《牛顿第二定律》模拟试题

《牛顿第二定律》试题[全员参与·基础练]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】合外力与加速度是瞬时对应关系，所以在力作用到物体上的瞬间，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m1时产生的加速度为a1，此力F作用于乙物体m2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，产生的加速度则是下列选项中的哪一个()\f(a1＋a2,2) B．eq\f(|a1－a2|,2)\f(a1a2,a1＋a2) D．eq\f(a1＋a2,a1a2)【解析】力F作用于m1时，F＝m1a1①力F作用于m2时，F＝m2a2②力F作用于m1＋m2时，F＝(m1＋m2)a3③解①②③得a3＝eq\f(a1a2,a1＋a2)，故选项C正确．【答案】C3．(2022·新课标全国卷Ⅱ)一物块静止在粗糙的水平桌面上．从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用．假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小．能正确描述F与a之间关系的图象是()【解析】静摩擦力随外力而改变，当外力大于最大静摩擦力时，物体才产生加速度，可利用牛顿第二定律列方程求解．物块受到拉力和摩擦力作用，根据牛顿第二定律F－μmg＝ma，当F≤Ffmax时，a＝0；当F>Ffmax时，a与F成一次函数关系，故选项C正确．【答案】C4．如图4－3－10所示，长木板A的右端与桌边相齐，木板与桌面间的动摩擦因数为μ，今用一水平恒力F将A推出桌边，在长木板开始翻转之前，木板的加速度大小将会()图4－3－10A．逐渐减小B．逐渐增大C．不变D．先减小后增大【解析】长木板在开始翻转之前，所受的摩擦力是恒定不变的，由F－Ff＝ma可知，木板的加速度大小在此过程中也是不变的，故选项C正确．【答案】C5．(多选)(2022·山东高考)一质点在外力作用下做直线运动，其速度v随时间t变化的图象如图4－3－11.在图中标出的时刻中，质点所受合外力的方向与速度方向相同的有()图4－3－11A．t1 B．t2C．t3 D．t4【解析】当合外力方向与速度方向相同时，质点做加速运动．由v－t图象可知，质点在t1、t3时刻做加速运动，在t2、t4时刻做减速运动．故选项A、C正确，选项B、D错误．【答案】AC6．(2022·沈阳高一检测)一轻弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡时弹簧伸长了4cm，再将重物向下拉1cm，然后放手，则在释放瞬间重物的加速度是(g取10m/s2)()A．2.5m/s2 B．7.5m/sC．10m/s2 D．12.5m/s2【解析】弹簧伸长量为4cm时，重物处于平衡状态，故mg＝kΔx1；再将重物向下拉1cm，则弹簧的伸长量变为Δx2＝5cm，在重物被释放瞬间，由牛顿第二定律可得kΔx2－mg＝ma；由以上两式解得a＝m/s2，故选项A正确．【答案】A7．(2022·武汉二中高一检测)如图4－3－12所示，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．当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)()图4－3－12A．a1＝ga2＝gB．a1＝2ga2C．a1＝－2ga2D．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球受三个力：绳子的拉力FT、重力mg和弹簧弹力F，B球受两个力：重力mg和弹簧弹力F′.A球：FT－mg－F＝0B球：F′－mg＝0F＝F′解得FT＝2mg，F＝mg.剪断瞬间，A球受两个力，因为绳无弹性，剪断瞬间拉力不存在，而弹簧瞬间形状不可改变，弹力不变．如图，A球受重力mg、弹簧的弹力F，同理B球受重力mg和弹力F′.A球：－mg－F＝ma1，B球：F′－mg＝ma2，解得a1＝－2g，a2【答案】C8．(2022·珠海高一检测)在2022年珠海航展中，歼－10的精彩表演再次为观众献上了视觉盛宴．经查阅资料知，歼－10的质量为m＝×104kg，在跑道上滑行时发动机的推力为F＝×105图4－3－13(1)歼－10在跑道上滑行时的加速度a的大小．(2)由静止开始加速滑行5s时的速度．【解析】(1)由题意可知歼－10所受合外力：F合＝F－F阻＝×105N－×104×10×＝×105N由牛顿第二定律F＝ma得：a＝eq\f(F,m)＝eq\f×105,×104)m/s2＝9m/s2.(2)5s后的速度：v＝v0＋at＝0＋5×9m/s＝45m/s.【答案】(1)9m/s2(2)45m/s[超越自我·提升练]9．(多选)如图4－3－14甲所示，地面上有一质量为M的重物，用力F向上提它，力F变化而引起物体加速度变化的函数关系如图乙所示，则以下说法中正确的是()甲乙图4－3－14A．当F小于图中A点值时，物体的重力Mg>F，物体不动B．图中A点值即为物体的重力值C．物体向上运动的加速度和力F成正比D．图线延长和纵轴的交点B的数值绝对值等于该地的重力加速度【解析】当0≤F≤Mg时，物体静止，即A正确；当F>Mg时，即能将物体提离地面，此时，F－Mg＝Ma，a＝eq\f(F－Mg,M)，A点表示的意义即为F＝Mg，所以B正确；直线的斜率为eq\f(1,M)，故B点数值绝对值为g，故D选项正确．【答案】ABD10．质量为m的物体静止在粗糙的水平面上，当用水平推力F作用于物体上时，物体的加速度为a，若作用力方向不变，大小变为2F时，物体的加速度为aA．a′＝2a B．a＜a′＜C．a′＞2a D．a′＝【解析】设摩擦力为Ff，由牛顿第二定律得：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(F－Ff＝ma,2F－Ff＝ma′))解得a′＞2a，故C正确．【答案】C11．一个质量为20kg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，斜面与水平面间的夹角为37˚(g取10m/s2，sin37°＝，cos37°＝．(1)求物体沿斜面下滑过程中的加速度．(2)给物体一个初速度，使之沿斜面上滑，求上滑的加速度．【解析】(1)沿斜面下滑时，物体受力如图由牛顿第二定律得：mgsin37˚－Ff＝ma1①FN＝mgcos37˚②又Ff＝μFN③所以a1＝gsin37˚－μgcos37˚＝m/s2，方向沿斜面向下．(2)物体沿斜面上滑时，摩擦力沿斜面向下由牛顿第二定律得：mgsin37˚＋Ff＝ma2④联立②③④得a2＝gsin37˚＋μgcos37˚＝7.6m/s2，方向沿斜面向下．【答案】(1)m/s2，沿斜面向下(2)m/s2，沿斜面向下12．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4－3－15所示．图4－3－15(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)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mgtanθ＝ma1，解得