牛顿第二定律同步练习
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高一物理必修一4.3《牛顿第二定律》课时同步练习一、单选题:1、关于牛顿第二定律,正确的说法是( )A.合外力跟物体的质量成正比,跟加速度成正比B.加速度的方向不一定与合外力的方向一致C.加速度跟物体所受合外力成正比,跟物体的质量成反比;加速度方向与合外力方向相同D.由于加速度跟合外力成正比,整块砖自由下落时加速度一定是半块砖自由下落时加速度的2倍2、小明同学在水平面上用水平恒力推动木箱做与加速直线运动。
小明在思考,怎么样才能使木前的加速度变为原来的2倍()A.将水平推力增大到原来的2倍 B.将阻力减少到原来的C.将物体的质量增大到原来的2倍 D.将物体的推力和阻力都增大到原来2倍3、如图所示,从某一高处自由下落的小球,落至弹簧上端并将弹簧压缩到最短.问小球被弹簧弹起直至离开弹簧的过程中,小球的速度和所受合力变化情况是()A. 合力变大,速度变大B. 合力变小,速度变大C. 合力先变小后变大,速度先变大后变小D. 合力先变大后变小,速度先变小后变大4、一物体质量为20kg,放在水平地面上,当用水平力F1=30N推它时,其加速度为1m/s2;当水平推力增为F2=45N时,其加速度为()A.1m/s2 B.1.5m/s2 C.2.5m/s2 D.3m/s25、某同学在粗糙水平地面上用水平力F向右推一木箱沿直线前进.已知推力大小是80N,物体的质量是20kg,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10m/s2,下列说法正确的是()A. 物体受到地面的支持力是40NB. 物体受到地面的摩擦力大小是40NC. 物体沿地面将做匀速直线运D. 物体将做加速度为a=4m/s2的匀加速直线运动6、为了节省能量,某商场安装了智能化的电动扶梯。
无人乘行时,扶梯运转得很慢;有人站上扶梯时,它会先慢慢加速,再匀速运转。
一顾客乘扶梯上楼,恰好经历了这两个过程,如图所示。
那么下列说法中正确的是( )A.顾客始终受到三个力的作用B.顾客始终处于平衡状态C.顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方,再竖直向下D.顾客对扶梯作用的方向先指向右下方,再竖直向下7、质量为2kg的物体,受到4个力的作用而处于静止状态,当撤去其中一个力F1后,其它力保持不变,物体运动的加速度为2m/s2,方向向北,则F1的大小和方向为( )A. 2N、方向向北B. 2N、方向向南C. 4N、方向向南D. 4N、方向向北8、倾角为θ的光滑斜面C固定在水平面上,将两物体A,B叠放在斜面上,且同时由静止释放,若A,B的接触面与斜面平行,则下列说法正确的是( )A. 物体A相对于物体B向上运动B. 斜面C对水平面的压力等于A,B,C三者重力之和C. 物体A,B之间的动摩擦因数不可能为零D. 物体A运动的加速度大小为g sinθ二、多选题:9、下列有关加速度的说法不正确的是()A.因为a=Δv/t,所以a与Δv成正比,与t成反比B.虽然a=Δv/t,但a的大小仍不能由物体速度变化快慢来量度C.因为a=Δv/t,所以a的大小可由物体速度变化大小来量度D.由牛顿第二定律a=F/m,物体的加速度a大小决定于所受合外力与其质量的比值10、如图所示,小车向右运动的过程中,某段时间内车中悬挂的小球A和车水平底板上的物块B都相对车厢静止,悬挂小球A的悬线与竖直线有一定夹角,下述判断中正确的是()A. 小车向右加速运动B. 小车向右减速运动C. 物体B 受到3个力的作用D. 物体B 受到2个力的作用11、关于牛顿第二定律的下列说法中,正确的是( )A .物体加速度的大小由物体的质量和物体所受合力大小决定,与物体的速度大小无关B .物体加速度的方向只由它所受合力的方向决定,与速度方向无关C .物体所受合力的方向和加速度的方向及速度方向总是相同的D .一旦物体所受合力为零,则物体的加速度立即为零,其速度也一定立即变为零12、水平地面上质量为1kg 的物块受到水平拉力F 1、F 2的作用,F 1、F 2随时间的变化如图所示,已知物块在前2s 内以4m /s 的速度做匀速直线运动,取g =10m /s 2,则( )A .物块与地面的动摩擦因数为0.2B .3s 末物块受到的摩擦力大小为3NC .4s 末物块受到的摩擦力大小为1ND .5s 末物块的加速度大小为3m/s 2三、解答题: 13、如图:质量为5kg 的物体与水平地面间的动摩擦因数0.2μ=,现用25N F =与水平方成37θ=的力拉物体,使物体由静止加速运动,10s 后撤去拉力,求:(1)物体在两个阶段的加速度各是多大?(210m/s g =)(2)物体从运动到停止总的位移.14、民航客机都有紧急出口,发生意外情况时打开紧急出口,狭长的气囊会自动充气生成一条通向地面的斜面,乘客可沿斜面滑行到地面上。
《3 牛顿第二定律》同步训练(答案在后面)一、单项选择题(本大题有7小题,每小题4分,共28分)1、一个物体受到两个力的作用,合力为F,方向向东。
如果物体静止不动,则这两个力分别是:A. 一大一小两个向东的力B. 一大一小两个向西的力C. 一大一小两个相互垂直的力D. 一大一小两个大小相等、方向相反的力2、一个物体在水平面上做匀速直线运动,受到的合力为0。
如果突然给物体施加一个向东的力F,那么物体的加速度a与力F的关系是:A. a与F成正比B. a与F成反比C. a与F无关D. a与F成平方关系3、一物体受到两个力的作用,大小分别是3N和4N,当这两个力方向相同时,合力大小为()N。
A、1 NB、5 NC、7 ND、12 N4、已知某物体的质量为2kg,在水平面上受一个水平方向的力作用做匀加速直线运动,已知该物体加速度为2m/s²,根据牛顿第二定律,该力大小为()N。
A、1 NB、2 NC、4 ND、8 N5、一辆质量为m的汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度为a。
在某时刻,汽车的速度为v。
根据牛顿第二定律,下列哪个选项正确?A、F = mvB、F = m/vC、F = maD、F = ma/v6、一个物体重量为G,放在水平地面上,受到摩擦力的作用,以恒定的速度v运动。
以下哪个物理量随着时间推移会逐渐增加?A、物体的速度B、物体的动能C、地面接触面积D、物体对地面的压力7、一物体在水平面上受到两个相等且成角力的作用,假设无摩擦力影响,当两力之间的夹角为120°时,物体的加速度为a。
如果将夹角改为60°,物体的加速度变为:a)A.(12a)B.(√32C. aD.(2a)二、多项选择题(本大题有3小题,每小题6分,共18分)1、一个物体在两个方向相反的恒力作用下,在水平面上进行匀变速直线运动。
若其中一力大小为F,物体受到的合力大小也是F,则该物体在运动过程中的加速度大小为:A、0B、F/mC、2F/mD、F/2m2、一物体沿倾角为θ的斜面下滑,假设物体与斜面间的动摩擦因数为μ,若要使得该物体下滑时加速度恰好为g sinθ(重力加速度g),则需要满足的条件是:A、μ=0B、μ=tanθC、μ=cotθD、μ=13、一物体在光滑水平面上受到两个方向相反的水平力F1和F2的作用,已知F1 = 3N,F2 = 5N。
必修一物理牛顿第二定律练习题一、单选题1.水平路面上质量30kg 的手推车,在受到60N 的水平推力时做加速度为1.5m/s 2的匀加速运动.如果撤去推力,车的加速度的大小是( ) A .0m/s 2B .1.5m/s 2C .1.0m/s 2D .0.5m/s 22.疫情期间,中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”,为国际抗疫贡献了中国力量。
某运送防疫物资的班列由40节相同的车厢组成,每节车厢的质量均为m ,在车头牵引下,列车沿平直轨道以加速度a 匀加速行驶,每节车厢所受阻力均为f ,则第30节车厢对第31节车厢的牵引力大小为( )A .10 (ma +f )B .11(ma +f )C .10maD .9ma3.用卡车运输质量为m 的匀质圆筒状工件,为使工件保持固定,将其置于两光滑斜面之间,如图所示。
两斜面I 、Ⅱ固定在车上,倾角分别为30°和60°。
重力加速度为g 。
卡车以某加速度匀加速运动时,斜面Ⅱ受到的压力为零,则卡车加速度的大小为( )A .12gB C D .g4.如图所示,一个质量为100 kg 的沙发静止在水平地面上,甲、乙两人同时从背面和侧面分别用F 1=300N 、F 2=400N 的力推沙发,F 1与F 2相互垂直,且平行于地面。
沙发与地面间的动摩擦因数μ=0.45。
设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g 取10m/s 2。
下列说法正确的是( )A .沙发不会被推动B .沙发将沿着F 1的方向移动,加速度为3 m/s 2C .沙发将沿着F 2的方向移动,加速度为4 m/s 2D .沙发的加速度大小为0.5 m/s 25.关于运动和力的关系,下列说法中正确的是( ) A .物体的速度为零时,它受到的合外力一定为零B .运动的物体受到的合外力突然反向,则物体的加速度立即反向C .运动的物体受到的合外力突然反向,则物体的速度立即反向D .物体所受的合外力不为零时,其速度一定增大6.运动员在水平地面上进行拉轮胎的负荷训练,若在起动后的一小段时间内,运动员用两根轻绳拉着轮胎做匀加速直线运动,加速度大小为a 。
新人教版必修1《4.3 牛顿第二定律》同步练习物理试卷一、选择题1. 下列关于力和运动关系的几种说法中,正确的是()A.物体所受合力的方向,就是物体加速度的方向B.物体所受合力的方向,就是物体运动的方向C.物体所受合力不为零,则其加速度一定不为零D.物体所受合力变小时,物体一定做减速运动2. 如图所示,物体P以一定的初速度v沿光滑水平面向右运动,与一个右端固定的轻质弹簧相撞,并被弹簧反向弹回,若弹簧在被压缩过程中始终遵守胡克定律,那么在P与弹簧发生相互作用的整个过程中()A.P的加速度大小不断变化.方向也不断变化B.P的加速度大小不断变化,但方向只改一次C.P的加速度大小不断改变,当加速度数值最大时,速度最小D.有一段过程,P的加速度逐渐增大,速度也逐渐增大3. 质量为m的物体,放在粗糙的水平面上,受水平推力F的作用,产生加速度a,物体所受到的摩擦力为f,当水平推力变为2F时()A.物体所受的摩擦力变为2fB.物体的加速度等于2aC.物体的加速度小于2aD.物体的加速度大于2a4. 如图所示,位于水平地面上的质量为M的小木块,在大小为F、方向与水平方向成α角的拉力作用下沿地面作加速运动。
若木块与地面之间的动摩擦因数为μ,则木块的加速度为()A.F MB.F cosαMC.(F cosα−μMg)M D.[F cosα−μ(Mg−F sinα)]M5. 根据牛顿第二定律,下列叙述正确的是()A.物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比B.物体所受合外力必须达到一定值时,才能使物体产生加速度C.物体加速度的大小跟它的所受作用力中的任一个的大小成正比D.当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时,物体水平加速度大小与其质量成反比6. 根据牛顿第二定律,无论多大的力都会使物体产生加速度。
