2021-2022高中物理人教版必修1作业：第四章第3节牛顿第二定律3含解析

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牛顿第二定律

(15 分钟　50 分)

一、选择题(本题共 5小题,每小题 7分,共35 分。多选题已在题号后标出)

1.一个物体受到 4N 的力作用时,产生的加速度是 2m/s2,那么这个物体在 6N 的力作用下,产生

的加速度大小是(　　)

A.1m/s2　　　　　　　　　 B.3m/s2

C.5m/s2D.6m/s2

【解析】选 B。由牛顿第二定律 F=ma 可得,m= =2kg;a1= =3m/s2,选项 B正确。

2.一木块放在光滑的水平面上,在一水平方向外力 F的作用下做匀加速直线运动,其

v-t 图像如图所示。已知木块的质量 m=0.5kg,则F等于(　　)

A.0.5N　　　　　　 B.1N

C.1.5N D.2N

【解析】选 B。由 v-t 图像可求得木块的加速度 a= =2m/s2;由牛顿第二定律可

得：F=ma=0.5×2N=1N,选项 B正确。

【变式训练】在粗糙的水平面上,一物体受到水平方向外力 F的作用,t=0 时刻速度为 v0,其后

速度—时间图像如图所示,则下列判断中正确的是(　　)

A.在0～t1内,物体做曲线运动

B.在0～t1内,物体做加速度变小的减速直线运动

C.在0～t1内,外力 F大小一定不断减小

D.在0～t1内,外力 F大小可能不断增大

【解析】选 D。在速度—时间图像中,某一点代表此时刻的瞬时速度,时间轴上方速度是正数,

时间轴下方速度是负数;切线代表该位置的加速度,向右上方倾斜,加速度为正,向右下方倾斜

加速度为负。结合牛顿第二定律判断受力情况：在速度—时间图像中,切线代表该位置的加

速度,由图像可知,物体的加速度越来越大,速度越来越小,所以物体做加速度越来越大的减速

直线运动,故A、B错误;若力的方向与速度方向相同,根据 a= 知力 F不断减小,若力的

方向与速度方向相反,根据 a= ,此时外力 F不断增大,故C错误,D 正确。

3.一物块静止在粗糙的水平桌面上。从某时刻开始,物块受到一方向不变的水平拉力作用。

假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以 a表示物块的加速度大小,F 表示水

平拉力的大小。能正确描述 F与a之间关系的图像是(　　)

【解析】选 C。物块在水平方向上受到拉力和摩擦力的作用 ,根据牛顿第二定律,有F-Ff=ma,

即F=ma+Ff,该关系为线性函数。当 a=0 时,F=Ff;当F=0 时,a=- 。符合该函数关系的图像为

C。

4.(多选)在牛顿第二定律公式 F=kma 中,有关比例常数 k的说法正确的是(　　)

A.在任何情况下都等于 1

B.k 值是由质量、加速度和力的大小决定的

C.k 值是由质量、加速度和力的单位决定的

D.在国际单位制中,k 的数值等于 1

【解析】选 C、D。在牛顿第二定律公式 F=kma 中,F、m、a所选取的单位不同,则k的数值

不同,即k值是由质量、加速度和力的单位决定的;只有在国际单位制中,k 的数值才等于 1,故

选项 C、D正确,选项 A、B错误。

5.一轻弹簧上端固定,下端挂一重物,平衡时弹簧伸长了 4cm,再将重物向下拉 1cm,然后放手,

则在释放瞬间重物的加速度是(g 取10m/s2)(　　)

A.2.5m/s2　　　　　　 B.7.5m/s2[]

C.10m/s2D.12.5m/s2[来源:]

【解析】选 A。弹簧伸长量为 4cm 时,重物处于平衡状态,故mg=kΔx1;再将重物向下拉 1cm,

则弹簧的伸长量变为 Δx2=5cm,在重物被释放瞬间,由牛顿第二定律可得 kΔx2-mg=ma;由以上

两式解得 a=2.5m/s2,故选项 A正确。

【总结提升】瞬时加速度的分析方法

(1)牛顿第二定律是力的瞬时作用规律,加速度和力同时产生、同时变化、同时消失。分析物

体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析该瞬时前后的受力情况及变化。

(2)明确轻杆、轻绳、轻弹簧、橡皮条等力学模型的特点：轻杆、轻绳的形变可瞬时产生或

恢复,故其弹力可以瞬时突变;轻弹簧、橡皮条在两端都连有物体时,形变恢复需较长时间,其

弹力大小与方向均不能突变。

【变式训练】如图所示,天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的质量相同的小球,两小球均

保持静止。当突然剪断细绳的瞬间,上面小球 A与下面小球 B的加速度分别为(以向上为正

方向,重力加速度为 g)(　　)

A.a1=g,a2=g

B.a1=2g,a2=0

C.a1=-2g,a2=0

D.a1=0,a2=g

【解析】选 C。由平衡条件知,剪断细绳前绳与弹簧的拉力分别为 2mg、mg;剪断细绳后瞬间,

弹簧弹力不变,大小仍为 mg,故B球所受合力仍为 0,则a2=0;球A受重力和弹簧弹力作用,F 合

=2mg,方向向下,故a1=-2g,C 项正确。

二、非选择题(15 分)

6.在2012 年珠海航展中,歼-10 的精彩表演再次为观众献上了视觉盛宴。经查阅资料知,歼-10

的质量为 m=1.2×104kg,在跑道上滑行时发动机的推力为 F=1.2×105N,歼-10 受到的阻

力为重力的 0.1 倍,求：

(1)歼-10 在跑道上滑行时的加速度 a的大小;

(2)由静止开始加速滑行5s 时的速度。

【解析】(1)由题意可知歼-10 所受合外力：

F合=F-F 阻=1.2×105N-1.2×104×10×0.1N

=1.08×105N

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