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    2022-2023学年粤教版(2019)必修一第四章 第3节牛顿第二定律 同步课时训练(word版含答案)

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    高中粤教版 (2019)第三节 牛顿第二定律同步训练题

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    这是一份高中粤教版 (2019)第三节 牛顿第二定律同步训练题,共11页。试卷主要包含了单选题,多选题,计算题,实验题等内容,欢迎下载使用。


    第四章 第3节牛顿第二定律  同步课时训练

    学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________


    一、单选题(共32分)

    1(4)放在水平地面上的一物块受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示。重力加速度g。由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为(   )

    A. B. C. D.

    2(4)一质量为m的乘客站在倾角为θ的自动扶梯的水平踏板上,随扶梯一起以大小为的加速度加速上行,如图所示。重力加速度大小为g。该过程中,乘客对踏板的压力大小为(   )

    A. B. C. D.

    3(4)停在水平地面上的小车内,用绳子拴住一个重球,绳呈水平状态,绳的拉力为,绳的拉力为若小车由静止开始向左做匀加速直线运动,但重球相对小车位置不发生变化,则两绳的拉力的变化情况是(重力加速度为g(   )

    A.变大,变小 B.变大,变大 C.不变,变小 D.变大,不变

    4(4)如图所示,甲、乙两球通过弹簧连接后用绳悬挂于天花板下,丙、丁两球通过细线连接后也用绳悬挂于天花板下,四个球质量相等。若在处剪断绳,在剪断瞬间,关于各球的瞬时加速度,下面说法中正确的是(g为重力加速度)(   )

    A.甲球的加速度为 B.乙球的加速度为g C.丙球的加速度为0 D.丁球的加速度为g

    5(4)关于牛顿第二定律的表达式,下列说法正确的是(   )

    A.物理公式只能确定物理量之间的数量关系和方向关系

    B.如果让10 kg的物体产生大小的加速度,所需要的力的大小就是1 N

    C.如果单位选取合适,牛顿第二定律的表达式可以是

    D.可知,物体的质量与其所受的合外力成正比,与其运动的加速度成反比

    6(4)如图所示,在以的加速度加速下降的电梯水平地板上放有质量为m的物体劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在电梯壁上,另一端与物体接触(未连接),弹簧水平且无形变。用水平力F缓慢向右推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩了l,此时物体静止。撤去F后,物体开始向左运动,运动的最大距离为。物体与电梯地板间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。则撤去F后,在水平方向上(   )
     

    A.物体与弹簧分离前加速度越来越大 B.物体与弹簧分离前加速度越来越小

    C.弹簧的压缩量为时,物体速度最大 D.物体在水平方向做匀减速运动的时间为

    7(4)单独作用在物体上产生的加速度大小为,力单独作用在该物体上产生的加速度大小为,则同时作用在该物体上,产生的加速度大小不可能为(   )

    A. B. C. D.

    8(4)21世纪新能源环保汽车在设计阶段要对其各项性能进行测试,某次新能源汽车性能测试中,如图甲所示是牵引力传感器传回的实时数据随时间变化的关系,但由于机械故障,速度传感器只传回了第20 s以后的数据,如图乙所示。已知汽车质量为1500 kg,若测试平台是水平的,且汽车由静止开始沿直线运动,设汽车所受阻力恒定,由分析可得(   )
     

    A.由图甲可得汽车所受阻力为1000 N B.20 s末汽车的速度为26 m/s

    C.由图乙可得20 s后汽车才开始匀速运动 D.20 s内汽车的位移为426 m

    二、多选题(共24分)

    9(6)如图,柔软轻绳的一端O固定,其中间某点M拴一重物A,用手拉住绳的另一端N。初始时,竖直且被拉直,之间的夹角为。现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角α不变。在由竖直被拉到水平的过程中(   )

    A.上的张力逐渐增大 B.上的张力先增大后减小

    C.上的张力逐渐增大 D.上的张力先增大后减小

    10(6)如图是一质量为50 kg的乘客乘竖直电梯上楼过程中速度—时间图像,重力加速度g下列说法正确的是(   )

    A.时刻,乘客对电梯底板的压力大小为550 N

    B.0~2 s8~10 s两个过程中电梯的加速度相同

    C.乘客在8~10 s重力为零

    D.电梯上升过程的总位移大小为16 m,方向竖直向上

    11(6)如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与物块A拴接,物块紧挨在一起放在光滑水平面上,在水平向左的外力F的作用下整个装置处于静止状态。已知弹簧的劲度系数为k,弹簧始终处于弹性限度内,物块的质量分别为,突然撤去外力F瞬间,下列说法正确的是(   )

    A.弹簧的压缩量为 B.A的加速度大小为

    C.BA的作用力大小为 D.BC的作用力大小为

    12(6)如图所示,倾斜圆盘圆心处固定有与盘面垂直的细轴,盘面上沿同一直径放有质量均为m两物块(均可视为质点),两物块分别用两根平行圆盘的不可伸长的轻绳与轴相连,与轴的距离分别为d,与盘面间的动摩擦因数均为μ,盘面与水平面的夹角为θ。当圆盘以角速度ω匀速转动时,物块始终与圆盘保持相对静止,且当物块A转到最高点时,A所受绳子拉力刚好减小到零,而B所受摩擦力刚好增大到最大静摩擦力。已知重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则下列说法正确的是(   )
     

    A.

