人教版高中物理（必修一）同步講義+練習4.3 牛頓第二定律（含解析）

4.3牛頓第二定律學習目標學習目標課程標準學習目標1．能準確表述牛頓第二定律，并理解牛頓第二定律的概念及含義。2．知道國際單位制中力的單位是怎樣定義的。3．能運用牛頓第二定律解釋生產、生活中的有關現(xiàn)象，解決有關問題。4．初步體會牛頓第二定律在認識自然過程中的有效性和價值。1、通過分析探究實驗的數(shù)據(jù)，能夠得出牛頓第二定律的數(shù)學表達式，并準確表達牛頓第二定律的內容，培養(yǎng)學生分析數(shù)據(jù)、從數(shù)據(jù)獲取規(guī)律的能力。2、能根據(jù)1N的定義，理解牛頓第二定律的數(shù)學表達式是如何從F=kma變成F=ma的，體會單位的產生過程。3、能夠從合力與加速度的同時性、矢量性等方面理解牛頓第二定律，理解牛頓第二定律是連接運動與力之間關系的橋梁。4、會運用牛頓第二定律分析和處理實際生活中的簡單問題，體會物理的實用價值，培養(yǎng)學生關注生活、關注實際的態(tài)度。002預習導學課前研讀課本，梳理基礎知識：一、牛頓第二定律的表達式1．內容：物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的質量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。2．表達式F＝kma，其中力F指的是物體所受的合力。二、力的單位1．力的國際單位：牛頓，簡稱牛，符號為N。2．“牛頓”的定義：使質量為1kg的物體產生1m/s2的加速度的力叫作1N，即1N＝1kg·m/s2。3．公式F＝kma中k的取值(1)k的數(shù)值取決于F、m、a的單位的選取。(2)在質量的單位取kg，加速度的單位取m/s2，力的單位取N時，F(xiàn)＝kma中的k＝1，此時牛頓第二定律可表示為F＝ma。注意：實際物體所受的力往往不止一個，式中F指的是物體所受的合力。（二）即時練習：【小試牛刀1】如圖所示，在光滑的水平桌面上，有一個靜止的物體，給物體施以水平作用力，在力作用到物體上的瞬間，則()A．物體同時具有加速度和速度B．物體立即獲得加速度，速度仍為零C．物體立即獲得速度，加速度仍為零D．物體的速度和加速度均為零【答案】B【解析】由牛頓第二定律的瞬時性可知，合外力和加速度是瞬時對應關系，二者同時產生，同時變化，同時消失，所以當外力作用在物體上的瞬間，物體立即獲得加速度；速度與加速度的關系可表示為v＝at，可以看出，速度是加速度在時間上的積累，外力作用在物體上的瞬間t＝0，所以速度為零，故B正確?！拘≡嚺５?】如圖所示，物塊1、2間用剛性輕質桿連接，物塊3、4間用輕質彈簧相連，物塊1、3質量為m，2、4質量為M，兩個系統(tǒng)均置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止狀態(tài)．現(xiàn)將兩木板沿水平方向突然抽出，設抽出后的瞬間，物塊1、2、3、4的加速度大小分別為a1、a2、a3、a4.重力加速度大小為g，則有()A．a1＝a2＝a3＝a4＝0B．a1＝a2＝a3＝a4＝gC．a1＝a2＝g，a3＝0，a4＝eq\f(m＋M,M)gD．a1＝g，a2＝eq\f(m＋M,M)g，a3＝0，a4＝eq\f(m＋M,M)g【答案】C【解析】在抽出木板的瞬間，物塊1、2與剛性輕桿接觸處的形變立即消失，受到的合力均等于各自重力，所以由牛頓第二定律知a1＝a2＝g；而物塊3、4間的輕彈簧的形變還來不及改變，此時彈簧對3向上的彈力大小和對物塊4向下的彈力大小仍為mg，因此物塊3滿足mg＝F，a3＝0；由牛頓第二定律得物塊4滿足a4＝eq\f(F＋Mg,M)＝eq\f(M＋m,M)g，所以C對．【小試牛刀3】一物塊靜止在粗糙的水平桌面上．