人教版 (2019)必修 第一册3 牛顿第二定律课后练习题

这是一份人教版 (2019)必修 第一册3 牛顿第二定律课后练习题，共8页。试卷主要包含了用如图所示的装置做课题研究发现，6 m/s2等内容，欢迎下载使用。

1.(2023河北保定月考)静止在光滑水平冰面上的一个物体在水平外力F的作用下开始运动,当F的大小逐渐减小而方向保持不变时,物体的运动是( )
A.匀减速直线运动
B.匀加速直线运动
C.速度逐渐增大的变加速直线运动
D.速度逐渐减小的变加速直线运动
2.(2023江苏徐州学业考试)质量分别为m甲、m乙的甲、乙两车放在光滑水平桌面上,在相同拉力作用下,甲车的加速度为2 m/s2,乙车的加速度为6 m/s2,则( )
A.m甲=3m乙B.m甲=4m乙
C.3m甲=m乙D.4m甲=m乙
3.如图所示,一物块位于光滑水平桌面上;用一大小为F、方向如图所示的力去推它,使它以加速度a向右运动。若保持力的方向不变而增大力的大小,则( )
A.a变大
B.a不变
C.a变小
D.因为物块的质量未知,故不能确定a变化的趋势
4.(2023广东东莞高一期末)如图所示,一辆装满石块的货车在平直道路上行驶,驾驶员突然发现前方发生事故,紧急刹车使得汽车做减速运动。货厢中某石块受到周围接触的物体对它的作用力为F,关于F的方向,下列图中可能正确的是( )
5.(2023湖北高一期末)用如图所示的装置做课题研究发现:球形物体所受空气阻力的大小跟它运动的速率成正比。当气球和重物由静止释放,在一起竖直下落的过程中,其速率v、加速度的大小a和运动的时间t之间的关系图像,下列可能正确的是( )
6.一个质量为50 kg的沙发静止在水平地面上,甲、乙两人同时从背面和侧面分别用F1=120 N、F2=160 N的力推沙发,F1与F2相互垂直,且平行于地面。沙发与地面间的动摩擦因数μ=0.3。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是( )
A.沙发不会被推动
B.沙发将沿着F1的方向移动,加速度为0.6 m/s2
C.沙发将沿着F2的方向移动,加速度为0.2 m/s2
D.沙发的加速度大小为1 m/s2
7.(2023山东东营高一期末)航空母舰舰载机俯冲着舰时,其尾钩钩住布置在甲板上的一根阻拦索的正中间,阻拦索给飞机施加向后的作用力,使飞机做减速运动,直至安全停在甲板上。阻拦索由不可伸长的钢丝制成,两端并不是固定在甲板上的,而是连接着复杂的液压装置,可以对钢丝绳拉力和长度进行调控。假设某次减速过程中,阻拦索中弹力的大小F保持不变,忽略飞机受到的动力、摩擦力和空气阻力,则( )
A.当阻拦索夹角为120°时,飞机受到的合力大小为F
B.当阻拦索夹角为120°时,飞机受到的合力大小为3F
C.飞机减速过程中加速度逐渐减小
D.飞机做匀减速直线运动,直到停止
B级 关键能力提升练
8.在静止的车厢内,用细绳a和b系住一个小球,绳a斜向上拉,绳b水平拉,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,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
9.(2023安徽月考)如图所示,质量为10 kg的物体A通过轻绳绕过定滑轮被站在水平地面上质量为50 kg的人竖直拉住,当人拉动物体A,使物体A向上做初速度为0、加速度为2 m/s2的匀加速直线运动时,重力加速度g取10 m/s2,不计一切摩擦和阻力,此时地面对人的支持力为( )
A.380 NB.404 N
C.520 ND.480 N
10.(2023贵州六盘水期末)如图所示,将两根原长为l的相同轻质橡皮筋共同拴住一质量为m、可视为质点的小球,然后水平固定在相距为2l的两根竖直杆上。初始时,用手托住小球,使两根橡皮筋均保持原长并处于水平位置,若橡皮筋伸长满足胡克定律,且劲度系数均为mgl。突然放手,让小球从静止开始下落,当小球下落高度为3l时其加速度大小为( )
A.(3-1)gB.(3+1)g
C.1-32gD.1+32g
11.(2023北京朝阳高一月考)如图所示,一位同学手持乒乓球拍托球沿水平面做匀加速直线运动,球拍与球保持相对静止且球拍平面和水平面之间夹角为θ。设球拍和球质量分别为m0、m,重力加速度为g,不计球拍和球之间的摩擦,不计空气阻力,则( )
A.球拍对球的支持力大小为mgcs θ
B.乒乓球的加速度大小为gtan θ
C.乒乓球的加速度大小为gsin θ
D.该同学对球拍的作用力大小为m0g
