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《4.5 牛顿第二定律的应用》课时对点练(含答案)

1、45牛顿第二定律的应用1雨滴从空中由静止落下,若雨滴下落时空气对其的阻力随雨滴下落速度的增大而增大,如图所示的图象可以正确反映出雨滴下落运动情况的是()解析对雨滴受力分析,由牛顿第二定律得:mgfma。雨滴加速下落,速度增大,阻力增大,故加速度减小,在vt图象中其斜率变小,故选项C正确。答案C2用30 N的水平外力F,拉一个静止在光滑水平面上的质量为20 kg的物体,力F作用3 s后撤去。则第5 s末物体的速度和加速度分别是()Av4.5 m/s,a1.5 m/s2Bv7.5 m/s,a1.5 m/s2Cv4.5 m/s,a0Dv7.5 m/s,a0解析力F作用下a m/s21.5 m/s2,

2、3 s末的速度vat4.5 m/s,3 s后撤去拉力F0,a0,物体做匀速运动,故选项C正确。答案C3一个物体在水平恒力F的作用下,由静止开始在一个粗糙的水平面上运动,经过时间t,速度变为v,如果要使物体的速度变为2v,下列方法正确的是()A将水平恒力增加到2F,其他条件不变B将物体质量减小一半,其他条件不变C物体质量不变,水平恒力和作用时间都增为原来的两倍D将时间增加到原来的2倍,其他条件不变解析由牛顿第二定律得Fmgma,所以ag,由vat,对比A、B、C三项,均不能满足要求,故选项A、B、C错误;由vat可得选项D正确。答案D4A、B两物体以相同的初速度滑上同一粗糙水平面,若两物体的质量

3、为mAmB,两物体与粗糙水平面间的动摩擦因数相同,则两物体能滑行的最大距离sA与sB相比为()AsAsB BsAsBCsAa下,所以t上t下,故选项D错误。答案B等级性检测9(多选)如图1所示,质量为m的小球置于倾角为的斜面上,被一个竖直挡板挡住。现用一个水平力F拉斜面,使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动,重力加速度为g,忽略一切摩擦,以下说法正确的是()图1A斜面对小球的弹力为B斜面和竖直挡板对小球弹力的合力为maC若增大加速度a,斜面对小球的弹力一定增大D若增大加速度a,竖直挡板对小球的弹力一定增大解析对小球受力分析如图所示,把斜面对小球的弹力FN2进行正交分解,竖直方向有FN2

4、cos mg,水平方向有FN1FN2sin ma,所以斜面对小球的弹力为FN2,选项A正确;FN1mamgtan 。由于FN2与a无关,故当增大加速度a时,斜面对小球的弹力不变,挡板对小球的弹力FN1随a增大而增大,故选项C错误,D正确;小球受到的合力为ma,斜面和竖直挡板对小球弹力的合力为,故选项B错误。答案AD10如图2所示,质量为2 kg的物体在40 N水平推力作用下,从静止开始1 s内沿竖直墙壁下滑3 m。求:(取g10 m/s2)图2(1)物体运动的加速度大小;(2)物体受到的摩擦力大小;(3)物体与墙间的动摩擦因数。解析(1)由hat2,可得:a6 m/s2。(2)分析物体受力情况

5、如图所示:水平方向:物体所受合外力为零,FNF40 N竖直方向:取向下为正方向,由牛顿第二定律得:mgfma可得:fmgma8 N。(3)物体与墙间的滑动摩擦力fFN所以0.2。答案(1)6 m/s2(2)8 N(3)0.211某研究性学习小组利用力传感器研究小球与竖直挡板间的作用力,实验装置如图3所示,已知斜面倾角为45,光滑小球的质量m3 kg,力传感器固定在竖直挡板上。求:(g10 m/s2)图3(1)当整个装置静止时,力传感器的示数;(2)当整个装置向右匀加速直线运动时,力传感器示数为36 N,此时装置的加速度大小;(3)某次整个装置在水平方向做匀加速直线运动时,力传感器示数恰好为0,

6、此时整个装置的运动方向如何?加速度为多大?解析(1) 以小球为研究对象,设小球与力传感器静止时的作用力大小为F,小球与斜面间的作用力大小为FN,对小球受力分析如图所示,由几何关系可知:Fmgtan 45310 N30 N(2)竖直方向FNcos 45mg水平方向FFNsin 45ma解得:a2 m/s2(3)要使力传感器示数为0,则有:FNcos 45mgFNsin 45ma解得:a10 m/s2,方向向左。答案(1)30 N(2)2 m/s2(3)方向向左,加速度大小为10 m/s212如图4所示,在倾角37足够长的斜面底端有一质量m1 kg的物体,物体与斜面间的动摩擦因数0.5。现用大小为

7、F22.5 N、方向沿斜面向上的拉力将物体由静止拉动,经时间t00.8 s撤去拉力F,已知sin 370.6,cos 370.8,取g10 m/s2,求:图4(1)t00.8 s时物体速度v的大小;(2)撤去拉力F以后物体在斜面上运动的时间t。解析(1)在拉力作用下物体沿斜面向上做匀加速运动,作出物体受力分析如图所示。根据受力情况和牛顿第二定律有:Fmgsin fmaFNmgcos 0fFNvat0联立并代入数据得:v10 m/s。(2)撤去拉力F后物体先向上做匀减速运动至速度为0后向下做匀加速运动至斜面底端。设向上运动时间为t1,向下运动时间为t2,拉力作用下物体发生的位移为s0,由运动学公式有:s0vt0向上运动时:mgsin mgcos ma10va1t1s1vt1向下运动时:mgsin mgcos ma2s0s1a2ttt1t2联立以上各式并代入数据得:t4 s。答案(1)10 m/s(2)4 s