1、1考点强化练 7 牛顿第二定律和力学单位制1.(20172018 学年浙江温州高二第二学期六校协作体期中)下列物理量中,既是标量又是国际单位制基本量的一组是( )A.力、质量、速度 B.力、时间、加速度C.长度、质量、时间 D.长度、速度、时间2.物理学中选定七个物理量的单位作为基本单位,根据物理公式中其他物理量和这几个物理量的关系,推导出其他物理量的单位,这些推导出来的单位叫做导出单位,基本单位和导出单位一起组成了单位制,则下列单位不相同的是 ( )A.N 和 kgm/s2 B.Pa 和 kg/(s2m)C.J 和 kgm2/s2 D.V 和 m2kgs-1A-13.(多选)如图所示,质量为
2、 m=1 kg 的物体与水平地面之间的动摩擦因数为 0.3,当物体运动的速度为 10 m/s 时,给物体施加一个与速度方向相反的大小为 F=2 N 的恒力,在此恒力作用下(g 取 10 m/s2)( )A.物体经 10 s 速度减为零B.物体经 2 s 速度减为零C.物体速度减为零后将保持静止D.物体速度减为零后将向右运动4.在滑冰场上,甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上,原来静止不动,在相互猛推一下后分别向相反方向运动。假定两板与冰面间的动摩擦因数相同。已知甲在冰上滑行的距离比乙远,这是由于( )A.在推的过程中,甲推乙的力小于乙推甲的力B.在推的过程中,甲推乙的时间小于乙推甲的时间C.在刚分开时
3、,甲的初速度大于乙的初速度D.在分开后,甲的加速度大小小于乙的加速度大小5.行车过程中,如果车距不够,刹车不及时,汽车将发生碰撞,车里的人可能受到伤害,为了尽可能地减轻碰撞引起的伤害,人们设计了安全带。假定乘客质量为 70 kg,汽车车速为 90 km/h,从踩下刹车到车完全停止需要的时间为 5 s,安全带对乘客的作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)( )A.450 N B.400 N C.350 N D.300 N6.如图所示,A、B 两小球分别连在轻绳两端,B 球另一端用弹簧固定在倾角为 30的光滑斜面上,A、B 两小球的质量分别为 mA、m B,重力加速度为 g,若不计弹簧质量,在绳被
4、剪断瞬间,A、B 两球的加速度大小分别为( )A.都等于2B. 和 02C.2和 2D.2和 27.一个小孩从滑梯上滑下的运动可看作匀加速直线运动。第一次小孩单独从滑梯上滑下,加速度为a1,第二次小孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下(小狗不与滑梯接触),加速度为 a2,则( )A.a1=a2 B.a1a2 D.无法判断8.数字化信息系统 DIS(位移传感器、数据采集器、计算机等),应用传感器和数据采集器自动获取和输入实验数据,通过计算机的快速处理得到实验的结果,提高了教学效率,使学生可以有更多的时间用于自主探究活动,改变传统的教学模式。下面通过 DIS 在长木板上研究物体加速度与力的关系,如图甲实
5、验装置。(1)本实验中 (选填“要”或“不要”)平衡摩擦力。 (2)本实验钩码所受的重力作为小车所受拉力,需要满足 。 (3)改变所挂钩码的数量,多次重复测量。通过多次实验,得到的数据,画出图象(如图乙所示)。结果发现图象明显偏离直线,造成此误差的主要原因是 。 A.小车与轨道之间存在摩擦B.导轨保持了水平状态C.所挂钩码的总质量太大D.所用小车的质量太大(4)如图乙,F 不断增大,AB 这一曲线不断延伸,那么加速度趋向值为 。如图乙,F 不断增大,那么绳子的拉力趋向值为 。 9.(2018 浙江杭州六校期中)2007 年至今,杭州“礼让斑马线”收获国人点赞,反映了这座城市对行人的尊重与关爱,
6、杭州的斑马线礼让之风,已然成为了杭州在全国的一张“名片”。有一天,小张开车去上班,以 72 km/h 的速度在一条直路上行驶,看到前面的一位行人正要走斑马线过马路,以车子现有的速度完全可以通过斑马线而不撞上行人。经过 2 s 时间的思考,小张决定立即刹车而礼让行人。经过 5 s 的匀减速,车子刚好到斑马线前停止。设汽车(含驾驶员)的质量为 1 500 kg。求:(1)汽车刹车时加速度的大小。(2)汽车刹车时受到的合力的大小。(3)驾驶员看到行人到车子停止的这段时间内平均速度的大小。10.如图所示,水平桌面由粗糙程度不同的 AB、BC 两部分组成,且 AB=BC,物块 P(可视为质点)以某一初速
