2020高中物理 第四章 牛顿运动定律 第节 牛顿第二定律同步训练（含解析）1

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGE11-学必求其心得，业必贵于专精第3节牛顿第二定律基础训练1。一光滑斜劈在力F推动下向左匀加速运动，且斜劈上有一木块m恰好与斜劈保持相对静止随斜劈一起向左加速,如图所示，则木块m所受合力的方向为（A）A。水平向左 B.水平向右C。沿斜面向下 D。沿斜面向上解析：受合力方向与加速度方向相同,故选项A正确。2。设想能创造一个理想的没有阻力的环境,一个人用水平推力推动停泊在海面的万吨巨轮,则从理论上可以说(C)A。巨轮惯性太大,所以完全无法拖动B.由于巨轮惯性很大,要经过很长一段时间后才会产生加速度C。一旦施力于巨轮,巨轮同时产生一个加速度D.一旦施力于巨轮,巨轮同时产生一个速度解析:根据牛顿第二定律知,一旦有合力,巨轮立即产生加速度，故A，B错误,C正确。根据a=Fm3.有种自动扶梯,无人乘行时运转很慢,有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转.一顾客乘扶梯上楼，正好经历了这两个过程,则能正确反映该顾客在这两个过程中的受力示意图的是(D)解析：加速时，顾客有斜向右上方的加速度,受到水平向右的摩擦力,匀速运转时,顾客所受合力为0,不受摩擦力，故选项D正确。4.设洒水车的牵引力不变,受到的阻力跟汽车所受的重力成正比，汽车原来是匀速行驶的,开始洒水后,随着水量的不断减少,汽车的运动情况将是(C）A.继续保持匀速直线运动B。做匀加速运动C。做加速度不断增大的加速运动D.做加速度不断减小的加速运动解析：随着水量的减少，受到的阻力也相应减小，由a=F-fm=F-5.如图所示,质量m=10kg的物体,在水平地面上向左运动,物体与水平地面间的动摩擦因数μ=0。2，与此同时,物体受到一个水平向右的推力F=20N的作用，则物体的加速度为（取g=10m/s2）（B)A。0 B。4m/s2,水平向右C.2m/s2，水平向右 D.2m/s2，水平向左解析：物体受到的滑动摩擦力大小Ff=μmg=20N,方向水平向右,物体受到的合外力F合=F+Ff=40N,方向水平向右,根据牛顿第二定律F合=ma,得a=4m/s2,方向水平向右.6。如图所示，固定斜面的倾角为30°,现用平行于斜面的力F拉着质量为m的物体沿斜面向上运动，物体的加速度大小为a。若该物体放在斜面上沿斜面下滑时的加速度大小也为a，则力F的大小是（C)A.13mg B。12mg C.mg D.解析：物体沿斜面向上运动时有F—mgsin30°-μmgcos30°=ma,该物体放在斜面上沿斜面下滑时有mgsin30°—μmgcos30°=ma,即得F=2mgsin30°=mg，选项C正确.7。如图所示，某粮库使用电动传输机向粮垛上输送麻袋包，现将一麻袋包放置在倾斜的传送带上，与传送带一起向上匀速运动，其间突遇故障，传送带减速直至停止.若上述匀速和减速过程中，麻袋包与传送带始终保持相对静止,下列说法正确的是（B)A.匀速运动时,麻袋包只受重力与支持力作用B.匀速运动时,麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向上C。减速运动时，麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向下D.减速运动时，麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向上解析：传送带匀速运动时，麻袋包受力平衡,麻袋包除受重力、垂直斜面向上的支持力外，还要受沿斜面向上的摩擦力的作用,A错误,B正确.传送带向上减速运动时,麻袋包的加速度沿斜面向下,受到的摩擦力可能沿传送带向上、沿传送带向下或为零，C，D错误。8。惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中,这个系统的重要元件之一是加速度计,加速度计的构造原理的示意图如图所示:沿导弹长度方向安装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;两弹簧的另一端与固定端相连，滑块原来静止,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，然后通过控制系统进行制导，设某段时间内导弹沿水平方向运动,指针向左偏离O点的距离为x,则这段时间内导弹的加速度（D)A.方向向左，大小为kxm B.方向向右,大小为C.方向向左,大小为2kxm解析：指针向左偏离O点的距离为x，两侧弹簧的弹力均向右,合力为2kx=ma,则a=2kx9.在匀速上升的气球中落下一个物体，不计物体所受的空气阻力，则在物体刚离开气球的瞬间，下列说法正确的是（C)A.物体立即向下做自由落体运动B。物体具有向上的初速度，做匀加速运动C.物体具有向上的初速度，具有竖直向下的加速度D。物体的速度为零，但具有竖直向下的加速度解析：由于惯性，物体仍具有向上的速度,但物体刚离开气球的瞬间只受重力作用，则加速度向下,物体做竖直上抛运动。10.水平面上有一个质量为m=2kg的小球,小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ=45°角的不可伸长的轻绳一端相连，如图所示,此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰好为零。已知小球与水平面间的动摩擦因数μ=0。2,当剪断轻绳的瞬间，取g=10m/s2,以下说法错误的是（C）A.此时轻弹簧的弹力大小为20NB.小球的加速度大小为8m/s2,方向向左C。若剪断弹簧,则剪断的瞬间小球的加速度大小为10m/s2，方向向右D.若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球的加速度为0解析：因为未剪断轻绳时水平面对小球的弹力为零,故小球在绳没有断时受重力、轻绳的拉力FT和弹簧的弹力F作用而处于平衡状态。竖直方向有FTcosθ=mg,水平方向有FTsinθ=F，解得轻弹簧的弹力为F=mgtanθ=20N,当剪断轻绳的瞬间,轻弹簧的弹力大小为20N，故选项A正确;剪断轻绳后小球在竖直方向仍平衡，水平面对它的支持力与小球所受重力平衡，即FN=mg；由牛顿第二定律得小球的加速度为a=F-μFNm=20-0当剪断弹簧的瞬间,绳和弹簧的力消失，小球只受重力和支持力,二力平衡，加速度为0,选项C错误，D正确。能力提升11.雨滴从空中由静止落下,若雨滴下落时空气对其的阻力随雨滴下落速度的增大而增大,如图所示的图象可以正确反映出雨滴下落运动情况的是(C）解析：对雨滴受力分析,由牛顿第二定律得：mg—Ff=ma.雨滴加速下落，速度增大，阻力增大，加速度逐渐减小到0最后匀速运动,故选项C正确。12.在“嫦娥三号”落月前的接近段几乎是沿着一条倾斜的直线运动，现假设“嫦娥三号”匀减速地靠近月面并忽略它的质量变化,如图所示。那么你认为在接近段“嫦娥三号”所携带的喷气发动机的喷气方向应为图中的（B)A。竖直向下的A方向B。斜向下的B方向C.沿接近段轨迹的C方向D。平行月面向前的D方向解析：“嫦娥三号”靠近月面时做匀减速直线运动，合力应指向C的反方向。故只有朝斜向下的B方向喷气，根据牛顿第三定律,产生对“嫦娥三号”斜向上的推力,与所受月球引力合成,保证合力方向指向C的反方向。13.如图所示，自由下落的小球，从接触竖直放置的弹簧开始到弹簧的压缩量最大的过程中，小球的速度和加速度的变化情况是(A）A.加速度先变小,后变大;速度先变大，后变小B。加速度先变小,后变大；速度先变小,后变大C。加速度先变大,后变小；速度先变大,后变小D.