從某時刻開始，物塊受到一方向不變的水平拉力作用．假設物塊與桌面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．以a表示物塊的加速度大小，F(xiàn)表示水平拉力的大?。苷_描述F與a之間的關系的圖象是()【答案】C【解析】當拉力F小于最大靜摩擦力時，物塊靜止不動，加速度為零，當F大于最大靜摩擦力時，根據(jù)F－f＝ma知：隨F的增大，加速度a增大，故選C.003探究提升【問題探究1】對牛頓第二定律的理解(1)公式F＝ma中，若F是合力，加速度a為物體的實際加速度；若F是某一個力，加速度a為該力產生的加速度。(2)a＝eq\f(F,m)是加速度的決定式，它揭示了物體產生加速度的原因及影響物體加速度的因素。(3)F、m、a三個物理量的單位都為國際單位制時，才有公式F＝kma中k＝1，即F＝ma。牛頓第二定律的六個性質性質理解因果性力是產生加速度的原因，只要物體所受的合力不為0，物體就具有加速度矢量性F＝ma是一個矢量式。物體的加速度方向由它受的合力方向決定，且總與合力的方向相同瞬時性加速度與合外力是瞬時對應關系，同時產生、同時變化、同時消失同體性F＝ma中F、m、a都是對同一物體而言的獨立性作用在物體上的每一個力都產生加速度，物體的實際加速度是這些加速度的矢量和相對性物體的加速度是相對于慣性參考系而言的，即牛頓第二定律只適用于慣性參考系力與運動的關系【典型例題1】如圖，頂端固定著小球的直桿固定在小車上，當小車向右做勻加速運動時，球所受合外力的方向沿圖中的()A．OA方向 B．OB方向C．OC方向 D．OD方向【答案】D【解析】據(jù)題意可知，小車向右做勻加速直線運動，由于球固定在桿上，而桿固定在小車上，則三者屬于同一整體，根據(jù)整體法和隔離法的關系分析可知，球和小車的加速度相同，所以球的加速度也向右，即沿OD方向，故選項D正確。【典型例題2】下列關于速度、加速度、合外力之間的關系，正確的是()A．物體的速度越大，則加速度越大，所受的合外力也越大B．物體的速度為0，則加速度為0，所受的合外力也為0C．物體的速度為0，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大D．物體的速度很大，但加速度可能為0，所受的合外力可能很大【答案】C【解析】物體的速度大小和加速度大小沒有必然聯(lián)系，一個很大，另一個可以很小，甚至為0，物體所受合外力的大小決定加速度的大小，同一物體所受合外力越大，加速度一定也越大，C正確?！緦c訓練1】（多選）中國高速鐵路最高運行時速350km，被譽為中國“新四大發(fā)明”之一、幾年前一位來中國旅行的瑞典人在網(wǎng)上發(fā)了一段視頻，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。這一視頻證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反的摩擦力作用【答案】CD【解析】A．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；B．當列車勻速運動時，硬幣直立的過程中，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，硬幣直立的過程中，受到重力、支持力和靜摩擦力，B錯誤；C．當列車處于加速度很小的加速運動狀態(tài)時，受力不平衡，硬幣直立的過程中，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；D．當列車處于加速度很小的減速運動狀態(tài)時，受力不平衡，硬幣直立的過程中，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正確。