43牛頓第二定律練習(xí)題

1、1根據(jù)牛頓第二定律，下列敘述正確的是()A物體加速度的大小跟它的質(zhì)量和速度大小的乘積成反比B物體所受合外力必須達(dá)到一定值時(shí)，才能使物體產(chǎn)生加速度C物體加速度的大小跟它所受作用力中的任何一個(gè)力的大小成正比D當(dāng)物體的質(zhì)量改變但其所受合力的水平分力不變時(shí)，物體的水平加速度的大小與其質(zhì)量成反比解析：根據(jù)牛頓第二定律得知，物體加速度的大小跟質(zhì)量成反比，與速度無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤。力是產(chǎn)生加速度的原因，只要有力，就會(huì)產(chǎn)生加速度，力與加速度是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)的關(guān)系，故B錯(cuò)誤。物體加速度的大小跟物體所受的合外力成正比，而不是跟它所受作用力中的任何一個(gè)力的大小成正比，故C錯(cuò)誤。當(dāng)物體的質(zhì)量改變但其所受合力的水平分力不變時(shí)，根

2、據(jù)牛頓第二定律可知，物體水平加速度的大小與其質(zhì)量成反比，故D正確。答案：D2(多選)對(duì)牛頓第二定律的理解正確的是()A由Fma可知，F(xiàn)與a成正比，m與a成反比B牛頓第二定律說(shuō)明當(dāng)物體有加速度時(shí)，物體才受到外力的作用C加速度的方向總跟合外力的方向一致D當(dāng)外力停止作用時(shí)，加速度隨之消失解析：雖然Fma表示牛頓第二定律，但F與a無(wú)關(guān)，因a是由m和F共同決定的，即a且a與F同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失、同時(shí)存在、同時(shí)改變；a與F的方向永遠(yuǎn)相同。綜上所述，可知A、B錯(cuò)誤，C、D正確。答案：CD3.如圖所示，輕彈簧上端與一質(zhì)量為m1的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為m2的木塊2相連，整個(gè)系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并

3、處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為a1、a2，重力加速度大小為g。則有()Aa1g，a2gBa10，a2gCa10，a2gDa1g，a2g解析：在抽出木板的瞬間，彈簧對(duì)木塊1的支持力和對(duì)木塊2的壓力并未改變。木塊1受重力和支持力，m1gF，a10。木塊2受重力和壓力，根據(jù)牛頓第二定律得a2g，選項(xiàng)C正確。答案：C4慣性制導(dǎo)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于彈道式導(dǎo)彈工程中，這個(gè)系統(tǒng)的重要元件之一是加速度計(jì)，加速度計(jì)構(gòu)造原理的示意圖如圖所示；沿導(dǎo)彈長(zhǎng)度方向安裝的固定光滑桿上套一質(zhì)量為m的滑塊，滑塊兩側(cè)分別與勁度系數(shù)均為k的彈簧相連，兩彈簧的另一端與固定壁相連，滑

4、塊上有指針，可通過(guò)標(biāo)尺測(cè)出滑塊的位移，然后通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行制導(dǎo)。設(shè)某段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈沿水平方向運(yùn)動(dòng)，指針向左偏離O點(diǎn)距離為x，則這段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈的加速度()A方向向左，大小為kx/mB方向向右，大小為kx/mC方向向左，大小為2kx/mD方向向右，大小為2kx/m解析：取滑塊m為研究對(duì)象，當(dāng)指針向左偏時(shí)，滑塊左側(cè)彈簧被壓縮而右側(cè)彈簧被拉伸。兩個(gè)彈力大小為F左F右kx，方向均是指向右側(cè)，如圖所示，由牛頓第二定律可得：a，方向向右，故只有D選項(xiàng)正確。答案：D5如圖所示，電梯與水平面的夾角為30°，當(dāng)電梯向上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，人對(duì)梯面壓力是其重力的，求人與梯面間的摩擦力。解析：本題分解加速度比分解力更

5、方便。對(duì)人進(jìn)行受力分析：人受到重力mg、支持力FN、摩擦力Ff(摩擦力的方向一定與接觸面平行，由加速度的方向可推知Ff水平向右)。建立直角坐標(biāo)系：取水平向右(即Ff的方向)為x軸正方向，如圖甲所示，此時(shí)只需分解加速度，則axacos30°，ayasin30°，如圖乙所示。由牛頓第二定律得x方向Ffmacos30°y方向FNmgmasin30°又FNmg，所以Ffmg。答案：mg課時(shí)作業(yè)(本欄目?jī)?nèi)容，在學(xué)生用書(shū)中以獨(dú)立形式分冊(cè)裝訂！)一、選擇題(16題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，710題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1下列單位中，屬于力的單位的是()AkgBkg&

