課時跟蹤檢測（二十二） 牛頓第二定律

課時跟蹤檢測（二十二）牛頓第二定律A級——學考達標1.中國高速鐵路被譽為中國“新四大發(fā)明”之一，高速行駛的列車窗臺上，放了一枚直立的硬幣，如圖所示。在列車行駛的過程中，硬幣始終直立在列車窗臺上，直到列車轉彎的時候，硬幣才倒下，說明了中國高鐵極好的穩(wěn)定性。關于這枚硬幣，下列判斷正確的是()A．硬幣直立過程中，列車一定做勻速直線運動B．硬幣直立過程中，一定只受重力和支持力，處于平衡狀態(tài)C．硬幣直立過程中，可能受到與列車行駛方向相同的摩擦力作用D．列車減速行駛時，硬幣受到與列車運動方向相同的摩擦力作用解析：選C硬幣直立過程中，硬幣與列車間可能存在一定的摩擦力，列車做勻速直線運動時可以直立，列車在做加速度較小的加速運動時，所需要的摩擦力也會較小，也能使硬幣處于直立的狀態(tài)，A錯誤；當列車勻速運動時，硬幣只受到重力和支持力，處于平衡狀態(tài)，當列車處于加速度很小的變速運動狀態(tài)時，受力不平衡，硬幣受到重力、支持力和靜摩擦力，B錯誤；當列車處于加速度很小的加速運動狀態(tài)時，受力不平衡，硬幣受到重力、支持力和靜摩擦力，且摩擦力方向與列車行駛方向相同，C正確；當列車處于加速度很小的減速運動狀態(tài)時，受力不平衡，硬幣受到重力、支持力和靜摩擦力，且摩擦力方向與列車行駛方向相反，D錯誤。2.一有固定斜面的小車在水平面上做直線運動，小球通過細繩與車頂相連，小球某時刻正處于如圖所示狀態(tài)，設斜面對小球的支持力為FN，細繩對小球的拉力為FT，若某時刻FT為零，則此時小車的運動情況是()A．小車向右做加速運動 B．小車向右做勻速運動C．小車向左做加速運動 D．小車向左做減速運動解析：選C小球和小車具有相同的加速度，所以小球的加速度只能沿水平方向，根據牛頓第二定律知，當細繩拉力為零時，小球受到的合力方向水平，小球受到重力和斜面對其向左偏上的支持力作用，二力的合力只能水平向左，所以小車應向左做加速運動或向右做減速運動，C正確，A、B、D錯誤。3.如圖為無人機為棉花噴灑農藥。無人機懸停在某一高度，自靜止開始沿水平方向做勻加速運動，2s達到作業(yè)速度，開始沿水平方向勻速作業(yè)，已知作業(yè)前無人機和農藥總質量為20kg，無人機作業(yè)速度為6m/s，重力加速度為10m/s2，則在加速階段空氣對無人機的作用力約為()A．60N B．200NC．209N D．220N解析：選C根據加速度定義得a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(6,2)m/s2＝3m/s2，根據力的合成得F＝eq\r(mg2＋ma2)≈209N，故選C。4.(2023·江蘇鎮(zhèn)江高一調研)如圖所示，汽車里有一水平放置的硅膠魔力貼，魔力貼上放置一質量為m的小花瓶。若汽車在水平公路向前做勻加速直線運動，則以下說法正確的是()A．小花瓶所受合力為零B．若汽車突然剎車，小花瓶會受到水平向前的摩擦力C．若汽車突然加速，小花瓶會受到水平向前的摩擦力D．魔力貼對小花瓶的作用力為mg解析：選C小花瓶隨汽車也做勻加速直線運動，所受合力不為零，合力的方向與運動方向相同，A錯誤；若汽車突然剎車，小花瓶和汽車一起做減速運動，加速度向后，會受到水平向后的摩擦力，B錯誤；若汽車突然加速，小花瓶和汽車一起加速，加速度向前，會受到水平向前的摩擦力，C正確；魔力貼對小花瓶的作用力為摩擦力和支持力的合力，支持力等于mg，則魔力貼對小花瓶的作用力大于mg，D錯誤。5．