7、度从 A 点滑上桌面,最后恰好停在 C 点,已知物块经过 AB 与 BC 两部分的时间之比为 1 4,则物块 P 与桌面上 AB、BC 部分之间的动摩擦因数 1、 2之比为(物块 P 在 AB、BC 上所做的运动均可看作匀变速直线运动)( )A.1 1 B.1 4 C.4 1 D.8 111.3如图所示,斜面 AD 和 BD 与水平方向的夹角分别为 60和 30,两斜面的 A 端和 B 端在同一竖直面上,现让两个可视为质点的物块分别从两斜面的顶端同时由静止下滑,结果两物块同时滑到斜面底端 D,设两物块与 AD、BD 面间的动摩擦因数分别为 1和 2,则 1 2为( )A.1 3 B.3 1 C
8、. 1 D.13 312.(多选)如图所示,一木块在光滑水平面上受一恒力 F 作用,前方固定一足够长的水平轻弹簧,则当木块接触弹簧后,下列判断正确的是( )A.木块立即做减速运动B.木块在一段时间内速度仍增大C.当 F 等于弹簧弹力时,木块速度最大D.弹簧压缩量最大时,木块速度为零但加速度不为零13.已知雨滴在空中运动时所受空气阻力 F 阻 =kr2v2,其中 k 为比例系数,r 为雨滴半径,v 为其运动速率。t=0 时,雨滴由静止开始下落,加速度用 a 表示。落地前雨滴已做匀速运动,速率为 v0。下列图象中不正确的是( )14.(2018 浙江嘉兴选考模拟)质量为 2 kg 的物体,在光滑水
9、平面上做直线运动。已知物体在 t=0 时速度为零,04 s 内物体位移等于 1 m,物体运动对应的图象可能是( )15.(2018 浙江绿色联盟)一旦发生火灾,高楼居民如何逃生是一直困扰我们的重要问题。最近有人设计了一种新型逃生滑梯,提供了颇具创意的解决方式,这种装置类似于“滑梯”,紧急情况中放下,逃生者躺在滑梯内,即可顺势滑到楼底。(假设楼层间的高度 h=3 m,g 取 10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8)(1)经发明者测试,逃生者从 5 楼滑到 1 楼需要 10 s,假设滑梯坡度为 37,忽略转角处的速度损失和空气阻力。求逃生者的下滑加速度大小和逃生者与“滑梯”间的
10、动摩擦因数各是多少?(2)为了安全,处于高层的逃生者都备有智能躺椅,躺椅配有控速系统和刹车系统,控速系统可以限制下滑过程中速度不超过 6 m/s,刹车系统可以使减速过程的加速度的大小和加速过程的加速度大小相等。为了安全,滑到地面时的速度大小要求不超过 2 m/s,假设逃生者躺在躺椅上加速下滑的加速度大小和题(1)中的加速度大小相等,求从 25 楼下滑到地面的最短时间。4考点强化练 7 牛顿第二定律和力学单位制1.C 力和速度都是矢量,且力和速度不是国际单位制中的基本物理量,故 A 错误;力和加速度是矢量,且力和加速度不是国际单位制中的基本物理量,故 B 错误;长度、质量、时间是标量,且都是国际
11、单位制中的基本物理量,故 C 正确;速度是矢量,且速度不是国际单位制中的基本物理量,故D 错误。2.D N 是力的单位,根据 F=ma 可知,N 和 kgm/s2相同,故 A 相同;Pa 是压强的单位,F 的单位为 kgm/s2,根据 p= 可知,Pa 和 kg/(s2m)相同,故 B 相同;J 是能量的单位,F 的单位为 kgm/s2,根据 W=FL 可知,J 和 kgm2/s2相同,故 C 相同;V 是电压的单位,F 的单位为 kgm/s2,根据U= ,W=FL 可知,V 和 m2kgs-2C-1相同,故 D 不相同。3.BC A、B 物体受到向右恒力和滑动摩擦力,做匀减速直线运动。滑动摩
12、擦力大小为Ff= FN= G=3 N,根据牛顿第二定律得,a= m/s2=5 m/s2,方向向右。+ =2+31物体减速到 0 所需的时间 t= s=2 s,故 B 正确,A 错误。0=105物体减速到零后,Fx2,则 v1v2。故 C 对,D 错。12=12225.C 汽车的速度 v0=90 km/h=25 m/s,设汽车匀减速的加速度大小为 a,则 a= =5 m/s2,对乘客0应用牛顿第二定律可得 F=ma=705 N=350 N,所以 C 正确。6.D 剪断绳前,弹簧中的力 F=(mA+mB)sin 30,绳中的力 F1=mAgsin 30,剪断绳后,绳上的力瞬时消失,弹簧上的力瞬间不
13、改变,对 A 有 aA=gsin 30= g,对 B 有 aB=12。故 D 项正确。(+)30-30 =27.A 以滑梯上的孩子为研究对象受力分析并正交分解重力如图所示。x 方向有 mgsin -Ff=ma,y 方向有 FN-mgcos =0,Ff= FN,由以上三式得 a=g(sin - cos ),由表达式知,a 与质量无关,A 对。8.答案 (1)要 (2)钩码质量远小于小车(和位移传感器)质量 (3)C (4)g 小车(和位移传感器)的重力解析 (1)在研究物体加速度与力的关系时,用钩码所受的重力作为小车所受的合力,所以需要平衡摩擦力;5(2)以小车与钩码组成的系统为研究对象,系统所
