【同步练习】《牛顿第二定律》(人教).docx

人民教育出版社 高中物理必修1 畅言教育

《牛顿第二定律》同步练习
制作人：蚌埠二中 刘毅
◆ 选择题

1．关于物体运动的速度方向、加速度方向和合外力方向，正确的是（ ）
A.速度方向、加速度方向和合外力方向总是相同的
B.加速度与合外力方向是相同的，但速度方向与前二者的方向可能相同也可能不同
C.速度方向与加速方向总是相同的，但合力方向与前二者方向可能相同也可能不同
D.速度方向与合外力方向总是相同的
2．关于力和运动的关系，下列说法正确的是( )
A.物体的速度不断增大，表示物体必受力的作用
B.物体的位移不断增大，表示物体必受力的作用
C.物体朝什么方向运动，则物体在这个方向上必受力的作用
D.物体的速度大小不变，则其所受的合外力必为零
3.放在粗糙水平面上的物体，在水平拉力F的作用下以加速度a运动，现将拉力F改为2F（仍然水平方向），物体运动的加速度大小变为a′，则（ ）
A.a′=a B.a＜a′＜2a
C.a′=2a D.a′＞2a
4.（多选）一个物体只受力F1的作用时产生的加速度为2 m/s2，只受力F2的作用时产生的加速度为3 m/s2。如果这两个力F1和F2同时作用在该物体上，则产生的加速度可能是
A．7 m/s2 B．5 m/s2
C．3 m/s2 D．1 m/s2
5.如图所示，在光滑水平面上有一物块在水平恒定外力F的作用下从静止开始运动，在其正前方有一根固定在墙上的轻质弹簧，从物块与弹簧接触到弹簧压缩量最大的过程中，下列说法正确的是（ ）
A.物块接触弹簧后一直做减速运动
B.物块接触弹簧后先做加速运动后做减速运动
C.当物块的加速度等于零时，速度也为零
D.当弹簧压缩量最大时，物块的加速度等于零
6．如图所示，小球用两根轻质橡皮条悬吊着，且AO呈水平状态，BO跟竖直方向的夹角为α，那么在剪断某一根橡皮条的瞬间，小球的加速度情况是( )
A．剪断AO瞬间，小球加速度大小是零
B．剪断AO瞬间，小球加速度大小a=gtanα
C．剪断BO瞬间，小球加速度大小是零
D．剪断BO瞬间，小球加速度大小a=gcosα
7.(多选)在光滑的水平面上有一个物体同时受到两个水平力F1和F2的作用，在第1s内该物体保持静止状态。若两个力随时间变化情况如图所示，则下列说法中正确的是 ( )
A．在第5s内物体做变加速直线运动
B．在第3s内物体做变加速直线运动
C．在第4s末物体的加速度方向改变
D．在第6s末物体的速度为零
8．质量为0.8kg的物体在一水平面上运动，如图a、b分别表示物体不受拉力作用和受到水平拉力作用时的v﹣t图象，则拉力与摩擦力大小之比为 ( )
A．9∶8 B．3∶2
C．2∶1 D．4∶3

9.一个小孩从滑梯上滑下的运动可看作匀加速直线运动。第一次小孩单独从滑梯上滑下，加速度为a1。第二次小孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下(小狗不与滑梯接触)，加速度为a2。则 ( )
A．a1＝a2 B．a1<a2 C．a1>a2 D．无法判断

10.如图甲，某人正通过定滑轮将质量为m的货物提升到高处，滑轮的质量和摩擦均不计，货物获得的加速度a与绳子对货物竖直向上的拉力T之间的函数关系如图乙所示，由图可以判断错误的是 ( )
A．图线与纵轴的交点M的值aM＝－g
B．图线与横轴的交点N的值TN＝mg
C．图线的斜率等于物体的质量m
D．图线的斜率等于物体质量的倒数

◆ 填空题

11.质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F,其运动的v-t图象如图所示。g取10 m/s2,物体与水平面间的动摩擦因数μ= ，水平推力F的大小为 。
12.如图所示，质量为m的物块从倾角为θ的粗糙斜面的最底端以速度v0冲上斜面，已知物块与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g.在上滑过程中物体的加速度为 。

◆ 实验探究题

13.跳伞运动员在下落过程中(如图所示)，假定伞所受空气阻力的大小跟下落速度的平方成正比，即F＝kv2，比例系数k＝20N·s2/m2，跳伞运动员与伞的总质量为72kg，跳下高度足够高，(g取10m/s2)则：
(1)跳伞运动员在空中做什么运动？收尾速度是多大？
(2)当速度达到4m/s时，下落加速度是多大？

14．如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，球和车厢相对静止，球的质量为1kg。(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：
(1)车厢运动的加速度。(2)悬线对球的拉力大小。

