2011届高考物理一轮复习单元练习：第03章.第2讲 牛顿第二定律

第第 3 3 章章 第第 2 2 讲讲 一 选择题 1 2009 四川成都诊断性检测 一个质量为 1kg 初速度不为零的物体 在光滑水平 面上受到大小分别为 1N 3N 和 5N 的三个水平方向的共点力作用 则该物体 A 可能做匀速直线运动 B 可能做匀减速直线运动 C 不可能做匀变速曲线运动 D 加速度的大小不可能是 2m s2 答案 B 解析 1N 3N 和 5N 三个力的合力在 1N 到 9N 范围内变化 合力不可能为零 物体 不会平衡 A 不正确 如果合力方向与初速度方向相反 物体做匀减速直线运动 B 正 确 如果合力方向与初速度方向不在同一直线上 物体做匀变速曲线运动 C 不正确 当 合力为 2N 时 物体的加速度为 2m s2 D 不正确 2 2009 江苏苏州中学月考 小孩从滑梯上滑下的运动可看作匀加速直线运动 质量 为M的小孩单独从滑梯上滑下 加速度为a1 该小孩抱着一只质量为m的小狗再从滑梯上 滑下 小狗不与滑梯接触 加速度为a2则a1和a2的关系为 A a1 a2 B a1 a2 M m m M C a1 a2 D a1 a2 M M m 答案 D 解析 设小孩与滑梯间动摩擦因数为 小孩从滑梯上滑下 受重力G 支持力FN 和滑动摩擦力Ff 如图所示 由牛顿第二定律 Mgsin Mgcos Ma1 a1 gsin gcos 当小孩抱着一只质量为m的小狗再从 滑梯上滑下时 满足 M m gsin M m gcos M m a2 得 a2 gsin gcos 可见 a1 a2 D 正确 3 如图所示 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 A F1 B F1 F2 C F1 F2 D F1 F2 1 2 1 2 答案 D 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 4 2009 山东 某物体做直线运动的 v t 图象如图甲所示 据此判断图乙 F表示物 体所受合力 x表示物体的位移 四个选项中正确的是 答案 B 解析 本题考查v t图象 位移图象 由v t图像可看出 0 2s 内物体做匀加速直线运动 2s 4s 内做匀减速运动 4s 6s 内做反向加速运动 由此可判定 B 正确 A C D 错误 正确答案 B 5 2009 江苏南师附中模拟 物体A B C均静止在同一水平面上 它们的质量分别 为mA mB mC 与水平面的动摩擦因数分别为 A B C 用平行于水平面的拉力F分 别拉物体A B C 所得加速度a与拉力F的关系如图所示 A B两直线平行 则以下关 系正确的是 A mA mB mC B mA mB mC C A B C D A B C 答案 BD 解析 根据牛顿第二定律 F mg ma 解得a g 则图象斜率为 故 F m 1 m mA mB mC B 正确 而当F 0 时 a g 故 AFcos 所以A将加速下滑 A 错 B 对 B物体失重 所以B对A的压力小于G D 错 而FN mA mB gcos Fsin 增大 C 错 正确答案 B 8 2009 扬州模拟 一个研究性学习小组设计了一个竖直加速度器 如图所示 把轻 弹簧上端用胶带固定在一块纸板上 让其自然下垂 在弹簧末端处的纸板上刻上水平线A 现把垫圈用胶带固定在弹簧的下端 在垫圈自由垂直下处刻上水平线B 在B的下方刻一 水平线C 使AB间距等于BC间距 假定当地重力加速度g 10m s2 当加速度器在竖直方 向运动时 若弹簧末端的垫圈 A 在A处 则表示此时的加速度为零 B 在A处 则表示此时的加速度大小为g 且方向向下 C 在C处 则质量为 50g 的垫圈对弹簧的拉力为 1N D 在BC之间某处 则此时加速度器一定是在加速上升 答案 BC 解析 设AB BC x 由题意知 mg kx 在A处mg maA aA g 方向竖直向下 B 正确 在C处 2kx mg maC aC g 方向竖直向上 此时弹力F 2kx 2mg 1N C 正 确 在BC之间弹力F大于mg 加速度方向竖直向上 但加速度器不一定在加速上升 