1、课时训练2牛顿第二定律及其应用基础巩固1.下列物理量中,既是标量又是国际单位制基本量的一组是(C)A.力、质量、速度 B.力、时间、加速度C.长度、质量、时间D.长度、速度、时间2.下列仪器中,不属于国际单位制中基本单位所对应物理量的测量工具是(C)3.如图,三个完全相同的物块1,2,3放在光滑水平桌面上。现用大小相同的外力F沿图示方向分别作用在三个物块上,三者都做加速运动,令a1,a2,a3分别代表物块1,2,3的加速度,则(C)A.a1a2a3B.a1a2a3C.a1=a2a34.某一航空母舰载重1.0105 t,其功率可达2.0105 kW。设想如能创造一理想的没有摩擦的环境,用一个人的
2、力量去水平拖这样一艘航空母舰,则从理论上可以说(C)A.航空母舰惯性太大,所以完全无法拖动B.一旦施力于航空母舰,航空母舰立即产生一个速度,但这一速度很小C.一旦施力于航空母舰,航空母舰立即产生一个加速度D.由于航空母舰惯性很大,施力于航空母舰后,要经过一段很长时间后才会产生一个明显的加速度5.用国际单位制的基本单位表示万有引力常量的单位,下列符合要求的是(B)A.Nm2/kg2 B.m3/(kgs2)C.kgm3/(A2s4)D.kgs2/m36.在行车过程中,遇到紧急刹车时乘员可能受到伤害。为此人们设计了安全带以尽可能减轻猛烈碰撞受到的伤害.假设某次急刹车时的速度为 20 m/s,由于安全
3、带的作用,使质量 50 kg的乘员产生的加速度大小约为6 m/s2,此时安全带对乘员的作用力最接近(B)A.120 NB.300 NC.1 000 ND.6 000 N解析:由牛顿第二定律可知,F=ma=506 N=300 N,选项B正确。7.我国宇航员王亚平在太空授课时,利用质量测量仪粗略测出了聂海胜的质量。若聂海胜受到恒力F从静止开始运动,经时间t移动的位移为x,则聂海胜的质量为(D)A.B.C.D.解析:设运动的加速度为a,由牛顿第二定律得a=,x=at2,即m=,故选项D正确。8.一轻弹簧上端固定,下端挂一重物,平衡时弹簧伸长了4 cm;再将重物向下拉1 cm,然后放手,则在刚释放的瞬
4、间重物的加速度是(g取10 m/s2)(A)A.2.5 m/s2B.7.5 m/s2C.10 m/s2 D.12.5 m/s2解析:弹簧下端挂一重物,平衡时弹簧伸长了4 cm,则G=mg=kx1=410-2k,再将重物向下拉1 cm时弹簧弹力F=510-2k。放手瞬间弹簧的弹力不变,由牛顿第二定律得F-G=ma,则a= m/s2=g=2.5 m/s2,故选项A正确。9.(2018浙江4月学考)如图所示,小芳在体重计上完成下蹲动作。下列Ft图象能反映体重计示数随时间变化的是(C)解析:小芳下蹲时先加速下降,后减速下降,故其先处于失重状态,后处于超重状态,体重计的示数F先小于重力,后大于重力,C正
5、确。10.质量为m的木块位于粗糙水平桌面上,若用大小为F的水平恒力拉木块,其加速度为a。当拉力方向不变,大小变为2F时,木块的加速度为a,则(C)A.a=aB.a2aD.a=2a解析:设摩擦力为f,故当用大小为F的恒力拉木块时,F-f=ma;当用大小为2F的恒力拉木块时2F-f=ma;故m(a-2a)=2F-f-2(F-f)=f0,故a2a,选项C正确。能力提高11.(2019金华月考)水平路面上质量为30 kg的小车,在60 N水平推力作用下由静止开始以1.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动。2 s后撤去该推力,则(B)A.小车2 s末的速度是4 m/sB.小车受到的阻力大小是15 NC.
