1、第四章牛顿运动定律第三节牛顿第二定律课后篇巩固提升合格考达标练1.在光滑的水平桌面上,有一个静止的物体,给物体施以水平作用力,在力作用到物体上的瞬间,则()A.物体同时具有加速度和速度B.物体立即获得加速度,速度仍为零C.物体立即获得速度,加速度仍为零D.物体的速度和加速度均为零解析力与加速度是瞬时对应关系,所以在力作用到物体上的瞬时,物体立即获得加速度,但物体的速度还得从零开始增大,不可能立即具有速度,故B正确.答案B2.力F作用于甲物体时产生的加速度为a1,此力F作用于乙物体时产生的加速度为a2,若将甲、乙两个物体合在一起,仍受此力的作用,产生的加速度是()A.B.C.D.解析力F作用于甲
2、物体时,F=m1a1,力F作用于乙物体时,F=m2a2,力F作用于甲、乙两物体时,F=(m1+m2)a3,解得a3=,故选项C正确.答案C3.如图所示,重为10 N的物体以速度v在粗糙的水平面上向左运动,物体与桌面间的动摩擦因数为0.1.现在给物体施加水平向右的拉力F,其大小为20 N,g取10 m/s2,则物体受到的摩擦力和加速度大小为()A.1 N,20 m/s2B.0,21 m/s2C.1 N,21 m/s2D.1 N,19 m/s2解析物体受到竖直向下的重力G、竖直向上的支持力FN、水平向右的拉力F和摩擦力f作用,其滑动摩擦力为f=FN=G=1 N,由牛顿第二定律得F+f=ma,解得a
3、=21 m/s2,C正确.答案C4.如图所示,物体A放在平板小车上,与小车一起运动并保持静止.下面关于物体A的受力情况的说法错误的是()A.向右运动时,一定受到方向向右的摩擦力作用B.向右匀速运动时,不受摩擦力作用C.向右加速运动时,一定受到方向向右的摩擦力作用D.向左运动时,也可能受到方向向右的摩擦力作用解析A物体的受力与它所处的状态有关,匀速运动时,它受的合力应为零,则水平方向不会受摩擦力作用,故A错误,B正确;A物体向右加速运动时,据牛顿第二定律可知A物体必受向右的合力,这个力只能是摩擦力,故C正确;如果A物体向左做减速运动,则受到的合力向右,D正确.答案A5.将一只皮球竖直向上抛出,皮
4、球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比.下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图像,可能正确的是()解析皮球在上升过程中速度越来越小,所以空气阻力越来越小,重力与空气阻力的合力越来越小,所以加速度越来越小,一开始加速度最大,后来减小得越来越慢,最后速度为零时,加速度变为重力加速度,所以答案选C.答案C6.如图所示,一物块位于光滑水平桌面上;用一大小为F,方向如图所示的力去推它,使它以加速度a向右运动.若保持力的方向不变而增大力的大小,则()A.a变大B.a不变C.a变小D.因为物块的质量未知,故不能确定a变化的趋势解析由于桌面光滑,故不受摩擦力,物块受力为重力G、桌面对物体的
5、支持力FN、推力F,设推力与水平方向夹角为,将F沿水平方向和竖直方向分解,由牛顿第二定律得Fcos =ma,所以a=,F方向不变而大小增大,可得a变大.A正确.答案A7.以初速度v0竖直向上抛出一个小球,小球所受的空气阻力与速度大小成正比,从抛出到落地小球运动的v-t图像是下面哪一个()解析上升阶段,小球所受空气阻力随小球速度的减小而减小,小球所受合力F=G+f,合力越来越小,所以上升阶段小球的加速度越来越小.下降阶段,小球所受空气阻力随小球速度的增大而增大,小球所受合力F=G-f,合力越来越小,所以下降阶段小球的加速度也越来越小.v-t图像中,只有A项所表示的运动加速度越来越小,A项正确.答
6、案A等级考提升练8.如图所示,在天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的质量相同的小球,两小球均保持静止.突然剪断细绳的瞬间,上面小球A与下面小球B的加速度分别为(以向上为正方向)()A.a1=ga2=gB.a1=2ga2=0C.a1=-2ga2=0D.a1=0a2=g解析分别以A、B为研究对象,分析剪断前和剪断时的受力.剪断前A、B静止,A球受绳子的拉力T、重力mg和弹簧弹力F三个力,B球受重力mg和弹簧弹力F两个力对A球有T-mg-F=0对B球有F-mg=0F=F解得T=2mg,F=mg剪断瞬间,绳无弹性,拉力消失,而弹簧瞬间形状不可改变,弹力不变.如图可知,A球受重力mg、弹簧的弹力F.同理
