3.牛顿第二定律

高一物理牛顿第二定律同步练习一、选择题1.（多选题）如图所示，两个质量分别为m1=2kg、m2=3kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧秤连接两个大小分别为F1=30N、F2=20N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则（）A系统运动稳定时，弹簧秤的示数是50 N B系统运动稳定时，弹簧秤的示数是26 NC在突然撤去F1的瞬间，m1的加速度大小为13 m/s2 D在突然撇去F1的瞬间，m1的加速度大小为15 m/s22.（多选题）如图（a），一物块在t=0时刻滑上一固定斜面，其运动的vt图线如图（b）所示，若重力加速度及图中的v0，v1，t1均为已知量，则可求出（）A斜面的倾角 B物块的质量C物块与斜面间的动摩擦因数 D物块沿斜面向上滑行的最大高度3.如图所示，一根轻质弹簧竖直立在水平地面上，下端固定一小球从高处自由落下，落到弹簧上端，将弹簧压缩至最低点小球从开始压缩弹簧至最低点的过程中，小球的加速度和速度的变化情况是（）A加速度先变大后变小，速度先变大后变小 B加速度先变大后变小，速度先变小后变大C加速度先变小后变大，速度先变大后变小 D加速度先变小后变大，速度先变小后变大4. 如图所示，E为斜面的中点，斜面上半段光滑，下半段粗糙，一个小物体由顶端静止释放，沿斜面下滑到底端时速度为零小物体下滑过程中位移x、速度、合力F、加速度a与时间t的关系如图乙所示以沿斜面向下为正方向，则下列图象中可能正确的是（）ABCD5.如图所示，mA=4.0kg，mB=2.0kg，A和B紧靠着放在光滑水平面上，从t=0 时刻起，对B施加向右的水平恒力 F2=4.0N，同时对A施加向右的水平变力F1，F1变化规律如图所示下列相关说法中正确的是（）A当t=0 时，A、B 物体加速度分别为aA=5m/s，aB=2m/sBA 物体作加速度减小的加速运动，B 物体作匀加速运动Ct=12s时刻 A、B 将分离，分离时加速度均为 a=2m/s2DA、B 分离前后，A 物体加速度变化规律相同6.（多选题）代号为“金色眼镜蛇”的东南亚地区最大规模联合军事演习是于2011年2月7号在泰国北部清迈开始，期间一美国空降兵从飞机上跳下，他从跳离飞机到落地的过程中沿竖直方向运动的vt图象如图所示，则下列说法正确的是（）A010s内空降兵和伞整体所受重力大于空气阻力B第10s末空降兵打开降落伞，此后做匀减速运动至第15s末C在第l0s第15s间空降兵竖直方向的加速度方向向上，大小在逐渐减小D15s后空降兵保持匀速下落7.（多选题）如右图甲所示，一辆遥控小车静止在水平面上，现用遥控器启动小车，使它从静止开始运动，小车运动的速度与时间关系的vt图象如图乙所示已知小车的质量m=2kg，小车与水平面间的动摩擦因数u=0.2，重力加速度，g取10m/s2则下列说法中正确的是（）A小车位移x=1m时的速度大小为2m/s B小车在前2s时间内的牵引力大小为6NC小车在后2s时间内的牵引力大小为5N D小车在后2s内的位移大小为5m8.质量一定的某物体放在粗糙的水平面上处于静止状态，若用一个方向始终沿水平方向，大小从零开始缓慢增大的变力F作用在物体上，如图所示是作用在物体上的变力F与物体的加速度a关系图象，取g=10m/s2，下列说法正确的是（）A物体与水平面间的最大静摩擦力14N B物体与水平面间的动摩擦因数为0.15C物体的质量为2kg D由图可知力F和物体的加速度a成正比9.某人以一定的初速度从P点竖直向上抛出一个小球，小球运动时受到的空气阻力大小不变，且与运动方向相反，1s后小球运动到最高点，则又经过1s后（）A小球恰好经过P点 B小球的位置在P点下方C小球的位置在P点上方 D阻力大小不确定，无法判断小球的位置是在P点的上方还是下方二、计算题10.