6、#183;m/sCkg·m/s2Dkg·m2/s2解析：kg是質(zhì)量的單位，kg·m/s是動(dòng)量的單位，kg·m/s2是力的單位，kg·m2/s2是功的單位。故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。答案：C2質(zhì)量為m的物體從高處由靜止釋放后豎直下落，在某時(shí)刻受到的空氣阻力為F阻，加速度為ag，則F阻的大小是()A.mgB.mgC.mg Dmg解析：mgF阻mam·g，則F阻mmg。故選項(xiàng)B正確。答案：B3.如圖所示，物體P以一定的初速度v沿光滑水平面向右運(yùn)動(dòng)，與一個(gè)右端固定的輕質(zhì)彈簧相撞，并被彈簧反向彈回。若彈簧在被壓縮過(guò)程中始終遵守胡克定律，那么在P

7、與彈簧發(fā)生相互作用的整個(gè)過(guò)程中()AP的加速度大小不斷變化，方向也不斷變化BP的加速度大小不斷變化，但方向只改變一次CP的加速度大小不斷改變，當(dāng)加速度數(shù)值最大時(shí)，速度最小D有一段過(guò)程，P的加速度逐漸增大，速度也逐漸增大解析：開(kāi)始物體P向右壓縮彈簧，P的合力Fkx，由于x不斷增大，則F逐漸增大，方向向左，所以P的加速度大小不斷增大，方向向左不變，加速度方向與速度方向相反，物體P做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度最小為零時(shí)，壓縮量x最大，彈力F最大，加速度a最大。物體P向左彈回過(guò)程，x減小，彈力向左減小，加速度向左減小，加速度方向與速度方向相同，速度增大。答案：C4如圖所示，有一輛汽車滿載西瓜在水平路面上勻速前進(jìn)

8、。司機(jī)發(fā)現(xiàn)意外情況，緊急剎車后車做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a，則中間一質(zhì)量為m的西瓜A受到其他西瓜對(duì)它的作用力的大小是()Am BmaCm Dm(ga)解析：對(duì)西瓜A進(jìn)行分析，如圖所示，西瓜所受的合力水平向右，根據(jù)平行四邊形定則得，其他西瓜對(duì)A的作用力大小為Fm，故選項(xiàng)C正確。答案：C5.如圖所示，彈簧的一端固定在天花板上，另一端連一質(zhì)量m2kg的秤盤(pán)，盤(pán)內(nèi)放一個(gè)質(zhì)量M1kg的物體，秤盤(pán)在豎直向下的拉力F作用下保持靜止，F(xiàn)30N，在突然撤去外力F的瞬間，物體對(duì)秤盤(pán)的壓力為(g取10m/s2)()A10N B15NC20N D40N解析：在突然撤去外力F的瞬間，物體和秤盤(pán)所受向上的合外力為30N

9、，由牛頓第二定律可知，向上的加速度為10m/s2。根據(jù)題意，秤盤(pán)在豎直向下的拉力F作用下保持靜止，故彈簧對(duì)秤盤(pán)向上的拉力為60N。突然撤去外力F的瞬間，對(duì)秤盤(pán)，由牛頓第二定律得60NmgFNma，解得FN20N，選項(xiàng)C正確。答案：C6.如圖所示，A、B兩球完全相同，質(zhì)量均為m，用兩根等長(zhǎng)的細(xì)線懸掛在升降機(jī)內(nèi)天花板的O點(diǎn)，兩球之間連著一根勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧。當(dāng)升降機(jī)以加速度a豎直向上勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩根細(xì)線之間的夾角為。則彈簧被壓縮的長(zhǎng)度為()A.B.C.D.解析：A球受力如圖所示，由牛頓第二定律得，F(xiàn)cosmgma，F(xiàn)sinkx，解得，x，選項(xiàng)C正確。答案：C7關(guān)于速度、加速度、合外力的關(guān)系

10、，下列說(shuō)法中正確的是()A不為零的合外力作用于原來(lái)靜止物體的瞬間，物體立刻獲得加速度B加速度的方向與合外力的方向總是一致的，但與速度的方向可能相同，也可能不同C在初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)中，速度、加速度與合外力的方向總是一致的D合外力變小，物體的速度一定變小解析：由牛頓第二定律可知A、B選項(xiàng)正確；初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)中，v、a、F三者的方向相同，故C選項(xiàng)正確；合外力變小，加速度變小，但速度不一定變小，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：ABC8.如圖所示，質(zhì)量為10kg的物體在水平面上向左運(yùn)動(dòng)，與此同時(shí)，物體還受到一個(gè)水平向右的推力F20N，則物體產(chǎn)生的加速度是(g取10m/s2)()A0B4m/s2，