故選CD?！緦c訓練2】如圖所示，在光滑的水平桌面上，有一個靜止的物體，給物體施以水平作用力，在力作用到物體上的瞬間，則()A．物體同時具有加速度和速度B．物體立即獲得加速度，速度仍為零C．物體立即獲得速度，加速度仍為零D．物體的速度和加速度均為零【答案】B【解析】由牛頓第二定律的瞬時性可知，合外力和加速度是瞬時對應關系，二者同時產生，同時變化，同時消失，所以當外力作用在物體上的瞬間，物體立即獲得加速度；速度與加速度的關系可表示為v＝at，可以看出，速度是加速度在時間上的積累，外力作用在物體上的瞬間t＝0，所以速度為零，故B正確?！締栴}探究2】牛頓第二定律的簡單應用1．牛頓第二定律的用途：牛頓第二定律是聯(lián)系物體受力情況與物體運動情況的橋梁。根據(jù)牛頓第二定律，可由物體所受各力的合力，求出物體的加速度；也可由物體的加速度，求出物體所受各力的合力。2．應用牛頓第二定律解題的一般步驟(1)確定研究對象。(2)進行受力分析和運動狀態(tài)分析，畫出受力分析圖，明確運動性質和運動過程。(3)求出合力或加速度。(4)根據(jù)牛頓第二定律列方程求解。3．兩種根據(jù)受力情況求加速度的方法(1)矢量合成法：若物體只受兩個力作用，應用平行四邊形定則求這兩個力的合力，再由牛頓第二定律求出物體的加速度的大小及方向。加速度的方向就是物體所受合力的方向。(2)正交分解法：當物體受多個力作用時，常用正交分解法分別求物體在x軸、y軸上的合力Fx、Fy，再應用牛頓第二定律分別求加速度ax、ay。在實際應用中常將受力分解，且將加速度所在的方向選為x軸或y軸，有時也可分解加速度，即eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Fx＝max,Fy＝may。))【典型例題3】（多選）如圖所示，某旅游景點的傾斜索道與水平線夾角θ＝30°，當載人車廂以加速度a斜向上加速運動時，人對車廂的壓力為體重的1.25倍，此時人與車廂相對靜止，設車廂對人的摩擦力為Ff，人的體重為G，下面正確的是()A．a＝eq\f(g,4)B．a＝eq\f(g,2)C．Ff＝eq\f(\r(3),3)GD．Ff＝eq\f(\r(3),4)G【答案】BD.【解析】：由于人對車廂底的正壓力為其重力的1.25倍，所以在豎直方向上有FN－mg＝ma上，解得，a上＝0.25g，設水平方向上的加速度為a水，則eq\f(a上,a水)＝tan30°＝eq\f(\r(3),3)，a水＝eq\f(\r(3),4)g，a＝eq\r(aeq\o\al(2,水)＋aeq\o\al(2,上))＝eq\f(g,2)，F(xiàn)f＝ma水＝eq\f(\r(3),4)G，故B、D正確．【典型例題4】為檢測某公路濕瀝青混凝土路面與汽車輪胎的動摩擦因數(shù)SKIPIF1<0，測試人員讓汽車在該公路水平直道行駛，當汽車速度表顯示SKIPIF1<0時緊急剎車（車輪抱死），車上人員用手機測得汽車滑行3.70s后停下來，g取SKIPIF1<0，則測得SKIPIF1<0約為（）A．0.2 B．0.3 C．0.4 D．0.5【解析】汽車滑行時做減速運動，則加速度大小為SKIPIF1<0，根據(jù)牛頓第二定律和動摩擦因數(shù)表達式SKIPIF1<0，故ACD錯誤，B正確。故選B?！敬鸢浮緽【對點訓練3】(2021·高考全國甲卷)如圖，將光滑長平板的下端置于鐵架臺水平底座上的擋板P處，上部架在橫桿上。橫桿的位置可在豎直桿上調節(jié)，使得平板與底座之間的夾角θ可變。將小物塊由平板與豎直桿交點Q處靜止釋放，物塊沿平板從Q點滑至P點所用的時間t與夾角θ的大小有關。若由30°逐漸增大至60°，物塊的下滑時間t將（）A．逐漸增大 B．逐漸減小 C．先增大后減小 D．