    B.

    C.运动过程中绳子对A拉力的最大值为

    D.运动过程中B所受摩擦力的最小值为

    三、计算题(共28分)

    13(本题 14 )如图所示,一质量的木板原来静止在水平面上,另一质量的小滑块以的初速度在木板上从右端开始水平向左滑行,经一段时间后滑块停在木板上。已知滑块与木板间、木板与水平面间的动摩擦因数分别为,取重力加速度,求:

    1木板运动过程中的最大速度;

    2木板从开始运动到最终停下的位移大小。

    14(14)如图,在竖直平面内,半径为R的光滑圆弧轨道和水平轨道A点相切,为圆弧轨道的直径,O为圆心,之间的夹角为质量为m的小球沿水平轨道向右运动,经A点沿圆弧轨道通过C点,落至水平轨道;在整个过程中,除受到重力及轨道作用力外,小球还一直受到水平恒力的作用。已知小球在C点所受合力的方向指向圆心,且此时小球对轨道的压力恰好为零。重力加速度大小为g。求
     

    1)水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小;

    2)小球到达A点时动量的大小;

    3)小球从C点落至水平轨道所用的时间

    四、实验题(共16分)

    15(16)为了“验证牛顿第二定律”,某同学设计了如下实验方案:

    A.实验装置如图甲所示,一端系在滑块上的轻质细绳通过转轴光滑的轻质滑轮,另一端挂质量为的钩码。用垫块将长木板有定滑轮的一端垫起,调整长木板的倾角,直至轻推滑块后,滑块将沿长木板向下做匀速直线运动;

    B.保持长木板的倾角不变,取下细绳和钩码,连接纸带,接通打点计时器的电源,然后让滑块沿长木板滑下,打点计时器打下的纸带如图乙所示。请回答下列问题:

    1)图乙中纸带的____端与滑块相连(选填“左”或“右”)

    2)图乙中相邻两个计数点之间还有4个点未画出,打点计时器接频率为50Hz的交流电源,根据图乙求出滑块的加速度_______(结果保留三位有效数字)。

    3)实验中________(填“一定要”或“不必要”)保证钩码的质量远小于滑块的质量。


    参考答案

    1答案:A

    解析:

    2答案:C

    解析:该过程中,乘客在竖直向上方向的加速度大小,设踏板对乘客的支持力大小为F,在竖直方向上,由牛顿第二定律有,解得,由牛顿第三定律可得,乘客对踏板的压力大小,所以C正确,ABD错误。

    3答案:C

    解析:本题考查推理论证能力。对重球进行受力分析后采用正交分解法,根据牛顿第二定律列出方程,再讨论两个力的变化情况。

    以重球为研究对象,分析受力如图所示,

    设小车的加速度大小为a,绳与水平方向的夹角为θ,重球重力为,根据牛顿第二定律可以得到

    竖直方向:

    水平方向:

    由①②得:

    可见,绳的拉力与加速度a无关,则保持不变,绳的拉力随着加速度的增大而减小,则变小。

    4答案:D

    解析:当剪断通过弹簧连接的两小球上方A处的绳子时,剪断绳子瞬间弹簧弹力不变,A处细绳的拉力没有了,甲球受力不变,重力和弹力的合力为0,甲的加速度为0,乙球受到自身重力和弹簧的拉力,合力为,乙的加速度为,选项AB错误。当剪断通过细线连接的两小球上方的处的绳子时,剪断上方绳子后,下方细线弹力突变为0,丙、丁两球均只受自身重力,故加速度都为gC错误,D正确。

    5答案:C

    解析:物理公式不仅可以确定物理量之间的数量关系和方向关系,同时也可以确定物理量间的单位关系,所以A错误;如果让10 kg的物体产生大小的加速度,所需要的力的大小是10 N,所以B错误;如果力的单位取N,质量单位取g,加速度单位取,牛顿第二定律的表达式就可以是C正确;物体的质量是物体本身的属性,是所含物质的多少,与物体所受合外力以及物体运动的加速度无关,D错误。

    6答案:C

    解析:本题考查根据受力情况分析运动情况。当弹簧恢复原长时,物体与弹簧分离,在弹簧恢复原长的过程中,物体在水平方向受向左的弹力和向右的摩擦力,当时,由牛顿第二定律得减小,a减小,当时,由牛顿第二定律得减小,a增大,故物体与弹簧分离前加速度先减小后增大,选项AB错误;物体在竖直方向做匀加速运动,由牛顿第二定律得,物体受到的摩擦力,由以上两式解得,物体速度最大时,物体水平方向上所受的合力为零,则,解得,选项C正确;物体离开弹簧后在水平方向做匀减速运动,运动的距离为l,由牛顿第二定律得,由匀变速直线运动规律得,由以上两式解得,选项D错误。
     