7、B球受重力mg和弹力F对A球有-mg-F=ma1对B球有F-mg=ma2解得a1=-2g,a2=0.答案C9.如图所示,有一辆满载西瓜的汽车在水平路面上匀速前进.突然发现意外情况,紧急刹车做匀减速直线运动,加速度大小为a,则中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的大小是()A.mB.maC.mD.m(g+a)解析西瓜与汽车具有相同的加速度a,对西瓜A受力分析如图所示,F表示周围西瓜对A的作用力,则由牛顿第二定律得=ma,解得F=m,故C正确.答案C10.如图所示,用手提一轻弹簧,弹簧下端挂一金属球.在将整个装置匀加速上提的过程中,手突然停止不动,则在此后一小段时间内()A.小球立即停止
8、运动B.小球继续向上做减速运动C.小球的速度与弹簧的形变量都要减小D.小球的加速度减小解析以球为研究对象,小球只受到重力G和弹簧对它的拉力T,由题可知小球向上做匀加速运动,即GT.当手突然停止不动时,在一小段时间内弹簧缩短一点,即T减小,且T仍然大于G,由牛顿第二定律可得T-G=ma,a=,即在一小段时间内小球加速度减小,故D正确.答案D11.质量为1 kg的物体静止在光滑水平面上,某时刻开始,用一水平向右的大小为2 N的力F1拉物体,则:(1)物体产生的加速度是多大?2 s后物体的速度是多少?(2)若在2 s末给物体加上一个大小也是2 N水平向左的拉力F2,则物体的加速度是多少?4 s末物质
9、的速度是多少?解析(1)对物体受力分析如图所示,可知物体所受的合力F1=2 N,由牛顿第二定律得a= m/s2=2 m/s2从某时刻开始物体做初速度为0,加速度为2 m/s2的匀加速直线运动,则2 s末物体的速度v2=at=22 m/s=4 m/s.(2)2 s末加上F2后,物体所受的合力为0,则由牛顿第二定律得a=0从2 s末开始物体做匀速直线运动,4 s末的速度等于2 s末的速度v4=4 m/s.答案(1)2 m/s24 m/s(2)04 m/s12.如图所示,质量m=1 kg的球穿在斜杆上,斜杆与水平方向成30角,球与杆之间的动摩擦因数=,球受到竖直向上的拉力F=20 N,g取10 m/
10、s2,求球的加速度大小.解析球受到重力mg、杆的支持力FN、杆的摩擦力f和竖直向上的拉力四个力的作用(如图所示),建立直角坐标系,则Fsin 30-mgsin 30-f=maFcos 30=mgcos 30+FNf=FN联立以上各式即可解得a=2.5 m/s2.答案2.5 m/s213.自制一个加速度计,其构造是:一根轻杆,下端固定一个小球,上端装在水平轴O上,杆可在竖直平面内左右摆动,用白硬纸作为表面,放在杆摆动的平面上,并刻上刻度,可以直接读出加速度的大小和方向.使用时,加速度计右端朝汽车前进的方向,如图所示.(1)硬纸上刻度线b在经过O点的竖直线上,则在b处应标的加速度数值是多少?(2)
11、刻度线c和O点的连线与Ob的夹角为30,则c处应标的加速度数值是多少?(3)刻度线d和O点的连线与Ob的夹角为45.在汽车前进时,若轻杆稳定地指在d处,则0.5 s内汽车速度变化了多少?解析(1)当轻杆与Ob重合时,小球所受合力为0,其加速度为0,车的加速度亦为0,故b处应标的加速度数值为0.(2)当轻杆与Oc重合时,以小球为研究对象,受力分析如图所示.根据力合成的平行四边形定则和牛顿第二定律得mgtan =ma1,解得a1=gtan =9.8 m/s25.66 m/s2.(3)若轻杆与Od重合,同理可得mgtan 45=ma2解得a2=gtan 45=9.8 m/s2,方向水平向左,与速度方向相反所以在0.5 s内汽车速度应减少,减少量v=a2t=9.80.5 m/s=4.9 m/s.答案(1)0(2)5.66 m/s2(3)减少了4.9 m/s
