2018-2019學(xué)年高中物理同步重難講練之牛頓運動定律 專題02 牛頓第二定律的理解和應(yīng)用學(xué)案 新人教版必修1.doc

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專題02 牛頓第二定律的理解和應(yīng)用 重難講練 1. 牛頓第二定律的性質(zhì) 2. 合力、加速度、速度的關(guān)系 (1)物體的加速度由所受合力決定，與速度無必然聯(lián)系。 (2)合力與速度夾角為銳角，物體加速；合力與速度夾角為鈍角，物體減速。 (3)a＝是加速度的定義式，a與v、Δv無直接關(guān)系；它給出了測量物體加速度的方法，這是物理上用比值定義物理量的方法． a＝是加速度的決定式。它揭示了物體產(chǎn)生加速度的原因及影響物體加速度的因素 【典例1】下列關(guān)于速度、加速度、合外力之間的關(guān)系，正確的是(　　) A.物體的速度越大，則加速度越大，所受的合外力也越大 B.物體的速度為0，則加速度為0，所受的合外力也為0 C.物體的速度為0，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大 D.物體的速度很大，但加速度可能為0，所受的合外力也可能為0 【答案】　CD 【解析】　物體的速度大小和加速度大小沒有必然聯(lián)系，一個很大，另一個可以很小，甚至為0，物體所受合外力的大小決定加速度的大小，同一物體所受合外力越大，加速度一定也越大，故選項C、D正確。 【典例2】一個質(zhì)量為2kg的物體，在6個恒定的共點力作用下處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)同時撤去大小分別為15N和20N的兩個力而其余力保持不變，此后物體做直線運動。關(guān)于此后該物體運動的說法中正確的是 ( ) A． 一定做勻加速直線運動，加速度大小可能是5m/s2 B． 可能做勻減速直線運動，加速度大小是2m/s2 C． 一定做勻變速直線運動，加速度大小可能是15m/s2 D． 可能做勻速直線運動 【答案】C 但加速度大小一定要大于2.5m/s2，故B錯誤；由于撤去兩個力后其余力保持不變，則物體所受的合力不變，一定做勻變速運動，加速度大小可能等于15 m/s2，該運動可能是直線運動，也可能是曲線運動，故C正確，D錯誤。所以C正確，ABD錯誤。 【典例3】如圖，水平面上一個物體向右運動，將彈簧壓縮，隨后又被彈回直到離開彈簧，則該物體從接觸彈簧到離開彈簧的這個過程中，下列說法中正確的是(　　) A．若接觸面光滑，則物體加速度的大小是先減小后增大 B．若接觸面光滑，則物體加速度的大小是先增大后減小再增大 C．若接觸面粗糙，則物體加速度的大小是先減小后增大 D．若接觸面粗糙，則物體加速度的大小是先增大后減小再增大 【答案】　D 【解析】　若接觸面光滑，則物體是在剛接觸彈簧時速度最大，加速度為零，隨著向右將彈簧壓縮，彈簧的彈力增大，則加速度一直增大，直至物體速度減小到零，然后物體反向運動，反向過程是向右運動的逆過程，故向左運動時加速度逐漸減小，故A、B錯誤；若接觸面粗糙，設(shè)彈簧壓縮量為x，彈力和摩擦力方向均向左：kx＋μmg＝ma，x增大則a一直增大，直至速度減小到零，當(dāng)物體反向向左運動時，kx－μmg＝ma，x減小，則加速度減小，當(dāng)kx＝μmg時，加速度減小到零，之后kx＜μmg，加速度開始反向增大，D正確、C錯誤． 【跟蹤訓(xùn)練】 1．如圖所示，位于水平地面上的質(zhì)量為m的物體，在大小為F，與水平方向成α角的拉力作用下沿水平地面做勻加速運動，則下列說法正確的是( ) A． 如果地面光滑，物體的加速度為 B． 如果地面光滑，物體的加速度為 C． 如果物體與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，則物體的加速度為 D． 如果物體與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，則物體的加速度為 【答案】BD 【解析】對物塊受力分析，將F分解為水平方向和豎直方向兩個方向； 故選BD。 2．如圖所示，在光滑水平面上以水平恒力F拉動小車和木塊，讓它們一起做無相對滑動的加速運動，若小車質(zhì)量為M，木塊質(zhì)量為m，加速度大小為a，木塊和小車間的動摩擦因數(shù)為μ.對于這個過程，某同學(xué)用了以下4個式子來表達(dá)木塊受到的摩擦力的大小，下述表達(dá)式一定正確的是(　　) A． F－Ma B． ma C． mg D． Ma 【答案】AB 【解析】AB、對木塊：，對小車：，故木塊受到的摩擦力的大小或，故AB正確； C、由于不是滑動摩擦力，不能通過公式Ff＝μmg表達(dá)，故C錯誤； D、Ma指的是物體M在過程中受到的合外力，故D錯誤； 故選AB。 