先減小后增大【答案】D【解析】設PQ的水平距離為L，小物塊的加速度SKIPIF1<0，由運動學公式可知SKIPIF1<0，可得SKIPIF1<0，可知θ=45°時，t有最小值，故當θ從由30°逐漸增大至60°時下滑時間t先減小后增大。故選D?！緦c訓練4】如圖所示，工人用繩索拉鑄件，鑄件的質量是20kg，鑄件與地面間的動摩擦因數(shù)是0.25。工人用F＝80N的力拉動鑄件，從靜止開始在水平面上前進，繩與水平方向的夾角為α＝37°并保持不變，經4s后松手(g取10m/s2，cos37°＝0.8，sin37°＝0.6)。求：(1)松手前鑄件的加速度大?。?2)松手后鑄件還能前進的距離?！敬鸢浮?1)1.3m/s2(2)5.408m【解析】(1)松手前，對鑄件由牛頓第二定律得Fcosα－μFN＝ma①FN＋Fsinα＝mg②由①②得a＝eq\f(Fcosα－μ（mg－Fsinα）,m)＝1.3m/s2。(2)松手時鑄件的速度v＝at＝5.2m/s松手后的加速度大小a′＝eq\f(μmg,m)＝μg＝2.5m/s2則松手后鑄件還能滑行的距離x＝eq\f(v2,2a′)＝5.408m?！締栴}探究3】瞬時加速度問題1.問題模型類別彈力表現(xiàn)形式彈力方向能否突變輕繩拉力沿繩收縮方向能橡皮條拉力沿橡皮條收縮方向不能輕彈簧拉力、支持力沿彈簧軸線方向不能輕桿拉力、支持力不確定能(1)輕繩、輕桿模型不發(fā)生明顯形變就能產生彈力，剪斷(或脫離)后，形變恢復幾乎不需要時間，故認為彈力可以立即改變或消失。(2)輕彈簧、橡皮條模型的形變量大，形變恢復需要較長時間，在瞬時性問題中，它們的自由端連接有物體時其彈力的大小不能突變，往往可以看成是不變的。2.兩個關鍵(1)分析瞬時前、后的受力情況和運動狀態(tài)。(2)明確繩或線類、彈簧或橡皮條類模型的特點。3.“三個步驟”(1)分析原來物體的受力情況。(2)分析物體在彈力發(fā)生突變時的受力情況。(3)由牛頓第二定律列方程求解?！镜湫屠}5】如圖所示，質量均為m的A和B兩球用輕彈簧連接，A球用細線懸掛起來，兩球均處于靜止狀態(tài)，如果將懸掛A球的細線剪斷，此時A、B兩球的瞬時加速度為（）A．aA=0，aB=2g B．aA=2g，aB=0C．aA=0，aB=g D．aA=g，aB=0【答案】B【解析】懸線剪斷前，以B為研究對象可知：彈簧的彈力SKIPIF1<0以A、B整體為研究對象可知懸線的拉力為2mg；剪斷懸線瞬間，彈簧的彈力不變SKIPIF1<0根據(jù)牛頓第二定律，對ASKIPIF1<0又SKIPIF1<0得SKIPIF1<0對BSKIPIF1<0SKIPIF1<0得SKIPIF1<0故ACD錯誤，B正確。故選B。【典型例題6】如圖所示，細繩OA一端系在小球上，另一端固定在傾斜天花板上的A點，細繩OA恰好豎直；輕質彈簧OB一端與小球連接，另一端固定在豎直墻上的B點，輕質彈簧OB恰好水平，小球處于靜止狀態(tài)。將細繩剪斷的瞬間，小球的加速度（）A．方向沿BO方向B．方向沿OB方向 C．方向豎直向下 D．方向沿右下方【答案】C【解析】因為細繩OA恰好豎直，且處于靜止狀態(tài)，彈簧水平。受力分析可知，彈簧對小球在水平方向上沒有力的作用的，小球只受重力和沿細繩OA豎直向上的拉力的作用。將細繩剪斷的瞬間小球只受重力作用，所以加速度方向豎直向下。故選C?！緦c訓練5】如圖，傾角為α=30°的斜面固定在水平地面上，斜面上有兩個質量分別為m和2m的小球A、B，它們用勁度系數(shù)為k的輕質彈簧連接，彈簧軸線與斜面平行?，F(xiàn)對A施加一水平向右、大小為F的恒力，使A、B在斜面上都保持靜止，如果斜面和兩個小球間的摩擦均忽略不計，此時彈簧的長度為L，則下列說法正確的是（）A．恒力SKIPIF1<0B．彈簧的原長為SKIPIF1<0C．小球A對斜面的壓力大小為SKIPIF1<0D．撤去恒力F后的瞬間小球B的加速度為2g【答案】C【解析】A．