12.四旋翼无人机是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器,目前正得到越来越广泛的应用。一架质量m=2 kg的无人机,能提供向上最大的升力为32 N。现让无人机在地面上从静止开始竖直向上运动,25 s后悬停在空中,执行拍摄任务。前25 s内运动的v-t图像如图所示,在运动时所受阻力大小恒为无人机重的15,g取10 m/s2。求:
(1)从静止开始竖直向上运动,25 s内运动的位移大小;
(2)加速和减速上升过程中提供的升力大小;
(3)25 s后悬停在空中,完成拍摄任务后,关闭升力一段时间,之后又重新启动提供向上的最大升力。为保证着地时速度为零,求无人机从开始下落到恢复最大升力的最长时间t。(设无人机只做直线下落)
参考答案
分层作业25 牛顿第二定律
1.C 由题知,F的大小逐渐减小,根据牛顿第二定律得知,加速度也逐渐减小,而F的方向与运动方向相同,则木块做加速运动,故木块做速度逐渐增大的变加速直线运动,故C正确。
2.A 对甲和乙,由牛顿第二定律可知a甲=Fm甲,a乙=Fm乙,由于水平桌面光滑,两车所受合力即为拉力,可得m甲m乙=a乙a甲=62=3,故A正确。
3.A 由于桌面光滑,故不受摩擦力,物块受力为重力G、桌面对物体的支持力FN、推力F,设推力与水平方向夹角为α,将F沿水平方向和竖直方向分解,由牛顿第二定律得Fcs α=ma,所以a=Fcsαm,F方向不变而大小增大,可得a变大。选项A正确。
4.C 当货车向右做减速运动时,石块与货车相对静止,则有两者的加速度方向相同,均水平向左,由牛顿第二定律可知,石块受合力的方向水平向左,则有石块受重力与周围接触的物体对它的作用力为F的合力水平向左,由平行四边形定则可知,F的方向应斜向左上方,故C正确。
5.A 由题知,球形物体所受空气阻力的大小跟它运动的速率成正比,则有Ff=kv,根据牛顿第二定律有mg-Ff=ma,解得a=g-kmv,可知加速度a与v的图线斜率不变,因气球和重物由静止释放,则加速度的方向与速度方向都竖直向下,故球形物体做加速度逐渐减小的加速运动,直到加速度为零,最后做匀速直线运动,故A正确。
6.D 由二力合成可知,两力的合力大小为F=F12+F22=200 N,而Ffmax=μFN=μmg=0.3×500 N=150 N,有F>Ffmax,则沙发要做匀加速直线运动,由牛顿第二定律有F-Ffmax=ma,可得a=1 m/s2,故D项正确。
7.A 设两根阻拦索之间的夹角为θ,由受力分析可知,飞机所受合力为F合=2Fcsθ2,当阻拦索夹角为120°时F合=F,故A正确,B错误;由牛顿第二运动定律2Fcsθ2=ma,飞机向前运动,θ变小,所以加速度逐渐增大,飞机做加速度增大的减速运动,故C、D错误。
8.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Facs α-mg=0。由题意可知,α不变,则Fa不变;Fb=Fasin α-ma9.A 对A受力分析,有FT-mg=ma,解得FT=m(g+a)=120 N,则地面对人的支持力为FN=mg-FT=380 N,故A正确。
10.A 当小球下落高度为3l时,设绳子与水平方向的夹角为θ,则有tan θ=3ll=3,解得θ=60°,此时橡皮筋对小球的拉力为F=klcsθ-l=mg,小球受到两个拉力与重力,由牛顿第二定律可得2Fsin 60°-mg=ma,联立解得a=(3-1)g,故A正确。
11.B 球和运动员具有相同的加速度,对小球受力分析如图所示,则FN=mgcsθ,根据牛顿第二定律得mgtan θ=ma,解得a=gtan θ,故A、C错误,B正确;对球拍和球整体受力分析,整体的加速度与球的加速度相同,根据平行四边形定则知,运动员对球拍的作用力为F=(m0+m)gcsθ,故D错误。
12.解析 (1)由v-t图像面积可得,无人机从静止开始竖直向上运动,25 s内运动的位移为x=12×(10+25)×4 m=70 m。
(2)由图像的斜率知,加速过程加速度为a1=0.8 m/s2,设加速过程升力为F1,
由牛顿第二定律得F1-mg-15mg=ma1
解得F1=25.6 N
由图像的斜率知,减速过程中加速度大小为a2=0.4 m/s2,设减速过程升力为F2,
由牛顿第二定律得mg+15mg-F2=ma2
解得F2=23.2 N。
(3)设失去升力下降阶段加速度为a3,由牛顿第二定律得
mg-Ff=ma3,解得a3=8 m/s2
恢复最大升力后加速度为a4,由牛顿第二定律得
Fmax-mg+15mg=ma4,解得a4=8 m/s2
根据对称性可知,应在下落过程的中间位置恢复升力,
由H2=12a3t2,得t=352 s。
答案 (1)70 m (2)25.6 N 23.2 N (3)352 s