高一物理 第3单元45分钟过关检测（训练20 牛顿第二定律）（有解析） 大纲人教版第一册

训练20 牛顿第二定律基础巩固：站起来，拿得到！1.关于牛顿第二定律，下列说法中正确的是（ ）A.牛顿第二定律的表达式F=ma在任何情况下都适用B.某一瞬时的加速度，只能由这一瞬时的外力决定，而与这一瞬时之前或之后的外力无关C.在公式F=ma中，若F为合力，则a等于作用在该物体上的每一个力产生的加速度的矢量和D.物体的运动方向一定与物体所受的合外力的方向一致答案：BC解析：牛顿定律只适用于宏观物体在低速时的运动，故A不正确.F=ma具有同时性，故B正确.如果F=ma，F指合力，则a为合力产生的加速度，它是各分力产生加速度的矢量和，故C正确.如果物体做减速运动，则v与a反向，故D不对，BC正确.2.静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力的作用.当力刚开始作用的瞬间，下列说法正确的是（ ）A.物体同时获得速度和加速度B.物体立即获得加速度，但速度仍为零C.物体立即获得速度，但加速度仍为零D.物体的速度和加速度仍为零答案：B解析：因为力和加速度具有同时性，物体受到水平拉力的同时就立即产生了加速度；物体做的是匀加速直线运动；速度随时间增加而增大，因此物体在受力作用的瞬间速度仍为零，故选项B正确. 3.关于力和运动的关系，下列说法中正确的是（ ）A.物体受到的合外力越大，其速度改变量越大B.物体受到的合外力不为零且不变，物体速度一定会改变C.物体受到的合外力变化，速度的大小就一定变化D.物体受到的合外力不变，其运动状态就不改变答案：B解析：A选项中，物体受到合外力越大，加速度就越大，而速度改变量不仅与加速度有关，而且还与时间有关，故A错.C选项中，合外力变化即加速度要改变，速度也要改变，速度是矢量，有大小又有方向，可能速度大小不变而方向改变，故C错.D选项中，运动状态不变即速度不变，若加速度不为零且不变，其速度一定变化，故D错 4.一个物体受到几个力的作用而处于静止状态，若保持其他力不变，而将其中一个力F1逐渐减小到零（保持方向不变），然后又将F1逐渐恢复原值，在这个过程中物体的（ ）A.加速度增大，速度增大 B.加速度减小，速度增大C.加速度先增后减，速度一直增大 D.加速度和速度都是先增大后减小答案：C解析：原来合力为零，当其中一个力逐渐减小时，必在其反方向产生一个逐渐增大的合力，根据牛顿第二定律可知，物体的加速度将逐渐增大，当这个力逐渐恢复原值时，物体所受的合力又逐渐减小，但方向不变，所以加速度也将逐渐减小，加速度变化情况为先增后减；因为在此过程中加速度方向与速度方向始终相同，所以速度一直在增大，故选项C正确.5.质量为1 kg的物体静止在水平面上，若用4 N的水平拉力拉它，刚好能匀速运动，若将此力增至6 N则物体加速度大小是_m/s2.若除去拉力，物体的加速度大小是_m/s2.答案：2 4解析：依题意,用4 N的水平拉力拉物体刚好能匀速运动,可知物体受到的滑动摩擦力为f=4 N;当用6 N的水平力拉它时根据牛顿第二定律有：F-f=ma，得a=2 m/s2；若撤去拉力，物体只受摩擦力，则f=ma，得a=4 m/s2. 6.质量为2 kg的物体，在如图1所示的拉力作用下由静止开始运动，物体在运动过程中的最大加速度为_，物体速度达到最大值的时刻是_.图1答案：2 m/s2 4 s解析：由图象可知，t=2 s时刻，物体所受外力最大，由牛顿第二定律知：a=m/s2=2 m/s2；在04 s这一过程中，a先由零增大到2 m/s2，然后又减小到零，而物体运动方向与加速度方向一致，所以在t=4 s时刻速度达到最大.7.如图2所示，斜面倾角为=37，斜面长L=0.45 m，木块A质量等于0.2 kg，与斜面间的动摩擦因数=0.3.将木块置于斜面顶端，求木块A由静止开始从顶端滑到底端所用的时间.（sin37=0.6，cos37=0.8，g取10 m/s2）图2答案：0.5 s 解析：受力图见下图，依牛顿第二定律有： 代入数据，解之得：a=3.6 m/s2 又因为s=a1t2 s=0.45 m 所以t=0.5 s.能力提升：踮起脚，抓得住！8.如图3所示，物体A放在平板小车上，与小车一起运动并保持静止.下面关于物体A的受力情况的说法正确的是（ ）图3A.