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第四章 3
基础夯实
一、选择题(1~4题为单选题,5、6题为多选题)
1.关于力的单位“牛”,下列说法不正确的是( A )
A.“牛”这个单位是由质量为1kg的物体所受的重力为9.8N这个规定确定的
B.“牛”这个力的单位是根据在牛顿第二定律F=kma中取k=1时确定的
C.1N就是使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力
D.地面附近质量是1kg的物体所受的重力是9.8N,并不是规定的,而是根据牛顿第二定律F=ma得到的结果
解析:根据牛顿第二定律F=kma中k=1、m=1kg,a=1m/s2时的力叫作“一个单位的力”,即1kg·m/s2的力叫作1牛顿,用符号“1N”表示,故选项B、C正确,选项A错误。地面附近的重力加速度g约为9.8m/s2,因此根据牛顿第二定律F=ma可知,地面附近1kg的物体重力约为9.8N,并不是规定的,故选项D正确。
2.(山东济南一中2015~2016学年高一上学期期中)关于运动和力的关系,下列说法中正确的是( C )
A.物体的速度为零时,它受到的合外力一定为零
B.物体运动的速度越大,它受到的合外力一定越大
C.物体受到的合外力越大,其速度变化一定越快
D.物体所受的合外力不为零时,其速度一定增大
解析:物体的速度为零与合外力并没有直接的关系,速度为零时,合外力也可以很大,故A错误;物体运动的速度大,可以是匀速直线运动,此时的合力是0,故B错误;根据牛顿第二定律,一个物体受到的合外力越大,说明他的加速度大,根据加速度的定义,也就是它的速度变化一定越快,故C正确;物体所受的合外力不为零时,物体也可以做减速运动,速度不一定增大。故D错误。
3.(江苏省启东中学2016~2017学年高一上学期月考)如图,鸟沿虚线斜向上加速飞行,空气对其作用力可能是( B )
A.F1 B.F2
C.F3 D.F4
解析:鸟沿虚线斜向上加速飞行,加速度沿着虚线向上,故合力F
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沿着虚线向上;鸟受重力和空气对其作用力,根据力的合成法则,可知空气对其作用力可能为F2,故选B。
4.(北京市东城区2016~2017学年高一上学期期中)如图所示,有一辆汽车满载西瓜在水平路面上匀速前进。司机突然发现意外情况,紧急刹车做匀减速运动,加速度大小为a,则中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的大小是( C )
A.m B.ma
C.m D.m(g+a)
解析:对西瓜A受力分析如图所示,F表示周围西瓜对A的作用力,则由牛顿第二定律得:=ma,解得:F=m,故C对,A、B、D错。
5.在光滑的水平面上有一个物体同时受到两个水平力F1和F2的作用,在第1s内该物体保持静止状态。若两个力随时间变化情况如图所示,则下列说法中正确的是( AB )
A.在第5s内物体做变加速直线运动
B.在第3s内物体做变加速直线运动
C.在第4s末物体的加速度方向改变
D.在第6s末物体的速度为零
解析:物体在0~1s受等大反向共点力作用处于静止状态,1~4s,F2减小,F1不变,则物体向F1方向做加速度增大的加速运动,4~5s,F2增大到原值,则物体向F1方向做加速度减小的加速运动,5~6s向F1方向做匀速运动,则B正确。
6.(黑龙江省大庆实验中学2016~2017学年高一上学期检测)如图所示为“儿童蹦极”游戏,拴在腰间左右两侧的是弹性极好的橡皮绳。质量为m的小明静止悬挂时两橡皮绳的拉力大小均恰为mg,若小明左侧橡皮绳突然断裂,则橡皮绳断裂瞬间小明的( AB )
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A.速度为零
B.加速度a=g,沿原断裂绳的方向斜向下
C.加速度a=g,沿未断裂绳的方向斜向上
D.加速度a=g,方向竖直向下
解析:绳断的瞬间右侧橡皮绳的弹力来不及变化,小明所受的合力沿断绳的方向斜向下,F合=mg,a==g,所以B正确。绳断瞬间加速度不为零,速度为零,A正确。
二、非选择题
7.跳伞运动员在下落过程中(如图所示),假定伞所受空气阻力的大小跟下落速度的平方成正比,即F=kv2,比例系数k=20N·s2/m2,跳伞运动员与伞的总质量为72kg,跳下高度足够高,(g取10m/s2)则:
(1)跳伞运动员在空中做什么运动?收尾速度是多大?
(2)当速度达到4m/s时,下落加速度是多大?
答案:(1)做加速度越来越小的加速运动;vm=6m/s
(2)a=5.6m/s2
解析:(1)以伞和运动员作为研究对象,开始时速度较小,空气阻力F小于重力G,v增大,F随之增大,合力F合减小,做加速度a逐渐减小的加速运动;当v足够大,使F=G时,F合=0,a=0,开始做匀速运动,此时的速度为收尾速度,设为vm。
由F=kv=G,得vm===6m/s。
(2)当v=4m/s