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2013高中物理必修一【牛顿第二定律】课时卷(带详细解析答案)

1、 关于牛顿第二定律 F ∝ ma 和变形公式 a ∝

,下列说法中正确的是 (    )

A.物体的加速度与物体受到的任何一个力成正比,与物体的质量成反比

B.物体的加速度与物体受到的合力成正比,与物体的质量成反比

C.物体的质量与物体受到的合力成正比,与物体的加速度成反比

D.物体的质量与物体受到的合力及物体的加速度无关

解析: 选 BD. 物体的加速度与物体受到的合外力成正比与物体的质量成反比,故 A 错误, B 正确.物体的质量决定于物体的体积和密度,与物体受力和加速度无关,故 C 错, D 正确.

2、 在牛顿第二定律的数学表达式 F = kma 中,有关比例系数 k 的说法,正确的是 (    )

A.k的数值由F、m、a的数值决定

B.k的数值由F、m、a的单位决定

C.在国际单位制中,k=1

D.在任何情况下k都等于1

解析: 选 BC. 物理公式在确定物理量数量关系的同时也确定了物理量的单位,在 F = kma 中,只有 m 的单位取 kg , a 的单位取 m/s2 , F 的单位取 N 时, k 才等于 1. 即各物理量在国际单位制下, k = 1 ,故 B 、 C 正确.

3、 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

答案: D

4、 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 4 - 3 - 7 所示,关于物体在 0 ~ t 1 时间内的运动情况,正确的描述是 (    )

图4-3-7

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.物体的加速度一直增大

解析: 选 B. 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 、 D 选项错.在 0 ~ t 1 时间内 F 的方向不变, F 与 v 同向,则物体做加速运动, B 对 C 错.

5、 水平面上有一质量为 1 kg 的木块,在水平向右、大小为 5 N 的力作用下,由静止开始运动.若木块与水平面间的动摩擦因数为 0.2.

(1)画出木块的受力示意图;

(2)求木块运动的加速度;

(3)求出木块4 s内的位移.(g取10 m/s2)

解析:(1)木块的受力示意图如图所示

(2)根据题意知F-Ff=ma

FN=G,Ff=μFN,

a=3 m/s2.

(3)x=

at2=

×3×42m=24 m.

答案:(1)如解析图所示 (2)3 m/s2 (3)24 m


6、 物体运动的速度方向、加速度方向和所受合外力的方向的关系是 (    )

A.速度方向、加速度方向和合外力方向总是相同的

B.加速度跟合外力总是同方向,速度方向与它们的方向可能相同,也可能不同

C.速度跟加速度总是同方向,但合外力的方向与它们可能相同,也可能不同

D.物体的速度是由合外力产生的,所以速度方向总跟合外力的方向相同

解析: 选 B. 加速度由合外力产生,加速度的方向与合外力的方向总是相同的,而加速度与物体速度方向无直接联系,可能相同,也可能不同, B 正确;速度方向与加速度以及合外力方向不一定相同, A 错.速度方向跟加速度方向可能相同,可能相反,也可能成任意角, C 错.速度不是由合外力产生的,由于物体受力从而产生了加速度,使物体的速度发生变化.

7、 如图 4 - 3 - 8 所示,一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧,其左端固定在小车上,右端与一小球相连,设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态,若忽略小球与小车间的摩擦力,则在此段时间内小车可能是 (    )

图4-3-8

A.向右做加速运动

B.向右做减速运动

C.向左做加速运动

D.向左做减速运动

解析: 选 AD. 弹簧处于压缩状态,则弹簧对小球的力的方向水平向右,由牛顿第二定律可知,小车的加速度方向水平向右,其运动的速度方向可能向左,也可能向右,故 A 、 D 正确, B 、 C 错误.

8、 如图 4 - 3 - 9 所示,光滑的水平面上,有一木块以速度 v 向右运动,一根弹簧固定在墙上,木块从与弹簧接触直到弹簧被压缩到最短的这一段时间内,木块将做什么运动 (    )

图4-3-9

A.匀减速运动

B.速度减小,加速度减小

C.速度减小,加速度增大

D.速度增大,加速度增大

解析 :选 C. 木块向右运动至弹簧压缩到最短的这一段时间内,木块受到的弹力逐渐变大,因此,木块的加速度向左,且逐渐增大,速度逐渐减小.

9、 一个物体在几个力的作用下做匀速直线运动,当与速度方向相反的一个力逐渐减小时,物体的 (    )

A.加速度减小,速度减小,位移减小

B.加速度减小,速度减小,位移增大

C.加速度增大,速度增大,位移减小

D.加速度增大,速度增大,位移增大

解析: 选 D. 当该力逐渐减小时,物体所受合力逐渐增大,且与 v 同向,故物体做加速度变大的加速运动,所以 D 对.

