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1、第三章 第2單元 牛頓第二定律及其應(yīng)用 [課時作業(yè)] 命 題 設(shè) 計 　　　　　 難度 題號　　 目標(biāo)　　　　　　 較易 中等 稍難 單 一 目 標(biāo) 對牛頓第二定律的理解 1、2、3、4 牛頓第二定律的應(yīng)用 5、6 7、8、9、10 綜合 目標(biāo) 牛頓第二定律的綜合應(yīng)用 11、12 一、選擇題(本大題共10個小題，每小題7分，共70分) 1．(2009·全國卷Ⅱ)兩物體甲和乙在同一直線上運(yùn)動，它們在0～0.4 s時間內(nèi)的v－t圖象如圖1所示．若僅在兩物體之間存在相互作用，則物體甲與乙的質(zhì)量之比和圖中時間t1分別為

2、 (　　) 圖1 A.和0.30 s　　　　　　　B．3和0.30 s C.和0.28 s D．3和0.28 s 解析：根據(jù)圖線特點(diǎn)知甲做勻加速直線運(yùn)動，乙做勻減速直線運(yùn)動，根據(jù)a＝得3a甲＝a乙，根據(jù)牛頓第二、第三定律有＝，得＝3. 再由圖線乙有＝，所以t1＝0.3 s，B正確． 答案：B 2．(2010·泉州模擬)如圖2所示，豎直放置在水平面上的輕質(zhì)彈簧上疊放 著兩物塊A、B，A、B的質(zhì)量均為2 kg，它們處于靜止?fàn)顟B(tài)，若突然 圖2 將一個大

3、小為10 N，方向豎直向下的力施加在物塊A上，則此瞬間， A對B的壓力大小為(g＝10 m/s2) (　　) A．10 N B．20 N C．25 N D．30 N 解析：對AB整體分析，當(dāng)它們處于靜止?fàn)顟B(tài)時，彈簧的彈力等于整體AB的重力，當(dāng)施加力F的瞬間，彈力在瞬間不變，故A、B所受合力為10 N，則a＝F合/(2m)＝2.5 m/s2，后隔離A物塊受力分析，得F＋mg－N＝ma，解得N＝25 N，所以A對B的壓力大小也等于25 N. 答案：C 3．(2009·廣

4、東理基)搬運(yùn)工人沿粗糙斜面把一個物體拉上卡車，當(dāng)力沿斜面向上，大小為F時，物體的加速度為a1；若保持力的方向不變，大小變?yōu)?F時，物體的加速度為a2，則 (　　) A．a(chǎn)1＝a2 B．a(chǎn)1＜a2＜2a1 C．a(chǎn)2＝2a1 D．a(chǎn)2＞2a1 解析：當(dāng)力為F時有a1＝，當(dāng)力為2F時有a2＝＝＝2a1＋，可知a2＞2a1，D對． 答案：D 4．2008年北京奧運(yùn)會上，中國體操女隊(duì)獲得第一枚奧運(yùn)會的女子體操團(tuán)體金牌．關(guān)于體操表演的下

5、列說法正確的是 (　　) A．身體呈水平姿勢支撐于鞍馬上時，運(yùn)動員對鞍馬的壓力大于運(yùn)動員受到的重力 B．在平衡木上后空翻時，運(yùn)動員處于平衡狀態(tài) C．雙手握住單杠進(jìn)行大回環(huán)的過程中運(yùn)動員可能超重也可能失重 D．跳馬時，整個人體騰起沿弧線騰躍到最高點(diǎn)時運(yùn)動員的速度為零 解析：身體呈水平姿勢支撐于鞍馬上時，運(yùn)動員處于平衡狀態(tài)，受到的重力等于鞍馬對人的支持力大小，而鞍馬對運(yùn)動員的支持力大小等于運(yùn)動員對鞍馬的壓力，因此運(yùn)動員對鞍馬的壓力等于運(yùn)動員受到的重力，所以A不正確；平衡狀態(tài)是指處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，

