第三节-牛顿第二定律(答案详解)学习专用.docx
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1、教育资源 第三节 牛顿第二定律课后练习题一、单选题1如图所示,A、B两物块质量均为m,用一轻弹簧相连,将A用长度适当的轻绳悬挂于天花板上,系统处于静止状态,B物块恰好与水平桌面接触而没有挤压,此时轻弹簧的伸长量为x现将悬绳剪断,则()A 悬绳剪断瞬间A物块的加速度大小为2g B 悬绳剪断瞬间A物块的加速度大小为gC 悬绳剪断瞬间B物块的加速度大小为2g D 悬绳剪断瞬间B物块的加速度大小为g【答案】A【解析】剪断悬绳前,对B受力分析,B受到重力mg和弹簧的弹力F,则 F=mg剪断悬绳瞬间,弹簧的弹力不变,对A分析知,A的合力为F合=mg+F=2mg,根据牛顿第二定律得:F合=maA,可得aA=
2、2g。故A正确,B错误;悬绳剪断瞬间,A向下运动,弹簧的拉力减小,B压向桌面,桌面对B的支持力突然增大,B物块静止不动,合力为0,加速度大小为0,故CD错误。故选A。2如图所示,A、B两小球分别连在轻绳两端,B球另一端用弹簧固定在倾角为30的光滑斜面上A、B两小球的质量分别为mA、mB,重力加速度为g,若不计弹簧质量,在绳被剪断瞬间,A、B两球的加速度大小分别为( )A 都等于g2 B g2和mAmBg2 C g2和0 D mAmBg2和g2【答案】B【解析】对A:在剪断绳子之前,A处于平衡状态,所以弹簧的拉力等于A的重力沿斜面的分力相等在剪断绳子的瞬间,绳子上的拉力立即减为零,此时小球A受到
3、的合力为F=mgsin30=ma,a=gsin30=g2;对B:在剪断绳子之前,对B球进行受力分析,B受到重力、弹簧对它斜向上的拉力、支持力及绳子的拉力,在剪断绳子的瞬间,绳子上的拉力立即减为零,对B球进行受力分析,则B受到到重力、弹簧的向上拉力、支持力所以根据牛顿第二定律得:mAgsin30=mBaa=mAmBg2 故B正确。3如图所示,两上下底面平行的滑块重叠在一起,置于固定的、倾角为的斜面上,滑块A、B的质量分别为M、m,A与斜面间的动摩擦因数为1,B与A之间的动摩擦因数为2.已知两滑块都从静止开始以相同的加速度从斜面滑下,滑块上B受到的摩擦力( )A 等于零 B 大小等于1MgcosC
4、 大小等于1mgcos D 大小等于2mgcos【答案】C【解析】以整体为研究对象,根据牛顿第二定律得:加速度a= (M+m)gsin-1(M+m)gcosM+m=g(sin1cos)设A对B的摩擦力方向沿斜面向下,大小为f,则有mgsin+f=ma,得到f=mamgsin=1mgcos,负号表示摩擦力方向沿斜面向上。故选:C4如图甲所示,在水平地面上有一长木板 B,其上叠放木块 A。假定木板与地面之间、木块和木板之间的最大静摩擦力都和滑动摩擦力相等。用一水平力 F 作用于 B,A、B 的 加速度与 F 的关系如图乙所示,重力加速度 g 取 10 m/s2,则下列说法中正确的是( ) A A
5、的质量为 0.25 kg B B 的质量为 1.25 kgC B 与地面间的动摩擦因数为 0.2 D A、B 间的动摩擦因数为 0.2【答案】C【解析】由图可知,二者开始时对地静止,当拉力为3N时开始对地滑动;故B与地面间的最大静摩擦力为3N;当拉力为9N时,AB相对滑动,此时A的加速度为4m/s2;当拉力为13N时,B的加速度为8m/s2;对A分析可知,1g=4;解得:AB间的动摩擦因数1=0.4;对B分析可知,13-3-1mAg=mB8;对整体有:9-3=(mA+mB)4;联立解得;mA=0.5kg;mB=1kg;则由2(mA+mB)g=3解得:B与地面间的动摩擦因数为:2=0.2,故C正