答案与解析
◆ 选择题

1.答案：B
解析：根据牛顿第二定律，加速度的方向为合外力的方向也和速度变化的方向相同，但和速度方向间没有必然关联。
2.答案：A
解析：力是使物体产生加速度的原因，物体做变速运动则有加速度。
3.答案：D
解析：物体运动过程中受滑动摩擦力作用，在外力F增大一倍时，摩擦力保持不变，则产生的加速度大于原来的两倍。
4.答案：BCD
解析：物体的合加速度遵从平行四边形定则，即加速度介于1-5m/s2之间。
5.答案：B
解析：物体刚接触弹簧时，弹力增大，但合力减小，做加速度减小的加速运动；当弹力大于外力F时，合力增大，做加速度增大的减速运动。
6.答案：B
解析：剪断橡皮筋前，节点位置受三个力，且处于平衡状态，剪断橡皮筋后，另外一条橡皮筋拉力瞬间不变，合力即为剪断橡皮筋原来的拉力，计算可得a=gtanα。

7. 答案：AB
解析：物体在0～1s受等大反向共点力作用处于静止状态，1～4s，F2减小，F1不变，则物体向F1方向做加速度增大的加速运动，4～5s，F2增大到原值，则物体做加速度减小的加速运动，5～6s做匀速运动，则B正确。
8.答案：B
解析：物体不受水平拉力时，加速度大小为：a1＝＝＝1.5m/s2；物体受到水平拉力作用时加速度大小为：a2＝＝＝0.75m/s2；根据牛顿第二定律得：f＝ma1；F－f＝ma2，可得：F∶f＝3∶2，故A、C、D错误，B正确，故选B。
9.答案：A
解析：以滑梯上的孩子为研究对象，受力分析并正交分解如图所示。
x方向：mg sinα－Ff＝ma
y方向：FN－mg cosα＝0
x、y方向联系：Ff＝μFN
由上列各式解得a＝g(sinα－μcosα),与质量无关，A正确。
10.答案：C
解析：对货物受力分析，受重力mg和拉力T，根据牛顿第二定律，有
T－mg＝ma，得a＝－g
当T＝0时，a＝－g，即图线与纵轴的交点M的值aM＝－g，故A正确；
当a＝0时，T＝mg，故图线与横轴的交点N的值TN＝mg，故B正确；
图线的斜率表示质量的倒数，故C错误，D正确；
本题选择错误的，故选C。

◆ 填空题

11．答案:0.2 6 N
解析:(1)设物体做匀减速直线运动的时间为Δt2、初速度为v20、末速度为v2t、加速度为a2,则a2==-2m/s2
设物体所受的摩擦力大小为Ff,根据牛顿第二定律,有-Ff=ma2,Ff=μFN=μmg
联立解得μ==0.2。
(2)设物体做匀加速直线运动的时间为Δt1、初速度为v10、末速度为v1t、加速度为a1,则a1==1m/s2。根据牛顿第二定律,有F-Ff=ma1,
联立解得F=μmg+ma1=6N。
12.解析：物体在上滑过程中，受到三个力：mg、FN、Ff.如图，在沿斜面方向上，mgsinθ＋μmgcosθ＝ma，a＝gsinθ＋μgcosθ。

◆ 实验探究题

13.答案：(1)做加速度越来越小的加速运动；vm＝6m/s(2)a＝5.6m/s2
解析：(1)以伞和运动员作为研究对象，开始时速度较小，空气阻力F小于重力G，v增大，F随之增大，合力F合减小，做加速度a逐渐减小的加速运动；当v足够大，使F＝G时，F合＝0，a＝0，开始做匀速运动，此时的速度为收尾速度，设为vm。
由F＝kvm＝G，得vm＝＝＝6m/s。
(2)当v＝4m/s<vm时，合力F合＝mg－F，F＝kv2，由牛顿第二定律F合＝ma得a＝g－＝10m/s2－m/s2≈5.6m/s2。
14.答案：(1)7.5m/s2，方向水平向右 (2)12.5N
解析：方法一：合成法
(1)由于车厢沿水平方向运动，且球和车厢相对静止，所以车厢与小球的加速度相同，方向水平向右。
选小球为研究对象，受力分析如图所示。
由牛顿第二定律得F合＝mgtanθ＝ma，解得a＝＝gtan37°＝g＝7.5m/s2。
(2)悬线对球的拉力大小为F＝＝N＝12.5N。
方法二：正交分解法
建立直角坐标系，并将悬线对小球的拉力正交分解，如图所示。
则沿水平方向有Fsinθ＝ma；竖直方向有Fcosθ＝mg
解以上两式得a＝7.5m/s2，F＝12.5N，a的方向水平向右。

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