可当我们用一个不太大的水平力推静止在水平地面上的物体时,物体却没动。
关于这个现象以下说法中正确的是()A.这个现象说明牛顿第二定律有它的局限性B.这是因为这个力不够大,产生的加速度很小,所以我们肉眼看不出来C.这是因为此时所加的外力小于物体受到的摩擦力,所以物体没有被推动D.这是因为此时物体受到的静摩擦力等于所加的水平推力,合外力为零,所以物体的加速度也就为零,物体保持静止状态7. 下列对牛顿第二定律的表达式F=ma及其变形公式的理解,正确的是()A.由F=ma可知,物体所受的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比可知,物体的质量与其所受合外力成正比,与其运动的加速度成反比B.由m=Fa可知,物体的加速度与其所受合外力成正比,与其质量成反比C.由a=Fm可知,物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得D.由m=Fa8. 在光滑的水平面上做匀加速直线运动的物体,当它所受的合力逐渐减小而方向不变时,物体的()A.加速度越来越大,速度越来越大B.加速度越来越小,速度越来越小C.加速度越来越大,速度越来越小D.加速度越来越小,速度越来越大9. 力F1单独作用于一个物体上时,物体加速度为2m/s2;力F2单独作用于同一物体时,物体加速度为4m/s2;当力F1和F2共同作用于该物体时,物体的加速度大小可能是()A.2m/s2 B.4m/s2 C.6m/s2 D.8m/s210. 一个物体静止在光滑的水平地面上,现突然对该物体施加一个水平外力F,则刚施加外力F的瞬时,下列有关说法中正确的是()A.物体的速度和加速度都为零B.物体的速度仍为零,而加速度不为零C.物体的速度不为零,而加速度仍为零D.物体的速度和加速度都不为零11. 如图所示,A,B两个物体通过一轻弹簧相连,已知m A=1kg,m B=2kg,现对A 施加一大小为3N的水平恒力F,使它们一起沿粗糙的水平地面向右做匀速运动,某时刻突然撤去力F.此时A,B两物体的加速度分别a A,a B,则()A.a A=a B=0B.a A=3m/s2,方向水平向左,a B=0C.a A=a B=1m/s2,方向水平向左D.a A=3m/s2,方向水平向右,a B=1.5m/s2,方向水平向左12. 在忽略摩擦力的条件下,质量为m的物体,在外力F的作用下,从静止开始运动,在t时间内的位移为s,下列说法中正确的有()A.m2的物体受F2外力作用时,在t2时间内,位移为s2B.m2的物体受F2外力作用时,在t时间内,位移为sC.m2的物体受F外力作用时,在2t时间内,位移为8sD.2m的物体受F2外力作用时,在2t时间内,位移为s13. A,B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动,两球质量之比m A:m B=5:3.两球间连接一个轻弹簧(如图所示),如果突然剪断细线,则在剪断细线瞬间A球、B球的加速度分为(已知重力加速度为g)()A.g ,gB.1.6g ,0C.0.6g ,0D.0,83g14. 两物体甲和乙在同一直线上运动,它们在0∼0.4s 时间内的v −t 图象如图所示。
4.3 牛顿第二定律同步练习一、单项选择题1.关于做变速直线运动的物体,下列说法中正确的是()A.加速度越大时,速度也一定越大B.速度变化量变大时,加速度也一定变大C.合外力增大时,速度也一定增大D.合外力增大时,加速度也一定增大2.关于速度、速度变化量、加速度,说法正确的是()A.加速度与速度变化量无关B.速度很大的物体,其加速度可能很小,但不可能为零C.物体运动的速度变化量越大,加速度一定大D.速度越大,加速度越大3.如图所示,餐厅服务员托举菜盘给顾客上菜。
若服务员托举菜盘快到餐桌前,使菜盘水平向左减速运动,则()A.手对菜盘的摩擦力方向向右B.手对菜盘的摩擦力方向向左C.菜盘对手的作用力方向斜向右上方D.菜盘对手的作用力方向斜向右下方4.一质量为40kg的同学站在电梯内,若电梯以0.25m/s2的加速度匀加速上升,设竖直向上为正方向,则该同学对电梯的压力为()A.-410N B.-390N C.410N D.390N5.质量相等的甲、乙、丙、丁四个物体均沿直线运动,其v-t图像如图所示。
则运动过程中所受合力逐渐减小的物体是()A.B.C.D.6.电梯内有一个质量为m的物体,用细线挂在电梯的天花板上,当电梯以g3的加速度竖直加速下降时,细线对物体的拉力为()A.23mg B.13mg C.34mg D.mg7.小亮同学在地铁中把一根细绳的下端绑着一支圆珠笔,细绳的上端用电工胶布临时固定在地铁的竖直扶手上,在地铁的某一段运动过程中,细绳偏离了竖直方向一个不变的角度,圆珠笔相对于地铁静止,他用手机拍摄了当时情景的照片如图,拍摄方向跟地铁前进方向垂直。
他的同学们根据这张照片提出了如下猜想,其中正确的是()A.圆珠笔此时受力平衡B.地铁不一定是在向左运动,但一定是在加速C.地铁速度可能向左或者向右,但加速度一定向左D.如果是在竖直加速上升的电梯中,细绳也可能稳定偏离竖直方向一个不变的角度8.质量为1kg的物块在水平面内运动的v−t图像如图所示,物块在0~7s内的位移为零,则此过程中物块受到的合外力最小值为()A.1NB.1.5NC.3.5ND.4N9.如图,竖直匀速上升的热气球总质量为M+m,上升到某位置时,质量为m的物体从热气球脱落。
3.牛顿第二定律课后训练巩固提升双基巩固学考突破1.(多选)下列关于牛顿第二定律的说法正确的是()A.物体的加速度大小由物体的质量和物体所受的合力大小决定,与物体的速度无关B.物体的加速度方向只由它所受的合力方向决定,与速度方向无关C.物体所受的合力方向和加速度方向及速度方向总是相同的D.一旦物体所受的合力为零,则运动物体的加速度立即为零,其运动也就逐渐停止了答案:AB解析:根据牛顿第二定律,物体的加速度的大小由合力的大小和质量决定,加速度的方向由合力的方向决定,二者方向一定相同,而加速度的大小和方向与物体的速度的大小和方向无关;根据牛顿第二定律的瞬时性特征,合力一旦为零,则加速度立即为零,速度不发生变化,物体做匀速直线运动。
故选项A、B正确,选项C、D错误。
2.竖直起飞的火箭在推力F的作用下产生10 m/s2的加速度,若推力增大到2F,则火箭的加速度将达到(g取10 m/s2)()A.20 m/s2B.25 m/s2C.30 m/s2D.40 m/s2答案:C解析:推力为F时,F-mg=ma1;当推力为2F时,2F-mg=ma2。
联立以上两式可得,a2=30m/s2,故C正确。
3.(2019江苏期中)(多选)下列各图分别表示某一物体的运动情况或其所受合外力的情况。
其中甲图是某一物体的位移—时间图像;乙图是某一物体的速度—时间图像;丙图表示某一物体的加速度—时间图像;丁图表示某一物体所受合外力随时间变化的图像。
四幅图中的图线都是直线,则下列有关说法正确的是()A.甲图中物体受到的合外力一定不为零B.乙图中物体受到的合外力不变C.丙图中物体一定做匀速直线运动D.丁图中物体的加速度越来越大答案:BD解析:题图甲表示物体做匀速直线运动,合外力为零,故A错误;题图乙中的物体做匀加速直线运动,合外力不为零且恒定,故B正确;题图丙中的物体加速度恒定,做匀变速直线运动,故C错误;题图丁中的物体所受的合外力均匀变大,由牛顿第二定律可得加速度均匀变大,故D正确。
第三节牛顿第二定律1A(单选).在牛顿第二定律的数学表达式F=kma中,有关比例系数k的说法正确的是( D )A.在任何情况下k都等于1 B.因为k=1,所以k可有可无C.k的数值由质量、加速度和力的大小决定D.k的数值由质量、加速度和力的单位决定2A(多选).关于牛顿第二定律的下列说法中,正确的是(AB )A.物体加速度的大小由物体的质量和物体所受合力大小决定,与物体的速度大小无关B.物体加速度的方向只由它所受合力的方向决定,与速度方向无关C.物体所受合力的方向和加速度的方向及速度方向总是相同的D.一旦物体所受合力为零,则物体的加速度立即为零,其速度也一定立即变为零3A(单选).静止在光滑水平面上的物体,受到一个水平拉力的作用,当力刚开始作用的瞬间,下列说法正确的是( B )A.物体同时获得速度和加速度B.物体立即获得加速度,但速度仍为零C.物体立即获得速度,但加速度仍为零D.物体的速度和加速度都仍为零4B(单选).某静止物体受一对平衡力作用处于静止状态,现将其中一个力的方向不变,大小逐渐减小到零后,又逐渐恢复到原来的大小,而另一个力一直保持不变,在此过程中,该物体的加速度变化情况是(C ),物体速度变化情况是:( A )A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大后减小D.先减小后增大5B(单选).质量为m的物体放在粗糙的水平面上,水平拉力F作用于物体上,物体产生的加速度为a;若作用在物体上的水平拉力变为2 F,则物体产生的加速度( D ) A.小于a B.等于a C.在a和2a之间D.大于2a6C(单选).假设洒水车的牵引力不变且所受阻力与车重成正比,未洒水时,做匀速行驶,洒水时它的运动将是 ( A)A.做变加速运动B.做初速度不为零的匀加速直线运动C.做匀减速运动D.继续保持匀速直线运动7C(多选).如图所示,自由下落的小球,从它接触竖直放置的弹簧开始,到弹簧压缩到最大限度的过程中,下面几种描述中正确的是(BD )A.接触后,小球作减速运动,加速度的绝对值越来越大,速度越来越小,最后等于零B.接触后,小球先做加速运动,后做减速运动,其速度先增加后减小直到为零C.接触后,速度为零的地方就是弹簧被压缩最大之处,加速度为零的地方也是弹簧被压缩最大之处D .接触后,小球速度最大的地方就是加速度等于零的地方8C(多选).设雨滴从很高处竖直下落,所受空气阻力f 和其速度v 成正比.则雨滴的运动情况是( BD )A .先加速后减速,最后静止B .先加速后匀速C .先加速后减速直至匀速D .加速度逐渐减小到零9B .如图所示,两个相同的小球彼此间用轻弹簧连接,球A 的上端用细线系住挂起来。