6、确,ABD错误;故选C。5如图,木块A置于光滑的水平面上,A右侧面上端放置一小木块B,给B施加一水平向左的力F,使A、B保持相对静止一起向左运动,已知木块A、B质量均为m,A、B间的动摩擦因数为,重力加速度为g,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则F的最小值为( )A mg B 2mg C 2mg D 4mg【答案】C【解析】将A、B看成整体,根据牛顿第二定律得:F=2ma隔离物体A受力分析,得:FBA=ma,其中FBA为B给A的弹力解得:FBA=F2欲使A、B两物块在接触面上无相对滑动,则B物块所受重力和静摩擦力二力平衡,即:fB=mg。若fB为最大静摩擦力,则F最小,即fB=FBA=F2又fB
7、=mg联立方程,解得F的最小值为F=2mg。故本题选C。6一轻弹簧上端固定,下端挂一物块甲,甲与乙用一细线相连,甲、乙质量相等,当甲、乙间的连线被剪断的瞬间, 甲、乙的加速度大小记作a甲和a乙,那么( )A a甲=0,a乙=g B a甲=0,a乙=0 C a甲=g,a乙=g D a甲=g,a乙=0【答案】C【解析】绳被剪断前,以整体为研究对象得到,弹簧的拉力等于2mg。绳被剪断瞬间,乙只受重力,所以a乙=g,甲所受弹簧的拉力不变,仍为2mg,所以合力为mg,方向向上,其加速度a甲=g,C正确7两个同材料做成的大小形状完全一样的实心球A和空心球B,从同一高度在空气中落下时受空气阻力相同,则( )
8、A A球先落地 B B球先落地 C 两球同时落地 D 不能确定【答案】A【解析】设小球质量为m,下落过程受到的阻力为f,加速度为a。由牛顿第二定律得:mg-f=ma得到a=g-fm由题两球所受阻力f相同,A球质量大,B球的质量小,则两个球加速度关系为aAaB,由h=12at2,得t=2ha,得到为tAtB,即A先落地,故选项A正确,BCD错误。8一质量为m的质点沿x轴做直线运动,其vt图像如图所示。质点在t0时位于x01 m处开始沿x轴正向运动。则( )A 当t0.5 s时,质点的加速度方向与运动方向相反B 当t3 s时,质点在x轴上x=5 m处C 当t5 s时,质点在x轴上x0 的某处D 质
9、点在t3.5 s时受到的合外力大于在t4.5 s时受到的合外力【答案】D【解析】A. 在01s内,质点做匀加速直线运动,其加速度方向与运动方向相同,故A错误;B. 在01s内,质点的加速速度:a1=v/t=2/1m/s2=2m/s2,则匀加速运动的位移:x1=12a1t2=12212m=1m,在13s内,质点做匀速直线运动,其位移x2=vt=2m/s2s=4m,则当t=3s时,质点在x轴上的位移x=x0+x1+x2=1m+1m+4m=6m,故B错误;C. 在34s内,质点的加速度a2=v/t=2m/s2,其位移:x3=vt+12a2t2=21m+12(2)12m=1m,在45s内,质点的加速度
10、a3=v/t=1m/s2,其位移:x4=12a3t2=12(1)12m=0.5m,当t=5s时,质点运动的总位移:x总=x0+x1+x2+x3+x4=6.5m,所以在x轴上x0的某处,故C错误;D. 质点在t=3.5s时,其加速度a2=2m/s2,质点在t=4.5s时,其加速度a3=1m/s2,根据牛顿第二定律可知,F合=ma,因为a2a3,所以F合2F合3,故D正确。故选:D.9如图所示,物体甲、乙质量均为m,弹簧和悬线的质量可忽略。当悬线被烧断的瞬间,甲、乙的加速度分别为( )A a甲g,方向向上,a乙g,方向向下 B a甲g,方向向上,a乙g,方向向上C a甲g,方向向上,a乙0 D a
11、甲0,a乙g,方向向下【答案】A【解析】细线烧断前,对甲乙整体受力分析,得出弹簧的弹力F=2mg细线烧断的瞬间,乙仅受重力,根据牛顿第二定律,有mg=ma乙,则a乙=g,方向竖直向下。对甲,弹簧的弹力在瞬间还未来得及改变,则有F-mg=ma甲,则a甲=g,方向竖直向上。故选项A正确,选项BCD错误。10一个物体受8N的力作用时,产生2m/s2的加速度,则它的质量是( )A 16kg B 4kg C 0.25kg D 10kg【答案】B【解析】根据牛顿第二定律得:F=ma得到,质量m=Fa=82kg=4kg,故选项B正确,选项ACD错误。11从牛顿运动定律可知,无论怎样小的力都可以使物体产生加速
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