滑雪运动是把滑雪板装在靴底上在雪地上进行速度、跳跃和滑降的竞赛运动滑雪运动中当滑雪板相对雪地速度较大时，会把雪内的空气逼出来，在滑雪板与雪地间形成一个暂时的“气垫”，从而大大减小雪地对滑雪板的摩擦然而当滑雪板相对雪地速度较小时，与雪地接触时间超过某一值就会陷下去，使得它们间的摩擦力增大假设滑雪者的速度超过8m/s时，滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由1=0.5变为2=0.25一滑雪者从倾角=37的坡顶A处由静止开始自由下滑，滑至坡底B（B处为一光滑小圆弧）后又滑上一段水平地面，最后停在C处，如图所示不计空气阻力，已知坡长L=24m，取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，求：（1）滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间；（2）滑雪者到达B处时的速度大小；（3）若滑雪板与水平地面间的动摩擦因数恒为3=0.4，求滑雪者在水平地面上运动的最大距离11.一质量m=0.5kg的滑块以一定的初速度冲上一倾角为30足够长的斜面，某同学利用DIS实验系统测出了滑块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度，如图所示为通过计算机绘制出的滑块上滑过程的vt图求：（g取10m/s2）（1）滑块冲上斜面过程中加速度大小；（2）滑块与斜面间的动摩擦因数试卷答案1.BC【考点】牛顿第二定律；物体的弹性和弹力【分析】根据牛顿第二定律，分别对两个物体整体和任一物体研究，求出弹簧秤的读数突然撤去F1的瞬间，弹簧秤的示数不变由牛顿第二定律求解突然撤去F1的瞬间两个物体的加速度【解答】解：A、设弹簧的弹力大小为F，根据牛顿第二定律得 对整体有：a=m/s2=2m/s2，方向水平向右 对m1：F1F=m1a代入解得，F=26N故A错误，B正确C、在突然撤去F1的瞬间，m1的加速度大小为，方向水平向左，则m1的加速度发生改变故C正确，D错误故选：BC2.ACD【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像【分析】由图b可求得物体运动过程及加速度，再对物体受力分析，由牛顿第二定律可明确各物理量是否能够求出【解答】解：由图b可知，物体先向上减速到达最高时再向下加速；图象与时间轴围成的面积为物体经过的位移，故可出物体在斜面上的位移；图象的斜率表示加速度，上升过程及下降过程加速度均可求，上升过程有：mgsin+mgcos=ma1；下降过程有：mgsinmgcos=ma2；两式联立可求得斜面倾角及动摩擦因数；但由于m均消去，故无法求得质量；因已知上升位移及夹角，则可求得上升的最大高度；故选：ACD3.C【考点】牛顿第二定律；胡克定律【分析】小球向下运动时，弹力向上且一直增大，根据物体的受力分析，判断出合力的变化，从而判断出加速度的变化，再结合小球的速度情况，找出速度变化情况【解答】解：设小球所受的弹力为F，当小球压缩弹簧的过程中，F竖直向上，且由零逐渐增大，所以合力F合=mgF，方向向下，且逐渐减小，即加速度向下且逐渐减小，小球接触弹簧时有向下的速度，所以小球向下做加速运动；当F=mg，加速度为0，速度达到最大；小球继续向下运动，弹力F继续增大，合力F合=Fmg，方向向上，且继续增大，即加速度向上且逐渐增大，所以小球向下做减速运动，到达最低点时，速度为0，加速度到达最大值，故C正确，ABD错误故选：C4.B【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系【分析】物体在前半段做匀加速直线运动，在后半段做匀减速直线运动，抓住位移相等，结合平均速度的关系，得出两段过程的运动时间关系，从而得出加速度大小关系以及合力大小关系【解答】解：A、物体在光滑的斜面上做匀加速直线运动，位移时间图线的开口向上，然后做匀减速直线运动，故A错误B、物体在前半段做匀加速直线运动，后半段做匀减速直线运动，由于到达底端的速度为零，则前半段和后半段的平均速度相等，由位移相等，则在前半段和后半段的运动时间相等，故B正确C、由B选项知，前半段和后半段的时间相等，匀加速直线运动的末速度等于匀减速直线运动的初速度，则匀加速和匀减速直线运动的加速度大小相等，方向相反，则合力大小相等，方向相反，故C、D错误故选：B5.C【考点】牛顿第二定律；力的合成与分解的运用【分析】对AB整体进行分析，当AB之间没有力的作用时求出B的加速度为临界速度； 