2018高中物理第四章牛顿运动定律4.5深入理解牛顿第二定律练习新人教版必修120180820286
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【知识点详解】 1. 牛顿第二定律:牛顿第二定律是物理学中的基本定律,它描述了力和物体加速度之间的关系。公式 F = ma 表示物体受到的合力(F)等于物体的质量(m)乘以物体的加速度(a)。这个定律告诉我们,物体的加速度与作用在它上面的力成正比,与物体的质量成反比。选项C正确,A、B错误。物体的质量是固有的属性,不随外力改变。 2. 牛顿第二定律的应用:当物体所受合力为零时,根据牛顿第二定律,物体的加速度也为零,但速度可能不为零,因为物体可以保持匀速直线运动或静止。选项D正确,A、B错误。加速度的方向总是与合力方向一致,选项D描述正确,选项C错误。 3. 力与摩擦力的关系:在例题中,物体受到摩擦力和水平向右的力的作用。摩擦力(f)等于动摩擦系数(μ)乘以正压力(N,即物体的重力)。在水平面上,μN即为摩擦力。因此,摩擦力f=μmg。对于质量为20kg的物体,当μ=0.1,g=10 m/s²时,摩擦力f=20N,方向向左。选项A正确,B、C错误。物体的加速度由F合=ma计算得出,这里F合=F-f,因此加速度a=F/(m+μmg),代入数值后可得a=0.5 m/s²,方向向左,选项D正确。 4. 国际单位制:国际单位制(SI)规定了七个基本单位,包括千克(kg)、米(m)和秒(s)。N(牛顿)是力的导出单位,不是基本单位,选项A错误,B正确。在国际单位制中,质量的单位只能是千克,不能是克,选项C错误。牛顿第二定律的表达式F=ma只有在使用国际单位制时,比例常数k才为1,选项D正确。 5. 相互作用力:在两个质量相同的物体上施加不同的力,根据牛顿第三定律,物体1对物体2的作用力等于物体2对物体1的作用力,且方向相反。如果F1>F2,那么物体1对物体2的作用力F12=F1-F2,选项D正确。 6. 弹簧系统:在弹簧连接的两个物体中,当拉力F突然撤去,整体的加速度变为零,因为没有外力作用。但对于单独的物体A或B,它们会继续保持加速度,直到弹簧的弹力平衡它们的惯性。在这个例子中,物体B受到的加速度a2是向左的,大小为a,而物体A受到的加速度a1也是向左的,大小为a,因为弹簧的弹力与物体A的运动方向相同。选项D正确,A、B、C错误。 7. 力的合成与加速度:在多力作用下的物体,当撤去两个力后,剩余的力会产生新的合力,从而导致新的加速度。在这种情况下,加速度的大小可能在0到合力最大值除以最小质量之间。对于题目中给出的力,15N和10N,撤去后剩余的力可以形成新的合力,加速度的大小可能是2 m/s²、3 m/s²,但不可能是12 m/s²或15 m/s²,因为这超出了剩余力的最大值除以最小质量的结果。选项A、B正确,C、D错误。 通过以上解析,我们可以深入理解牛顿第二定律以及它在实际问题中的应用,包括力的合成、摩擦力、加速度的计算,以及国际单位制的相关知识。这些内容对于高中生理解和解决物理问题至关重要。
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