高中物理《牛顿第二定律》同步练习题(附答案)1. 一物体静止在水平地面上,在竖直向上的拉力F 的作用下开始向上运动,如图甲所示,在物体运动过程中,空气阻力不计,其机械能E 与位移x 的关系图像如图乙所示,其中图线上点A 处切线的斜率最大.则( )A.在x 1处物体所受拉力最大B.在x 2处物体的速度最大C.在x 1∼x 3过程中,物体的动能一直减小D.在0∼x 2过程中,物体的加速度先增大后减小2. 如图所示,水平台上的小车A 通过绕过光滑定滑轮的细绳提升物体B ,当小车A 以恒定的速度v 向左运动时,对于物体B 来说,下列说法正确的是( )A.匀加速上升B.匀速上升C.物体B 受到的拉力大于物体B 受到的重力D.物体B 受到的拉力等于物体B 受到的重力3. 如右图所示,车沿水平地面做直线运动,车厢内悬挂在车顶上小球与悬点的连线与竖直方向的夹角为θ,放在车厢底板上的物体A 跟车厢相对静止.A 的质量为m ,则A 受到的摩擦力的大小和方向是:( )4. 质量之比2:1的球A 、B ,由轻质弹簧相连后再用细线悬挂在正在竖直向上做匀速运动的电梯内,细线承受的拉力为F ;某时刻突然剪断细线,则在细线断的瞬间A 、B 球的加速度分别为( )A.a A =g ,a B =gB.a A =0,a B =0.5gC.=1.5g ,a B =0D.a A =0.5g ,a B =1.5g5. 某学生做“验证牛顿第二定律”的实验在平衡摩擦力时,把长木板的一端垫得过高,使得倾角偏大.他所得到的a −F 关系可用下列哪根图线表示?图中a 是小车的加速度,F 是细线作用于小车的拉力.( )A. B. C. D.6. 某同学在“验证牛顿运动定律”的实验中,保持小车所受拉力F 的大小不变,改变小车的质量m ,得到了不同m 时的加速度大小a ,并绘出了a −1m 的图象,如图所示.图象的斜率表示( )A.aB.FC.mD.1m7. 下列定律或定则不可以通过实验直接进行验证的是( ) A.力合成的平行四边形定则 B.牛顿第一定律A.mgsinθ,向右B.mgtanθ,向右C.mgcosθ,向左D.mgtanθ,向左C.牛顿第二定律D.机械能守恒定律8. 1966年曾在地球上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验.实验时,用双子星号宇宙飞船m1,去接触正在轨道上运行的火箭组m2(发动机已熄灭).接触以后,开动飞船尾部的推进器,使飞船和火箭组共同加速.推进器的推力等于895N,测出飞船和火箭组的加速度为0.13m/s2.双子星号宇宙飞船的质量为3400kg,则火箭的质量为________.9. 某人站在沿竖直方向运动的升降机内的台秤上,他从台秤的示数看到自己体重减少20%,则此升降机的加速度大小是________m/s2,方向是________(g=10m/s2)10. 运动员用手扣一个质量为m的排球,使它产生水平方向大小为2g的加速度,此时手对排球的作用力是________.11. 如图所示,A、B两物体质量均为m,A与B用弹簧连接,当悬挂A物的细线突然剪断,在剪断的瞬间,A的加速度大小为________,B物体的加速度大小为________.(g 取10m/s2)12. 《验证牛顿第二定律实验》中,(1)认为沙和沙桶的重力为拉小车运动的合力,除了要平衡摩擦力、沙和沙桶总质量远小于小车及其上砝码总质量外,还要求调节________.(m为小车及其上砝码总质量)如图,直线不过原点则有关原因说法(2)作出a−1m是________.13. 在“探究超重与失重的规律”实验中,得到了如图所示的图线.图中的实线所示是某同学利用力传感器悬挂一个砝码在竖直方向运动时,数据采集器记录下的力传感器中拉力的大小变化情况.从图中可以知道该砝码的重力约为________N,A、B、C、D 四段图线中砝码处于超重状态的为________.参考答案一、选择题1.A解:由功能关系有E=Fx,可见E−x图线上各点切线的斜率表示F,故A项正确;由牛顿第二定律F−mg=ma结合E−x图像可知,x1∼x2过程中物体先做加速度减小的变加速运动,再做加速度增大的变减速运动,x2之后为竖直上抛运动,故B、C、D 均错.故选A.2.C解:设绳子与水平方向的夹角为θ,根据平行四边形定则知沿绳子方向的速度v′= vcosθ,沿绳子方向的速度等于物体B上升的速度,在运动过程中,θ角减小,则v′增大,所以物体B加速上升(并不是匀加速),物体B的加速度方向向上,根据牛顿第二定律知物体B受到的拉力大于物体B受到的重力,故C正确.故选C.3.B小球所受的合力水平向右,则加速度为:a=Fm =mgtanθm=gtanθ,A与小球具有相同的加速度,则A所受的摩擦力f=ma=mgtanθ,方向向右。
高中物理--牛顿第二定律同步练习及答案一、单选题1.如图所示,A、B两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀加速直线运动,运动过程中B受到的摩擦力()A. 方向向左,大小不变B. 方向向左,逐渐减小C. 方向向右,大小不变D. 方向向右,逐渐减小2.有一根绳子下端串联着两个质量不同的小球,上面小球比下面小球质量大.当手提着绳端沿水平方向做匀加速运动时(空气阻力不计),图中所描绘的四种情况中正确的是()A. B. C. D.3.如图所示,A、B、C三个物体分别用轻绳和轻弹簧连接,放置在倾角为θ的光滑斜面上,当用沿斜面向上的恒力F作用在物体A上时,三者恰好保持静止,已知A、B、C三者质量相等,重力加速度为g。
下列说法正确的是()A. 在轻绳被烧断的瞬间,A的加速度大小为gsinθB. 在轻绳被烧断的瞬间,B的加速度大小为gsinθgsinθC. 剪断弹簧的瞬间,A的加速度大小为12D. 突然撤去外力F的瞬间,A的加速度大小为2gsinθ4.质量为m的物体位于粗糙的水平面上,若用大小为F的水平恒力拉物体,加速度为a,当拉力的方向不变,大小变为2F,物体的加速度为a′,则()A. a′=aB. a′<2aC. a′>2aD. a′=2a5.如图所示,轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连,下端与另一质量为M的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态.现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,木块1、2的加速度大小分别为a1、a2.重力加速度大小为g.则有()A. a1=0,a2=gB. a1=g,a2=gC. a1=0,a2=m+MM g D. a1=g,a2=m+MMg6.在静止的车厢内,用细绳a和b系住一个小球,绳a斜向上拉,绳b水平拉,如图所示,现让车从静止开始向右做匀加速运动,小球相对于车厢的位置不变,与小车静止时相比,绳a、b的拉力F a、F b的变化情况是()A. F a变大,F b不变B. F a变大,F b变小C. F a不变,F b变小D. F a不变,F b变大7.如下图所示,顶端固定着小球的直杆固定在小车上,当小车向右做匀加速运动时,球所受合外力的方向沿图中的A. OA方向B. OB方向C. OC方向D. OD方向8.关于牛顿第二定律,以下说法中正确的是()A. 由牛顿第二定律可知,加速度大的物体,所受的合外力一定大B. 牛顿第二定律说明了,质量大的物体,其加速度一定小C. 由F=ma可知,物体所受到的合外力与物体的质量成正比D. 对同一物体而言,物体的加速度与物体所受到的合外力成正比,而且在任何情况下,加速度的方向始终与物体所受的合外力方向一致二、多选题9.下列说法正确的是()A. 由a=Δv/Δt可知,a与Δv成正比,a与Δt成反比B. 由a=F/m可知,a与F成正比,a与m成反比C. a、F、Δv的方向总是一致的D. a、F、v的方向总是一致的10.如图所示,倾角为θ=30∘的斜面体c置于水平地面上,滑块b置于光滑斜面上,通过细绳跨过定滑轮与物体a连接,连接b的一段细绳与斜面平行,连接a的一段细绳竖直,a 下端连接在竖直固定在地面的轻弹簧上,整个系统保持静止。
《3. 牛顿第二定律》同步训练(答案在后面)一、单项选择题(本大题有7小题,每小题4分,共28分)1、一辆汽车在水平路面上以恒定的加速度a行驶,汽车的质量为m,阻力为f。
根据牛顿第二定律,下列哪个公式正确表示汽车的牵引力F?A、F = m(a + f)B、F = m(a - f)C、F = m(a + f/g)D、F = m(a - f/g)2、一个物体在水平面上以速度v0做匀速直线运动,突然受到一个水平向左的恒定力F,物体的质量为m。
根据牛顿第二定律,下列哪个公式正确表示物体受到的加速度a?A、a = F/m + v0/mB、a = F/m - v0/mC、a = F/m - v0^2/mD、a = F/m + v0^2/m3、物体质量为2kg的静止汽车,在水平路面上受到一个水平的100N的推力,摩擦力为30N。
根据牛顿第二定律,汽车在5秒内的加速度是:A、5 m/s²B、4 m/s²C、3 m/s²D、2 m/s²4、一辆质量为0.5吨(500kg)的卡车以5m/s²的加速度从静止开始加速。
设阻力为1000N,求卡车的牵引力。
A、1200NB、1400NC、1600ND、1800N5、一个质量为2kg的物体,在水平方向上受到一个恒定的合外力作用,物体的加速度为4m/s²。
根据牛顿第二定律,该物体所受的合外力大小为:A. 2NB. 4NC. 8ND. 16N6、一个物体从静止开始,在水平面上受到一个合外力的作用,经过5秒钟物体速度达到10m/s。
假设水平面的摩擦力可以忽略不计,则该物体所受的合外力大小为:A. 2NB. 5NC. 10ND. 20N7、一个物体以初速度(v0=5 m/s)沿光滑水平面做匀加速直线运动,加速度(a=2 m/s2)。
在(t=3 s)时,物体的速度是多大?A、11 ,B、13 ,C、15 ,D、17 ,二、多项选择题(本大题有3小题,每小题6分,共18分)1、一辆汽车以恒定的功率启动,在开始的t时间内速度v,若要保持功率不变,则在接下来的t时间内汽车的平均速度是多少?A. 2vB. vC. v/√2D. v/22、一个物体从静止开始做匀加速直线运动,加速度为a,在时间t内物体的位移S 可以用以下哪个公式表示?A. S = 1/2 * at^2B. S = atC. S = 1/2 * atD. S = (1/2)at^23、一个物体在水平面上受到两个力的作用,其中一个力为5N,方向向东,另一个力为3N,方向向北。
第四章运动和力的关系3牛顿第二定律基础过关练题组一对牛顿第二定律的理解1.(2019甘肃武威中学高一上期末)下列对牛顿第二定律及表达式F=ma的理解,正确的是()A.在牛顿第二定律公式F=kma中,比例系数k的数值在任何情况下都等于1B.合力方向、速度方向和加速度方向始终相同C.由F=ma可知,物体受到的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比D.物体的质量与所受的合外力、运动的加速度无关2.(2019广西南宁八中高一上期末)在光滑水平面上,一个质量为m的物体,受到的水平拉力为F。
物体由静止开始做匀加速直线运动,经过时间t,物体的位移为s,速度为v,则()A.由公式a=vt可知,加速度a由速度的变化量和时间决定B.由公式a=Fm可知,加速度a由物体受到的合力和物体的质量决定C.由公式a=v 22s可知,加速度a由物体的速度和位移决定D.由公式a=2st2可知,加速度a由物体的位移和时间决定题组二牛顿第二定律的简单应用3.(2019北京四中高一上期末)质量不同的甲、乙两辆实验小车,在相同的合外力的作用下,甲车产生的加速度为2m/s2,乙车产生的加速度为6m/s2,则甲车的质量是乙车的()A.13B.3倍 C.12倍 D.1124.(2019陕西西安长安一中高一上月考)(多选)力F1单独作用在物体A上时产生的加速度a1大小为10m/s2,力F2单独作用在物体A上时产生的加速度a2大小为4 m/s2,那么,力F1和F2同时作用在物体A上时产生的加速度a的大小可能是() A.5m/s2 B.2m/s2C.8m/s2D.6m/s25.如图所示,质量为2kg的物块沿水平地面向左运动,水平向右的恒力F的大小为10N,物块与地面间的动摩擦因数为0.2,g取10m/s2。
