高考物理一轮复习 课时作业8 牛顿第二定律的应用（含解析）-人教版高三物理试题

课时作业(八)牛顿第二定律的应用[基础巩固练]1．(2019·湖北荆州一模)由牛顿第二定律知，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是，我们用很小的力推很重的桌子时，却推不动，这是因为()A．牛顿第二定律不适用于很重的物体B．桌子加速度很小，肉眼观察不到C．推力太小，速度增量也很小，肉眼观察不到D．桌子所受合力大小为零，没有加速度D[静止物体的加速度为零，合力为零，牛顿第二定律同样适用于静止的物体，故A错误；根据F＝ma可知，物体的合力为零，加速度为零，而不是“加速度很小，肉眼观察不到”，故B错误；由于水平推力不大于桌子的最大静摩擦力，则推不动桌子，桌子的合力等于零，由牛顿第二定律可知，加速度等于零，故C错误，D正确．]2．如图所示，台秤上放一个装有水的容器，有一个金属球挂在弹簧测力计下面，现将金属球浸没在水中，比较在金属球浸入水中前、后的情况()A．弹簧测力计的示数减小，台秤的示数不变B．弹簧测力计的示数不变，台秤的示数增加C．弹簧测力计的示数减小，台秤的示数增大，且减少的示数等于增加的示数D．弹簧测力计的示数增大，台秤的示数减小，且增加的示数等于减少的示数C[当金属球浸入水中后，受到向上的浮力作用，故弹簧测力计的示数减小；由牛顿第三定律，在水对球有向上的浮力的同时，金属球对水有向下的作用力，这两个力大小相等，方向相反，故使得台秤的示数增大，且弹簧秤减少的示数等于台秤增加的示数，选项C正确．]3．大小分别为1N和7N的两个力作用在一个质量为1kg的物体上，物体能获得的最小加速度和最大加速度分别是()A．1m/s2和7m/s2 B．5m/s2和8m/s2C．6m/s2和8m/s2 D．0m/s2和8m/s2C[当两力反向时，合力最小，加速度最小，amin＝eq\f(7－1,1)m/s2＝6m/s2；当两力同向时，合力最大，加速度最大，amax＝eq\f(7＋1,1)m/s2＝8m/s2，选项C正确．]4．(2019·山东威海模拟)如图所示是某同学站在力传感器上做下蹲——起立的动作时记录的力随时间变化的图线，纵坐标为力(单位为N)，横坐标为时间(单位为s)．由图可知，该同学的体重约为650N，除此以外，还可以得到的信息有()A．该同学做了两次下蹲——起立的动作B．该同学做了一次下蹲——起立的动作，且下蹲后约2s起立C．下蹲过程中人处于失重状态D．下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态B[在3～4s下蹲过程中，先向下加速再向下减速，故人先处于失重状态后处于超重状态；在6～7s起立过程中，先向上加速再向上减速，故人先处于超重状态后处于失重状态，选项A、C、D错误，B正确．]5．有研究发现，轿车的加速度变化情况将影响乘客的舒适度，即加速度变化得越慢，乘客就会感到越舒适，加速度变化得越快，乘坐轿车的人就会感到越不舒适．若引入一个新物理量来表示加速度变化的快慢，则该物理量的单位是()A．m/s B．m/s2C．m/s3 D．m2/sC[新物理量表示的是加速度变化的快慢，所以新物理量应该等于加速度的变化量与时间的比值，所以新物理量的单位应该是m/s3，选项C正确．]6．如图所示，当小车向右加速运动时，物块M相对车厢静止于竖直车厢壁上，当车的加速度增大时()A．M受静摩擦力增大 B．M对车厢壁的压力减小C．M仍相对于车厢静止 D．M受静摩擦力减小C[分析M受力情况如图所示，因M相对车厢壁静止，有Ff＝Mg，与水平方向的加速度大小无关，A、D错误．水平方向，FN＝Ma，FN随a的增大而增大，由牛顿第三定律知，B错误．因FN增大，物体与车厢壁的最大静摩擦力增大，故M相对于车厢仍静止，C正确．]7．(2019·山西康杰中学联考)如图所示，一物体从竖直立于地面的轻弹簧上方某一高度自由落下．A点为弹簧处于自然状态时端点的位置，当物体到达B点时，物体的速度恰好为零，然后被弹回．下列说法中正确的是()A．物体从A点下落到B点的过程中，速率不断减小B．物体在B点时，所受合力大小为零C．物体在A点时处于超重状态D．物体在B点时处于超重状态D[物体从A下落到B的过程中，开始时重力大于弹簧的弹力，加速度方向向下，物体做加速运动，弹力增大，则加速度减小，当重力等于弹力时，速度达到最大，在以后运动的过程中，弹力大于重力，根据牛顿第二定律知，加速度方向向上，加速度方向与速度方向相反，物体做减速运动，运动的过程中弹力增大，加速度增大，物体到达最低点时速度为零．则加速度先减小后增大，速度先增大后减小．物体在A点时加速度方向向下，处于失重状态；物体在B点时，加速度方向向上，合力不为零，处于超重状态．