14、受的合外力等于钩码的重力 mg,由牛顿第二定律得:mg=(M+m)a,小车的加速度 a= ,小车受到的拉力 F=Ma= ,当 mM 时,可以认为小车+ +受到的合力等于钩码的重力,所以应满足钩码质量远小于小车(和位移传感器)质量;(3)小车与轨道之间存在摩擦,会造成图象不过原点,不会造成 a-F 图象偏离直线,故 A 错误;只有导轨保持水平,小车受到的拉力才保持不变,所以导轨保持水平,不会造成 a-F 图象偏离直线,故B 错误;如果钩码的质量太大,则小车受到的合力小于钩码的重力,实验误差较大,a-F 图象偏离直线,故C 正确;当 mM 时,可以认为小车受到的合力等于钩码的重力,a-F 图象是一
15、条直线,故 D 错误。(4)当钩码的质量远小于小车的总质量时,钩码所受的重力才能作为小车所受外力,如果增大钩码的质量,则外力增大,AB 这一曲线不断延伸,根据小车的加速度 a= ,当 Mm 时,加速度趋向+为 g;此时对于小车和位移传感器,F=Ma,F 趋向值为小车和位移传感器的总重力。9.答案 (1)4 m/s 2 (2)6 000 N (3)12.9 m/s解析 (1)v=72 km/h=20 m/s,根据加速度定义式可得 a= =4 m/s2。2(2)由牛顿第二定可得 F 合 =ma=6 000 N。(3)匀速时 x1=vt1=40 m,匀减速时 x2= t2=50 m,2全程的平均速度
16、 m/s=12.9 m/s=1+21+2=90710.D 由牛顿第二定律可知,物块 P 在 AB 段减速的加速度 a1= 1g,在 BC 段减速的加速度a2= 2g,设物块 P 在 AB 段运动时间为 t,则可得:v B= 2g4t,v0= 1gt+ 2g4t,由xAB= t,xBC= 4t,xAB=xBC解得: 1=8 2,故 D 正确。0+2 211.B 设斜面底部长为 L,AD 与水平面的夹角为 ,BD 与水平面的夹角为 ,物体在 AD 面上运动时的加速度为a1= =gsin - 1gcos -1物体在 BD 面上运动时的加速度为a2= =gsin - 2gcos -1物体在 AD 面上
17、运动的时间:t 1=21物体在 BD 面上运动的时间:t 2=22由题意可知:t 1=t2联立以上各式解得: =3,故 B 正确。1212.BCD 刚开始时,弹簧对木块的作用力小于外力 F,木块继续向右做加速度逐渐减小的加速运动,直到二力相等,而后,弹簧对木块的作用力大于外力 F,木块继续向右做加速度逐渐增大的减速运动,直到速度为零,但此时木块的加速度不为零,故选项 A 错误,B、C、D 正确。613.D 由 mg-F 阻 =ma 得,雨滴先加速下落,随着 v 增大,阻力 F 阻 增大,a 减小,a=0 时,v=v 0不再变化,故 A、B 正确;又 mg=kr2 ,又 m= r3得 r,即 与
18、 r 成正比关系,即02,02=2 43 02=43 02C 正确,D 错误。14.D A 选项 x-t 图象中物体由 1 m 的位置,来到-1 m 的位置,位移为-2 m,A 错误;B 选项 v-t图象中图线与 t 轴包围的面积为位移,02 s 位移为正方向 1 m,24 s 位移为负方向 1 m,总位移为0,B 错误;C 选项 01 s 物体向正方向匀加速直线运动,12 s 加速度方向相反,物体做减速运动,2 s 末速度减小为 0,23 s 反向加速运动,34 s 反向减速运动,4 s 末时回到初始位置,位移为 0,将C 图转化为 v-t 图象如图甲,C 错误;甲由于是光滑水平面,D 选项
19、中纵坐标 F 为物体所受到的合力,将 D 图转化为 v-t 图象如图乙,乙加速度大小 a= =0.5 m/s2,图线与 t 轴包围的面积即位移,大小等于 1 m,D 正确。15.答案 (1)0.4 m/s 2 0.7 (2)30.83 s解析 (1)发明者测试时做初速度为零的匀加速直线运动,则有: at2437=12解得:a=0.4 m/s 2对发明者受力分析,根据牛顿第二定律得:mgsin 37- mgcos 37=ma解得: =0.7(2)经分析研究对象先做匀加速运动再做匀速运动最后做匀减速运动时间最短。根据几何关系有:s 总 = =120 m,2437则加速度时间:t 1= =15 s,加速的位移 s1= t1=45 m, 2减速时间有:t 3= =10 s,减速的位移 s3= t3=40 m,-末 +末2故匀速的时间为 t2= s=5.83 s总 -1-3=356则总时间为 t 总 =t1+t2+t3=30.83 s。
