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课时分层作业(十五) 牛顿第二定律
(时间:40分钟 分值:100分)
(15分钟 50分)
一、选择题(本题共6小题,每小题6分)
1.关于牛顿第二定律,以下说法中正确的是 ( )
A.由牛顿第二定律可知,加速度大的物体,所受的合外力一定大
B.牛顿第二定律说明了,质量大的物体,其加速度一定小
C.由F=ma可知,物体所受到的合外力与物体的质量成正比
D.对同一物体而言,物体的加速度与物体所受到的合外力成正比,而且在任何情况下,加速度的方向始终与物体所受的合外力方向一致
D [由F=ma知,只有当m一定时,a与F成正比,故选项A错误;同理当F一定时,m越大,a越小,故选项B错误;物体所受的合外力与其质量无关,故选项C错误;由牛顿第二定律内容知选项D正确.]
2.(多选)在牛顿第二定律的数学表达式F=kma中,有关比例系数k的说法,正确的是 ( )
A.k的数值由F、m、a的数值决定
B.k的数值由F、m、a的单位决定
C.在国际单位制中k=1
D.在任何情况下k都等于1
BC [物理公式在确定物理量之间的数量关系的同时也确定了物理量的单位关系.在F=kma中,只有m的单位取kg,a的单位取m/s2,F的单位取N时,k才等于1.即在国际单位制中k=1,故B、C正确.]
3.雨滴在空气中下落,当速度比较大的时候,它受到的空气阻力与其速度的二次方成正比,与其横截面积成正比,即f=kSv2,则比例系数k的单位是 ( )
A.kg/m4
B.kg/m3
C.kg/m2
D.kg/m
B [由f=kSv2知,kSv2最终结果的单位应为kg·m/s2;由f=kSv2,代入S、v单位可得k的单位为kg/m3,故选项B正确.]
4.如图所示,质量为m=10 kg的物体在水平面上向左运动,物体与水平面间动摩擦因数为0.2.与此同时物体受到一个水平向右的推力F=20 N的作用,则物体产生的加速度是( )
A.0
B.4 m/s2,水平向右
C.2 m/s2,水平向左
D.2 m/s2,水平向右
B [取向右为正方向,由牛顿第二定律得F+f=ma,而f=μmg,解得a==4 m/s2,故物体的加速度大小是4 m/s2,方向向右,B正确.]
5.声音在空气中的传播速度v与空气密度ρ、压强p有关,下列速度的表达式(k为比例系数,无单位)中可能正确的是( )
A.v=k
B.v=
C.v=
D.v=
B [由各物理量的单位之间的关系确定算式是否正确.压强p可由公式p=单位为kg/(m2·s),不是速度的单位,D错误.]的单位为s/m,也不是速度的单位,C错误;的单位为m/s,B可能正确;又的单位为m2/s2,显然不是速度的单位,A错误;而求得,则ρ的单位为kg/m3.由于题中k无单位,则k=kg/(m·s2).密度ρ可由公式ρ=求得,则其单位为
6.(多选)一质点在外力作用下做直线运动,其速度v随时间t变化的图像如图所示.在题图中标出的时刻中,质点所受合外力的方向与速度方向相同的有( )
A.t1
B.t2
C.t3
D.t4
AC [已知质点在外力作用下做直线运动,根据它的速度—时间图像可知,在图中标出的t1时刻所在的过程中,质点的速度越来越大,但斜率越来越小,说明质点做加速度越来越小的变加速直线运动,因此t1时刻质点所受合外力的方向与速度方向相同,因此A选项正确;在图中标出的t2时刻所在的过程中,质点在做匀减速直线运动,因此质点所受合外力方向与速度方向相反,故B选项不正确;在图中标出的t3时刻所在的过程中,质点在做反向的匀加速直线运动,所以t3时刻质点所受合外力的方向与速度方向也相同,由此可知C选项也正确;同理t4时刻所在的过程中,质点在做反向变减速直线运动,因此合外力的方向与速度的方向相反,故D选项不正确.]
二、非选择题(14分)
7.如图所示,一质量为1 kg的小球套在一根固定的足够长的直杆上,小球与杆间的动摩擦因数μ=0.5,直杆与水平面夹角θ为37°.现小球在竖直向上的拉力F=15 N 作用下从A点由静止出发沿杆向上运动.g取10 m/s2.试求小球的加速度的大小.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
[解析] 对小球受力分析:
Fcos 37°=N+mgcos 37°
Fsin 37°-mgsin 37°-f=ma
f=μN
解得:a=1 m/s2.
[答案] 1 m/s2
(25分钟 50分)
一、选择题(本题共4小题,每小题6分)
1.(多选)物体在力F作用下运动,F的方向与物体运动方向一致,其Ft图像如图所示,则物体 ( )
A.在t1时刻加速度最大
B.在0~t1时间内做匀加速运动
C.从t1时刻后便开始返回运动
D.在0~t2时间内,速度