取水平向左为正方向,则物块的加速度为()A.-7m/s2B.3m/s2C.-3m/s2D.5m/s26.如图所示,质量分别为2m和3m的两个小球置于光滑水平面上,且固定在劲度系数为k的轻质弹簧的两端。
4.3 牛顿第二定律-同步练习一、单选题1.如图所示,地球可以看成一个巨大的拱形桥,桥面半径R=6400 km,地面上行驶的汽车重力G=3×104N,在汽车的速度可以达到需要的任意值,且汽车不离开地面的前提下,下列分析中正确的是( )A. 汽车的速度越大,则汽车对地面的压力也越大B. 不论汽车的行驶速度如何,驾驶员对座椅压力大小都等于3×104NC. 不论汽车的行驶速度如何,驾驶员对座椅压力大小都小于他自身的重力D. 如果某时刻速度增大到使汽车对地面压力为零,则此时驾驶员会有超重的感觉2.乘坐摩天轮观光是广大青少年喜爱的一种户外娱乐活动,如图所示是欢乐海岸的“顺德眼”,某同学乘坐摩天轮随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。
下列说法正确的是()A. 摩天轮转动一周的过程中,该同学一直处于超重状态B. 上升程中,该同学所受合外力为零C. 摩天轮转动过程中,该同学的机械能守恒D. 该同学运动到最低点时,座椅对他的支持力大于其所受重力3.一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼,其位移s与时间t的关系图像如图所示。
乘客所受支持力的大小用F N表示,速度大小用v表示。
重力加速度大小为g。
以下判断正确的是()A. 0~t1时间内,v增大,F N>mgB. t1~t2时间内,v减小,F N<mgC. t2~t3时间内,v增大,F N <mgD. t2~t3时间内,v减小,F N >mg4.在水平冰面上,一辆质量为1×103kg的电动雪橇做匀速直线运动,关闭发动机后,雪橇滑行一段距离后停下来,其运动的v-t图象如图所示,那么关于雪橇运动情况以下判断正确的是()A. 关闭发动机后,雪橇的加速度为-2 m/s2B. 雪橇停止前30s内通过的位移是150 mC. 雪橇与水平冰面间的动摩擦因数约为0.03D. 雪橇匀速运动过程中发动机的功率为5×103W5.2020年5月5日,长征五号B运载火箭在海南文昌首飞成功,正式拉开我国载人航天工程“第三步”任务的序幕。
第四章 第三节 牛顿第二定律 同步练习一、单项选择题1.由牛顿第二定律知,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,可是当我们用一个力推桌子没有推动时是因为( )A .牛顿第二定律不适用于静止的物体B .桌子的加速度很小,速度增量很小,眼睛不易觉察到C .推力小于摩擦力,加速度是负值D .推力、重力、地面的支持力与摩擦力的合力等于零,物体的加速度为零,所以物体仍静止2.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弹簧,则当木块接触弹簧后( )A .木块立即做减速运动B .木块在一段时间内速度仍可增大C .当F 等于弹簧弹力时,木块速度最小D .弹簧压缩量最大时,木块加速度为零3.对牛顿第二定律的理解正确的是( )A .由F =ma 可知,F 与a 成正比,m 与a 成反比B .牛顿第二定律说明当物体有加速度时,物体才受到外力的作用C .加速度的方向总跟合外力的方向一致D .当外力停止作用时,加速度不会消失4.A 、B 两物体以相同的初速度在同一水平面上滑动,两物体与水平面间的动摩擦因数相同,且m A =3m B ,则它们所能滑行的距离x A 、x B 的关系为( )A .x A =xBB .x A =3x BC .x A =x BD .x A =9x B 125.在静止的车厢内,用细绳a 和b 系住一个小球,绳a 斜向上,绳b 水平,如图所示。
现让车从静止开始向右做匀加速运动,小球相对于车厢的位置不变,与小车静止时相比,绳a 、b 上的拉力F a 、F b 的变化情况是( )A .F a 变大,F b 不变B .F a 变大,F b 变小C .F a 不变,F b 变小D .F a 不变,F b 变大6.三个完全相同的物块1、2、3放在水平桌面上,它们与桌面间的动摩擦因数都相同。
现用大小相同的外力F 沿如图所示的方向分别作用在1和2上,用F 的力沿水平方向作用在3上,使三者都做加速运动,令12a 1、a 2、a 3分别代表物块1、2、3的加速度,则( )A .a 1=a 2=a 3B .a 1=a 2,a 2>a 3C .a 1>a 2,a 2<a 3D .a 1>a 2,a 2>a 37.如图所示,一个小球从竖直立在地面上的轻弹簧正上方某处自由下落,在小球与弹簧开始接触到弹簧被压缩到最短的过程中,小球的速度和加速度的变化情况是( )A .加速度越来越大,速度越来越小B .加速度和速度都是先增大后减小C .速度先增大后减小,加速度方向先向下后向上D .速度一直减小,加速度大小先减小后增大8.如图所示,质量分别为1 kg 和2 kg 的物体A 、B 放在光滑水平面上并用轻质弹簧相连,现用大小为30 N 的水平恒力F 作用在A 上,使A 、B 向左一起做匀加速直线运动,运动过程中A 、B 相对静止。
牛顿第二定律1.掌握牛顿第二定律的内容及数学表达式。
2.理解公式中各物理量的意义及相互因果关系。
3.会用牛颅第二定律公式进行有关计算。
一、牛顿第二定律的表达式1、内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比。
加速度的方向跟作用力的方向相同。
2、表达式为F=kma。
二、力的单位1、力的国际单位:牛顿,简称牛,符号为N.2、“牛顿”的定义:使质量为1 kg 的物体产生1 m/s2的加速度的力叫做1 N,即 1 N=1kg·m/s2.由 1N=1m/s2 可得F = ma三、对牛顿第二定律的理解1、表达式F=ma的理解(1)单位统一:表达式中F、m、a 三个物理量的单位都必须是国际单位.(2)F的含义:F 是合力时,加速度a 指的是合加速度,即物体的加速度;F 是某个力时,加速度a 是该力产生的加速度.2、牛顿第二定律的六个特性性质理解因果性力是产生加速度的原因,只要物体所受的合力不为0,物体就具有加速度矢量性F=ma 是一个矢量式.物体的加速度方向由它受的合力方向决定,且总与合力的方向相同瞬时性加速度与合外力是瞬时对应关系,同时产生,同时变化,同时消失同体性F=ma 中,m、a 都是对同一物体而言的独立性作用在物体上的每一个力都产生加速度,物体的实际加速度是这些加速度的矢量和相对性物体的加速度是相对于惯性参考系而言的,即牛顿第二定律只适用于惯性参考系3、合力、加速度、速度之间的决定关系(1)不管速度是大是小,或是零,只要合力不为零,物体都有加速度。
(2)a=Δv/Δt 是加速度的定义式,a 与Δv、Δt 无必然联系;a=F/m 是加速度的决定式,a∝F,a∝1/m。
(3)合力与速度同向时,物体加速运动;合力与速度反向时,物体减速运动。
四、牛顿第二定律的简单应用1.应用牛顿第二定律解题的一般步骤(1)确定研究对象.(2)进行受力分析和运动状态分析,画出受力分析图,明确运动性质和运动过程.(3)求出合力或加速度.(4)根据牛顿第二定律列方程求解.2.应用牛顿第二定律解题的方法(1)矢量合成法:若物体只受两个力作用,应用平行四边形定则求这两个力的合力,加速度的方向即物体所受合力的方向.(2)正交分解法:当物体受多个力作用时,常用正交分解法求物体所受的合外力.①建立坐标系时,通常选取加速度的方向作为某一坐标轴的正方向(也就是不分解加速度),将物体所受的力正交分解后,列出方程F x=ma,F y=0.②特殊情况下,若物体的受力都在两个互相垂直的方向上,也可将坐标轴建立在力的方向上,正交分解加速度a.根据牛顿第二定律{F x=ma xF y=ma y列方程求解.题型1牛顿第二定律的理解[例题1](多选)对牛顿第二定律的理解正确的是( )A.由F=ma可知,F与a成正比,m与a成反比B.牛顿第二定律说明当物体有加速度时,物体才受到外力的作用C.加速度的方向总跟合外力的方向一致D.当外力停止作用时,加速度随之消失根据牛顿第二定律a=Fm可知,物体的加速度与其所受合外力成正比,与其质量成反比.加速度与合外力具有瞬时对应关系;加速度的方向与合力的方向相同.[变式1]在粗糙的水平面上,物体在水平推力的作用下由静止开始做匀加速直线运动,作用一段时间后,将水平推力逐渐减小到零(物体一直在运动),那么,在水平推力减小到零的过程中( )A.物体的加速度逐渐减小,速度逐渐减小B.物体的加速度逐渐减小,速度逐渐增大C.物体的加速度先增大后减小,速度先增大后减小D.物体的加速度先减小后增大,速度先增大后减小[变式2]2018年11月10日,在国际泳联游泳世界杯东京站的决赛中,我国选手李朱濠在7名日本选手的“围剿”下,一路领先,以1分50秒92的成绩夺得200米蝶泳决赛冠军。
牛顿第二定律同步测试一整理:王留峰日期2010-12-13一、选择题1. 当作用在物体上的合外力不等于零的情况下,以下说法正确的是( ).A. 物体的速度一定越来越大B. 物体的速度可能越来越小C. 物体的速度可能不变D. 物体的速度一定改变2. 关于惯性,下述说法中正确的是( ).A. 物体能够保持原有运动状态的性质叫惯性B. 物体静止时有惯性,一但运动起来不再保持原有的运动状态也就失去了惯性C. 一切物体在任何情况下都有惯性D. 在相同的外力作用下,获得加速度大的物体惯性大3. 如图4–1弹簧的拉力为F2,重物对弹簧的拉力为F3,弹簧对钉子的拉力为F4,下面说法正确的是( ).A. F2、F3是一对作用力,反作用力B. F1、F3是一对作用力,反作用力C. F2、F4是同性质的力D. F2、F3是一对平衡力4. 下列说法正确的是( ).A. 物体在恒力作用下,速度变化率均匀增大B. 物体在恒力作用下,速度变化率不变C. 物体在恒力作用下,速度变化率大小与恒力的大小成正比D. 物体在恒力作用下速度逐渐增大5. 质量为m的物体,放在水平支持面上,物体以初速度v0在平面上滑行,已知物体与支持面的摩擦因数为,μ,则物体滑行的距离决定于( ).A.μ和v0B.μ和mC. v0和mD.μ、v0和m6. 下面说法正确的是( ).A. 物体受的合外力越大,动量越大B. 物体受的合外力越大,动量变化量越大C. 物体受的合外力越大,动量变化率越大D. 物体动量变化快慢与合外力没关系7. 如图4–2所示,升降机静止时弹簧伸长8cm,运动时弹簧伸长4cm,则升降机的运动状态可能是( ).A. 以a=1m/s2加速下降B.以a=1m/s2加速上升C. 以a=4.9m/s2减速上升D. 以a=4.9m/s2加速下降8. 一个在水平地面上做直线运动的物体,在水平方面只受摩擦力f的作用,当对这个物体施加一个水平向右的推力F作用时,下面叙述的四种情况,不可能出现的是( ).A. 物体向右运动,加速度为零B. 物体向左运动,加速度为零C. 物体加速度的方向向右D. 物体加速度的方向向左二、填空题9. 