高中物理牛顿第二定律计算题专题训练含答案

…………○…………外…………○…………装…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………高中物理牛顿第二定律计算题专题训练含答案

姓名：__________班级：__________考号：__________一、计算题（共20题）1、列车在机车的牵引下沿平直铁轨匀加速行驶，在100s内速度由5.0m／s增加到15.0m／s.（1）求列车的加速度大小．（2）若列车的质量是1.0×106kg，机车对列车的牵引力是1.5×105N，求列车在运动中所受的阻力大小．2、如图所示，质量为m的摆球A悬挂在车架上，求在上述各种情况下，摆线与竖直方向的夹角a和线中的张力T：（1）小车沿水平方向做匀速运动。

（2）小车沿水平方向做加速度为a的运动。3、质量为2Kg的质点同时受到相互垂直的两个力F1、F2的作用,如图所示,其中F1=3N,F2=4N,求质点的加速度大小和方向。

4、直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火，悬挂着m＝500kg空箱的悬索与竖直方向的夹角θ1＝45°。直升机取水后飞往火场，加速度沿水平方向，大小稳定在a＝1.5m/s2时，悬索与竖直方向的夹角θ2＝14°。如果空气阻力大小不变，且忽略悬索的质量，试求空气阻力f和水箱中水的质量M。（sin14°＝0.242；cos14°＝0.970）5、如图所示，质量为M=4kg底座A上装有长杆，杆长为1．5m，杆上有质量为m=1kg的小环，当小环从底座底部以初速度竖直向上飞起时，恰好能冲到长杆顶端，然后重新落回，小环在上升和下降过程中，受到长杆的摩擦力大小不变，在此过程中底座始终保持静止。（g=10m/s2）求：（1）小环上升过程中的加速度（2）小环受到的摩擦力大小（3）小环在下降过程中，底座对地面的压力。6、一个质量为0．2kg的小球用细线吊在倾角θ=53°的斜面顶端，如图，斜面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面平行，不计摩擦，当斜面以10m/s2的加速度向右做加速运动时，求绳的拉力及斜面对小球的弹力．（计算时）

7、如图所示，轻绳的一端系在地上，另一端系着氢气球，氢气球重20N，空气对它的浮力恒为30N，由于受恒定水平风力作用，使系氢气球的轻绳和地面成53°角，（sin53°=0.8，cos53°=0.6，g=10m/s2）。则：（1）轻绳所受拉力为多少？水平风力为多少？（2）若将轻绳剪断，氢气球的加速度为多大？8、水平面上有一质量为1kg的木块，在水平向右、大小为5N的力作用下，由静止开始运动．若木块与水平面间的动摩擦因数为0.2.(1)画出木块的受力示意图；(2)求木块运动的加速度；(3)求出木块4s内的位移．(g取10m/s2)9、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0.2，斜面与水平面间的夹角为37°.求物体从斜面下滑过程中的加速度．(g取10m/s2，cos37°＝0.8，sin37°＝0.6)10、如图4－3－12所示，物体A的质量为10kg，放在水平地面上，物体A与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，如果用与水平面成30°的力拉它，为了产生1m/s2的加速度，F需要多大？(g取10m/s2)图4－3－1211、如图4－3－13所示，沿水平方向做匀加速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，小球和车厢相对静止，球的质量为1kg.(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)图4－3－13

(1)求车厢运动的加速度，并说明车厢的运动情况．(2)求悬线对球的拉力．12、火车正加速运动，在车厢中有一个装置如图4－4－2所示，该小球与光滑斜面没有相对运动，根据这一现象判断火车的加速度方向及大小．图4－4－213、一个质量m=2kg的物体从空中由静止下落，已知物体所受空气阻力大小Ff=10N，取重力加速度g=10m／s2。求：

(1)物体下落时的加速度大小；

(2)物体下落时间t=2s时(物体未着地)的位移大小。14、质量为10kg的木箱放在水平地面上，在30N的水平拉力作用下由静止开始运动，木箱所受的阻力恒为20N。求2s后木箱速度的大小。15、如图所示，一个人用与水平方向成θ＝30°角的斜向下的推力Ｆ推一个重Ｇ＝200Ｎ的箱子匀速前进，箱子与地面间的动摩擦因数为μ＝0．40（ｇ＝10ｍ／ｓ２）．求

（1）推力Ｆ的大小．

（2）若人不改变推力Ｆ的大小，只把力的方向变为水平去推这个静止的箱子，推力作用时间ｔ＝3．0ｓ后撤去，箱子最远运动多长距离?