11、水平向右C2m/s2，水平向左 D2 m/s2，水平向右解析：對(duì)物體受力分析可知F合FFf，F(xiàn)fmg，所以F合20×10×10N40N，所以am/s24 m/s2，方向水平向右。選項(xiàng)B正確。答案：B9質(zhì)量為1kg的物體受3N和4N兩個(gè)共點(diǎn)力的作用，物體的加速度可能是()A5m/s2B7 m/s2C8m/s2D9 m/s2解析：當(dāng)F13N和F24N的兩個(gè)力同向時(shí)，產(chǎn)生的加速度最大，amaxm/s27 m/s2；當(dāng)F1與F2反向時(shí)，產(chǎn)生的加速度最小，aminm/s21 m/s2。則aminaamax，即1m/s2a7 m/s2。答案：AB10.如圖所示，某旅游景點(diǎn)的傾斜索道與水

12、平線夾角30°，當(dāng)載人車廂以加速度a斜向上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，此時(shí)人與車廂相對(duì)靜止，設(shè)車廂對(duì)人的摩擦力為Ff，人的體重為G，下面正確的是()AaBaCFfG DFfG解析：由于人對(duì)車廂底的正壓力為其重力的1.25倍，所以在豎直方向上有FNmgma上，解得a上g，設(shè)水平方向上的加速度為a水，則tan30°，所以a水g，則ag，F(xiàn)fma水G，選項(xiàng)B、D正確。答案：BD二、非選擇題11.自制一個(gè)加速度計(jì)，其構(gòu)造是：一根輕桿，下端固定一個(gè)小球，上端裝在水平軸O上，桿可在豎直平面內(nèi)左右擺動(dòng)，用白硬紙作為表面，放在桿擺動(dòng)的平面上，并刻上刻度，可以直接讀出加速度的大小和方向。使用時(shí)，加速度計(jì)右端

13、朝汽車前進(jìn)的方向，如圖所示，gm/s2。(1)硬紙上刻度線b在經(jīng)過(guò)O點(diǎn)的豎直線上，則在b處應(yīng)標(biāo)的加速度數(shù)值是多少？(2)刻度線c和O點(diǎn)的連線與Ob的夾角為30°，則c處應(yīng)標(biāo)的加速度數(shù)值是多少？(3)刻度線d和O點(diǎn)的連線與Ob的夾角為45°。在汽車前進(jìn)時(shí)，若輕桿穩(wěn)定地指在d處，s內(nèi)汽車速度變化了多少？解析：(1)當(dāng)輕桿與Ob重合時(shí)，小球所受合力為0，其加速度為0，車的加速度亦為0，故b處應(yīng)標(biāo)的加速度數(shù)值為0。(2)解法一合成法當(dāng)輕桿與Oc重合時(shí)，以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，受力分析如圖所示。根據(jù)力的合成的平行四邊形定則和牛頓第二定律得mgtanma1，解得a1gtan×m/s

14、25.66 m/s2。解法二正交分解法建立直角坐標(biāo)系，并將輕桿對(duì)小球的拉力正交分解，如圖所示。則沿水平方向有：Fsinma，豎直方向有：Fcosmg0聯(lián)立以上兩式可解得小球的加速度am/s2，方向水平向右，即c處應(yīng)標(biāo)的加速度數(shù)值為5.66 m/s2。(3)若輕桿與Od重合，同理可得mgtan45°ma2，解得a2gtanm/s2，方向水平向左，與速度方向相反s內(nèi)汽車速度應(yīng)減少，減少量va2t×m/s4.9 m/s。答案：(1)0(2)m/s2(3)減少了4.9 m/s12.如圖所示，高空滑索是一項(xiàng)勇敢者的游戲。如果一個(gè)質(zhì)量為50kg的人用輕繩通過(guò)輕質(zhì)滑環(huán)懸吊在鋼索上，在重力的作用下運(yùn)動(dòng)，鋼索傾角30°，且鋼索足夠長(zhǎng)。(取g10m/s2)(1)假設(shè)輕質(zhì)滑環(huán)與鋼索沒(méi)有摩擦，求輕繩和鋼索的位置關(guān)系及人做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度；(2)假設(shè)輕質(zhì)滑環(huán)與鋼索有摩擦而使滑環(huán)和人一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求輕繩和鋼索的位置關(guān)系及此時(shí)滑環(huán)與鋼索間的動(dòng)摩擦因數(shù)。解析：(1)以輕質(zhì)滑環(huán)為研究對(duì)象，假設(shè)輕繩與鋼索不垂直，則滑環(huán)的加速度為無(wú)窮大，這與事