1、3.牛顿第二定律(本栏目内容,在学生用书中分册装订!)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Fma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Fma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合力的方向一致解析:牛顿第二定律只适用于宏观物体在低速时的运动,A错误;Fma具有同时性,B正确;如果Fma中F是合力,则a为合力产生的加速度,即各分力产生加速度的矢量和,C正确;如果物体做减速运动,则v与F反向,D错误答案:BC2关于速度、加速度、合外力之间的关系,
2、正确的是()A物体的速度越大,则加速度越大,所受的合外力也越大B物体的速度为零,则加速度为零,所受的合外力也为零C物体的速度为零,但加速度可能很大,所受的合外力也可能很大D物体的速度很大,但加速度可能为零,所受的合外力也可能为零解析:加速度由力决定,加速度与速度无必然联系,物体的速度为零时,加速度可为零,也可不为零;当加速度为零时,速度不变答案:CD3由牛顿第二定律知道,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,可是当我们用一个很小的力去推很重的桌子时,却推不动它,这是因为()A牛顿第二定律不适用于静止的物体B桌子的加速度很小,速度增量极小,眼睛不易觉察到C推力小于静摩擦力,加速度是负的D桌子所受
3、的合力为零解析:Fma中F指合力,用很小的力推桌子时,合力为零,故无加速度答案:D4下面关于加速度的方向的说法中,正确的是()A加速度的方向一定与速度方向相同B加速度的方向一定与速度变化方向相同C加速度的方向一定与牵引力方向相同D加速度的方向一定与合外力方向相同解析:根据a可知加速度方向与速度变化方向一致,故B正确,A错根据牛顿第二定律a可知,加速度方向与合外力方向一致,故D正确,牵引力不一定是合力,所以C选项说加速度方向一定与牵引力方向相同是错误的答案:BD5.一物体重为50 N,与水平桌面间的动摩擦因数为0.2,现加上如图所示的水平力F1和F2,若F215 N时物体做匀加速直线运动,则F1
4、的值可能是(g取10 m/s2)()A3 NB15 NC25 N D50 N解析:若物体向左做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律可知:F2F1Gma0,解得F15 N,A正确;若物体向右做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律可知:F1F2Gma0,解得F125 N,D正确答案:AD6.如图所示,一木块在光滑水平面上受一恒力F作用而运动,前方固定一个弹簧,当木块接触弹簧后()A将立即做变减速运动B将立即做匀减速运动C在一段时间内仍然做加速运动,速度继续增大D在弹簧处于最大压缩量时,物体的加速度一定不为零解析:物体在力F作用下向左加速,接触弹簧后受到弹簧向右的弹力,合外力向左逐渐减小,加速度向左逐渐减小
5、,速度增加;当弹簧的弹力大小等于力F时合外力为0,加速度为0,速度最大;物体继续向左运动,弹簧弹力大于力F,合外力向右逐渐增大,加速度向右逐渐增大,速度减小;最后速度减小到0,此时加速度最大综上所述,A、B错误,C、D正确答案:CD7.一质量为m1 kg的物体在水平恒力F作用下水平运动,1 s末撤去恒力F,其vt图象如图所示,则恒力F和物体所受阻力Ff的大小是()AF8 N BF9 NCFf2 N DFf3 N解析:撤去恒力F后,物体在阻力作用下运动,由vt图象可知,13 s物体的加速度为3 m/s2,由牛顿第二定律Ffma可知,阻力Ff3 N;由图象可知在01 s其加速度为6 m/s2,由牛
6、顿第二定律FFfma,可求得F9 N,B、D正确答案:BD8水平面上有一质量为1 kg的木块,在水平向右、大小为5 N的力作用下,由静止开始运动若木块与水平面间的动摩擦因数为0.2.(g取10 m/s2)(1)画出木块的受力示意图(2)求木块运动的加速度(3)求木块4 s内的位移解析:(1)木块的受力示意图如图所示(2)根据题意知FFfma,FNG,FfFN,a3 m/s2.(3)xat2342 m24 m.答案:(1)如图所示(2)3 m/s2(3)24 m9.两个物体A和B,质量分别为m1和m2,互相接触放在光滑水平面上,如图所示,对物体A施以水平的推力F,则物体A对B的作用力等于()AF
7、 B.FC.F D.F解析:首先确定研究对象,先选整体,求出A、B共同的加速度,再单独研究B,B在A施加的弹力作用下加速运动,根据牛顿第二定律列方程求解将m1、m2看作一个整体,其合外力为F,由牛顿第二定律知F(m1m2)a再以m2为研究对象,受力分析如图所示,由牛顿第二定律可得F12m2a以上两式联立可得F12,B正确答案:B10(2013重庆卷4)如图甲为伽利略研究自由落体运动实验的示意图,让小球由倾角为的光滑斜面滑下,然后在不同的角条件下进行多次实验,最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动分析该实验可知,小球对斜面的压力、小球运动的加速度和重力加速度与各自最大值的比值y随变化的图象分
8、别对应图乙中的()甲乙A、和 B、和C、和 D、和解析:小球对斜面的压力FNmgcos ,其最大值为mg,ycos ,对应于图象;小球运动的加速度agsin ,其最大值为g,所以ysin ,对应于图象;重力加速度不变,故y1,对应于图象,选项B正确答案:B11(2013安徽卷14)如图所示,细线的一端系一质量为m的小球,另一端固定在倾角为的光滑斜面体顶端,细线与斜面平行在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中,小球始终静止在斜面上,小球受到细线的拉力FT和斜面的支持力FN分别为(重力加速度为g)()AFTm(gsin acos ),FNm(gcos asin )BFTm(gcos a
9、sin ),FNm(gsin acos )CFTm(acos gsin ),FNm(gcos asin )DFTm(asin gcos ),FNm(gsin acos )解析:准确分析受力情况,分解加速度是比较简便的求解方法选小球为研究对象,小球受重力mg、拉力FT和支持力FN三个力作用,将加速度a沿斜面和垂直于斜面两个方向分解,如图所示由牛顿第二定律得FTmgsin macos mgcos FNmasin 由式得FTm(gsin acos )由式得FNm(gcos asin )故选项A正确答案:A12一个质量为20 kg的物体,从斜面的顶端由静止匀加速滑下,物体与斜面间的动摩擦因数为0.2,
10、斜面与水平面间的夹角为37.求物体从斜面下滑过程中的加速度(g取10 m/s2)解析:物体受力如图所示x轴方向:GxFfmay轴方向:FNGy0其中FfFN所以agsin gcos 4.4 m/s2答案:4.4 m/s2方向沿斜面向下13.如图所示,楼梯口一倾斜的天花板与水平面成37角,一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板,工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上,大小为F10 N,刷子的质量为m0.5 kg,刷子可视为质点,刷子与天花板间的动摩擦因数0.5,天花板长为L4 msin 370.6,cos 370.8,g取10 m/s2.试求:(1)刷子沿天花板向上的加速度(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间解析:(1)刷子受力如图所示,对刷子沿斜面方向由牛顿第二定律得Fsin mgsin Ffma垂直斜面方向上受力平衡,有Fcos mgcos FN其中FfFN由以上三式得a2 m/s2(2)由Lat2得t2 s答案:(1)2 m/s2(2)2 s