16、图（甲）所示，用水平力F拉动物体在水平面上做加速直线运动，当改变拉力的大小时，物体运动的加速度a也随之变化，a和F的关系如图（乙）所示，取g=10m/s2.

（1）根据图像所给的信息，求物体的质量及物体与水平面间的动摩擦因数；

（2）若改用质量是原来2倍的同种材料的物体，请在图乙的坐标系上画出这种情况下的a―F图线（要求写出作图的根据）17、1966年曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验，实验时，用质量为m1的双子星号宇宙飞船A去接触正在轨道上运行的质量为m2的火箭组B，接触后，开动A尾部的推进器使A和B共同加速，如图所示．推进器的平均推力F=897N，从开始到t=7.0s时间内测出A和B的速度改变量为0.91m/s．已知m1=3400kg，则m2的质量是多大？18、如图所示，原长分别为L1、L2劲度系数分别为K1、K2的轻弹簧竖直悬挂在天花板上。两弹簧之间有一个质量为m1的物块，最下面挂着质量为m2的物块，整个装置处于静止状态，这时两弹簧的总长度为多大？若用一个质量为M的平板把下面的物体竖直缓慢的向上托起，直到两弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和，求这时平板受到下面物体m2的压力？

19、在水平地面上有一个质量为4kg的物体，物体在水平拉力F的作用下由静止开始运动。10s末拉力减为。该物体的v-t图象如图所示。求：

（1）物体受到的水平拉力F的大小

（2）物体与地面间的动摩擦因数。（g＝10m/s2）20、如下图所示，质量m=1.0kg的物体静止放在水平面上，在水平恒定拉力F作用下开始运动，经时间t=2.0s撤去拉力F，物体在水平面上继续滑动s=3.0m时停止运动。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.15，取g=10m/s2。求:（1）撤去拉力F后，物体继续向右滑动过程中加速度的大小；（2）撤去拉力F的瞬间，物体速度的大小；（3）拉力F的大小。============参考答案============一、计算题1、解：（1）根据

代入数据得a=0.1m/s2

（2）设列车在运动中所受的阻力大小为f

由牛顿第二定律

F合=F牵－f=ma

代入数据解得f=5.0×104N

2、（1）T=mg

（2）T=m

3、解：

,设与夹角为,则4、直升机取水，水箱受力平衡：

解得：=5000N

直升机返回，由牛顿第二定律得：

解得水箱中水的质量为：M＝4.5×103kg5、（1）a1=

（4分）（2）,

f=m（a-g）=2N

（4分）（3）N==42N

（4分）6、当加速度a较小时，小球与斜面体一起运动，此时小球受重力、绳拉力和斜面的支持力作用，绳平行于斜面，当加速度a足够大时，小球将“飞离”斜面，此时小球受重力和绳的拉力作用，绳与水平方向的夹角未知，题目中要求a=10m/s2时绳的拉力及斜面的支持力，必须先求出小球离开斜面的临界加速度a0．（此时，小球所受斜面支持力恰好为零）由mgcotθ=ma0所以a0=gcotθ=7．5m/s2因为a=10m/s2＞a0所以小球离开斜面N=0，小球受力情况如图2-7，则Tcosα=ma,Tsinα=mg所以T==2．83N,

N=0．

7、解：（1）设氢气球所受风力为F风，轻绳拉力为F拉．对氢气球进行受力分析，如图所示，根据氢气球处于平衡状态，所受合力为零。

F浮－G－F拉sin530=0

(2分)

F风－F拉cos530=0

(2分)

解上两式得：

F拉＝12.5N

(1分)

F风＝7.5N

(1分)（2）轻绳剪断后，氢气球所受的合力大小F合＝12.5N

(2分)