    7答案:A

    解析:本题考查加速度与力的关系。根据牛顿第二定律有合力大小的取值范围同时作用在该物体上,则产生加速度大小的范围故选A

    8答案:B

    解析:本题结合图像考查牛顿运动定律。由题图乙可知,在20 s后汽车做匀速直线运动,则由题图甲可知,汽车所受阻力,故A错误;在0~6 s内,设汽车所受牵引力为,加速度为,由牛顿第二定律得,解得,第6 s汽车的速度,在6~18 s内,设汽车所受牵引力为,加速度为,由牛顿第二定律得,解得,第18 s末汽车的速度,由题图甲知18 s后汽车所受牵引力等于阻力,即汽车做匀速直线运动,所以20 s汽车的速度,故B正确,C错误;汽车在0~6 s内的位移,汽车在6~18 s内的位移,汽车在18~20 s内的位移,汽车在前20 s内的位移,故D错误。

    9答案:AD

    解析:以重物A为研究对象,受重力绳上拉力上拉力,由题意知,三个力合力始终为零,矢量三角形如图所示

    转至水平的过程中,上的张力逐渐增大,上的张力先增大后减小,选项AD正确。

    10答案:AD

    解析:图像斜率的绝对值表示加速度的大小,时乘客的加速度大小为,根据牛第二定律可得电梯底板对乘客的支持力大小为,根据牛顿第三定律可知乘客对电梯底板的压力大小为550 N,选项A正确;图像斜率的正负表示加速度的方向,0~2 s8~10 s两个过程中电梯的加速度大小相同,方向相反,选项B错误;乘客在8~10 s加速度方向竖直向下,但此时重力不变,仍等于500 N,选项C错误;图像与t轴所围的面积表示位移,且t轴上方的面积表示位移为正,t轴下方的面积表示位移为负,所以电梯上升过程的总位移大小为,方向竖直向上,选项D正确。

    11答案:BC

    解析:A.根据胡克定律可知,弹簧的压缩量为选项A错误;

    B.突然撤去外力F瞬间,整体的加速度都相同,则A的加速度大小为选项B正确;

    C.的整体,则AB的作用力大小为

    根据牛顿第三定律可知,BA的作用力大小为选项C正确;

    D.整体,由牛顿定律可得,BC的作用力大小为选项D错误。

    故选BC

    12答案:ABD

    解析:当物块A转到最高点时,B在最低点,此时对A由牛顿第二定律有,同理,对B,联立解得AB正确;运动过程中,当A到最低点时,所需的拉力最大,设为,由牛顿第二定律有,代入数据解得C错误;运动过程中,当B到最高点时,所受的摩擦力最小,设为,由牛顿第二定律有,联立解得D正确。


    13、

    1答案:1m/s

    解析:根据牛顿第二定律可得滑块相对木板滑动时的加速度大小为

    在开始的一段时间内,木板做匀加速运动,设其加速度大小为,根据牛顿第二定律有

    解得

    设经过时间t,滑块与木板达到共同速度,根据运动学公式有

    解得

    达到共同速度之后,易知木板将开始做匀减速运动,所以木板运动过程中的最大速度为

    2答案:0.45m

    解析:滑块与木板达到共同速度后,假设整体以相同的加速度做匀减速运动,加速度大小为a,根据牛顿第二定律有

    滑块所受静摩擦力大小

    故假设成立。

    木板匀加速运动的位移大小为

    木板匀减速运动的位移大小为

    木板从开始运动到最终停下的位移大小为

    14答案:1

    2

    3

    解析:1)设水平恒力的大小为,小球到达C点时所受合力的大小为F。由力的合成法则有


    设小球到达C点时的速度大小为v,由牛顿第二定律得

    ①②③式和题给数据得


    2)设小球到达A点的速度大小为,作,交D由几何关系得


    由动能定理有

    ④⑤⑥⑦⑧式和题给数据得,小球在A点的动量大小为

    3)小球离开C点后在竖直方向上做初速度不为零的匀加速运动加速度大小为g。设小球在竖直方向的初速度为,从C点落至水平轨道上所用时间为t。由运动学公式有


    ⑤⑦⑩式和题给数据得

     

    15答案:122.003不必要

    解析:1滑块在下落过程中速度越来越大,则相同时间滑块的位移越来越大,纸带上相邻两计数点间的距离越来越大,结合图乙可知纸带的右端与滑块相连,故选填“左”。

    2频率为50Hz,则周期,相邻两计数点间还有4个点未画出,则相邻计数点间的时间间隔为,根据逐差法有

    3)实验中挂上钩码,调节木板倾角,使小滑块匀速运动,则此时绳子上的拉力就等于钩码的重力,对物块来说然后取下钩码,换上纸带小滑块加速下滑,小滑块的合外力就是钩码的重力,所以不必要保证钩码的质量远小于滑块的质量,选填“不必要”。

     

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