内容正文:
4.3 牛顿第二定律
运动和力的关系
第四章
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《全效作业本》 物理 必修 第一册
问 题 交 流
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在太空中航天员想要知道自己是胖了还是瘦了,该怎么办呢?航天员用“质量测量仪”测体重。从“天宫一号”舱壁上打开一个支架形状装置,把自己固定在支架一端,航天员轻轻拉开支架,一放手,支架便在弹簧的作用下恢复原位。测量结果表明,质量是74千克。
(1)请问这是用什么原理得到的?
(2)生活中,在地面上,除了用天平测质量,你还想到了什么办法?
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1.下列与1 N表示相同的是( )
A.1 kg
B.1 m/s2
C.1 kg·m/s2
D.质量为1 kg的物体所受的重力
【解析】 根据牛顿第二定律F=ma可知,力的单位1 N=1 kg·m/s2,A、B、D错误,C正确。
C
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2.(多选)在牛顿第二定律的数学表达式F=kma中,下列有关比例系数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
【解析】 k的数值由F、m、a的单位决定,在国际单位制中若质量的单位是kg,加速度单位是m/s2,力的单位为N,此时k=1,B、C正确。
BC
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3.对牛顿第二定律的理解,下列说法正确的是( )
A.物体所受的外力与物体的加速度成正比
B.牛顿第二定律表明外力是使物体产生加速度的原因
C.合外力与物体的质量成正比,与加速度成正比
D.物体加速度的方向与所受合力的方向可以不相同
【解析】 由公式F=ma,加速度变化是结果,力是外因,质量是内因,通过这个公式可知,加速度大小是内外因共同决定的,即原因决定结果,而不能说结果决定原因,A、C错误;牛顿第二定律表明外力的作用是物体速度变化的原因,即是产生加速度的原因,B正确;力F与加速度a方向一定相同,D错误。
B
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4.一物体质量为10 kg,放在水平地面上,当用水平力F1=30 N推它时,其加速度
为1 m/s2;当水平推力增为F2=45 N时,其加速度是( )
A.1.5 m/s2 B.2.5 m/s2
C.3.5 m/s2 D.4.5 m/s2
【解析】 物体在竖直方向上受力平衡,水平方向上受到推力和滑动摩擦力,设滑动摩擦力大小为f,根据牛顿第二定律得,第一种情况:F1-f=ma1,f=20 N;第二种情况:F2-f=ma2,a2=2.5 m/s2,B正确。
B
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5.物体质量为2 kg,放在光滑水平面上,同时受到大小为2 N和5 N的两个水平力
作用,物体的加速度可能是( )
A.0 B.2 m/s2
C.4 m/s2 D.5 m/s2
【解析】 两个力的大小分别为2 N和5 N,它们的合力范围为3 N≤F合≤7 N,根据牛顿第二定律F合=ma得,物体的加速度范围为1.5 m/s2≤a≤3.5 m/s2。可知,物体的加速度可能为2 m/s2,B正确,A、C、D错误。
B
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7.如图所示,车内用细线悬挂着一个质量为m的小球,细线与竖直方向成θ角,
小球与车保持相对静止,则小球加速度大小a与细线对小球的拉力F分别是( )
A.gsin θ mg/tan θ
B.gtan θ mg/cos θ
C.gtan θ mgcos θ
D.gcos θ mg/sin θ
B
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