3.牛頓第二定律

高一物理牛頓第二定律同步練習(xí)一、選擇題1.（多選題）如圖所示，兩個質(zhì)量分別為m1=2kg、m2=3kg的物體置于光滑的水平面上，中間用輕質(zhì)彈簧秤連接兩個大小分別為F1=30N、F2=20N的水平拉力分別作用在m1、m2上，則（）A系統(tǒng)運動穩(wěn)定時，彈簧秤的示數(shù)是50 N B系統(tǒng)運動穩(wěn)定時，彈簧秤的示數(shù)是26 NC在突然撤去F1的瞬間，m1的加速度大小為13 m/s2 D在突然撇去F1的瞬間，m1的加速度大小為15 m/s22.（多選題）如圖（a），一物塊在t=0時刻滑上一固定斜面，其運動的vt圖線如圖（b）所示，若重力加速度及圖中的v0，v1，t1均為已知量，則可求出（）A斜面的傾角 B物塊的質(zhì)量C物塊與斜面間的動摩擦因數(shù) D物塊沿斜面向上滑行的最大高度3.如圖所示，一根輕質(zhì)彈簧豎直立在水平地面上，下端固定一小球從高處自由落下，落到彈簧上端，將彈簧壓縮至最低點小球從開始壓縮彈簧至最低點的過程中，小球的加速度和速度的變化情況是（）A加速度先變大后變小，速度先變大后變小 B加速度先變大后變小，速度先變小后變大C加速度先變小后變大，速度先變大后變小 D加速度先變小后變大，速度先變小后變大4. 如圖所示，E為斜面的中點，斜面上半段光滑，下半段粗糙，一個小物體由頂端靜止釋放，沿斜面下滑到底端時速度為零小物體下滑過程中位移x、速度、合力F、加速度a與時間t的關(guān)系如圖乙所示以沿斜面向下為正方向，則下列圖象中可能正確的是（）ABCD5.如圖所示，mA=4.0kg，mB=2.0kg，A和B緊靠著放在光滑水平面上，從t=0 時刻起，對B施加向右的水平恒力 F2=4.0N，同時對A施加向右的水平變力F1，F(xiàn)1變化規(guī)律如圖所示下列相關(guān)說法中正確的是（）A當(dāng)t=0 時，A、B 物體加速度分別為aA=5m/s，aB=2m/sBA 物體作加速度減小的加速運動，B 物體作勻加速運動Ct=12s時刻 A、B 將分離，分離時加速度均為 a=2m/s2DA、B 分離前后，A 物體加速度變化規(guī)律相同6.（多選題）代號為“金色眼鏡蛇”的東南亞地區(qū)最大規(guī)模聯(lián)合軍事演習(xí)是于2011年2月7號在泰國北部清邁開始，期間一美國空降兵從飛機(jī)上跳下，他從跳離飛機(jī)到落地的過程中沿豎直方向運動的vt圖象如圖所示，則下列說法正確的是（）A010s內(nèi)空降兵和傘整體所受重力大于空氣阻力B第10s末空降兵打開降落傘，此后做勻減速運動至第15s末C在第l0s第15s間空降兵豎直方向的加速度方向向上，大小在逐漸減小D15s后空降兵保持勻速下落7.（多選題）如右圖甲所示，一輛遙控小車靜止在水平面上，現(xiàn)用遙控器啟動小車，使它從靜止開始運動，小車運動的速度與時間關(guān)系的vt圖象如圖乙所示已知小車的質(zhì)量m=2kg，小車與水平面間的動摩擦因數(shù)u=0.2，重力加速度，g取10m/s2則下列說法中正確的是（）A小車位移x=1m時的速度大小為2m/s B小車在前2s時間內(nèi)的牽引力大小為6NC小車在后2s時間內(nèi)的牽引力大小為5N D小車在后2s內(nèi)的位移大小為5m8.質(zhì)量一定的某物體放在粗糙的水平面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，若用一個方向始終沿水平方向，大小從零開始緩慢增大的變力F作用在物體上，如圖所示是作用在物體上的變力F與物體的加速度a關(guān)系圖象，取g=10m/s2，下列說法正確的是（）A物體與水平面間的最大靜摩擦力14N B物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.15C物體的質(zhì)量為2kg D由圖可知力F和物體的加速度a成正比9.某人以一定的初速度從P點豎直向上拋出一個小球，小球運動時受到的空氣阻力大小不變，且與運動方向相反，1s后小球運動到最高點，則又經(jīng)過1s后（）A小球恰好經(jīng)過P點 B小球的位置在P點下方C小球的位置在P點上方 D阻力大小不確定，無法判斷小球的位置是在P點的上方還是下方二、計算題10.滑雪運動是把滑雪板裝在靴底上在雪地上進(jìn)行速度、跳躍和滑降的競賽運動滑雪運動中當(dāng)滑雪板相對雪地速度較大時，會把雪內(nèi)的空氣逼出來，在滑雪板與雪地間形成一個暫時的“氣墊”，從而大大減小雪地對滑雪板的摩擦然而當(dāng)滑雪板相對雪地速度較小時，與雪地接觸時間超過某一值就會陷下去，使得它們間的摩擦力增大假設(shè)滑雪者的速度超過8m/s時，滑雪板與雪地間的動摩擦因數(shù)就會由1=0.5變?yōu)?=0.25一滑雪者從傾角=37的坡頂A處由靜止開始自由下滑，滑至坡底B（B處為一光滑小圓?。