以A、B整體為研究對象，沿斜面方向，根據(jù)平衡條件SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故A錯誤；B．對B球受力分析，沿斜面建立直角坐標系，正交分解，在沿斜面方向，根據(jù)平衡條件SKIPIF1<0解得彈簧伸長量為SKIPIF1<0則彈簧原長為SKIPIF1<0故B錯誤；C．對小球A，在垂直斜面方向上，根據(jù)平衡條件可得斜面對小球的支持力大小為SKIPIF1<0所以可得A對斜面的壓力大小為SKIPIF1<0，故C正確；D．撤去SKIPIF1<0瞬間，彈簧彈力不變，B球受力仍然平衡，加速度為0，故D錯誤。故選C?！緦c訓練6】（多選）如圖所示，A、B、C三球的質量均為m，輕質彈簧一端固定在斜面頂端、另一端與A球相連，A、B間固定一個輕桿，B、C間由一輕質細線連接。傾角為SKIPIF1<0的光滑斜面固定在地面上，彈簧、桿與細線均平行于斜面，初始系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，細線被燒斷的瞬間，下列說法正確的是（）A．A球的受力情況未變，加速度為零B．A、B兩個小球的加速度均沿斜面向上，大小均為SKIPIF1<0C．A、B之間桿的拉力大小為SKIPIF1<0D．C球的加速度沿斜面向下，大小為SKIPIF1<0【答案】CD【解析】AB．燒斷細線前，彈簧彈力為SKIPIF1<0燒斷細線后，根據(jù)牛頓第二定律SKIPIF1<0A、B兩個小球的加速度為SKIPIF1<0A球的受力情況發(fā)生變化，加速度不為零，AB錯誤；C．對球B分析得SKIPIF1<0得SKIPIF1<0C正確；D．C球的加速度沿斜面向下，大小為SKIPIF1<0D正確。故選CD。004體系構建課堂小結：005記憶清單一、對牛頓第二定律的理解（1）物體的加速度大小不變，則物體不一定受恒力作用。因為F=ma是矢量式，加速度大小不變，方向有可能變化，故F不一定是恒力。（2）物體受到幾個力共同作用時，每個力各自獨立地使物體產生一個加速度，就像其他力不存在一樣,這個性質叫作力的獨立作用原理。牛頓第二定律的獨立性是后面講解正交分解法求合力、求加速度的依據(jù)。（3）合外力與速度無關，與加速度有關。速度變大或變小由加速度(合外力)與速度的方向決定，速度與加速度力向相同時，物體做加速運動,反之，則做減速運動。（4）物體所受的合外力和物體的速度沒有直接關系.有力必有加速度,合外力為零時，加速度為零，但此時速度不一定為零，同樣速度為零時，加速度不一定為零，即合外力不一定為零.二、瞬時加速度的求解1.輕繩（或接觸面）不發(fā)生明顯形變就能產生彈力，剪斷（或脫離）后,其彈力立即消失，不需要時間恢復形變。2．輕桿（1）輕桿的質量為零.（2）輕桿的受力特點=1\*GB3①輕桿的彈力不一定沿著桿.具體方向與物體的運動狀態(tài)、桿與物體的連接方式有關；=2\*GB3②桿既可以對物體產生拉力，也可以對物體產生推力;=3\*GB3③當輕桿的一端連著轉軸或鉸鏈時彈力一定沿著桿。3.輕彈簧（或橡皮繩）兩端同時連接（或附著）有物體的彈簧（或橡皮繩）,特點是形變量大，其恢復形變需要較長時間,在瞬時性問題中,其彈力的大小往往可以看成保持不變.00601強化訓練1.（2023全國甲卷）一小車沿直線運動，從t=0開始由靜止勻加速至t=t1時刻，此后做勻減速運動，到t=t2時刻速度降為零在下列小車位移x與時間t的關系曲線中，可能正確的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】x—t圖像的斜率表示速度，小車先做勻加速運動，因此速度變大即0—t1圖像斜率變大，t1—t2做勻減速運動則圖像的斜率變小，在t2時刻停止圖像的斜率變?yōu)榱?。故選D。2.