10、 质量为 m 的物体静止在粗糙的水平面上,当用水平推力 F 作用于物体上时,物体的加速度为 a ,若作用力方向不变,大小变为 2 F 时,物体的加速度为 a ′ ,则 (    )

A.a′=2a       B.a<a′<2a

C.a′>2a D.a′=1.5a

解析:选C.设摩擦力为Ff,由牛顿第二定律得:

解得a′>2a,故C对.


11、 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 阻 ,加速度为 a =

g ,则 F 阻 的大小是 (    )

A.F阻=

mg B.F阻=

mg

C.F阻=mg D.F阻=mg

解析: 选 B.mg - F 阻 = ma = m ·

g , F 阻 =

mg. 故 B 对.

12、 质量皆为 m 的 A 、 B 两球之间系着一个不计质量的轻弹簧,放在光滑水平台面上, A 球紧靠墙壁,如图 4 - 3 - 10 所示,今用力 F 将 B 球向左推压弹簧,平衡后,突然将力 F 撤去的瞬间 (    )

图4-3-10

A.A的加速度为F/2m

B.A的加速度为零

C.B的加速度为F/2m

D.B的加速度为F/m

解析: 选 BD. 对 A 球, F 撤去前后受力不变, a 始终为 0 ,故 B 正确.对 B 球,撤去 F 后瞬间,弹簧弹力大小不突变,大小等于 F ,故 B 的加速度变为 aB =

. 故 D 正确.

13、 在光滑水平面上有一物块受一水平恒定推力 F 推 的作用而运动,在其正前方固定一个足够长的轻质弹簧,如图 4 - 3 - 11 所示,当物块与弹簧接触后,下列说法正确的是 (    )

图4-3-11

A.物块接触弹簧后即做减速运动

B.物块接触弹簧后先加速后减速

C.当弹簧处于最大压缩量时,物块的加速度不等于零

D.当物块的速度为零时,它所受的合力为零

解析:选BC.物块与弹簧接触后受力如图,由牛顿第二定律F推-F弹=ma,F弹由零增大,故a向右逐渐减小,a与v同向,故速度逐渐增大.F弹增至大小等于F推时,a=0,速度最大,物体继续向右运动,F弹大于F推,合力方向向左逐渐增大,故a方向向左逐渐增大,v逐渐减小至零,此时弹簧压缩量最大,加速度不为零,故C正确.物块先加速后减速,故A错误,B正确.速度为零时,合力不为零,D错误.


14、 一气球自身质量不计,载重为 G ,并以加速度 a 加速上升,欲使气球以同样大小的加速度加速下降,气球的载重应增加 (    )

A.

B.

C.

D.

解析:选D.设气球受到的浮力为F,加速上升时,F-G=

·a①

载重增加G′时,加速下降,则

(G+G′)-F=·a②

联立①②解得:G′=

,D项正确.


15、 一个质量为 20 kg 的物体,从斜面的顶端由静止匀加速滑下,物体与斜面间的动摩擦因数为 0.2 ,斜面与水平面间的夹角为 37°. 求物体从斜面下滑过程中的加速度. (g 取 10 m/s2 , cos37° = 0.8 , sin37° = 0.6)

解析:物体受力如图所示.

x轴方向:Gx-Ff=ma.

y轴方向:FN-Gy=0.其中Ff=μFN,

所以a=gsinθ-μgcosθ=4.4 m/s2.

答案:4.4 m/s2,方向沿斜面向下


16、 如图 4 - 3 - 12 所示,物体 A 的质量为 10 kg ,放在水平地面上,物体 A 与地面间的动摩擦因数 μ = 0.2 ,如果用与水平面成 30° 的力拉它,为了产生 1 m/s 2 的加速度, F 需要多大? ( g 取 10 m/s 2 )

图4-3-12

解析:物体A受力情况如图所示,根据牛顿第二定律列方程Fcos30°-μFN=ma

FN+Fsin30°-mg=0

联立以上两式解得

F=

代入数据解之得F=31 N.

答案:31 N


17、 如图 4 - 3 - 13 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/s 2 , sin37° = 0.6 , cos37° = 0.8)

图4-3-13

(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.

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=

=gtan37°=

g=7.5 m/s2.

加速度大小为7.5 m/s2,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,线对小球的拉力的大小为:

F=

N=12.5 N.

悬线对小球的拉力为12.5 N.

答案:(1)7.5 m/s2,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

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