6、撤去推力后小车的加速度大小是1 m/s2D.小车运动的总时间为6 s解析:小车2 s末的速度v=at=1.52 m/s=3 m/s,故A错误;以小车为研究对象,根据牛顿第二定律,有F-f=ma,则f=F-ma=(60-301.5)N=15 N,故B正确;撤去推力后,根据牛顿第二定律有f=ma1,解得a1=0.5 m/s2,故C错误;撤去推力后小车运动的时间为t1= s=6 s,所以小车运动的总时间为t=(2+6)s=8 s,故D错误。12.惯性制导系统的重要元件之一是加速度计,其构造原理如图所示。沿运行方向的固定光滑杆上套一质量为m的滑块,滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连,两弹簧的另一端
7、与固定壁相连。滑块原来静止,且弹簧处于自然长度。滑块上有指针,可通过标尺测出滑块的位移,最后通过控制系统进行制导,若某段时间内指针向左偏离“0”点的距离为s,则这段时间内的加速度为(D)A.方向向左,大小为B.方向向右,大小为C.方向向左,大小为D.方向向右,大小为解析:指针向左偏离时,两弹簧的弹力都向右,则有2ks=ma,即a=,方向水平向右,选项D正确。13.如图甲所示,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之间的关系图象如图乙所示,重力加速度为g,由图可以判断下列说法错误的是(D)A.图线与纵轴的交点M的值aM=
8、-gB.图线的斜率等于物体质量的倒数C.图线与横轴的交点N的值TN=mgD.图线的斜率等于物体的质量m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,则a=T-g;当a=0时,T=mg,故图线与横轴的交点N的值TN=mg,故C正确;当T=0时,a=-g,即图线与纵轴的交点M的值aM=-g,故A正确;图线的斜率表示质量的倒数,故B正确,D错误。14.“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳系在踝关节处,从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动,所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动,重力加速度为g。据图可知,此人在蹦极过
9、程中最大加速度约为(B)A.gB.2gC.3gD.4g解析:由题图可知当人最后不动时,绳上的拉力为F0,即mg=F0,最大拉力为F0,因此有F0-mg=ma,3mg-mg=ma,最大加速度为a=2g,B正确。15.如图1所示,杂技演员在进行“顶杆”表演时,演员甲用肩部竖直顶起一根直杆,演员乙在直杆上表演。今在直杆底部与演员甲肩部之间装一力传感器,以显示演员甲肩部的受力情况。若演员乙的质量为40 kg,直杆的质量为5 kg,在演员乙自杆顶部由静止开始沿杆下滑到杆底的过程中,传感器显示的受力情况如图2所示,若取g=10 m/s2,则在此过程中演员乙受到的摩擦力(C)A.01 s内大于重力B.12
10、s内为0C.23 s内大于重力D.03 s内方向先向上,后向下解析:由图2可知,演员乙在01 s处于失重状态,即向下加速;23 s 内处于超重状态,即向下减速;12 s内匀速运动,故选项A,B错误,C正确;整个过程中演员乙受到摩擦力方向始终向上,选项D错误。16.跳楼机是能体验强烈失重、超重感觉的娱乐设施,游戏时跳楼机先把乘有十多人的座舱送到140.8 m高的地方,让座舱自由落下,当落到离地面44 m时制动系统开始启动,座舱匀减速运动到地面时刚好停止。若某游客手中托着质量为100 g的手机进行这个游戏,g取 10 m/s2(空气阻力不计,可能用到的数据442=1 936),试求:(1)当座舱落
11、到离地面高度为50 m的位置时,手机对手的作用力;(2)从最高点运动到地面,整个过程的总时间;(3)当座舱落到离地面高度为15 m位置时,手要用多大的力才能托住手机.解析:(1)由题意可知在离地面44 m之前,游客和手机一起做自由落体运动,处于完全失重状态,手机对手的作用力F1=0。(2)在自由下落过程,由h1=g,得t1= s=4.4 s在匀减速过程有h2=t2,而v=gt1=44 m/s,解得t2=2 s则整个过程所用时间t=t1+t2=6.4 s。(3)在匀减速过程,由运动学规律有v2=2ah2,所以a=22 m/s2以手机为研究对象,由牛顿第二定律得F2-mg=ma,解得手对手机的作用
12、力F2=3.2 N。答案:(1)0(2)6.4 s(3)3.2 N17.(2019浙江1月学考)一艘质量M=3.5103 kg的宇宙飞船正在远离星球进行太空飞行,发现前方有一物体。为探测该物体的质量,飞船去接触物体,接触以后启动飞船的推进器,使飞船和物体一起做匀加速直线运动,10.0 s 后速度增加了1.50 m/s。已知推进器的推力F=9.0102 N.求该物体的质量m。解析:设飞船运动方向为正方向a=解得a=0.15 m/s2由牛顿第二定律可得F=(M+m)aM+m=解得m=2.5103 kg。答案:2.5103 kg18.(2018浙江6月学考)某校物理课外小组为了研究不同物体水下运动特
13、征,使用质量m=0.05 kg的流线型人形模型进行模拟实验。实验时让模型从h=0.8 m 高处自由下落进入水中。假设模型入水后受到大小恒为Ff=0.3 N的阻力和F=1.0 N的恒定浮力,模型的位移大小远大于模型长度,忽略模型在空气中运动时的阻力,g取10 N/kg。试求模型:(1)落到水面时速度v的大小;(2)在水中能到达的最大深度H;(3)从开始下落到返回水面所需时间t。解析:(1)模型入水时速度记为v,自由下落阶段加速度记为a1,则a1=g,v2=2a1h,v=4 m/s。(2)模型入水后向下运动时,设向下为正,其加速度记为a2,则mg-Ff-F=ma2,得a2=-16 m/s2所以最大深度H=0.5 m。(3)自由落体阶段:t1=0.4 s,在水中下降:t2=0.25 s,在水中上升:F-mg-Ff=ma3,得a3=4.0 m/s2,所以t3=0.5 s,总时间t=t1+t2+t3=1.15 s。答案:(1)4 m/s(2)0.5 m(3)1.15 s