故D正确，A、B、C错误．]8．(2019·山东济南模拟)在建筑装修中，工人用质量为4.0kg的磨石对水平地面和斜壁进行打磨，已知磨石与水平地面、斜壁之间的动摩擦因数μ相同，g取10m/s2．(1)当磨石受到水平方向F1＝20N的推力打磨水平地面时，恰好做匀速直线运动，求动摩擦因数μ；(2)若用磨石对θ＝37°的斜壁进行打磨(如图所示)，当对磨石施加竖直向上的推力F2＝60N时，求磨石从静止开始沿斜壁向上运动0.8m所需时间(斜壁足够长)．(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)解析(1)磨石在水平地面上恰好做匀速直线运动，由F1＝Ff＝μmg，得μ＝0.5．(2)磨石与斜壁间的正压力FN＝(F2－mg)sinθ根据牛顿第二定律有(F2－mg)cosθ－μFN＝ma，解得a＝2.5m/s2．根据匀变速直线运动规律x＝eq\f(1,2)at2，解得t＝eq\r(\f(2x,a))＝0.8s．答案(1)μ＝0.5(2)0.8s[能力提升练]9．(2019·山东济南市重点中学联考)如图所示，一个箱子内放置质量为m的物体，现让箱子以初速度为零从足够高的高空释放，已知箱子所受的空气阻力与箱子下落速度成正比，则在箱子下落过程中，下列说法正确的是()A．开始的一段时间内箱内物体处于超重状态B．箱内物体经历了先失重后超重的状态C．箱内物体对箱子底部的压力逐渐减小D．箱子接近地面时，箱内物体所受的重力与箱子底部对物体的支持力是一对平衡力D[以箱子和物体整体为研究对象，设总质量为M，根据牛顿第二定律得Mg－F阻＝Ma，得a＝g－eq\f(F阻,M)＝g－eq\f(kv,M).当整体的速度v增大时，加速度a减小，且方向向下，故物体先处于失重状态，当a＝0时，物体受力平衡，A、B错误．物体的“视重”FN＝mg－ma，随着加速度a的减小，物体的视重将增大，C错误．由于足够高，则箱子接近地面时，可视为匀速运动，加速度a＝0，箱内物体所受的重力与箱子底部对物体的支持力是一对平衡力，D正确．]10．(2019·江苏常州田家炳中学调研)(多选)如图所示，小车上固定一水平横杆，横杆左端的固定斜杆与竖直方向成α角，斜杆下端连接一质量为m的小球；横杆右端用一根细线悬挂相同的小球．当小车沿水平面做匀加速直线运动时，细线与竖直方向间的夹角β(β≠α)保持不变．设斜杆、细线对小球的作用力分别为F1、F2，下列说法正确的是()A．F1、F2可能相同 B．F1、F2一定相同C．小车加速度大小为gtanα D．小车加速度大小为gtanβBD[以右边的小球为研究对象，根据牛顿第二定律，设其质量为m，有mgtanβ＝ma，得a＝gtanβ；以左边的小球为研究对象，设其加速度为a′，斜杆对小球的弹力方向与竖直方向夹角为θ，由牛顿第二定律得mgtanθ＝ma′；因为a＝a′，得θ＝β，则斜杆对小球的弹力方向与细线平行，即F1、F2方向相同，大小相等，故A错误，B正确；小车的加速度大小为a＝gtanβ，方向向右，故D正确，C错误．]11．如图所示，水平桌面由粗糙程度不同的AB、BC两部分组成，且AB＝BC．小物块P(可视为质点)以某一初速度从A点滑上桌面，最后恰好停在C点，已知物块经过AB与BC两部分的时间之比为1∶4，则物块P与桌面上AB、BC部分之间的动摩擦因数μ1、μ2之比为(P物块在AB、BC上所做两段运动可看作匀变速直线运动)()A．1∶4 B．8∶1C．1∶1 D．4∶1B[设B点的速度为vB，根据匀变速直线运动平均速度的推论有：eq\f(v0＋vB,2)t1＝eq\f(vB,2)t2，又t1∶t2＝1∶4，解得：vB＝eq\f(v0,3)，在AB上的加速度为：a1＝μ1g＝eq\f(v0－vB,t1)，在BC上的加速度为：a2＝μ2g＝eq\f(vB,t2)，联立解得：μ1∶μ2＝8∶1，故选 B．]12．质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v－t图象如图所示．g取10m/s2，求：(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ；(2)水平推力F的大小；(3)0～10s内物体运动位移的大小．解析(1)设物体做匀减速运动的时间为Δt2，初速度为v20，末速度为v2t，加速度的大小为a2，则a2＝eq\f(v20－v2t,Δt2)＝eq\f(8－0,10－6)m/s2＝2m/s2 ①设物体所受的摩擦力为Ff，由牛顿第二定律得Ff＝ma2 ②Ff＝μmg ③联立②③式，代入数据得μ＝0.2 ④(2)设物体做匀加速直线运动的时间为Δt1，初速度为v10，末速度为v1t，加