質量相等的甲、乙、丙、丁四個物體，均只受到兩個力的作用，大小分別為F1和F2，方向如圖所示，產生加速度的大小分別為a甲、a乙、a丙、a丁，下列排序正確的是()A．a甲>a丙>a乙>a丁 B．a丁>a丙>a乙>a甲C．a乙>a丙>a丁>a甲 D．a丙>a乙>a丁>a甲解析：選C兩個分力同向時合力等于分力的和，最大；兩個分力反向時合力等于分力的差，最小；|F2－F1|≤F合≤F2＋F1，可知分力間夾角越大，合力越小，由F合＝ma，可得a乙＞a丙＞a?。綼甲，故C正確，A、B、D錯誤。6.(2023·江蘇宜興高一檢測)如圖所示，在粗糙的水平桌面上，有一個物體在水平力F作用下向右做勻加速直線運動?，F(xiàn)在使力F逐漸減小直至為0，但方向不變，則該物體在向右運動的過程中，加速度a和速度v的大小變化為()A．a不斷減小，v不斷增大B．a不斷增大，v不斷減小C．a先增大再減小，v先減小再增大D．a先減小再增大，v先增大再減小解析：選D根據牛頓第二定律可知，物體運動的加速度為a＝eq\f(F－Ff,m)，使力F逐漸減小直至為0，但方向不變，則加速度a先減小后反向增大，速度先增大后減小。故選D。7.如圖所示，有一輛載滿西瓜的汽車在水平路面上勻速前進。突然發(fā)現(xiàn)意外情況，緊急剎車做勻減速直線運動，加速度大小為a，則中間一質量為m的西瓜A受到其他西瓜對它的作用力的大小是(重力加速度為g)()A．meq\r(g2－a2) B．maC．meq\r(g2＋a2) D．m(g＋a)解析：選C西瓜與汽車具有相同的加速度a，對西瓜A受力分析如圖所示，F(xiàn)表示周圍其他西瓜對A的作用力，則由牛頓第二定律得eq\r(F2－mg2)＝ma，解得F＝meq\r(g2＋a2)，故C正確，A、B、D錯誤。8.某直升機的質量為m，某次試飛時，主旋翼提供大小為2mg、方向向上的升力，兩個向前螺旋推進器均提供大小為mg、方向向前的推力，如圖所示。不考慮空氣阻力的影響，下列說法正確的是()A．該直升機可能處于平衡狀態(tài)B．該直升機以加速度g做勻加速直線運動C．空氣對直升機的作用力為2eq\r(2)mgD．空氣對直升機的作用力為4mg解析：選C對直升機進行受力分析如圖所示，該直升機所受合力F＝eq\r(F22＋F1－mg2)＝eq\r(2mg2＋2mg－mg2)＝eq\r(5)mg，根據牛頓第二定律可知直升機產生的加速度大小為eq\r(5)g，故A、B錯誤；空氣對直升機的作用力分別為F1和F2，如圖，它們的合力為空氣對直升機的作用力F＝eq\r(2mg2＋2mg2)＝2eq\r(2)mg，故C正確，D錯誤。9.(2023·江蘇太倉高一期末)學生在校期間經常遇到搬書的情況，如圖所示小明水平托著書，沿水平方向加速前進過程中手與書、書與書之間都無相對運動。由于書的材質不同，書與書之間動摩擦因數不同，介于0.2和0.4之間，且最大靜摩擦力約等于滑動摩擦力，下列說法正確的是()A．手給書的力水平向前B．運動的最大加速度為4m/s2C．把動摩擦因數比較大的書本放在上層更不容易有相對滑動D．質量相同的兩本書，無論哪本在上，兩書所受摩擦力等大解析：選D小明沿水平方向加速運動時，手給書的力是水平方向的摩擦力和豎直方向的彈力的合力，其合力方向是斜向前上方，不是水平方向，A錯誤；當動摩擦因數為0.2時，兩本書之間恰好要產生相對滑動時，小明運動的最大加速度為am＝μg＝2m/s2，B錯誤；由整體分析可知，無論把動摩擦因數比較大的書本放在上層還是下層，只要小明的加速度大于最大加速度，都會產生相對滑動，C錯誤；質量相同的兩本書，因整體加速度相同，摩擦力提供合力，有Ff＝ma，兩書所受摩擦力等大，D正確。