┖笥只弦欢嗡降孛?，最后停在C處，如圖所示不計空氣阻力，已知坡長L=24m，取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，求：（1）滑雪者從靜止開始到動摩擦因數(shù)發(fā)生變化所經(jīng)歷的時間；（2）滑雪者到達(dá)B處時的速度大小；（3）若滑雪板與水平地面間的動摩擦因數(shù)恒為3=0.4，求滑雪者在水平地面上運動的最大距離11.一質(zhì)量m=0.5kg的滑塊以一定的初速度沖上一傾角為30足夠長的斜面，某同學(xué)利用DIS實驗系統(tǒng)測出了滑塊沖上斜面過程中多個時刻的瞬時速度，如圖所示為通過計算機(jī)繪制出的滑塊上滑過程的vt圖求：（g取10m/s2）（1）滑塊沖上斜面過程中加速度大??；（2）滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)試卷答案1.BC【考點】牛頓第二定律；物體的彈性和彈力【分析】根據(jù)牛頓第二定律，分別對兩個物體整體和任一物體研究，求出彈簧秤的讀數(shù)突然撤去F1的瞬間，彈簧秤的示數(shù)不變由牛頓第二定律求解突然撤去F1的瞬間兩個物體的加速度【解答】解：A、設(shè)彈簧的彈力大小為F，根據(jù)牛頓第二定律得 對整體有：a=m/s2=2m/s2，方向水平向右 對m1：F1F=m1a代入解得，F(xiàn)=26N故A錯誤，B正確C、在突然撤去F1的瞬間，m1的加速度大小為，方向水平向左，則m1的加速度發(fā)生改變故C正確，D錯誤故選：BC2.ACD【考點】牛頓第二定律；勻變速直線運動的圖像【分析】由圖b可求得物體運動過程及加速度，再對物體受力分析，由牛頓第二定律可明確各物理量是否能夠求出【解答】解：由圖b可知，物體先向上減速到達(dá)最高時再向下加速；圖象與時間軸圍成的面積為物體經(jīng)過的位移，故可出物體在斜面上的位移；圖象的斜率表示加速度，上升過程及下降過程加速度均可求，上升過程有：mgsin+mgcos=ma1；下降過程有：mgsinmgcos=ma2；兩式聯(lián)立可求得斜面傾角及動摩擦因數(shù)；但由于m均消去，故無法求得質(zhì)量；因已知上升位移及夾角，則可求得上升的最大高度；故選：ACD3.C【考點】牛頓第二定律；胡克定律【分析】小球向下運動時，彈力向上且一直增大，根據(jù)物體的受力分析，判斷出合力的變化，從而判斷出加速度的變化，再結(jié)合小球的速度情況，找出速度變化情況【解答】解：設(shè)小球所受的彈力為F，當(dāng)小球壓縮彈簧的過程中，F(xiàn)豎直向上，且由零逐漸增大，所以合力F合=mgF，方向向下，且逐漸減小，即加速度向下且逐漸減小，小球接觸彈簧時有向下的速度，所以小球向下做加速運動；當(dāng)F=mg，加速度為0，速度達(dá)到最大；小球繼續(xù)向下運動，彈力F繼續(xù)增大，合力F合=Fmg，方向向上，且繼續(xù)增大，即加速度向上且逐漸增大，所以小球向下做減速運動，到達(dá)最低點時，速度為0，加速度到達(dá)最大值，故C正確，ABD錯誤故選：C4.B【考點】牛頓第二定律；勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系【分析】物體在前半段做勻加速直線運動，在后半段做勻減速直線運動，抓住位移相等，結(jié)合平均速度的關(guān)系，得出兩段過程的運動時間關(guān)系，從而得出加速度大小關(guān)系以及合力大小關(guān)系【解答】解：A、物體在光滑的斜面上做勻加速直線運動，位移時間圖線的開口向上，然后做勻減速直線運動，故A錯誤B、物體在前半段做勻加速直線運動，后半段做勻減速直線運動，由于到達(dá)底端的速度為零，則前半段和后半段的平均速度相等，由位移相等，則在前半段和后半段的運動時間相等，故B正確C、由B選項知，前半段和后半段的時間相等，勻加速直線運動的末速度等于勻減速直線運動的初速度，則勻加速和勻減速直線運動的加速度大小相等，方向相反，則合力大小相等，方向相反，故C、D錯誤故選：B5.C【考點】牛頓第二定律；力的合成與分解的運用【分析】對AB整體進(jìn)行分析，當(dāng)AB之間沒有力的作用時求出B的加速度為臨界速度； 若A的加速度大于大于B的加速度，則AB以相同的加速度運動，若A的加速度小于B的加速度，則B做勻速運動，A做加速度越來越小的加速運動，分情況討論即可求解【解答】解：若AB之間沒有力的作用，則aB=2m/s2，A、當(dāng)t=0時，F(xiàn)1=20N，而mA=4.0kg，所以F1單獨作用在A上的加速度大于AB之間沒有力的作用時的加速度，此時AB一起運動，加速度為：a=4m/s2，故A錯誤；B、由A得分析可知：隨著F1的減小，剛開始時AB在兩個力的作用下做加速度越來越小的加速運動，故B錯誤；C、當(dāng)F1單獨在A上的加速度等于F2單獨作用在B上的加速度時，AB之間恰好沒有力的作用，此后F1繼續(xù)減小，A的加速度繼續(xù)減小，AB分離，根據(jù)牛頓第二定律得：F1=mAaB=42=8N，根據(jù)圖象可知，此時t=12s，所以t=12 