《2025年练习部分高中物理必修第一册沪教版》

5. 一个铁块在6 N的合力作用下产生的加速度是2 m/s²，这个铁块的质量是多大？要使它产生3 m/s²的加速度，需要对它施加多大的合力？

答案： 由牛顿第二定律$F=ma$得，铁块质量$m=\frac{F}{a}=\frac{6\,N}{2\,m/s^2}=3\,kg$；
要产生$3\,m/s^2$的加速度，所需合力$F'=ma'=3\,kg×3\,m/s^2=9\,N$。

6. 质量为10 kg的小车在水平面上受到20 N的水平拉力作用时，恰好做匀速直线运动，小车受到的阻力有多大？要使小车获得大小为1 m/s²、与初速度方向相同的加速度，作用于小车上的水平拉力应为多大？

答案： 小车匀速运动时，阻力$f=F=20\,N$；
加速时，由$F'-f=ma$得$F'=f+ma=20\,N+10\,kg×1\,m/s^2=30\,N$。

7. 质量为m的物体在粗糙水平面上沿直线运动，物体与水平面间的动摩擦因数为μ。若物体还受到与运动方向一致的大小为F的力作用，物体的加速度是多少？

答案： 物体所受摩擦力$f=\mu mg$，合力$F_{合}=F-f=F-\mu mg$，
加速度$a=\frac{F_{合}}{m}=\frac{F-\mu mg}{m}$。

8. 质量为2 kg的物体置于光滑水平面上，物体同时受到两个沿水平方向的力F₁和F₂的作用。F₁=8 N，方向向东；F₂=6 N，方向向西。此时物体的加速度有多大？方向如何？如果F₂的大小不变，方向改为向南，此时物体的加速度多大？方向如何？（请画出示意图）

答案： （1）向东为正方向，合力$F_{合}=F_1-F_2=8\,N-6\,N=2\,N$，
加速度$a=\frac{F_{合}}{m}=\frac{2\,N}{2\,kg}=1\,m/s^2$，方向向东。
（2）F₂方向改为向南时，合力为$F_1$（东）和$F_2$（南）的矢量和，
$F_{合}=\sqrt{F_1^2+F_2^2}=\sqrt{8^2+6^2}=10\,N$，
加速度$a=\frac{10\,N}{2\,kg}=5\,m/s^2$，方向东偏南$\theta$，其中$\tan\theta=\frac{F_2}{F_1}=\frac{6}{8}=\frac{3}{4}$，即$\theta=37^\circ$。
（示意图：略，需画出水平向东的F₁和竖直向南的F₂，合力为以二者为邻边的矩形对角线）