2016-2017学年高中物理第4章牛顿运动定律3牛顿第二定律学业分层测评新人教版必修1

牛顿第二定律 (建议用时：45分钟)学业达标1在光滑的水平桌面上，有一个静止的物体，给物体施以水平作用力，在力作用到物体上的瞬间，则()A物体同时具有加速度和速度B物体立即获得加速度，速度仍为零C物体立即获得速度，加速度仍为零D物体的速度和加速度均为零【解析】合外力与加速度是瞬时对应关系，所以在力作用到物体上的瞬间，物体立即获得加速度，但物体的速度还得从零开始增大，不可能立即具有速度，故B正确【答案】B2力F作用于甲物体m1时产生的加速度为a1，此力F作用于乙物体m2时产生的加速度为a2，若将甲、乙两个物体合在一起，仍受此力的作用，产生的加速度则是下列选项中的哪一个()A.B.C. D.【解析】力F作用于m1时，Fm1a1力F作用于m2时，Fm2a2力F作用于m1m2时，F(m1m2)a3解得a3，故选项C正确【答案】C3如图437所示，静止在光滑水平面上的物体A，一端靠着处于自然状态的弹簧现对物体施一水平恒力，在弹簧被压缩到最短这一过程中，物体的速度和加速度变化的情况是() 【导学号：16190179】图437A速度增大，加速度增大B速度增大，加速度减小C速度先增大后减小，加速度先减小后增大D速度先增大后减小，加速度先增大后减小【解析】力F作用在A上的开始阶段，弹簧弹力kx较小，合力与速度方向同向，物体速度增大，而合力(Fkx)随x增大而减小，加速度减小，当Fkx以后，随物体A向左运动，弹力kx大于F，合力方向与速度反向，速度减小，而加速度a随x的增大而增大综上所述，只有C正确【答案】C4(2016南京高一检测)如图438所示，轻弹簧下端固定在水平面上一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧，把弹簧压缩到一定程度后停止下落在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是()图438A小球刚接触弹簧瞬间速度最大B从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上C从小球接触弹簧至到达最低点，小球的速度先增大后减小D从小球接触弹簧至到达最低点，小球的加速度先增大后减小【解析】小球从接触弹簧开始，在向下运动过程中受到重力和弹簧弹力的作用，但开始时由于弹簧的压缩量较小，弹力小于重力，合力方向竖直向下，且逐渐减小，小球将继续向下做加速度逐渐减小的变加速运动，直到重力与弹簧弹力相等；重力与弹簧弹力相等后，小球再向下运动，则弹簧弹力将大于重力，合力方向变为竖直向上，且不断增大，小球将做加速度逐渐增大的变减速运动，直到速度为零，故从接触弹簧至到达最低点，小球的速度先增大后减小，加速度先减小后增大故选项C正确，选项A、B、D错误【答案】C5将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出又落回原处，设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变，则物体() 【导学号：16190180】A刚抛出时的速度最大B在最高点的加速度为零C上升时间大于下落时间D上升时的加速度等于下落时的加速度【解析】由牛顿第二定律得：a上g，a下g，所以上升时的加速度大于下落时的加速度，D错误；根据hat 2，上升时间小于下落时间，C错误；在最高点的加速度向下，不为零，B错误；由vat可知物体刚抛出时的速度最大，A正确【答案】A6如图439所示，位于水平地面上的质量为M的小木块，在大小为F、方向与水平方向成角的拉力作用下沿地面做加速运动若木块与地面之间的动摩擦因数为，则木块的加速度为()图439A.B.C. D.【解析】取M为研究对象，其受力情况如图所示在竖直方向合力为零，即Fsin FNMg在水平方向由牛顿第二定律得Fcos FNMa.由以上两式可得a，D项正确【答案】D7(2016衢州高一检测)如图4310所示，在质量为m的物体上加一个竖直向上的拉力F，使物体以加速度a竖直向上做匀加速运动，若不计阻力，下面说法正确的是() 【导学号：16190181】图4310A若拉力改为2F，物体加速度为2aB若质量改为，物体加速度为2aC若质量改为2m，物体加速度为D若质量改为，拉力改为，物体加速度不变【解析】根据题意得：Fmgma，解得：ag若拉力改为2F，物体加速度a1g2a，故A错误；若质量改为，物体加速度a2g2a，故B错误；若质量改为2m，物体加速度a3gF，物体不动B图中A点值即为物体的重力值C物体向上运动的加速度和力F成正比D图线延长和纵轴的交点B的数值绝对值等于该地的重力加速度【解析】当0FMg时，物体静止，即A正确；当FMg时，即能将物体提离地面，此时，FMgMa，a，A点表示的意义即为FMg，所以B正确；直线的斜率为，故B点数值绝对值为g，故D选项正确【答案】ABD11如图4314所示，质量m1 kg的球穿在斜杆上，斜杆与水平方向成30角，球与杆之间的动摩擦因数，球受到竖直向上的拉力，F20 N，则球的加速度多大？(取g10 m/s2)图4314【解析】球受到重力mg、杆的支持力FN、杆的摩擦力Ff和竖直向上的拉力F四个力的作用(如图所示)，建立直角坐标系，由牛顿第二定律得Fsin 30mgsin 30FfmaFcos 30mgcos 30FNFfFN联立以上各式解得a2.5 m/s2.【答案】2.5 m/s212自制一个加速度计，其构造是：一根轻杆，下端固定一个小球，上端装在水平轴O上，杆可在竖直平面内左右摆动，用白硬纸作为表面，放在杆摆动的平面上，并刻上刻度，可以直接读出加速度的大小和方向使用时，加速度计右端朝汽车前进的方向，如图4315所示. 【导学号：16190183】图4315(1)硬纸上刻度线b在经过O点的竖直线上，则在b处应标的加速度数值是多少？(2)刻度线c和O点的连线与O b的夹角为30，则c处应标的加速度数值是多少？(3)刻度线d和O点的连线与O b的夹角为45.在汽车前进时，若轻杆稳定地指在d处，则0.5 s内汽车速度变化了多少？【解析】(1)当轻杆与O b重合时，小球所受合力为0，其加速度为0，车的加速度亦为0，故b处应标的加速度数值为 0.(2)当轻杆与O c重合时，以小球为研究对象，受力分析如图所示根据力合成的平行四边形定则和牛顿第二定律得mgtan ma1，解得a1gtan 9.8 m/s25.66 m/s2.(3)若轻杆与O d重合，同理可得mgtan 45ma2，解得a2gtan 459.8 m/s2，方向水平向左，与速度方向相反所以在0.5 s内汽车速度应减少，减少量va2t9.80.5 m/s4.9 m/s.【答案】(1)0(2)5.66 m/s2(3)减少了4.9 m/s4力学单位制7