3．如圖所示，一個箱子放在水平地面上，箱內(nèi)有一固定的豎直桿，在桿上套著一個環(huán)，箱子與桿的質(zhì)量為4kg，環(huán)的質(zhì)量為1kg，如圖所示，已知環(huán)沿桿勻加速下滑時，加速度a為3m/s2，g取10m/s2，則此時箱子對地面的壓力FN等于 A． FN=40N B． FN=53N C． FN=50N D． FN=47N 【答案】D 【解析】環(huán)沿桿勻加速下滑時，加速度a為3m/s2，有，解得f=7N；對箱子受力分析可得，D正確． 4. 如圖所示，物體在水平拉力F的作用下沿水平地面做勻速直線運動，速度為v.現(xiàn)讓拉力F逐漸減小，則物體的加速度和速度的變化情況應(yīng)是(　　) A．加速度逐漸變小，速度逐漸變大 B．加速度和速度都在逐漸變小 C．加速度和速度都在逐漸變大 D．加速度逐漸變大，速度逐漸變小 【答案】　D 5．如圖所示，一小物塊從光滑斜面上某處滑下，從接觸彈簧到壓縮彈簧第一次到達(dá)最低點的過程中，小物塊 A． 做減速運動 B． 先做減速運動后做加速運動 C． 加速度先減小后增大 D． 將靜止在第一次到達(dá)的最低點位置 【答案】C 【解析】小物塊接觸彈簧后，彈簧的彈力先小于重力沿斜面向下的分力，小物塊的合力沿斜面向下，加速 模擬提升 1．（2019屆貴州省銅仁市第一中學(xué)高三上第二次月考） 一物體從某一高度自由落下，落在直立于地面的輕彈簧上，如圖所示。在A點，物體開始與彈簧接觸，到B點時，物體速度為零，然后被彈回。則下列說法中正確的是(　　) A． 物體在A點的速率最大 B． 物體由A點到B點做的是變加速運動 C． 物體在B點時所受合力為零 D． 物體從A下降到B，以及從B上升到A的過程中，速率都是先增大后減小 【答案】BD 【解析】在A下降到B的過程中，開始重力大于彈簧的彈力，加速度方向向下，物體做加速運動，彈力在增大，則加速度在減小，當(dāng)重力等于彈力時，速度達(dá)到最大，然后在運動的過程中，彈力大于重力，根據(jù)牛頓第二定律知，加速度方向向上，加速度方向與速度方向相反，物體做減速運動，運動的過程中彈力增大，加速度增大，到達(dá)最低點，速度為零．知加速度先減小后增大，速度先增大后減小．所以A點的速率不是最大，故A錯誤；物體從A點到B點加速度先減小后增大，是變加速運動，故B正確；物體在B點時，彈力大于重力，合力向上，合力為零的位置在AB之間，即彈力和重力相等的位置，故C錯誤；物體從B回到A的過程是A到B過程的逆過程，返回的過程速度先增大后減?。蔇正確．故選BD． 2．（2019屆江西省上饒中學(xué)高三上開學(xué)檢測） 如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧的一端固定在墻上，另一端與置于水平面上、質(zhì)量均為m的物體A、B接觸(A與B和彈簧均未連接)，彈簧水平且無形變．用水平力F緩慢推動物體，在彈性限度內(nèi)彈簧長度被壓縮了x0，此時物體靜止．已知物體A與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，物體B與水平面間的摩擦不計．撤去F后，物體A、B開始向左運動，A運動的最大距離為4x0，重力加速度為g.則(　　) A． 撤去F后，物體A和B先做勻加速運動，再做勻減速運動 B． 撤去F后，物體剛運動時的加速度大小為 C． 當(dāng)物體A、B一起開始向左運動距離后分離 D． 當(dāng)物體A、B一起開始向左運動距離x0后分離 【答案】C 究對象，根據(jù)牛頓第二定律得物體剛運動時的加速度大小為a=．故B錯誤。由上分析可知，當(dāng)彈簧的彈力與滑動摩擦力大小相等、方向相反時，速度最大，此時AB兩物體分開，彈簧的壓縮量為x=；物體A、B一起開始向左運動距離為x=x0-，故D錯誤，C正確；故選C。 3．（2019北京市朝陽區(qū)力邁國際學(xué)校高三開學(xué)測試） 電梯內(nèi)有一個質(zhì)量為m的物體，用細(xì)線懸掛在電梯的天花板上。已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，當(dāng)電梯以的加速度豎直向下做勻加速直線運動時，細(xì)線對物體拉力的大小為 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】物體隨電梯一起運動，故由牛頓第二定律可得：物體的合外力為：，方向豎直向下；又有物體只受重力和繩子拉力作用，所以，細(xì)線對物體拉力的大小為：，方向豎直向上；故選B。 