（2023全國甲卷）用水平拉力使質量分別為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0的甲、乙兩物體在水平桌面上由靜止開始沿直線運動，兩物體與桌面間的動摩擦因數(shù)分別為SKIPIF1<0和SKIPIF1<0。甲、乙兩物體運動后，所受拉力F與其加速度a的關系圖線如圖所示。由圖可知（）A.SKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0 C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<0【答案】BC【解析】根據(jù)牛頓第二定律有F－μmg=ma整理后有F=ma＋μmg則可知F—a圖像的斜率為m，縱截距為μmg，則由題圖可看出m甲>m乙，μ甲m甲g=μ乙m乙g則μ甲<μ乙故選BC。3．（2020·江蘇·高考真題）中歐班列在歐亞大陸開辟了“生命之路”，為國際抗疫貢獻了中國力量。某運送防疫物資的班列由40節(jié)質量相等的車廂組成，在車頭牽引下，列車沿平直軌道勻加速行駛時，第2節(jié)對第3節(jié)車廂的牽引力為F。若每節(jié)車廂所受摩擦力、空氣阻力均相等，則倒數(shù)第3節(jié)對倒數(shù)第2節(jié)車廂的牽引力為（）A．F B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】C【解析】根據(jù)題意可知第2節(jié)車廂對第3節(jié)車廂的牽引力為F，因為每節(jié)車廂質量相等，阻力相同，故第2節(jié)對第3節(jié)車廂根據(jù)牛頓第二定律有SKIPIF1<0設倒數(shù)第3節(jié)車廂對倒數(shù)第2節(jié)車廂的牽引力為F1，則根據(jù)牛頓第二定律有SKIPIF1<0聯(lián)立解得SKIPIF1<0。故選C。4.（2022·全國·高考真題）如圖，一不可伸長輕繩兩端各連接一質量為m的小球，初始時整個系統(tǒng)靜置于光滑水平桌面上，兩球間的距離等于繩長L。一大小為F的水平恒力作用在輕繩的中點，方向與兩球連線垂直。當兩球運動至二者相距SKIPIF1<0時，它們加速度的大小均為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】A【解析】當兩球運動至二者相距SKIPIF1<0時，,如圖所示由幾何關系可知SKIPIF1<0設繩子拉力為SKIPIF1<0，水平方向有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0對任意小球由牛頓第二定律可得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0。故A正確，BCD錯誤。故選A。5．如圖所示x、y、z為三個物塊，K為輕質彈簧，L為輕線，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)若將L突然剪斷，用ax、ay分別表示剛剪斷時x、y的加速度，則有（）A．ax=0、ay=0 B．ax=0、ay≠0C．ax≠0、ay≠0 D．ax≠0、ay=0【答案】B【解析】將L突然剪斷后，線的拉力立即就沒有了，所以y原來受到的線的拉力沒有了，而上面受到的彈簧的拉力不變，所以y就有了合力，產生了加速度，所以ay≠0，對于物體x，由于上下的彈簧的拉力都沒發(fā)生變化，x的受力不變，加速度為0，故B選項正確。故選B。6.如圖所示，吊籃P用細線懸掛在天花板上，與P質量相同的物體Q被固定在吊籃中的輕彈簧上端，保持靜止狀態(tài)。當懸掛吊籃的細線被剪斷的瞬間，吊籃P與物體Q的加速度分別為(重力加速度為g)()A.aP=gaQ=g B.aP=2gaQ=0C.aP=2gaQ=g D.aP=gaQ=0【答案】B【解析】設P、Q的質量均為m，初始狀態(tài)時細線的拉力為T=2mg。