6、受合外力為零，在平衡木上后空翻時運(yùn)動員受到重力，合外力不為零，因此不是平衡狀態(tài)，所以B不正確；雙手握住單杠進(jìn)行大回環(huán)的過程中運(yùn)動員在豎直方向上具有加速度，因此運(yùn)動員可能超重也可能失重，所以C正確；跳馬時，整個人體騰起沿弧線騰躍到最高點(diǎn)時運(yùn)動員豎直方向的速度雖為零，但有水平方向的速度，所以D不正確． 圖3 答案：C 5．(2010·濟(jì)南模擬)如圖3所示，傳送帶的水平部分長為L，傳動速率為v，在其左端無初速釋放一小木塊，若木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ，則木塊從左端運(yùn)動到右端的時間不可能是 (　　) A.＋

7、 B. C. D. 解析：因木塊運(yùn)動到右端的過程不同，對應(yīng)的時間也不同．若一直勻加速至右端，則L＝μgt2，得：t＝ ，C可能；若一直加速到右端時的速度恰好與帶速v相等，則L＝t，有：t＝，D可能；若先勻加速到帶速v，再勻速到右端，則＋v(t－)＝L，有：t＝＋，A可能；木塊不可能一直勻速至右端，B不可能． 答案：B 6．(2009·山東高考)某物體做直線運(yùn)動的v－t圖象如圖4所示，據(jù)此判斷圖5(F表示物體所受合力，x表示物體的位移)四個選項(xiàng)中正確的是 (　　) 圖4 圖5 解析：由v－

8、t圖象知，0～2 s勻加速，2 s～4 s勻減速，4 s～6 s反向勻加速，6 s～8 s勻減速，且2 s～6 s內(nèi)加速度恒定，由此可知：0～2 s內(nèi)，F(xiàn)恒定，2 s～6 s內(nèi)，F(xiàn)反向，大小恒定，6 s～8 s內(nèi)，F(xiàn)又反向且大小恒定，故B正確． 答案：B 7．停在10層的電梯底板上放置有兩塊相同的條形磁鐵，磁鐵的極性及放置位置如圖6所示．開始時兩塊磁鐵在電梯底板上處于靜止，下列說法不正確的是 (　　) 圖6 A．若電梯突然向下開動(磁鐵與底板始終相互接觸)，并停在1層，最后兩塊磁鐵可能已碰在一起 B．若電梯突然向下開動(磁鐵與底板始終相互接觸)，并停在1層，最后兩塊磁鐵

9、可能仍在原來位置 C．若電梯突然向上開動，并停在20層，最后兩塊磁鐵可能已碰在一起 D．若電梯突然向上開動，并停在20層，最后兩塊磁鐵一定仍在原來位置 解析：電梯突然向下開動時處于失重狀態(tài)，磁鐵與電梯底板間的最大靜摩擦力減小，若最大靜摩擦力小于兩磁鐵間的引力，則兩磁鐵會相互靠近并碰在一起，A對；若最大靜摩擦力大于兩磁鐵間的引力，則兩磁鐵仍在原來位置，B對；若電梯突然向上開動，則處于超重狀態(tài)，但電梯在接近20層時，會做減速運(yùn)動，此時電梯失重，磁鐵與電梯底板間的最大靜摩擦力減小，兩磁鐵有可能會相互靠近并碰在一起，故C對D錯． 圖 7 答案：D 8.先后用相同材料制成的橡皮條彼此平行

10、地沿水平方向拉同一質(zhì) 量為m的物塊，且每次橡皮條的伸長量均相同，物塊m在橡皮 條的拉力作用下所產(chǎn)生的加速度a與所用橡皮條的數(shù)目n的關(guān) 系如圖7所示．若更換物塊所在水平面的材料，再重復(fù)做這個 實(shí)驗(yàn)，則圖中直線與水平軸線之間的夾角將 (　　) A．變小 B．不變 C．變大 D．與水平面的材料有關(guān) 解析：設(shè)摩擦力為f，一條橡皮條產(chǎn)生的拉力為F0，則n條橡皮條的拉力產(chǎn)生的加速度為a＝＝－，顯然圖象的斜率不變，θ角就不變，選項(xiàng)B正確． 答案：B 9．如圖8所示，一輛有動力驅(qū)動的小車上有一水平放置的彈簧

11、，其左端固定在小車上， 圖8 右端與一小球相連，設(shè)在某一段時間內(nèi)小球與小車相對靜止且彈簧處于壓縮狀態(tài)，若忽略小球與小車間的摩擦力，則在這段時間內(nèi)小車可能是 (　　) ①向右做加速運(yùn)動?、谙蛴易鰷p速運(yùn)動?、巯蜃笞黾铀龠\(yùn)動?、芟蜃笞鰷p速運(yùn)動 A．①④ B．②④ C．①③ D．②③ 解析：小球水平方向受到向右的彈簧彈力F，由牛頓第二定律可知，小球必定具有向右的加速度，小球與小車相對靜止，故小車可能向右加速運(yùn)動或向左減速運(yùn)動． 圖9 答案：A 10．(2009·上海高考)如圖9所示為蹦極運(yùn)動的示意