若A的加速度大于大于B的加速度，则AB以相同的加速度运动，若A的加速度小于B的加速度，则B做匀速运动，A做加速度越来越小的加速运动，分情况讨论即可求解【解答】解：若AB之间没有力的作用，则aB=2m/s2，A、当t=0时，F1=20N，而mA=4.0kg，所以F1单独作用在A上的加速度大于AB之间没有力的作用时的加速度，此时AB一起运动，加速度为：a=4m/s2，故A错误；B、由A得分析可知：随着F1的减小，刚开始时AB在两个力的作用下做加速度越来越小的加速运动，故B错误；C、当F1单独在A上的加速度等于F2单独作用在B上的加速度时，AB之间恰好没有力的作用，此后F1继续减小，A的加速度继续减小，AB分离，根据牛顿第二定律得：F1=mAaB=42=8N，根据图象可知，此时t=12s，所以t=12 s时刻A、B将分离，分离时加速度均为a=2m/s2，故C正确；D、AB分离前，A受到F1和B对A的弹力作用，分离后A只受F1作用，A物体加速度变化规律不相同，故D错误故选：C6.ACD【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像【分析】由图可知空降兵速度的变化及加速度的变化，则由牛顿第二定律可知其合外力的变化【解答】解：A、前10s内空降兵做加速度减小的加速运动，故合外力向下，即重力应大于空气阻力，故A正确；B、10到15s内空降兵做的是加速度减小的减速运动，故B错误；C、1015s内空降兵做加速度减小的减速运动，故加速度向上且大小在逐渐减小，故C正确；D、15s后空降空匀速下落，故D正确；故选ACD7.BCD【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系【分析】根据速度时间图线围成的面积求出位移，结合图线的斜率求出加速度，根据牛顿第二定律求出牵引力的大小【解答】解：A、小车在02s内的位移，加速度，小车位移x=1m时速度m/s=m/s，故A错误B、根据牛顿第二定律得，F1mg=ma1，解得牵引力F1=mg+ma1=0.220+21N=6N，故B正确C、小车在后2s内的加速度，根据牛顿第二定律得，F2mg=ma2，解得牵引力F2=mg+ma2=0.220+20.5N=5N，故C正确D、根据速度时间图线围成的面积知，小车在后2s内的位移，故D正确故选：BCD8.C【分析】根据牛顿第二定律结合图象列式求解质量和动摩擦因数，从而求出最大静摩擦力，根据牛顿第二定律求出Fa表达式，从而判断是否成正比关系【解答】解：A、根据牛顿第二定律结合图象可知，F1mg=ma1，F2mg=ma2，代入数据得：7mg=0.5m，14mg=4m解得：m=2kg，=0.3，则最大静摩擦力f=mg=6N，故C正确，AB错误；D、根据牛顿第二定律可知，F=ma+mg=2a+6，是线性关系，不是正比关系，故D错误故选：C9.C【考点】牛顿第二定律【分析】上升过程阻力向下，下降过程阻力向上，根据牛顿第二定律比较加速度大小，然后根据运动学公式列式比较时间大小【解答】解：上升过程，阻力向下，根据牛顿第二定律，有：mg+f=ma1；下降过程，阻力向下，根据牛顿第二定律，有：mgf=ma2；故a1a2；根据h=at2可知，t1t2；即小球返回P点的时间要大于1s，所以又经过1s后，小球的位置在P点上方故C正确，ABD错误；故选：C10.解：（1）滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化过程，由牛顿第二定律得：mgsin1mgcos=ma1a1=2m/s2由速度公式可得：从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间t1=4s （2）对滑动摩擦力因素发生变化后，由牛顿第二定律可知：mgsin2mgcos=ma2解得：a2=4m/s2由位移公式可知：滑动摩擦因数变化之间的位移为：x1=a1t12=8m；则对变化后的过程分析，由速度和位移公式可知：代入数据解得：vB=8m/s （3）物体在水平面上滑动时，由牛顿第二定律可知：a3=3g=0.410=4m/s2对减速过程，根据速度和位移公式可得：水平地面上的减速位移：x3=16m 答：（1）滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间为4s；（2）滑雪者到达B处时的速度大小为8m/s； （3）若滑雪板与水平地面间的动摩擦因数恒为3=0.4，求滑雪者在水平地面上运动的最大距离为16m【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系【分析】（1）根据牛顿第二定律可求得变化之前的加速度，根据速度公式即可求得所用的时间； （2）对动摩擦因素发生变