2011高考物理 第2单元牛顿第二定律 单位制解析 新人教版

用心 爱心 专心1 第一模块第一模块 第第 3 3 章章 第第 2 2 单元单元 一 选择题 1 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 A 由 F ma 可知 物体所受的合力与物体的质量成正比 与物体的加速度成正比 B 由 m 可知 物体的质量与其所受合力成正比 与其运动的加速度成反比 F a C 由 a 可知 m 一定时物体的加速度与其所受合力成正比 F 一定时与其质量成 F m 反比 D 由 m 可知 物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合力而求出 F a 解析 F ma 和 m 都是计算式 合外力 F 与 m a 无关 质量 m 由物体决定 与 F a F a 无关 A B 错 D 对 由牛顿第二定律知 C 对 答案 CD 2 如图 20 所示 质量相同的物体 1 和 2 紧靠在一起放在光滑的水平面上 如果它们 分别受到水平推力 F1和 F2作用 且 F1 F2 则 1 施于 2 的作用力大小为 图 20 A F1 B F1 F2 C F1 F2 D F1 F2 1 2 1 2 解析 设每个物体的质量为 m 因为 F1 F2 物体 1 和 2 一起以相同的加速度 a 向右 做匀加速直线运动 将 1 和 2 作为一个整体 根据牛顿第二定律 有 F1 F2 2ma a F1 F2 2m 要求 1 施于 2 的作用力 FN 应将 1 和 2 隔离 以物体 2 为研究对象 则 FN F2 ma FN F2 ma F1 F2 1 2 答案 D 3 2008 年全国卷 如图 21 所示 一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧 其左端固定在小车上 右端与一小球相连 设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧 处于压缩状态 若忽略小球与小车间的摩擦力 则在这段时间内小车可能是 图 21 A 向右做加速运动 B 向右做减速运动 C 向左做加速运动 D 向左做减速运动 用心 爱心 专心2 解析 小球水平方向受到向右的弹簧弹力 F 由牛顿第二定律可知 小球必定具有向 右的加速度 小球与小车相对静止 故小车可能向右加速运动或向左减速运动 答案 AD 4 2010 年广东深圳 如图 22 所示 物体 A 放在斜面上 与斜面一起向右做匀加速运 动 物体 A 受到斜面对它的支持力和摩擦力的合力方向可能是 图 22 A 斜向右上方 B 竖直向上 C 斜向右下方 D 上述三种方向均不可能 解析 物体 A 受到竖直向下的重力 G 支持力 FN和摩擦力三个力的作用 它与斜面 一起向右做匀加速运动 合力水平向右 由于重力没有水平方向的分力 支持力 FN和摩擦 力 Ff的合力 F 一定有水平方向的分力 F 在竖直方向的分力与重力平衡 F 向右斜上方 A 正确 答案 A 5 如图 23 所示 固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为 在斜杆下端固定 有质量为 m 的小球 下列关于杆对球的作用力 F 的判断中 正确的是 图 23 A 小车静止时 F mgcos 方向沿杆向上 B 小车静止时 F mgcos 方向垂直杆向上 C 小车向右以加速度 a 运动时 一定有 F ma sin D 小车向左以加速度 a 运动时 有 F 方向斜向左上方 与竖直方 ma 2 mg 2 向的夹角为 arctan a g 解析 由题意可知 小球与车具有相同的运动状态 小车静止 球也静止 对球进行 受力分析 静止时所受合力为零 即杆对球的作用力应与球所受的重力平衡 重力竖直向 下 杆对球的作用力应竖直向上 A B 错 当车向右加速时 球的加速度也向右 那么 球所受的合力应向右 大小为 ma 球所受的合力由球受到的重力和杆的作用力合成 根据 合成法则 杆的作用力大小应为 方向斜向右上方 与竖直方向的夹角为 ma 2 mg 2 arctan 若加速度为 a gtan 则杆对球的作用力一定沿杆的方向 车向左加速与向右加 a g 速分析一样 答案 D 6 如图 24 所示 三个完全相同物块 1 2 3 放在水平桌面上 它们与桌面间的动摩 擦因数都相同 现用大小相同的外力 F 沿图示方向分别作用在 1 和 2 上 用 F 的外力沿 1 2 水平方向作用在 3 上 