加速度先变大,后变小；速度先变小,后变大解析:开始阶段,弹簧对小球向上的弹力小于小球向下的重力,此时合外力大小F=mg-kx,方向向下,随着压缩量的增加,弹力增大,则加速度减小,由于合外力与速度方向相同,小球的速度增大；当mg=kx时，合外力为零，此时速度最大;由于惯性小球继续向下运动，此时合外力F=kx—mg,方向向上,小球减速,随着压缩量增大,小球合外力增大,加速度增大。故整个过程中加速度先变小后变大,速度先变大后变小，故A正确.14.某公路上行驶的两汽车之间的安全距离x=120m,当前车突然停止时，后车司机从发现这一情况，经操纵刹车，到汽车开始减速所经历的时间(即反应时间）t0=1s，若车以v=20m/s的速度行驶,刹车后加速度大小为a=5m/s2,取g=10m/s2.求:（1)刹车后汽车减速运动时间;(2)轮胎与路面间的动摩擦因数;(3）汽车安全行驶的最大速度。解析：(1）刹车后汽车做匀减速运动,运动时间为t=va=20(2)根据牛顿第二定律得μmg=ma则μ=ag=5（3）设汽车安全行驶的最大速度为v0,则有x=v0t0+v0代入数据解得v0=30m/s。答案:(1）4s(2)0.5(3）30m/s15。用倾角θ=30°传送带传送m=0。5kg的物体,物体与传送带间无滑动,如图所示。求在下述情况下物体所受摩擦力。g取10m/s2。（1）传送带以v=3m/s的速度匀速向上运动；(2）传送带以a=2m/s2加速度匀加速向上运动;（3)若传送带以加速度a=3m/s2减速向上运动，物体受到的摩擦力如何?如果传送带以a=6m/s2减速向上运动，物体受到的摩擦力又将如何？解析：（1)传送带匀速向上运动时，物体处于平衡状态,所受合外力为零，则有f—mgsinθ=0,f=mgsinθ=0。5×10×0。5N=2.5N,方向沿传送带斜向上.（2)传送带匀加速斜向上运动,由F合=ma得f-mgsinθ=ma,f=mgsinθ+ma=0。5×10×0.5N+0。5×2N=3.5N，方向沿传送带斜向上。(3)传送带匀减速斜向上运动,其加速度a=3m/s2沿传送带向下,合力沿传送带向下，由F合=ma得mgsinθ-f=ma,则f=mgsinθ-ma=0.5×10×0。5N-0.5×3N=1。0N，物体所受摩擦力大小为1.0N，方向沿传送带斜向上.如果传送带以a=6m/s2减速向上运动时,物体合力沿传送带向下，由F合=ma得mgsinθ+f=ma，则有f=ma-mgsinθ=0。5×6N-0。5×10×0.5N=0。5N,物体所受摩擦力大小为0。5N，方向沿传送带斜向下。答案:（1）2。5N方向沿传送带斜向上（2）3。5N方向沿传送带斜向上(3）1.0N，方向沿传送带斜向上0。5N,方向沿传送带斜向下16。某航空公司的一架客机，在正常航线做水平飞行时,由于突然受到强大垂直气流的作用,使飞机在10s内高度下降了1700m，造成众多乘客和机组人员的伤害事故.如果只研究飞机在竖直方向上的运动，且假定这一运动是匀变速直线运动,g=10m/s2,试计算:(1)飞机在竖直方向上产生的加速度是多大？方向怎样？(2)乘客所系安全带必须提供相当于乘客体重多少倍的竖直拉力,才能使乘客不脱离座椅?（3）未系安全带的乘客，相对于机舱将向什么方向运动？最可能受到伤害的是人体的什么部位？解析：(1)由h=12at2得a=2ht2=（2)由牛顿第二定律得F+mg=ma，即得安全带提供给乘客竖直向下的拉力为F=m(g-a)=2.4mg。(3)未系安全带的乘客,重力提供的加速度小于飞机的加速度，则乘客将相对飞机向上运动，头部受到严重伤害。答案：（1)34m/s2方向竖直向下(2）2。4倍（3）相对飞机将向上运动，头部受到严重伤害17.如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球.试分析下列情况下杆对球的作用力F的大小和方向：（1)小车静止时；(2)小车以加速度a水平向右加速运动时；（3）小车以加速度a=gtanθ水平