10.如圖所示，一根彈簧一端固定在左側豎直墻上，另一端連著A小球，同時水平細線一端連著A球，另一端固定在右側豎直墻上，彈簧與豎直方向的夾角是60°，A、B兩小球分別連在另一根豎直彈簧兩端。開始時A、B兩球都靜止不動，A、B兩小球的質量相等，重力加速度為g，若不計彈簧質量，在水平細線被剪斷瞬間，A、B兩球的加速度分別為()A．aA＝aB＝g B．aA＝2g，aB＝0C．aA＝3g，aB＝0 D．aA＝2eq\r(3)g，aB＝0解析：選D設兩個小球的質量都為m，以AB球整體作為研究對象，整體處于靜止狀態(tài)受力平衡，由平衡條件得細線拉力FT＝2mgtan60°＝2eq\r(3)mg，剪斷細線瞬間彈簧的彈力沒有變化，A球受到的合力與原來細線的拉力大小相等，方向相反，由牛頓第二定律得aA＝eq\f(2\r(3)mg,m)＝2eq\r(3)g，B球的受力情況不變，則加速度仍為0。故選D。B級——選考進階11.如圖所示，質量分別是m和2m的兩個物體用一根輕質彈簧連接后再用細繩懸掛，穩(wěn)定后將細繩剪斷，則剪斷的瞬間，下列說法正確的是(g是重力加速度)()A．質量為m的物體加速度是0B．質量為2m的物體加速度是gC．質量為m的物體加速度是3gD．質量為2m的物體加速度是3g解析：選C穩(wěn)定時，根據共點力平衡得彈簧的彈力大小F＝2mg，剪斷細繩的瞬間，彈簧的彈力不變，對于質量為m的物體，所受的合力為F合＝mg＋F＝3mg，根據牛頓第二定律可得加速度a1＝eq\f(F合,m)＝3g，A錯誤，C正確；對于質量為2m的物體，剪斷細繩瞬間，由于彈簧彈力不變，所以所受合外力仍為零，所以加速度a2＝0，B、D錯誤。12.如圖，一光滑小球置于車上，豎直擋板對小球的彈力大小為F1，小車斜面對球的彈力大小為F2。小車沿水平地面向左加速運動且加速度a逐漸增加，則()A．F2逐漸減小B．F2逐漸增加C．F1逐漸增加D．F1與F2的合力有可能不變解析：選C以小球為研究對象，其受力如圖所示，設斜面與水平方向夾角為α，將F2沿水平和豎直方向上正交分解。結合題意，豎直方向上根據平衡條件可得，F(xiàn)2cosα＝mg，以向左為正方向，水平方向上根據牛頓第二定律可得F1－F2sinα＝ma，由以上分析可知F2不變，又因小車沿水平地面向左加速運動且加速度a逐漸增加，所以F1逐漸增加。故C正確。13.(2023·丹陽高一檢測)如圖所示，質量為10kg的物體A拴在一個被水平拉伸的彈簧一端，彈簧的拉力為5N，物體處于靜止狀態(tài)，若小車以加速度a＝1m/s2向右開始運動后，則()A．物體A相對于小車仍然靜止B．物體A受到的摩擦力減小C．物體A受到的摩擦力增大D．物體A受到的彈簧拉力變大解析：選A彈簧的拉力為F＝5N，物體處于靜止狀態(tài)，此時物體所受靜摩擦力f1＝F＝5N，方向向左。由題意得知，物體A與小車的表面間的最大靜摩擦力fmax≥5N，若小車加速度為1m/s2時，假設物體A相對于車仍然靜止，則受到的彈簧的拉力大小不變。則由牛頓第二定律，物體受到的合力為F合＝F＋f2＝ma＝10N，所以，此時小車對物體A的摩擦力f2為5N，方向向右，且為靜摩擦力，假設正確，彈簧的拉力大小不變，物體A受到的摩擦力大小不變。故選A。14.(2023·江蘇昆山高一期末)如圖所示，用一水平的恒力F將一個質量為2kg的滑塊沿傾角θ＝37°的斜面向上做勻速直線運動，已知滑塊與斜面間的動摩擦因數μ＝0.5(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37