12、圖．彈性繩的一端固定在O點(diǎn)，另一端和運(yùn)動員相連．運(yùn)動員從O點(diǎn)自由下落，至B點(diǎn)彈性繩自然伸直，經(jīng)過合力為零的C點(diǎn)到達(dá)最低點(diǎn)D，然后彈起．整個過程中忽略空氣阻力．分析這一過程，下列表述正確的是 (　　) ①經(jīng)過B點(diǎn)時，運(yùn)動員的速率最大 ②經(jīng)過C點(diǎn)時，運(yùn)動員的速率最大 ③從C點(diǎn)到D點(diǎn)，運(yùn)動員的加速度增大 ④從C點(diǎn)到D點(diǎn)，運(yùn)動員的加速度不變 A．①③ B．②③ C．①④ D．②④ 解析：對運(yùn)動員受力分析可知自O(shè)至B自由下落，做勻加速直線運(yùn)動，自B至C為加速

13、度逐漸減小的變加速直線運(yùn)動，C點(diǎn)加速度為零，速度最大．自C至D為加速度逐漸增大的變減速直線運(yùn)動，故B項(xiàng)正確． 答案：B 二、非選擇題(本大題共2個小題，共30分) 11．(14分)一輛汽車在恒定牽引力作用下由靜止開始沿直線運(yùn)動，4 s內(nèi)通過8 m的距離，此后關(guān)閉發(fā)動機(jī)，汽車又運(yùn)動了2 s停止，已知汽車的質(zhì)量m＝2×103 kg，汽車運(yùn)動過程中所受阻力大小不變，求： (1)關(guān)閉發(fā)動機(jī)時汽車的速度大?。? (2)汽車運(yùn)動過程中所受到的阻力大??； (3)汽車牽引力的大小． 解析：(1)汽車開始做勻加速直線運(yùn)動s0＝t1. 解得v0＝＝4 m/s. (2)汽車滑行減速過程加速度a2＝

14、＝－2 m/s2 由牛頓第二定律有－f＝ma2 解得f＝4×103 N (3)開始加速過程中加速度為a1 s0＝a1t2， 由牛頓第二定律有：F－f＝ma1 解得F＝f＋ma1＝6×103 N. 答案：(1)4 m/s　(2)4×103 N　(3)6×103 N12.(16分)消防隊(duì)員為縮短下樓的時間，往往抱著豎直的桿直接滑下．假設(shè)一名質(zhì)量為60 kg、訓(xùn)練有素的消防隊(duì)員從七樓(即離地面18 m的高度)抱著豎直的桿以最短的時間滑下．已知桿的質(zhì)量為200 kg，消防隊(duì)員著地的速度不能大于6 m/s，手和腿對桿的最大壓力為1800 N，手和腿與桿之間的動摩擦因數(shù)為0.5，設(shè)當(dāng)?shù)氐闹亓?/p>

15、加速度 g＝10 m/s2.假設(shè)桿是固定在地面上的，桿在水平方向不移動．試求： (1)消防隊(duì)員下滑過程中的最大速度； (2)消防隊(duì)員下滑過程中桿對地面的最大壓力； (3)消防隊(duì)員下滑的最短的時間． 解析：(1)消防隊(duì)員開始階段自由下落的末速度即為下滑過程的最大速度vm，有2gh1＝v 消防隊(duì)員受到的滑動摩擦力 f＝μN(yùn)＝0.5×1800 N＝900 N. 減速階段的加速度大小： a2＝＝5 m/s2 減速過程的位移為h2，由v－v2＝2a2h2 又h＝h1＋h2 以上各式聯(lián)立可得：vm＝12 m/s. (2)以桿為研究對象，設(shè)地面對桿的支持力為N′， N′＝Mg＋f＝2900 N. 根據(jù)牛頓第三定律得，桿對地面的最大壓力為2900 N. (3)最短時間為 tmin＝＋＝2.4 s. 答案：(1)12 m/s　(2)2900 N　(3)2.4 s