2018版高中物理第六章力与运动第2节牛顿第二定律试题鲁科版.docx

第2节牛顿第二定律【二维选题表】物理观念科学思维科学探究科学态度与责任力学单位制的认识1(易)牛顿第二定律的理解2(易),3(易)探究a与F,m的关系4(易),8(中),14(中)4(易),8(中),14(中)牛顿第二定律的应用6(易),7(易),5(中),9(中),10(中),11(中),12(中),13(中),15(难)13(中)15(难)基础训练1.(多选)下列有关力学单位制的说法中,正确的是(CD)A.在力学的分析计算中,只能采用国际单位制单位,不能采用其他单位B.力学单位制中,选为基本单位的物理量有长度、时间、力C.力学单位制中,采用国际单位制的基本单位有千克、米、秒D.单位制中的导出单位可以用基本单位来表示解析:在物理计算中,一般规定统一使用国际单位制单位,但在有些计算中,只要方程两边的单位统一,不必采用国际单位制单位也可以计算出答案.力学单位制中的基本物理量是长度、时间、质量,其国际单位制单位分别是米、秒、千克.选项C,D正确,A,B错误.2.(2017河北保定高一期末)关于力、加速度、速度的说法中正确的是(D)A.质量不变的物体受到的合外力大,加速度就大,速度也就大B.质量不变的物体受到的合外力大,加速度就大,速度反而小C.质量不变的物体受到的合外力大,速度就大,加速度是不能确定的D.质量不变的物体受到的合外力大,加速度就大,速度不能确定解析:根据牛顿第二定律,质量不变的物体受到合外力大,加速度就大,但物体的速度不能确定,故选项A,B,C错误,D正确.3.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(C)A.由F=ma可知,物体所受的合外力与其质量成正比,与其运动的加速度成反比B.由m=可知,物体的质量与其受的合外力成正比,与其运动的加速度成反比C.由a=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D.虽然m=成立,但m与F,a无关,所以不能用此公式计算物体的质量解析:牛顿第二定律的表达式F=ma表明了各物理量间的数量关系,即已知任意两个量,可求出第三个量,但物体的质量是由物体本身决定的,与其受力大小及运动的加速度大小无关;作用在物体上的合外力,是由和它相互作用的物体产生的,与物体的质量和加速度无关,故选项C正确.4.(多选)在利用打点计时器和小车探究加速度与合外力、质量的关系实验时,下列说法中正确的是(BCD)A.平衡摩擦力时,应将重物通过定滑轮拴在小车上B.连接重物和小车的细绳应跟长木板保持平行C.平衡摩擦力后,长木板的位置不能移动D.小车释放前应靠近打点计时器,且应先接通电源再释放小车解析:选项A中平衡摩擦力时,不能将重物通过细绳拴在小车上,选项A错误;选项B,C,D符合正确的操作方法,选项B,C,D正确.5.(2017济南一中高一检测)用3 N的水平恒力,使在水平面上的一质量为2 kg的物体从静止开始运动,在2 s内通过的位移是2 m, 则物体的加速度大小和所受摩擦力的大小分别是(B)A.0.5 m/s2,2 N B.1 m/s2,1 N C.2 m/s2,0.5 N D.1.5 m/s2,0解析:物体做匀加速直线运动,根据x=v0t+at2,代入数据解得a=1 m/s2,根据牛顿第二定律得F-f=ma,解得f=F-ma=(3-21)N=1 N ,故选B.6. (2017济南模拟)如图所示,质量m=10 kg的物体在水平面上向左运动,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,与此同时物体受到一个水平向右的推力F=20 N的作用,则物体产生的加速度是(g取10 m/s2)(B)A.0B.4 m/s2,水平向右C.2 m/s2,水平向左D.2 m/s2,水平向右解析:物体受的合力的方向水平向右,且力F的方向和f的方向相同,则加速度大小a= m/s2=4 m/s2,故选项B正确.7.(2017安阳高一检测)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,空气阻力不计)(C)A.20 m/s2 B.25 m/s2C.30 m/s2 D.40 m/s2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=2mg当推动力增大到2F时,2F-mg=ma,即3mg=ma所以a=30 m/s2.8.(2017河北省沧州市高一月考)某实验小组设计了如图(甲)所示的实验装置,通过改变重物的质量,利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象.他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图(乙)所示.滑块和位移传感器发射部分的总质量m=kg;滑块和轨道间的动摩擦因数=.(重力加速度g取10 m/s2)解析:与纵轴相交的图线是在轨道倾斜的情况下做实验得到的,与横轴相交的图线是在轨道水平时做实验得到的.由牛顿第二定律可知F-mg=ma,整理得a=F-g.图线可知斜率=2,纵轴截距-g=-2,故m=0.5 kg,=0.2.答案:0.50.29. 如图所示,沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中,悬挂小球的悬线偏离竖直方向的夹角=37,小球和车厢相对静止,小球的质量为1 kg(sin 37=0.6,cos 37=0.8,取g=10 m/s2).求:(1)车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况;(2)悬线对小球的拉力大小.解析:法一合成法(1)由于车厢沿水平方向运动,所以小球有水平方向的加速度,所受合力F沿水平方向.选小球为研究对象,受力分析如图(甲)所示.由几何关系可得F=mgtan 小球的加速度a=gtan =7.5 m/s2,方向向右.