐渐减小,当F2减小到5 N时,F值变为0,随着F2的继续减小,F方向变为向右,从0逐渐增大,当F2变为0的时候,F变为最大值5 N,由牛顿第二定律得物体的加速度大小先减小后增大,故C项正确。
3.C　解析:篮球在竖直方向上加速下落,加速度方向向下,根据牛顿第二定律,有mg-f=ma,代入数据可得f=1 N,故C项正确。
4.选C　小花瓶随汽车也做匀加速直线运动，所受合力不为零，合力的方向与运动方向相同，A错误；若汽车突然刹车，小花瓶和汽车一起做减速运动，加速度向后，会受到水平向后的摩擦力，B错误；若汽车突然加速，小花瓶和汽车一起加速，加速度向前，会受到水平向前的摩擦力，C正确；魔力贴对小花瓶的作用力为摩擦力和支持力的合力，支持力等于mg，则魔力贴对小花瓶的作用力大于mg，D错误。
5.【答案】A
【解析】当小车向右做匀加速运动时,A球紧靠侧壁,受到重力、绳的拉力和侧壁的支持力作用;而系着B球的绳子向左偏一定的角度,受重力和绳子的拉力作用,两个力的合力产生加速度,A项正确。
6.C　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=ma,竖直方向Facos α-mg=0。由题意可知,α不变,则Fa不变;Fb=Fasin α-ma7.选BC　根据牛顿第二定律，可得F－μmg＝ma，整理后有F＝ma＋μmg，则可知Fa图像的斜率为m，纵截距为μmg，则由题图可看出m甲>m乙。根据μ甲m甲g＝μ乙m乙g，则μ甲<μ乙。
8.解析：(1)当滑块沿斜面匀速上滑时，滑块的受力如图所示
根据受力平衡进行正交分解，
在x轴方向Fcos θ＝mgsin θ＋f
在y轴方向N＝mgcos θ＋Fsin θ
又f＝μN
联立解得F＝40 N。
(2)若将滑块在斜面顶端由静止开始释放，根据牛顿第二定律可得mgsin θ－μmgcos θ＝ma
解得a＝2 m/s2。
答案：(1)40 N　(2)2 m/s2
9.【答案】(1)51.3 N　(2)2.17 N
【解析】(1)(2)对货物受力分析如图甲所示,将a沿水平和竖直两个方向分解(如图乙所示),
则有ax=acos 30°
ay=asin 30°
根据牛顿第二定律,在水平方向
f=max
在竖直方向
FN-mg=may
代入数据解得f≈2.17 N,FN≈51.3 N。
10.【答案】(1)9 m/s2　(2)45 m/s
【解析】(1)由题意可知歼-20所受合力
F合=F-F阻=3×105 N-3×104×10×0.1 N=2.7×105 N
由牛顿第二定律F=ma得
a== m/s2=9 m/s2。
(2)5 s后的速度v=v0+at=0+5×9 m/s=45 m/s。

展开更多......

收起↑