在剪斷細線的瞬間，彈簧的彈力不變，Q受力不變，則Q的加速度仍為零，即aQ=0；對于P，受到重力和彈簧的彈力，方向均豎直向下，大小等于細線剪斷前的拉力，即合力為F合=2mg，由牛頓第二定律得2mg=maP，解得aP=2g，故選B。7.如圖甲、乙所示，質量為m的小球均處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將細線L2剪斷，則剪斷L2的瞬間()甲乙A.甲圖小球加速度為a=gsinθ，垂直L1斜向下方B.乙圖小球加速度為a=gsinθ，垂直L1斜向下方C.甲圖小球加速度為a=gtanθ，水平向右D.乙圖小球加速度為a=gtanθ，水平向左【答案】A【解析】題圖甲中，將L2剪斷的瞬間，小球受力發(fā)生突變，沿繩L1方向的合力為零，小球所受的合力為F合A=mgsinθ，由牛頓第二定律得mgsinθ=ma1，得a1=gsinθ，故C錯誤，A正確；題圖乙中，剪斷L2瞬間，彈簧彈力不突變，小球受重力與彈簧彈力作用，合力大小等于原來細線L2中的拉力，為F合B=mgtanθ，由牛頓第二定律得mgtanθ=ma2，得a2=gtanθ，方向水平向右，故B、D錯誤。8.一質量為1kg的物體，在5個共點力的作用下保持靜止。若同時撤去其中大小分別為6N和5N的兩個力，其余的力保持不變，則此時該物體的加速度大小不可能為()A.13m/s2 B.8m/s2C.3m/s2 D.2m/s2【答案】A【解析】根據(jù)平衡條件得知，其余力的合力與撤去的兩個力的合力大小相等、方向相反，則撤去大小分別為6N和5N的兩個力后，物體的合力大小范圍為1N≤F合≤11N，根據(jù)牛頓第二定律得物體的加速度范圍為1m/s2≤a≤11m/s2，則加速度大小不可能為13m/s2，故選A。9.底板光滑的小車上有一個質量為1kg的木塊，其兩頭用兩個完全相同的最大測量值均為20N的彈簧測力計甲和乙系住。小車在水平地面上做勻速直線運動時，這兩個彈簧測力計的示數(shù)均為10N。當小車做勻加速直線運動時，測力計甲的示數(shù)變?yōu)?N，這時小車運動的加速度大小是()A.2m/s2 B.4m/s2C.6m/s2 D.8m/s2【答案】B【解析】因彈簧的彈力與其形變量成正比，當彈簧測力計甲的示數(shù)由10N變?yōu)?N時，其形變量減小，則彈簧測力計乙的形變量必然增大，且它們形變量變化的大小相等，所以彈簧測力計乙的示數(shù)應為12N。木塊在水平方向所受到的合外力為F合=F乙-F甲=12N-8N=4N，根據(jù)牛頓第二定律，得木塊的加速度大小為a=F合m=4m/s2，小車與木塊相對靜止，加速度相等，所以小車的加速度為4m/s10.（2023山東卷）質量為M的玩具動力小車在水平面上運動時，牽引力F和受到的阻力f均為恒力，如圖所示，小車用一根不可伸長的輕繩拉著質量為m的物體由靜止開始運動。當小車拖動物體行駛的位移為SKIPIF1<0時，小車達到額定功率，輕繩從物體上脫落。物體繼續(xù)滑行一段時間后停下，其總位移為SKIPIF1<0。物體與地面間的動摩擦因數(shù)不變，不計空氣阻力。小車的額定功率P0為（）A.SKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<0【答案】A【解析】設物體與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，當小車拖動物體行駛的位移為S1的過程中有F－f－μmg=(m＋M)av2=2aS1P0=Fv輕繩從物體上脫落后a2=μgv2=2a2(S2－S1)聯(lián)立有SKIPIF1<0故選A。11.如圖，鳥沿虛線斜向上加速飛行，空氣對其作用力可能是()A.F1 B.F2C.F3 D.F4【答案