4．（2019屆江蘇省清江中學(xué)高三第一次月考） 如圖所示，在光滑水平面上有一物塊受水平恒力F的作用而運動，在其正前方固定一個足夠長的輕質(zhì)彈簧，當(dāng)物塊與彈簧接觸并將彈簧壓至最短的過程中，下列說法正確的是 A． 物塊接觸彈簧后即做減速運動 B． 物塊接觸彈簧后先加速后減速 C． 當(dāng)彈簧最短時，物塊有向左的加速度 D． 當(dāng)物塊的速度最大時，它受的合力為零 【答案】BCD 【解析】A. 物體剛接觸彈簧時，受到向左彈簧彈力的作用，但小于向右的水平恒力F，由牛頓第二定律可知物體仍然向右加速。故A錯誤； B. 由牛頓第二定律可知加速度和合外力同時變化，物體從接觸彈簧到壓縮量最大的過程中，合外力先減小到零，加速度也減小到零，而速度繼續(xù)增加；然后合外力再反向增大，加速度反向增大此時加速度和速度反向，速度逐漸減小。故B正確； C. 當(dāng)彈簧處于壓縮量最大時，彈力大于向右的恒力，合外力不為零，物塊有向左的加速度，故C正確； D. 當(dāng)物體受到合外力為零時，加速度為零，之前是加速度逐漸減小到零的加速過程，此時速度最大，故D正確。 故選：BCD. 5．（2019屆陜西省黃陵中學(xué)高三上開學(xué)考試） 如圖所示，質(zhì)量相同的木塊A、B用輕彈簧連接置于光滑的水平面上，開始時兩木塊靜止且彈簧處于原長狀態(tài)．現(xiàn)用水平恒力F推木塊A，在從開始到彈簧第一次被壓縮到最短的過程中，下列說法正確的是（　?。? A． B的加速度一直在減小 B． A的加速度先減小后增大 C． 當(dāng)A、B的速度相同時，加速度aA>aB D． 當(dāng)A、B的加速度相同時，速度vA > vB 【答案】D 【解析】AB. 彈簧第一次被壓縮到最短瞬間，兩木塊速度相同，此過程，由于彈力不斷增大，作速度時間圖像如圖 故物體A做加速度不斷減小的加速運動，物體B做加速度不斷變大的加速運動，故A錯誤，B錯誤； 故選：D. 6．（2019屆河南省駐馬店經(jīng)濟開發(fā)區(qū)高級中學(xué)高三上第一次月考） 如圖所示，質(zhì)量相同的木塊A、B用輕質(zhì)彈簧連接，靜止在光滑的水平面上，此時彈簧處于自然狀態(tài)?，F(xiàn)用水平恒力F推A，則從力F開始作用到彈簧至彈簧第一次被壓縮到最短的過程中 A． 彈簧壓縮到最短時，兩木塊的速度相同 B． 彈簧壓縮到最短時，兩木塊的加速度相同 C． 兩木塊速度相同時，加速度 D． 兩木塊加速度相同時，速度 【答案】ACD 【解析】從開始推A到彈簧第一次被壓縮到最短的過程中，物體A的加速度逐漸減小，而B的加速度逐漸增大，vA=vB 之前，A的加速度先大于B的加速度，后小于B的加速度，所以aA=aB時，vA>vB， A的加速度繼續(xù)減小，B的加速度繼續(xù)增大，所以vA=vB時，aB>aA，之后aA減小，aB增大，直到vA=vB時，彈簧壓縮至最短。 由以上分析可知 ，ACD正確。 7．（2018高一上期末考試云南省曲靖市沾益區(qū)第四中學(xué)） 如圖所示，當(dāng)小車向右加速運動時，物塊M 相對于車廂靜止于豎直車廂壁上，當(dāng)車的加速度增大時，則：（ ） A． M受摩擦力增大 B． 物塊M對車廂壁的壓力增大 C． M受靜摩擦力不變 D． 物塊M相對于車廂壁上滑 【答案】BC 知，物塊M對車廂壁的壓力增大，B正確；因為最大靜摩擦力增大，物塊仍然能相對于車廂壁靜止，D錯誤． 9．（2018-2019北京市朝陽區(qū)力邁國際學(xué)校高三開學(xué)測試） 如圖所示，質(zhì)量m = 0.78 kg的金屬塊放在水平桌面上，在大小F = 3.0 N、方向與水平方向夾角θ = 37的拉力作用下，以v = 4.0 m/s的速度向右做勻速直線運動。已知，，取重力加速度m/s2。求： (1)金屬塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ； (2)撤去拉力F后金屬塊在桌面上能滑行的距離d。 【答案】(1)；(2)d=2.0m 【解析】(1)金屬塊做勻速直線運動，故受力平衡，則有：Fcosθ=μ（mg-Fsinθ） 所以金屬塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為： (2)撤去拉力F后，金屬塊的合外力為：F合=f=μmg 故金屬塊做加速度為：a=μg=4m/s2的勻減速運動； 那么由勻變速運動規(guī)律可得,撤去拉力F后金屬塊在桌面上能滑行的距離為.