在平直公路上,汽车由静止出发匀加速行驶,通过距离S后,关闭油门,继续滑行2S距离后停下,加速运动时牵引力为F,则运动受到的平均阻力大小是 .10.质量为5kg的物体,在水平面上受两个共点力的作用,F1=9N,F2=6N,则物体产生加速度的最大值可能是 ,产生加速度最小值可能是 ,物体的加速度可能是1m/s2吗?答 .11. 质量为10kg的物体,原来静止在水平面上,当受到水平拉力F后,开始沿直线做匀加速运动,设物体经过时间t位移为x,且x、t的关系为x=2t2.物体所受合外力大小为 ,第4s末的速度是 ,当4s 末时F=0,则物体再经10s钟停止运动,F= ,物体与平面的摩擦因数μ= .12. 物体放在光滑的水平面上,在水平力作用下从静止开始作直线运动,当水平拉力逐渐减小时,它的加速度 ,它运动的速度将 ,当该力减为零后,物体将 .13. 质量为2kg的物体,在5个共点力作用下恰好静止.把一个2.4N的力F3去掉后,3s末物体运动的速度为 ,方向是 ,该物体位移的大小是 .14. 质量为2kg的物体在水平地面上运动时,受到与运动方向相同的拉力作用,物体与地面间的摩擦因数为0.40,当拉力由10N均匀减小到零的过程中拉力F= N时,物体加速度最大值为 ,当拉力F= N时,物体速度最大,物体情况是 .三、计算题15. 起重机的钢丝绳吊着4t的货物以2m/s2的加速度匀减速上升,货物上升过程中所受空气阻力为200N,求钢丝绳对货物的拉力.16. 一辆机车(M)拉着一辆拖车( m)在水平轨道上由静止出发匀加速前进,在运动开始的10s钟内前进了40m.突然机车与拖车脱钩,又过了10s两车相距60m.若机车牵此力不变,又不计阻力.求机车与拖车质量之比.17. 质量为1kg,初速度为10m/s的物体,沿粗糙水平面滑行,(如图4–3)物体与地面间的滑动摩擦因数为0.2,同时还受到一个与运动方向相反的,大小为3N 的外力F作用,经3s后撤去外力,求物体滑行的总位移?(g=10m/s2)参考答案一、1.BD 2.AC 3.BCD 4.BC 5.A 6.C 7.CD 8.BD二、9.F/3 10. 3m/s2 0.6m/s2可能 11.40N 16 m/s2 56N 0.1612.减小、增大、匀速运动 13.3.6 m/s与F3反方向,5.4 m/s2,8,沿原方向先加速后减速三、15.32200N 16. 17.9.25m。
第3节 牛顿第二定律必备知识基础练进阶训练第一层知识点一 牛顿第二定律1.对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力,当力刚开始作用的瞬间( ) A .物体立即获得速度 B .物体立即获得加速度C .物体同时获得速度和加速度D .由于物体未来得及运动,所以速度和加速度都为零2.(多选)如图所示,当小车水平向右加速运动时,物块M 相对静止于车厢后竖直壁上.当小车的加速度增大时( )A .M 所受的静摩擦力增大B .M 对车厢的作用力增大C .M 仍相对车厢静止D .M 受到的合外力为零3.如图所示,位于水平地面上的质量为M 的木块,在方向与水平面成α角、大小为F 的拉力作用下,沿水平地面做匀加速直线运动,若木块与地面间的动摩擦因数为μ,则木块的加速度为( )A .F MB .F cos αMC .F -μMg MD .F cos α-μ(Mg -F sin α)M4.(多选)如图所示,在倾角为α的固定光滑斜面上,有一用绳子拴着的较长木板,木板上站着一只猫.已知木板的质量是猫的质量的2倍.当绳子突然断开时,猫立即沿着板向上跑,以保持其相对斜面的位置不变.则此时( )A .猫有向上的加速度B .猫处于平衡状态,板对猫有沿斜面向上的摩擦力C .板的加速度大小为g sin α,方向沿斜面向下D .板的加速度大小为32g sin α,方向沿斜面向下知识点二 力的单位5.一轻弹簧上端固定,下端挂一重物,平衡时弹簧伸长了4 cm ,再将重物向下拉1 cm ,然后放手,则在释放瞬间重物的加速度是(g 取10 m /s 2)( )A .2.5 m /s 2B .7.5 m /s 2C .10 m /s 2D .12.5 m /s 2关键能力综合练 进阶训练第二层一、单项选择题1.由牛顿第二定律知,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,可是当我们用一个力推桌子没有推动时是因为( )A .牛顿第二定律不适用于静止的物体B .桌子的加速度很小,速度增量很小,眼睛不易觉察到C .推力小于摩擦力,加速度是负值D .推力、重力、地面的支持力与摩擦力的合力等于零,桌子的加速度为零,所以桌子仍静止2.如图所示,放在光滑水平面上的一个物体,同时受到两个水平方向力的作用,其中水平向右的力F 1=5 N ,水平向左的力F 2=10 N ,当F 2由10 N 逐渐减小到零的过程中,物体的加速度大小变化情况是( )A .逐渐减小B .逐渐增大C .先减小后增大D .先增大后减小3.力F 作用于甲物体(质量为m 1)时产生的加速度为a 1,此力作用于乙物体(质量为m 2)时产生的加速度为a 2,若将甲、乙两个物体合在一起,仍受此力的作用.则产生的加速度是( )A .a 1+a 22B .|a 1-a 2|2C .a 1a 2a 1+a 2D .a 1+a 2a 1a 24.(探究题)如图所示,天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的质量相同的小球,两小球均保持静止.已知重力加速度为g ,当突然剪断细绳时,上面的小球A 与下面的小球B 的加速度为( )A .a A =g ,aB =g B .a A =g ,a B =0C .a A =2g ,a B =0D .a A =0,a B =g5.如图所示,底板光滑的小车上用两个量程为0~20 N 、完全相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为1 kg 的物块.在水平地面上,当小车做匀速直线运动时,两弹簧测力计的示数均为10 N ,当小车做匀加速直线运动时,弹簧测力计甲的示数变为8 N .这时小车运动的加速度大小是( )A .2 m /s 2B .4 m /s 2C .6 m /s 2D .8 m /s 26.早在公元前4世纪末,我国的《墨经》中就有关于力和运动的一些见解,如“绳下直,权重相若则正矣.收,上者愈丧,下者愈得”,这句话所描述的情况与下述物理现象相似.如图,一根跨过定滑轮的轻绳两端各悬挂一重物,当两重物质量均为m 时,系统处于平衡状态.若减小其中一个重物的质量,系统就无法保持平衡,上升的重物减小的质量Δm 越多,另一个重物下降的加速度a 就越大.已知重力加速度为g ,则a 与Δm 的关系图像可能是( )二、多项选择题7.半圆形光滑圆槽内放一质量为m 的小球,今用外力拉着圆槽在水平面上做匀加速直线运动,稳定后小球位置如图所示,已知重力加速度为g ,则小球受圆槽的支持力F N 和加速度a 为( )A .F N =32mgB .F N =233mgC .a =12gD .a =33g8.(易错题)如图所示,质量为m 的小球与弹簧Ⅰ和水平细绳Ⅱ相连,Ⅰ、Ⅱ的另一端分别固定于P 、Q 两点.小球静止时,Ⅰ中拉力的大小为F 1,Ⅱ中拉力的大小为F 2,当仅剪断Ⅰ、Ⅱ其中一根的瞬间,球的加速度a 应是( )A .若剪断Ⅰ,则a =g ,方向竖直向下B .若剪断Ⅱ,则a =F 2m ,方向水平向左C .若剪断Ⅰ,则a =F 1m,方向沿Ⅰ的延长线方向D .若剪断Ⅱ,则a =g ,方向竖直向上9.如图所示为位于水平面上的小车,固定在小车上的支架斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆的下端固定有质量为m 的小球.下列关于斜杆对球的作用力F 的判断中,正确的是( )A .小车静止时,F =mg sin θ,方向沿杆向上B .小车静止时,F =mg cos θ,方向垂直于杆向上C .小车向右做匀速运动时,一定有F =mg ,方向竖直向上D .小车向右做匀加速运动时,一定有F>mg ,方向可能沿杆向上 三、非选择题10.如图所示,一木块沿倾角θ=37°的光滑固定斜面自由下滑.g 取10 m /s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.(1)求木块的加速度大小;(2)若木块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,求木块加速度的大小.学科素养升级练进阶训练第三层1.(学术情境)来自北京工业大学的一群大学生,受“蜘蛛侠”的启发,研发出了独特的六爪攀壁蜘蛛机器人(如图甲).六爪攀壁蜘蛛机器人如同排球大小,“腹部”底盘较低,并且安装了驱动风扇.假设所攀爬的墙体为一张纸,当纸靠近运转的电风扇时,由于压力差的改变,纸会被紧紧吸附在电扇表面.正是运用了这个原理,当机器人腹部的驱动风扇开始运转,它便可以稳稳地吸附于墙体上.假设“蜘蛛侠”在竖直玻璃墙面上由A点沿直线匀加速“爬行”到B点.在此过程中,重力之外的其他力的合力用F表示,则对“蜘蛛侠”受力情况分析正确的是()2.(生活情境)“儿童蹦极”中,拴在腰间左右两侧的是弹性橡皮绳.质量为m的小丽如图所示静止悬挂时,两橡皮绳的拉力大小均恰为mg,若此时小丽左侧橡皮绳断裂,则小丽此时的()A.加速度为零B.加速度a=g,沿断裂橡皮绳的方向斜向下C.加速度a=g,沿未断裂橡皮绳的方向斜向上D.加速度a=g,方向竖直向下3.如图所示为四旋翼无人机,它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器,目前正得到越来越广泛的应用.一架质量m=2 kg的无人机,能提供向上的最大升力为32 N.现让无人机在地面上从静止开始竖直向上运动,25 s后悬停在空中,执行拍摄任务.前25 s内运动的v-t图像如图所示,在运动时所受阻力大小恒为无人机重力的0.2倍,g取10 m/s2.求:(1)从静止开始竖直向上运动,25秒内运动的位移大小;(2)加速和减速上升过程中提供的升力;(3)25 s后悬停在空中,完成拍摄任务后,关闭升力一段时间,之后又重新启动提供向上最大升力.为保证安全着地,求无人机从开始下落到恢复升力的最长时间t(设无人机只做直线下落).4.如图甲所示,停放在水平冰面上的冰车由质量为M,倾角为θ的斜面改装而成,在斜面上轻放一质量为m的物块,不计物块与斜面、冰车与冰面之间的摩擦.释放物块后,在物块沿斜面向下运动的同时,冰车也在水平面上运动,此时冰车受力的示意图如图乙所示,冰车在水平方向的合力作用下由静止变为运动,且在物块滑离斜面前沿冰面做加速运动.若冰面上的人在车后方用水平方向的力F推车,试分析冰车的运动情况有几种可能?并试分析特殊情况下,水平推力F和物块加速度a的大小分别是多少?第3节 牛顿第二定律必备知识基础练1.解析:根据牛顿第二定律F =ma 可知,加速度与合力是瞬时对应的关系,合力变化,加速度同时随之变化,当力刚开始作用的瞬间,物体所受的合力立即增大,则立即获得了加速度,而物体由于具有惯性,速度还没有改变,故B 正确. 答案:B 2.