也 可能减速下降 故 D 错误 二 非选择题 9 一只小猫跳起来抓住悬挂在天花板上的竖直木杆 如图所示 在这一瞬间悬绳断了 设木杆足够长 由于小猫继续上爬 所以小猫离地面高度不变 则木杆下降的加速度大小 为 方向为 设小猫质量为m 木杆的质量为M 答案 g 向下 M m M 解析 先对猫进行分析 由于猫相对地面高度不变 即猫处于平衡状态 而猫受重 力G1 mg和木杆对猫向上的摩擦力F的作用 如图所示 故G1与F二力平衡 即 F G1 mg 再对木杆进行受力分析 木杆受重力G2 Mg作用 由于木杆对猫有向上的摩擦力F 由牛顿第三定律可知 猫对杆有向下的摩擦力F 且 F F 由牛顿第二定律 杆的加速度为 a F G2 M 由 式可得 a g M m M 即杆下降的加速度为g 方向向下 M m M 10 如图所示 质量为 1kg 的物体沿粗糙水平面运动 物体与地面间的动摩擦因数为 0 2 t 0 时物体的速度v0 10m s 给物体施加一个与速度方向相反的力F 3N 物体经过 多长时间速度减为零 g取 10m s2 答案 2s 解析 物体受力分析如图所示 由牛顿第二定律得 F合 F F1 F mg ma a F mg m m s2 5m s2 3 0 2 1 10 1 由vt v0 at得 t s 2s vt v0 a 0 10 5 11 2009 潍坊质检 如图所示为阿特伍德机 一不可伸长的轻绳跨过轻质定滑轮 两端分别连接质量为M 0 6kg 和m 0 4kg 的重锤 已知M自A点由静止开始运动 经 1 0s 运动到B点 求 1 M下落的加速度 2 当地的重力加速度 答案 1 1 94m s2 2 9 7m s2 解析 1 M下落的高度h 0 97m 由运动学公式h at2 1 2 得 a m s2 1 94m s2 2h t2 2 0 97 1 02 2 由牛顿第二定律得 M m g M m a g a m s2 9 7m s2 M m M m 1 1 94 0 2 12 如图所示 长L 75cm 的质量为m 2kg 的平底玻璃管底部置有一玻璃小球 玻璃 管从静止开始受到一竖直向下的恒力F 12N 的作用 使玻璃管竖直向下运动 经一段时间 t 小球离开管 空气阻力不计 取g 10m s2 求 时间t和小球离开玻璃管时玻璃管的速 度大小 答案 0 5s 8m s 解析 设玻璃管向下运动的加速度为a 对玻璃管受力分析由牛顿第二定律得 F mg ma 设玻璃球和玻璃管向下运动的位移分别为x1 x2时 玻璃球离开玻璃管 由题意得 x2 x1 L 由玻璃球做自由落体运动得 x1 gt2 1 2 由玻璃管向下加速运动得 x2 at2 1 2 玻璃球离开玻璃管时 玻璃管的速度v at 由 式解得 t 0 5s v 8m s 13 货车在凹凸不平的路面上行驶时 由于汽车加速或车体 颠簸抖动 货物很容易发生移动 为了防止货箱向后移动而碰坏物品 某汽车司机在 车厢的后壁放置了一个缓冲装置 相当于一弹簧 如图所示 已知货箱的质量m 20kg 货箱与车厢底部的动摩擦因数 0 3 由于货箱的移动 缓冲装置已受到F 20N 的挤压 力 1 当货车在平直的公路上以不同的加速度加速时 如下表 货箱受到车厢底部的 摩擦力情况如何 试完成下表 2 汽车的加速度 0 5m s21 0m s22 0m s24 0m s26 0m s2 摩擦力的大小 摩擦力的方向 2 当货车在公路上匀速行驶时 突然路面有一凹陷造成车厢短时间内在竖直向下的方 向上具有了大小为 7m s2的加速度 试分析这一 颠簸 是否会使货箱发生移动 答案 1 见解析 2 会 解析 1 货箱与车厢底部的最大静摩擦力Fm mg 60N 当货车在平直的公路上以 不同的加速度加速时 货箱受到向前的合力为F合 ma 缓冲装置对货箱的弹力为 F F 20N 取汽车的运动方向为正方向 则F合 F Ff 当a1 0 5m s2时 则F合 1 ma1 10N 得Ff1 10N 即大小为 10N 方向向后 当a2 1 0m s2时 F合 2 20N 得Ff2 0N 当a3 2 0m s2时 F合 3 40N 则Ff3 20N 方向向前 当a4 4 0m s2时 则F合 4 80N 得Ff