s時刻A、B將分離，分離時加速度均為a=2m/s2，故C正確；D、AB分離前，A受到F1和B對A的彈力作用，分離后A只受F1作用，A物體加速度變化規(guī)律不相同，故D錯誤故選：C6.ACD【考點】牛頓第二定律；勻變速直線運動的圖像【分析】由圖可知空降兵速度的變化及加速度的變化，則由牛頓第二定律可知其合外力的變化【解答】解：A、前10s內(nèi)空降兵做加速度減小的加速運動，故合外力向下，即重力應(yīng)大于空氣阻力，故A正確；B、10到15s內(nèi)空降兵做的是加速度減小的減速運動，故B錯誤；C、1015s內(nèi)空降兵做加速度減小的減速運動，故加速度向上且大小在逐漸減小，故C正確；D、15s后空降空勻速下落，故D正確；故選ACD7.BCD【考點】牛頓第二定律；勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系【分析】根據(jù)速度時間圖線圍成的面積求出位移，結(jié)合圖線的斜率求出加速度，根據(jù)牛頓第二定律求出牽引力的大小【解答】解：A、小車在02s內(nèi)的位移，加速度，小車位移x=1m時速度m/s=m/s，故A錯誤B、根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)1mg=ma1，解得牽引力F1=mg+ma1=0.220+21N=6N，故B正確C、小車在后2s內(nèi)的加速度，根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)2mg=ma2，解得牽引力F2=mg+ma2=0.220+20.5N=5N，故C正確D、根據(jù)速度時間圖線圍成的面積知，小車在后2s內(nèi)的位移，故D正確故選：BCD8.C【分析】根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合圖象列式求解質(zhì)量和動摩擦因數(shù)，從而求出最大靜摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律求出Fa表達(dá)式，從而判斷是否成正比關(guān)系【解答】解：A、根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合圖象可知，F(xiàn)1mg=ma1，F(xiàn)2mg=ma2，代入數(shù)據(jù)得：7mg=0.5m，14mg=4m解得：m=2kg，=0.3，則最大靜摩擦力f=mg=6N，故C正確，AB錯誤；D、根據(jù)牛頓第二定律可知，F(xiàn)=ma+mg=2a+6，是線性關(guān)系，不是正比關(guān)系，故D錯誤故選：C9.C【考點】牛頓第二定律【分析】上升過程阻力向下，下降過程阻力向上，根據(jù)牛頓第二定律比較加速度大小，然后根據(jù)運動學(xué)公式列式比較時間大小【解答】解：上升過程，阻力向下，根據(jù)牛頓第二定律，有：mg+f=ma1；下降過程，阻力向下，根據(jù)牛頓第二定律，有：mgf=ma2；故a1a2；根據(jù)h=at2可知，t1t2；即小球返回P點的時間要大于1s，所以又經(jīng)過1s后，小球的位置在P點上方故C正確，ABD錯誤；故選：C10.解：（1）滑雪者從靜止開始到動摩擦因數(shù)發(fā)生變化過程，由牛頓第二定律得：mgsin1mgcos=ma1a1=2m/s2由速度公式可得：從靜止開始到動摩擦因數(shù)發(fā)生變化所經(jīng)歷的時間t1=4s （2）對滑動摩擦力因素發(fā)生變化后，由牛頓第二定律可知：mgsin2mgcos=ma2解得：a2=4m/s2由位移公式可知：滑動摩擦因數(shù)變化之間的位移為：x1=a1t12=8m；則對變化后的過程分析，由速度和位移公式可知：代入數(shù)據(jù)解得：vB=8m/s （3）物體在水平面上滑動時，由牛頓第二定律可知：a3=3g=0.410=4m/s2對減速過程，根據(jù)速度和位移公式可得：水平地面上的減速位移：x3=16m 答：（1）滑雪者從靜止開始到動摩擦因數(shù)發(fā)生變化所經(jīng)歷的時間為4s；（2）滑雪者到達(dá)B處時的速度大小為8m/s； （3）若滑雪板與水平地面間的動摩擦因數(shù)恒為3=0.4，求滑雪者在水平地面上運動的最大距離為16m【考點】牛頓第二定律；勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系【分析】（1）根據(jù)牛頓第二定律可求得變化之前的加速度，根據(jù)速度公式即可求得所用的時間； （2）對動摩擦因素發(fā)生變