解析:小车向右做匀加速直线运动,物块M 相对小车静止,加速度与车的加速度相同,以物块为研究对象,受力分析如图所示,对物块,由牛顿第二定律得N =Ma ,a 增大,表明N 增大,由牛顿第三定律可知,M 对车厢壁的压力N ′=N 增大,物块受到的最大静摩擦力增大,物块不可能沿壁下滑,M 仍相对车厢静止,在竖直方向,M 所受合外力为零,由平衡条件得f =Mg ,M 所受的静摩擦力不变;M 受到的合外力不为零,竖直方向的合力不变,水平方向的合力增大,所以车厢与M 的相互作用力增大,故A 、D 错误,B 、C 正确.答案:BC3.解析:木块受力如图所示,在竖直方向有F 支=Mg -F sin α,根据牛顿第三定律可知木块对地面的压力F 压=F 支=Mg -F sin α;在水平方向,由牛顿第二定律得F cos α-μ(Mg -F sin α)=Ma , 解得加速度a =F cos α-μ(Mg -F sin α)M,故选D.答案:D4.解析:猫处于平衡状态,隔离猫进行受力分析,猫受重力、板对它的支持力及板对猫沿斜面向上的摩擦力,A 错误,B 正确;木板沿斜面加速下滑时,猫保持相对斜面的位置不变,即相对斜面静止,加速度为零.将木板和猫作为整体,根据牛顿第二定律有F 合=2ma (a 为木板的加速度),整体受到的合力的大小为猫和木板的重力沿斜面方向的分力的大小,即F 合=3mg sin α,解得a =32g sin α,方向沿斜面向下,C 错误,D 正确.答案:BD5.解析:弹簧伸长量为4 cm 时,重物处于平衡状态,故mg =k Δx 1;再将重物向下拉1 cm ,则弹簧的伸长量变为Δx 2=5 cm ,在重物被释放瞬间,由牛顿第二定律可得k Δx 2-mg =ma .由以上两式解得a =2.5 m/s 2,故A 正确.答案:A关键能力综合练1.解析:牛顿第二定律中的力应理解为物体所受的合力.用一个力推桌子没有推动,是由于桌子所受推力、重力、地面的支持力与摩擦力的合力等于零,桌子的加速度为零,所以桌子仍静止,故选项D正确,选项A、B、C错误.答案:D2.解析:一开始,物体所受合力为F=10 N-5 N=5 N,方向向左.当F2由10 N逐渐减小,F也逐渐减小,当F2减小到5 N时,F的值变为0,随着F2的继续减小,F方向变为向右,从0逐渐增大,当F2变为0的时候,F变为最大5 N,由牛顿第二定律知,物体的加速度大小是先减小后增大,故C正确.答案:C3.解析:力F作用于甲物体时,F=m1a1力F作用于乙物体时,F=m2a2力F作用于甲、乙组成的整体时,F=(m1+m2)a3,故选项C正确.联立解得a3=a1a2a1+a2答案:C4.解析:分别以A、B为研究对象,分析剪断细绳前和剪断细绳时的受力.剪断细绳前A、B静止,A球受三个力:绳子的拉力F T、重力mg和弹簧弹力F,B球受两个力:重力mg 和弹簧弹力F′,如图甲.A球:F T-mg-F=0B球:F′-mg=0,F=F′解得F T=2mg,F=F′=mg.剪断细绳瞬间,绳的拉力消失,而弹簧瞬间形状不可改变,弹力不变.如图乙,A球受重力mg、弹簧弹力F,B球受重力mg和弹簧弹力F′.A球:mg+F=ma AB球:F′-mg=ma B解得a A=2g,a B=0.答案:C5.解析:当弹簧测力计甲的示数变为8 N时,弹簧测力计乙的示数变为12 N,这时物=4 m/s2,故选项B正块所受的合力为4 N.由牛顿第二定律F=ma得物块的加速度a=Fm确.答案:B6.解析:假设右边的重物质量减少Δm ,则右边的重物向上做匀加速运动,左边的重物向下做匀加速运动,它们的加速度大小a 相同,绳子的拉力大小F 相等.对右边重物,根据牛顿第二定律得F -(m -Δm )g =(m -Δm )a对左边重物,根据牛顿第二定律得mg -F =ma联立解得a =Δm 2m -Δm ·g =12m Δm -1·g ,根据上式知,Δm 和a 并非是线性化关系,故A 、B 错误;当Δm =m 时,可得a =g ,故C 正确,D 错误.答案:C 7.解析:小球受力如图,由牛顿第二定律得F 合=mg ·tan 30°=ma a =g tan 30°=33g 则F N =mg cos 30°=233mg故B 、D 正确. 答案:BD 8.解析:没有剪断Ⅰ、Ⅱ时小球受力情况如图所示.在剪断Ⅰ的瞬间,由于小球的速度为0,绳Ⅱ上的力突变为0,则小球只受重力作用,加速度为g ,选项A 正确,C 错误;若剪断Ⅱ,由于弹簧的弹力不能突变,F 1与重力的合力大小仍等于F 2,所以此时加速度为a =F 2m ,方向水平向左,选项B 正确,D 错误.答案:AB 9.解析:小车静止时,小球处于平衡状态,则杆对球的弹力F =mg ,方向竖直向上,故A 、B 错误.小车向右匀速运动时,小球处于平衡状态,则杆对球的弹力F =mg ,方向竖直向上,故C 正确.小球向右做匀加速运动时,小球具有向右的加速度,合力向右,小球受力如图所示,根据几何知识可知,F >mg ,方向由合力的大小决定,可能沿杆向上,故D 正确.答案:CD10.解析:(1)分析木块的受力情况如图甲所示,木块受重力mg、支持力F N两个力作用,合外力大小为mg sin θ,根据牛顿第二定律得mg sin θ=ma1,所以a1=g sin θ=10×0.6 m/s2=6 m/s2.(2)若斜面粗糙,木块的受力情况如图乙所示,建立直角坐标系.在x轴方向上(沿斜面方向)mg sin θ-F f=ma2在y轴方向上(垂直斜面方向)F N=mg cos θ又因为F f=μF N联立解得a2=2 m/s2答案:(1)6 m/s2(2)2 m/s2学科素养升级练1.解析:“蜘蛛侠”在竖直玻璃墙面上由A点沿直线匀加速“爬行”到B点,加速度从A指向B,根据牛顿第二定律可知,在竖直平面内“蜘蛛侠”的合力方向应该是从A指向B,结合平行四边形定则知F与mg的合力沿A到B方向,故C正确,A、B、D错误.答案:C2.解析:当小丽处于静止状态时,拉力F=mg,两橡皮绳之间的夹角为120°,若小丽左侧橡皮绳断裂,则小丽此时所受合力沿断裂橡皮绳的方向斜向下,由牛顿第二定律F=ma知mg=ma,a=g,故选项B正确.答案:B3.解析:(1)由v-t图线与t轴所围面积表示位移可得,无人机从静止开始竖直向上运动,25秒内运动的位移大小为70 m.(2)由v-t图线的斜率表示加速度知,加速过程加速度大小为a1=0.8 m/s2,设加速过程升力为F1由牛顿第二定律得F1-mg-0.2 mg=ma1解得F1=25.6 N减速过程中加速度大小为a2=0.4 m/s2,设减速过程升力为F2由牛顿第二定律得mg+0.2 mg-F2=ma2,解得F2=23.2 N(3)设失去升力下降阶段加速度大小为a 3,由牛顿第二定律得mg -0.2 mg =ma 3 解得a 3=8 m/s 2,方向向下恢复最大升力后加速度大小为a 4,由牛顿第二定律得F max -mg +0.2 mg =ma 4, 解得a 4=8 m/s 2,方向向上根据对称性可知,应在下落过程的中间位置恢复升力 由H 2=12a 3t 2,得t =352s 答案:(1)70 m (2)25.6 N 23.2 N (3)352s 4.解析:四种可能.情况一:物块在斜面上滑动的同时冰车在冰面上保持静止;情况二:物块和斜面保持相对静止且一起向右加速运动;情况三:物块在斜面上滑动的同时冰车在冰面上向左运动;情况四:物块在斜面上滑动的同时冰车在冰面上向右运动.其中情况一、二为特殊情况,情况三、四为一般情况.对于情况一:冰车的受力情况如图1所示,物块的受力情况如图2所示.由于冰车保持静止,对冰车由平衡条件有:F 1=F N sin θ,对物块由牛顿第二定律有:mg sin θ=ma 1,又F N =mg cos θ,联立以上各式解得:a 1=g sin θ,F 1=mg cos θsin θ;对于情况二:物块受力情况如图3所示.对物块由牛顿第二定律有:mg tan θ=ma 2,对物块和冰车整体由牛顿第二定律有:F 2=(M +m )a 2,联立以上各式解得:a 2=g tan θ,F 2=(M +m )g tan θ.答案:四种可能.特殊情况下:F 1=mg cos θsin θ,a 1=g sin θ或F 2=(M +m )g tan θ,a 2=g tan θ.。
第四章 3A组·基础达标1.下列说法正确的是()A.物体所受合外力为零时,物体的加速度可以不为零B.物体所受合外力越大,速度越大C.速度方向、加速度方向、合外力方向总是相同的D.速度方向可与加速度方向成任意夹角,但加速度方向总是与合外力方向相同【答案】D【解析】由牛顿第二定律F=ma知,F合为0,加速度为零;当F合越大,a也越大,知,a大只能说明速度变化率大,速度不一定大,故A、B错误.F合,a,Δv三者由a=ΔvΔt方向一定相同,而速度方向与这三者方向不一定相同,C错误.D正确.2.竖直起飞的火箭在推动力F的作用下产生10 m/s2的加速度,若推动力增大到2F,则火箭的加速度将达到(g取10 m/s2)()A.20 m/s2B.25 m/s2C.30 m/s2D.40 m/s2【答案】C【解析】设火箭的质量为m,根据牛顿第二定律可得,F-mg=ma,所以F=20m,当推动力增大到2F时,2F-mg=ma′,即30m=ma′,所以a′=30 m/s2.3.建筑工人用图示的定滑轮装置运送建筑材料.质量为70.0 kg的工人站在地面上,通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料以0.500 m/s2的加速度拉升,忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,则工人对地面的压力大小为(g取10 m/s2)()A.510 N B.490 NC.890 N D.910 N【答案】B【解析】对建筑材料进行受力分析,根据牛顿第二定律有F-mg=ma,得绳子的拉力大小等于F=210 N,然后再对人受力分析由平衡的知识得Mg=F+F N,得F N=490 N,根据牛顿第三定律可知人对地面间的压力为490 N,B正确.4.一辆洒水车的牵引力恒定,所受到的摩擦阻力跟车的质量成正比.此车在平直的粗糙路面上以一定的速度匀速行驶,在洒水的过程中,车的运动情况是() A.保持原速做匀速直线运动B.变为匀加速运动C.变为加速度越来越小的变加速运动D.变为加速度越来越大的变加速运动【答案】D【解析】洒水车开始洒水时,匀速行驶,牵引力等于其所受的摩擦阻力,合外力为零,在洒水的过程中,洒水车的质量减小,所以摩擦阻力也在逐渐减小,此时合外力逐渐增大,洒水车的加速度逐渐增大,所以洒水车做加速度越来越大的变加速运动,故D正确.5.(2021届浙江名校期中)古诗“西塞山前白鹭飞,桃花流水鳜鱼肥.”假设白鹭起飞后在某段时间内向前加速直线飞行,用F表示此时空气对白鹭的作用力,下列关于F的示意图最有可能正确的是()A BC D【答案】B【解析】白鹭向前加速直线飞行,则合力水平向前,因重力竖直向下,则空气对白鹭的作用力应该斜向前上方,故B图正确.6.如图所示,质量为m的物体在水平拉力F作用下,沿粗糙水平面做匀加速直线运动,加速度大小为a;若其他条件不变,仅将物体的质量减为原来的一半,物体运动的加速度大小为a′,则()A .a ′<aB .a <a ′<2aC .a ′=2aD .a ′>2a【答案】D【解析】对物体,由牛顿第二定律得F -μmg =ma ,F -μm 2g =m 2a ′,解得a =Fm -μg ,a ′=2F m-μg =2⎝⎛⎭⎫F m -μg +μg =2a +μg >2a ,故D 正确,A 、B 、C 错误. 7.