向右运动时，一定受到方向向右的摩擦力作用 B.向右匀速运动时，不受摩擦力作用C.向右加速运动时，一定受到方向向右的摩擦力作用D.向左运动时，也可能受到方向向右的摩擦力作用答案：BCD解析：A物体的受力与它所处的状态有关，匀速运动时，它受的合力应为零，则水平方向不会受摩擦力作用，故A选项错，B选项正确.A物体向右加速运动时，依牛顿第二定律可知A物体必受向右的合力，这个力只能是摩擦力，故C正确；如果A物体向左做减速运动，A受到合力必向右，所以D选项正确,故答案为BCD.9.有一恒力F施于质量为m1的物体上，产生的加速度为a1，施于质量为m2的物体上产生的加速度为a2，若此力施于质量为(m1+m2)的物体上，产生的加速度应是（ ）A.a1+a2 B.(a1+a2)/2C. D.a1a2/(a1+a2)答案：D解析：根据牛顿第二定律，F=m1a1 所以m1=又因为F=m2a2，所以m2=.当施于质量为（m1+m2） 的物体上时，a=a1a2/(a1+a2).故选项D正确.10.一只木箱在水平地面上受到水平推力F作用，在5 s 时间内F的变化和木箱速度变化如图4中（a）（b）所示，则木箱的质量为_kg，木箱与地面间的动摩擦因数为_.（取g=10 m/s2）图4 答案：25 0.2解析：由（b）图的v-t图象可知，物体在35 s过程中做匀速直线运动，再由（a）图的Ft图象可知，在35 s过程中的水平推力F2=50 N，则有Ff=F2=50 N；由（b）图可知物体在03 s做匀加速直线运动，其加速度a=2 m/s2；由（a）图可知物体在03 s过程中的水平推力F1=100 N，由牛顿第二定律可得： F1-Ff=ma F2-Ff=0 Ff=mg 由解得m=25 kg，=0.2.11.你若想测定你所乘坐的汽车的加速度，可在车厢顶棚上用细线悬挂一个质量为m的小球，某时刻汽车做加速运动，小球偏离竖直方向角，请你用 的知识算出汽车的加速度.答案：gtan解析：小球受力如下图，小球所受合力为：F=mgtan 依牛顿第二定律，汽车的加速度 a=gtan.拓展应用：跳一跳，够得着！12.如图5所示，小球从空中落到轻质弹簧上，分析从接触弹簧到落到最低点的过程中小球的运动情况. 图5 解析：从小球与弹簧接触开始，小球受重力和弹簧的弹力作用，它的加速度由它们的合力决定. 状态1：小球与弹簧接触的瞬间，小球速度向下，只受重力作用，加速度为a=g. 状态2：弹簧被压缩到一定程度，FT=G，此时物体的合外力为0，a=0 状态3：小球落到最低点，FTG，此时a=，方向竖直向上. 从状态1状态2：小球重力大于弹力，F合=G-FT，方向向下，加速度a的方向与小球运动方向相同，所以小球做加速度运动.但加速度a=随着弹力FT的增大而减小，小球做加速度逐渐减小的加速运动. 从状态2状态3：小球重力小于弹力，F合=G-FT，方向向上，加速度a的方向与小球运动方向相反，所以小球做减速运动.小球的加速度a=随着弹力FT的增大而增大，小球做加速度逐渐增大的减速运动，直到速度减小到零. 由以上分析可见，小球先做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度等于零时加速完毕，速度达到最大，之后小球做加速度逐渐增大的减速运动，直到速度减小到零.13.如图6所示，质量分别为ma、mb的A、B两球用轻弹簧连接，A球用细线悬挂起来.两球均处于静止状态.如果将悬挂A的细线剪断，此时A、B两球的瞬间加速度各是多大？图6 答案：aA=g aB=0解析：物体在某一时刻的加速度叫瞬间加速度，由这一状态（瞬间）的合外力决定.先分析平衡（细线未剪断）时A和B受力情况，如右图所示.A球受重力、弹簧弹力F1及绳子拉力F2；B球受重力，弹力F1，且F1=mBg. 剪断细线瞬间，F2消失，但弹簧尚未收缩，仍保持原来的形变，F1不变.故B球所受的力不变，此时ab=0，而A球的加速度为： aA=g 方向竖直向下.14.如图7所示，质量为m的物体，在倾角为的斜面上向上以加速度a做匀加速直线运动，物体与斜面间的动摩擦因数为，求作用在物体上的水平向右的力F的大小. 图7答案：F=（mgsin+mgcos+ma）/(cos-sin)解析：物体受重力mg、支持力FN、滑动摩擦力Ff和推力F沿斜面向上做匀加速运动，可将力F分解为垂直于斜面方向和沿斜面方向的力，则垂直于斜面方向的合外力为