则车厢做向右的匀加速直线运动或向左的匀减速直线运动.(2)悬线对小球的拉力大小为T= N=12.5 N.法二正交分解法以水平向右为x轴正方向建立坐标系,并将悬线对小球的拉力T正交分解,如图(乙)所示.则沿水平方向有Tsin =ma竖直方向有Tcos -mg=0联立解得a=7.5 m/s2,T=12.5 N且加速度方向向右,故车厢做向右的匀加速直线运动或向左的匀减速直线运动.答案:(1)见解析(2)12.5 N素养提升10.(2017北京西城区高一检测)在水平面上做匀加速直线运动的物体,在水平方向上受到拉力和阻力的作用.如果使物体的加速度变为原来的2倍.下列方法中可以实现的是(D)A.将拉力增大到原来的2倍B.将阻力减小到原来的倍C.将物体的质量增大到原来的2倍D.将物体的拉力和阻力都增大到原来的2倍解析:设物体的质量为m,拉力和阻力分别为F和f,根据牛顿第二定律得:F-f=ma.将拉力增大到原来的2倍,2F-f=ma,得到a2a,即加速度大于原来的2倍,故选项A错误;将阻力减小到原来的倍,F-f=ma,得到a2a,加速度大于原来的2倍,故选项B错误;将物体的质量增大到原来的2倍,合力不变,加速度变为原来的一半,故选项C错误;将物体的拉力和阻力都增大到原来的2倍,2F-2f=ma,a=2a,即加速度等于原来的2倍,故选项D正确.11.(2017山东师大附中高一检测)(多选)钢球在足够深的油槽上方某一高度由静止下落,落入油槽中以后,球受的阻力正比于其速率,则球在油中的运动情况可能是(BCD)A.先加速后减速,最后静止B.一直匀速运动C.先加速后匀速D.先减速后匀速解析:设阻力为f=kv,若落入油槽中时重力大于阻力,则球做加速运动,即mg-kv=ma,速度增大,f增大,当f增大到等于重力时球做匀速运动,此后阻力不变,重力不变,球做匀速运动;即球先加速后匀速,加速度一直减小,故C正确;若落入油槽时,重力等于阻力,则球做匀速运动,选项B正确;若落入油槽中时重力小于阻力,则球做减速运动,即kv-mg=ma,速度减小,f减小,当f减小到等于重力时球做匀速运动,此后阻力不变,重力不变,球做匀速运动;即球先减速后匀速,故D正确.12. 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,方向与水平方向成角的拉力作用下沿地面做匀加速运动.若木块与地面之间的动摩擦因数为,则木块的加速度为(D)A. B.C. D.解析: 对木块作受力分析,如图所示,在竖直方向上合力为零,即Fsin +N=mg,在水平方向上由牛顿第二定律有Fcos -N=ma.联立可得a=,故选项D正确.13. 先后用相同材料制成的橡皮条彼此平行地沿水平方向拉同一质量为m的物块,且每次使橡皮条的伸长量均相同,物块m在橡皮条的拉力作用下所产生的加速度a与所拉橡皮条的数目n的关系如图所示,若更换物块所在水平面的材料再重复这个实验,则图中直线与水平轴间的夹角将(B)A.变大B.不变C.变小D.与水平面的材料有关解析:设每根橡皮条拉力大小为F,物块与水平面间动摩擦因数为,由牛顿第二定律得nF-mg=ma,得a=-g,由数学知识得a-n图象的斜率等于,由题意知,F,m不变,图象斜率保持不变,则保持不变,故B正确.14.如图(1)所示为“探究加速度与物体受力与质量的关系”实验装置图,图中A为小车,B为装有砝码的托盘,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电火花打点计时器相连,计时器接50 Hz交流电,小车的质量为m1,托盘及砝码的质量为m2.(1)下列说法正确的是.A.每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力B.实验时应先释放小车后接通电源C.本实验m2应远大于m1D.在用图象探究加速度与质量关系时,应作a图象(2)实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤,他测量得到的a-F图象,可能是图(2)中的图线(选填“甲”“乙”或“丙”).(3)如图(3)所示为某次实验得到的纸带,纸带中相邻计数点间的距离已标出,相邻计数点间还有四个点没有画出,由此可求得小车的加速度大小为m/s2.(结果保留两位有效数字).解析:(1)平衡摩擦力,假设木板倾角为,则有f=mgsin =mgcos ,m约掉了,故不需要重新平衡摩擦力,故A错误;实验时应先接通电源后释放小车,故B错误;让小车的质量m1远远大于托盘及砝码的质量m2,故C错误;根据牛顿第二定律F=ma,所以a=F,当F一定时,a与成正比,故D正确.(2)遗漏了平衡摩擦力这一步骤,就会出现当有拉力时,物体不动的情况,故图线为丙.(3)设第1段位移为x1,第2段位移为x2,第3段位移为x3,计时器打点的时间间隔为0.02 s.从比较清晰的点起,每两计数点间还有4个点未画出,说明时间间隔T=0.1 s,由x=aT2得a=,解得a=0.50 m/s2答案:(1)D(2)丙(3)0.5015. (2017青岛模拟)如图所示,在海滨游乐场里有一种滑沙运动.某人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下,滑到斜坡底端B点后,沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来.如果人和滑板的总质量m=60 kg,滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为=0.5,斜坡的倾角=37(sin 37=0.6,cos 37=0.8),斜坡与水平滑道间是平滑连接的,整个运动过程中空气阻力忽略不计,重力加速度g取10 m/s2.求:(1)人从斜坡上滑下的加速度为多大?(2)若由于场地的限制,水平滑道的最大距离BC为L=20.0 m,则人在斜坡上滑下的距离AB应不超过多少?解析:(1)人在斜坡上受力如图(甲)所示,建立如图(甲)所示的坐标系,设人在斜坡上滑下的加速度为a1,由牛顿第二定律得mgsin -f1=ma1,N1-mgcos