如图,质量为M 的楔形物块静置在水平地面上,其斜面的倾角为θ.斜面上有一质量为m 的小物块,小物块与斜面之间存在摩擦.用恒力F 沿斜面向上拉小物块,使之匀速上滑.在小物块运动的过程中,楔形物块始终保持静止.地面对楔形物块的支持力为( )A .(M +m )gB .(M +m )g -FC .(M +m )g +F sin θD .(M +m )g -F sin θ【答案】D【解析】以物块和楔形物块整体为研究对象,受到重力(M +m )g ,拉力F ,地面的支持力F N 和摩擦力F f ,如图所示.根据平衡条件得,地面对楔形物块的支持力F N =(M +m )g -F sin θ,故选D.8.如图所示,一个小球从竖直立在地面上的轻弹簧正上方某处自由下落,在小球与弹簧开始接触到弹簧被压缩到最短的过程中,小球的速度和加速度的变化情况是( )A .加速度越来越大,速度越来越小B .加速度和速度都是先增大后减小C .速度先增大后减小,加速度方向先向下后向上D .速度一直减小,加速度大小先减小后增大 【答案】C【解析】在接触的第一个阶段mg >kx ,F 合=mg -kx ,合力方向竖直向下,小球向下运动,x 逐渐增大,所以F合逐渐减小,由a =F 合m 得,a =mg -kxm,方向竖直向下,且逐渐减小,又因为这一阶段a 与v 都竖直向下,所以v 逐渐增大.当mg =kx 时,F 合=0,a =0,此时速度达到最大.之后,小球继续向下运动,mg <kx ,合力F 合=kx -mg ,方向竖直向上,小球向下运动,x 继续增大,F 合增大,a =kx -mgm ,方向竖直向上,随x 的增大而增大,此时a 与v 方向相反,所以v 逐渐减小.综上所述,小球向下压缩弹簧的过程中,F 合的方向先向下后向上,大小先减小后增大;a 的方向先向下后向上,大小先减小后增大;v 的方向向下,大小先增大后减小.故C 正确,A 、B 、D 错误.9.如图,一小车上有一个固定的水平横杆,左边有一轻杆与竖直方向成θ角与横杆固定,下端连接一质量为m 的小球P .横杆右边用一根细线吊一相同的小球Q .当小车沿水平面做直线运动时,细线保持与竖直方向的夹角为α,已知θ<α,不计空气阻力,重力加速度为g ,则下列说法正确的是( )A .小车一定向右做匀加速运动B .轻杆对小球P 的弹力沿轻杆方向C .小球P 受到的合力不一定沿水平方向D .小球Q 受到的合力大小为mg tan α 【答案】D【解析】对细线吊的小球研究,根据牛顿第二定律,得mg tan α=ma ,得到a =g tan α.故加速度向右,小车向右加速,或向左减速,故A 错误;对P 球,设受到杆的拉力与竖直方向夹角为β,由牛顿第二定律得mg tan β=ma ′,得β=α>θ,则轻杆对小球的弹力方向与细线平行,故B 错误;小球P 和Q 的加速度相同,水平向右,则两球的合力均水平向右,大小F 合=ma =mg tan α,故C 错误,D 正确.B 组·能力提升10.(多选)如图所示,A 、B 球的质量相等,弹簧的质量不计,倾角为θ的斜面光滑,系统静止时,弹簧与细线均平行于斜面,在细线被烧断的瞬间下列说法正确的是( )A .两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下,大小均为g sin θB .B 球的受力情况未变,瞬时加速度为零C .A 球的瞬时加速度沿斜面向下,大小为2g sin θD .弹簧有收缩的趋势,B 球的瞬时加速度向上,A 球的瞬时加速度向下,A 、B 两球瞬时加速度都不为零【答案】BC【解析】系统原来静止,根据平衡条件可知,对B 球有F 弹=mg sin θ,对A 球有F 绳=F 弹+mg sin θ,细线被烧断的瞬间,细线的拉力立即减为零,但弹簧的弹力不发生改变,则B 球受力情况未变,瞬时加速度为零;对A 球,根据牛顿第二定律得a =F 合m =F 弹+mg sin θm =2g sin θ,方向沿斜面向下.选项A 、D 错误;B 球的受力情况未变,瞬时加速度为零,与结论相符,选项B 、C 正确.11.(多选)一个质量为2 kg 的物体在三个共点力作用下保持静止状态.现在撤掉其中两个力,这两个力的大小分别为25 N 和20 N ,剩余一个力保持不变,则物体此时的加速度大小可能是( )A .1 m/s 2B .10 m/s 2C .20 m/s 2D .30 m/s 2【答案】BC【解析】两个力的大小分别为25 N 和20 N ,则这两个力的合力范围为(25-20) N ≤F 合≤(25+20) N ,即 5 N ≤F 合≤45 N ,根据牛顿第二定律得a =F 合m ,得加速度的范围为2.5m/s 2≤a ≤22.5 m/s 2,故B 、C 正确.12.如图所示,轻弹簧的左端固定在墙上,右端固定在放于粗糙水平面的物块M 上,当物块处在O 处时弹簧处于自然状态,现将物块拉至P 点后释放,则物块从P 点返回O 处的过程中( )A .物块的速度不断增大,而加速度不断减小B .物块的速度先增后减,而加速度先减后增C .物块的速度不断减小,而加速度不断增大D .物块的速度先增后减,而加速度不断减小【答案】B【解析】物体从P 点向左运动到O 点的过程中,受到向左的弹力和向右的摩擦力,当弹力大于摩擦力时,物体向左做加速运动,由于弹力逐渐减小,故加速度逐渐减小.当加速度减小到零时,速度达到最大,此后由于弹力小于摩擦力,故继续向左做减速运动,由于受到的合力增大,故加速度增大,做加速度增大的减速运动,故物块的速度先增后减,而加速度先减后增,故B 正确.13.(多选)如图所示,物块a 、b 和c 的质量相同,a 和b 、b 和c 之间用完全相同的轻弹簧S 1和S 2相连,通过系在a 上的细线悬挂于固定点O .整个系统处于静止状态.现将细线剪断.将物块a 的加速度的大小记为a 1,S 1和S 2相对于原长的伸长分别记为Δl 1和Δl 2,重力加速度大小为g ,在剪断的瞬间( )A .a 1=3gB .a 1=0C .Δl 1=2Δl 2D .Δl 1=Δl 2【答案】AC【解析】对a 、b 、c 分别受力分析如图,根据平衡条件,对a 有F 2=F 1+mg ,对b 有F 1=F +mg ,对c 有F =mg ,所以F 1=2mg .弹簧的弹力不能突变,因形变需要过程,绳的弹力可以突变,绳断拉力立即为零.当绳断后,b 与c 受力不变,仍然平衡,故a =0;对a ,绳断后合力为F 合=F 1+mg =3mg =ma a ,a a =3g ,方向竖直向下,故A 正确,B 错误.当绳断后,b 与c 受力不变,则F 1=k Δl 1,Δl 1=2mg k ;同时F =k Δl 2,所以:Δl 2=mgk ,联立得Δl 1=2Δl 2,故C 正确,D 错误.14.如图甲所示,质量为2 kg 的木板B 静止在水平面上.某时刻物块A (可视为质点)从木板的左侧沿木板上表面滑上木板,初速度v 0=4 m/s.此后A 和B 运动的v -t 图像如图乙所示,取重力加速度g =10 m/s 2,求:(1)A 与B 上表面之间的动摩擦因数μ1. (2)B 与水平面间的动摩擦因数μ2. (3)A 的质量.【答案】(1)0.2 (2)0.1 (3)6 kg【解析】(1)由图像可知,A 在0~1 s 内的加速度 a 1=v 1-v 0t 1=-2 m/s 2,对A 由牛顿第二定律得-μ1mg =ma 1, 解得μ1=0.2.(2)由图像知,A 、B 在1~3 s 内的加速度 a 3=v 3-v 1t 2=-1 m/s 2,对A 、B 整体由牛顿第二定律得 -μ2(M +m )g =(M +m )a 3, 解得μ2=0.1.(3)由图像可知B 在0~1 s 内的加速度 a 2=v 1-v ′0t 1=2 m/s 2,对B 由牛顿第二定律得μ1mg -μ2(M +m )g =Ma 2, 代入数据解得m =6 kg.15.质量为2 kg 的物体在水平推力F 的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F ,其运动的v -t 图像如图所示,g 取10 m/s 2,求:(1)0~6 s,6~10 s 过程中加速度的大小. (2)0~10 s 内物体运动的位移.(3)物体与水平面间的动摩擦因数μ和水平推力F 的大小.【答案】(1)1 m/s 2 2 m/s 2 (2)46 m (3)0.2 6 N 【解析】(1)0~6 s 内的加速度 a 1=Δv 1Δt 1=8-26m/s 2=1 m/s 2,6~10 s 内物体的加速度a 2=Δv 2Δt 2=0-84 m/s 2=-2 m/s 2,负号表示加速度方向与速度方向相反,即加速度大小为2 m/s 2.(2)图线与时间轴围成的面积表示位移,则0~10 s 内物体运动位移的大小 x =12×(2+8)×6 m +12×4×8 m =46 m. (3)减速运动过程根据牛顿第二定律得,摩擦力 f =-ma 2=2×2 N =4 N , 动摩擦因数μ=fmg=0.2,加速运动过程根据牛顿第二定律得F -f =ma 1, 解得F =f +ma 1=(4+2×1) N =6 N.。
牛顿第二定律-同步练习-————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:3 牛顿第二定律【例题解析】例1 在光滑的水平面上做匀加速直线运动的物体,当它所受的合力逐渐减小而方向不变时,物体的( )A. 加速度越来越大,速度越来越大B. 加速度越来越小,速度越来越小C. 加速度越来越大,速度越来越小D. 加速度越来越小,速度越来越大 解析: 开始时物体做匀加速直线运动,说明合力方向与速度方向相同。
当合力逐渐减小时,根据牛顿第二定律可知,物体的加速度在逐渐减小。
但合力的方向始终与物体运动的方向相同,物体仍做加速运动,速度仍在增加,只是单位时间内速度的增加量在减小,即速度增加得慢了。
正确选项为D 。
点评: 有同学可能会错误地认为:合力减小了,速度也随之减小,产生这种错误的原因是没有弄清合力对速度的影响。
合力的大小会影响到加速度的大小,影响到速度变化的快慢;速度是增加还是减小要看合力方向与速度方向的关系。
要注意正确理解力、加速度和速度之间的关系。
加速度与合力有直接的关系,加速度的大小与合力的大小成正比,方向总与合力的方向相同;一般情况下,速度的大小与合力的大小无直接联系。
例2 如图4—3—1所示,一轻质弹簧一端固定在墙上的O 点,自由伸长到B点。
今用一小物体m把弹簧压缩到A 点(m 与弹簧不连接),然后释放,小物体能经B点运动到C点而静止。
小物体m 与水平面间的动摩擦因数μ恒定,则下列说法中正确的是( )A . 物体从A 到B 速度越来越大 B. 物体从A 到B 速度先增加后减小 C. 物体从A 到B 加速度越来越小 D . 物体从A 到B 加速度先减小后增加 解析:物体从A到B 的过程中水平方向一直受到向左的滑动摩擦力Ff =μmg,大小不变;还一直受到向右的弹簧的弹力,从某个值逐渐减小为0。