使三者都做加速运动 令 a1 a2 a3分别代表物块 1 2 3 的加速 度 则 用心 爱心 专心3 图 24 A a1 a2 a3 B a1 a2 a2 a3 C a1 a2 a2a2 a2 a3 解析 对物块进行受力分析 根据牛顿第二定律可得 a1 g Fcos60 mg Fsin60 m 1 r 3 F 2m a2 g Fcos60 mg Fsin60 m 1 r 3 F 2m a3 g 比较大小可得 C 选项正确 1 2F mg m F 2m 答案 C 7 如图 25 所示 圆柱形的仓库内有三块长度不同的滑板 aO bO cO 其下端都固 定于底部圆心 O 而上端则搁在仓库侧壁上 三块滑板与水平面的夹角依次是 30 45 60 若有三个小孩同时从 a b c 处开始下滑 忽略阻力 则 图 25 A a 处小孩最先到 O 点 B b 处小孩最后到 O 点 C c 处小孩最先到 O 点 D a c 处小孩同时到 O 点 解析 三块滑板跟圆柱形仓库构成的斜面底边长度均为圆柱形底面半径 则 gt2sin t2 当 45 时 t 最小 当 R cos 1 2 4R gsin2 30 和 60 时 sin2 的值相同 故只有 D 正确 答案 D 8 原来静止的物体受到外力 F 的作用 图 26 所示为力 F 随时间变化的图象 则与 F t 图象对应的 v t 图象是下图中的 图 26 用心 爱心 专心4 解析 由 F t 图象可知 在 0 t 内物体的加速度 a1 做匀加速直线运动 在 F m t 2t 内物体的加速度 a2 但方向与 a1反向 做匀减速运动 故选 B F m 答案 B 9 如图 27 所示 小车上有一定滑轮 跨过定滑轮的绳其一端系一重球 另一端系在 弹簧测力计上 弹簧测力计固定在小车上 开始时小车处于静止状态 当小车匀加速向右 运动时 图 27 A 弹簧测力计读数及小车对地面压力均增大 B 弹簧测力计读数及小车对地面压力均变小 C 弹簧测力计读数变大 小车对地面的压力不变 D 弹簧测力计读数不变 小车对地面的压力变大 解析 小车静止时 弹簧测力计的示数等于小球的重力 对地面的压力等于球和车的 总重力 当小车向右加速时 由牛顿第二定律知 弹簧测力计弹力等于 m 由于球 a2 g2 和车竖直方向加速度均为零 小车对地面的压力仍等于二者的总重力 故 C 正确 答案 C 10 如图 28 所示 在倾角为 的固定光滑斜面上 有一用绳子拴着的长木板 木板 上站着一只猫 已知木板的质量是猫的质量的 2 倍 当绳子突然断开时 猫立即沿着板向 上跑 以保持其相对斜面的位置不变 则此时木板沿斜面下滑的加速度为 图 28 A sin B gsin C gsin D 2gsin g 2 3 2 解析 设猫的质量为 m 则木板的质量为 2m 先取猫为研究对象 因猫对地静止 所 以木板对猫必有沿着斜面向上的作用力 大小为 F mgsin 再以木板为研究对象 由牛 顿第三定律 猫对木板必有沿斜面向下的作用力 F 据牛顿第二定律对木板列方程有 F 2mgsin 2ma a gsin 3 2 答案 C 二 计算题 11 2010 年滨州模拟 放在水平地面上的一物块 受到方向不变的水平推力 F 的作用 力 F 的大小与时间 t 的关系和物块速度 v 与时间 t 的关系如图 29 所示 重力加速度 g 10 m s2 求 图 29 用心 爱心 专心5 1 物块在运动过程中受到的滑动摩擦力的大小 2 物块在 3 6 s 中的加速度大小 3 物块与地面间的动摩擦因数 解析 1 由 v t 图象可知 物块在 6 9 s 内做匀速运动 由 F t 图象知 6 9 s 的 推力 F3 4 N 故 Ff F3 4 N 2 由 v t 图象可知 3 6 s 内做匀加速运动 由 a vt v0 t 得 a 2 m s2 3 在 3 6 s 内 由牛顿第二定律有 F2 Ff ma 且 Ff FN mg 由 式求得 0 4 答案 1 Ff 4 N 2 a 2 m s2 3 0 4 12 如图 30 所示 在倾角为 的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块 A B 它们的质量分别为 mA mB 弹簧的劲度系数为 k C 为一固定挡板 系统处于静止状 态 现开始用一恒力 F 沿斜面方向拉物块 A 使之向上运动 求物块 B 刚要离开 C 时物块 A 的加速度 a 和从开始到此时物块 A 的位移 d 重力加速度为 g 图 30 解析 令 x1表示未加 F 时弹簧的压缩量 由胡克定律和