开始时,弹力大于摩擦力,合力向右,物体向右加速,随着弹力的减小,合力越来越小;到A 、B 间的某一位置时,弹力和摩擦力大小相等、方向相反,合力为0,速度达到最大;随后,摩擦力大于弹力,合力增大但方向向左,合力方向与速度方向相反,物体开始做减速运动。
所以,小物体由A 到B 的过程中,先做加速度减小的加速运动,后做加速度增加的减速运动,正确选项为B 、D 。
点评:对于本题,有些同学可能会因受力分析不全面(漏掉滑动摩擦力)而误选A 、C 。
注意分析物体运动时,将复杂过程划分为几个简单的过程,找到运动的转折点是关键。
对此类运动过程的动态分析问题,要在受力分析上下功夫。
例3 有一个恒力能使质量为m 1的物体获得3m/s 2的加速度,如将其作用在质量为m 2的物体上能产生1.5m/s 2的加速度。
若将m 1和m 2合为一体,该力能使它们产生多大的加速度?解析:以m 1为研究对象,有 F =m1a2; 以m 2为研究对象,有 F =m 2a 2;图4—3—1OAB C以m1、m2整体为研究对象,有 F =( m1+ m2)a 。
由以上三式解得m 1、m2整体的加速度5.135.132121+⨯=+=a a a a a m /s 2=1 m /s 2。
点评:应用牛顿第二定律解题,当变换研究对象时,要注意物理量 F 、m、a 的同一性,即对同一个研究对象而言,切勿张冠李戴。
例4如图4—3—2所示,质量为4 kg 的物体静止于水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,物体受到大小为20N,与水平方向成30°角斜向上的拉力F 作用时沿水平面做匀加速运动,求物体的加速度是多大?(g取10 m/s 2)解析:以物体为研究对象,其受力情况如4—3—3图所示,建立平面直角坐标系把F沿两坐标轴方向分解,则两坐标轴上的合力分别为,sin cos G F F F F F F N y x -+=-=θθμ物体沿水平方向加速运动,设加速度为a,则x 轴方向上的加速度a x =a ,y轴方向上物体没有运动,故a y=0,由牛顿第二定律得0,====y y x x ma F ma ma F所以0sin ,cos =-+=-G F F ma F F N θθμ 又有滑动摩擦力N F F μμ=以上三式代入数据可解得物体的加速度a =0.58 m/s 2点评:当物体的受力情况较复杂时,根据物体所受力的具体情况和运动情况建立合适的直角坐标系,利用正交分解法来解.例5 如图4—3—4所示,电梯与水平面的夹角为300,当电梯加速向上运动时,人对梯面的压力是其重力的56,求人对梯面的摩擦力是其重力的多少倍?a300 图4—3—4图4—3图4—解析:人在水平方向受摩擦力F f作用,竖直方向受支持力F N和重力m g作用。
如图4—3—5所示建立直角坐标系,并将加速度a 沿坐标轴方向分解,由牛顿第二定律分量式可得Ff =max =ma cos300,FN -m g=m ay =ma si n300,又 F N=F N ’=56mg, 由以上三式可得 mg mg F F f f 5330tan 50===', 即人对梯面的摩擦力的大小是其重力的53倍。
点评:本题中人所受的力沿水平方向和竖直方向,因而如图建立坐标轴可不必分解力,但须分解加速度。
这种解法要比沿加速度方向和垂直于加速度方向建立坐标轴求解来得简单。
例6 如图4—3—6所示,A 、B 的质量分别为m A =0.2kg ,m B=0.4kg ,盘C的质量m C =0.6kg ,现悬挂于天花板O处,处于静止状态。
当用火柴烧断O 处的细线瞬间,木块A 的加速度a A 多大?木块B对盘C 的压力F BC 多大?(g取10m/s 2)解析:烧断细线前,木块A 处于二力平衡状态,有F =m A g。
在烧断细线瞬间,弹簧形变尚来不及改变,可认为F 不变,从而木块A仍处于二力平衡状态,木块A 的加速度为 a A =0。
在烧断细线瞬间,对木块B与盘C 整体应用牛顿第二定律有F+m B g +m C g =(m B +m C )a BC ,对盘C应用牛顿第二定律有 FBC + mC g =m C a BC , 解得木块B对盘C 的压力为F BC =106.04.06.02.0⨯+⨯=+g m m m m C B C A N=1.2N 。
点评:本题应区分弹性模型和刚性模型。
弹簧是弹性模型,其弹力变化需要时间;物体是刚性模型,B、C 间的弹力变化是瞬时的。
细线烧断瞬间,弹簧弹力不变,而B 、C 间的弹力却立即由(m A +mB )g 变为g m m m m CB CA +。
ya a y图4—3—5O xa x F f F N mg300A BCO图4—3—6【基础训练】1、关于力和运动的关系下列说法正确的是( )A . 物体受力一定运动,力停止作用后物体也立即停止运动,B . 物体所受合力越大,其速度也越大,C . 物体受力不变时,其运动状态也不变,D . 做曲线运动的物体,必定受到外力的作用。
2、从地面竖直上抛一小球,设小球上升到最高点所用的时间为t 1,下落到地面的时间为t2,若考虑到空气阻力的作用,则( )A. t 1> t 2 B . t 1 < t 2 C. t1 = t 2 D . 因不知速度与空气阻力的关系,故无法断定t1 t2 哪一个较大。
3、对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力,当力刚开始作用的瞬间( )A.物体立即获得加速度, B .物体立即获得速度,C.物体同时获得速度和加速度,D.由与物体未来得及运动,所以速度和加速度都为零。
4.关于牛顿第二定律的表达式F=ma 及其变形式,下列说法中正确的是( ) A.由F=ma 可知,物体所受的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比 B.由aFm =可知,物体的质量与其所受的合外力成正比,与其运动的加速度成反比 C.由mFa =可知,物体的加速度与其所受的合外力成正比,与其质量成反比 D .由aFm =可知,物体的质量可以通过测量它所受的合外力和它的加速度而求得 5. 在牛顿第二定律的表达式F =k ma 中,有关比例系数k 的下列说法中正确的是( )A. 在任何情况下,k 都等于1B. k 的数值由质量、加速度和力的大小决定 C. k的数值由质量、加速度和力的单位决定 D. 在国际单位制中,k 等于16. 一个物体只受到一个逐渐减小的力的作用,力的方向跟速度的方向相同,则物体的加速度大小和速度大小将( )A. 加速度逐渐减小,速度逐渐减小,速度减小变慢了 B. 加速度逐渐增大,速度逐渐减小,速度减小变快了 C. 加速度逐渐增大,速度逐渐增大,速度增大变快了 D. 加速度逐渐减小,速度逐渐增大,速度增大变慢了7.一个铁块在8N的外力作用下,产生的加速度是4m/s 2.它在12N 的外力作用下,产生的加速度是多大?8.一辆小汽车的质量是8.0×102kg,所载乘客的质量是2.0×102kg.用同样大小的牵引力,如果不载人时使小汽车产生的加速度是1.5m/s 2,载人时产生的加速度是多大?(不考虑阻力)【能力提高】1. 如图4—3—7所示,一根轻弹簧的一端系着一个物体,手拉弹簧的另一端,使弹簧和物体一起在光滑的水平面上向右做匀加速运动,当手突然停止运动的短时间内,物体可能( )A. 继续向右匀加速运动 B. 开始向右匀速运动 C. 先加速后减速向右运动 D. 先减速后加速向右运动2.如图4—3—8所示,轻弹簧下端固定在水平面上,一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落,接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。
在小球下落的这一全过程中,下列说法中正确的是 ( )A. 小球刚接触弹簧瞬间速度最大B. 从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上图4—3—8F图4—3—7C . 从小球接触弹簧到到达最低点,小球的速度先增大后减小 D. 从小球接触弹簧到到达最低点,小球的加速度先减小后增大 3.如图4—3—9所示,在光滑水平桌面上,叠放着三个质量相同的物体,用力推物体a ,使三个物体保持静止,一起作加速运动,则各物体所受的合外力 ( ) A.a 最大 B.c 最大 C .同样大 D.b 最小4.如图4—3—10所示,物体m 在皮带运输机上向右运动,两者保持相对静止.则下列关于m 所受摩擦力的说法中正确的是 ( ) A.皮带传送速度越大,m 受到的摩擦力越大B.皮带传送加速度越大,m 受到的摩擦力越大 C .皮带速度恒定,m质量越大,所受摩擦力越大 D .m 可能不受摩擦力5.手托着书使它做下述各种情况的运动,那么,手对书本的作用力最大的情是( )A .向下的匀加速运动 B.向上的匀减速运动 C.向左的匀速运动 D.向右的匀减速运动6.如图4—3—11所示,一个物体由A 点出发分别到达C1、C 2、C 3,物体在三条轨道上的摩擦不计,则 A.物体到达C 2点时的速度最大B .物体分别在三条轨道上的运动时间相同C .物体到达C 1点的时间最短D.在C 3上的运动的加速度最小7.如图4—3—12所示,两物体A 、B 始终靠在一起(不考虑A 、B 为磁体的情况),在光滑的水平面桌上沿一直线运动,下列判断正确的是 ( )A.A、B 以同一速度做匀速运动时, A 、B 间一定不存在压力 B.A 、B 以同一速度做匀速运动时, A 、B 间存在压力C .A 、B 以同一加速度做匀加速运动时,它们的加速度与合外力成正比D A、B 以同一加速度做匀加速运动时,B 的加速度与A 对B 的压力成正比 8.如图4—(F a b c图4—mv图4—3ACC C图4—3BA 图4—312 24 0 v /mDCBA1224 tS / 0t124 a /m ·s F E2图4—33—13所示,三个图象表示A、B、C 、D 、E 、F 六个物体运动情况,它们的质量相同,则速度相同的物体是____________;加速度相同的物体是___________;合力为零的物体是__________________;合力是恒力的物体是_____________________;合力是变力的物体是 _________ .9.一辆汽车以15m/s的速度沿平直公路行驶,车内天花板上用细线悬挂一小球.司机突然发现前方140m 处有障碍物,立即刹车,在刹车过程中发现细线与竖直方向成θ=37°角,如图4—3—14所示,问汽车能否撞上障碍物?(g =10 m/s2)10.将木制均匀的长方体分成A 、B 、C 三块,然后再合在一起放在光滑水平面上,如图4—3—15所示,质量m A= m B=1kg ,m C=2kg ,现用F =8N 的水平力从正面推C的正中央,使A 、B、C 组成的长方体保持原来的整体形状沿力的作用方向平动,试求运动中A对C的弹力与摩擦力分别为多大?37°图4—30° 30°30°CBAF图4—3参考答案基础训练1. D 2 .B. 3.A 4.CD 5.CD 6.D 7. 6m/s28. 1.2m/s2能力提高1.B 2.CD 3.C 4.BD5.D 6.C 7.AC8.BC,DE,ABC,DE,F9.解:a =tan37°=0.75 m/s2s =22va=150m>140m,故撞上.10.解:F AC=3N,fAC=1N.。