方向与原轻绳拉力方向相反。由F合＝ma

得a=6.25m/s2

(2分)8、解析：(1)木块的受力示意图如图所示(2)根据题意知F－Ff＝maFN＝G，Ff＝μFN，a＝3m/s2.(3)x＝at2＝×3×42m＝24m.答案：(1)如解析图所示(2)3m/s2(3)24m9、解析：物体受力如图所示．x轴方向：Gx－Ff＝ma.y轴方向：FN－Gy＝0.其中Ff＝μFN，所以a＝gsinθ－μgcosθ＝4.4m/s2.答案：4.4m/s2，方向沿斜面向下10、解析：物体A受力情况如图所示，根据牛顿第二定律列方程Fcos30°－μFN＝maFN＋Fsin30°－mg＝0联立以上两式解得F＝，代入数据解之得F＝31N.答案：31N11、解析：(1)车厢的加速度与小球的加速度相同，由小球的受力分析知(如图所示)：a＝＝gtan37°＝g＝7.5m/s2.加速度大小为7.5m/s2，方向向右，车厢向右做匀加速运动或向左做匀减速运动．(2)由图可知，线对小球的拉力的大小为：F＝＝

N＝12.5N.悬线对小球的拉力为12.5N.答案：(1)7.5m/s2，方向向右，车厢向右做匀加速运动或向左做匀减速运动(2)12.5N12、解析：根据题意，可知小球在竖直方向上不受力，合力应水平，小球所受合力由重力和弹力合成，如图所示，弹力F垂直斜面向上，重力向下，由图中几何关系可得＝tanθ，即a＝gtanθ，方向水平向左．答案：gtanθ，方向水平向左13、

（2）14、根据牛顿第二定律，可得写出公式

…………①（1分）

代入数据得出正确结果

1m/s2

…………②（2分）根据匀变速直线运动的速度公式写出公式

…………③（1分）代入数据得出正确结果

m/s

………④（2分）15、解：（1）用力斜向下推时，箱子匀速运动，则有

Ｆｃｏｓθ＝ｆ，ｆ＝μＮ，Ｎ＝Ｇ＋Ｆｓｉｎθ，（3分）

联立以上三式代数据，得Ｆ＝1．2×10２Ｎ．（1分）

（2）若水平用力推箱子时，据牛顿第二定律，得Ｆ合＝ｍａ，则有

Ｆ－μＮ＝ｍａ，Ｎ＝Ｇ，

联立解得ａ＝2．0ｍ／ｓ２．（2分）

ｖ＝ａｔ＝2．0×3．0ｍ／ｓ＝6．0ｍ／ｓ，

ｓ＝（1／2）ａｔ２＝（1／2）×2．0×3．0２ｍ／ｓ＝9．0ｍ，（2分）

推力停止作用后ａ′＝ｆ／ｍ＝4．0ｍ／ｓ２（方向向左），

ｓ′＝ｖ２／2ａ′＝4．5ｍ，

则ｓ总＝ｓ＋ｓ′＝13．5ｍ．（2分）

16、解：（1）根据牛顿第二定律：

所以：

可见a―F图象为一条直线，直线的斜度，

纵轴截距为，

解得：物体的质量m=0.50kg

物体与地面间的动摩擦因数μ=0.20

（也可以用横轴截距求动摩擦因数：当F=1.0N时，物体的加速度为零，物体所受阻力f=F=1.0N，由解得物体与水平面的动摩擦因数=0.20）（2）当物体质量加倍时，物体的加速度

直线斜率，纵轴的截距不变

做出下图所示的图线.17、解：a=△v/t解得

a=0.13m/s2

F=（m1+m2）a解得

m2=3500kg18、胡克定律得：所以两弹簧的总长度为：用平板把物体托起使两弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和时，一定是弹簧1弹簧2压缩，且形变量相等，由受力平衡得：由牛顿第二定律可知：平板受到的压力大小19、解：方法一：在0s到10s内，物体运动的加速度大小为

a1=1m/s2

由牛顿第二运动定律：

F-μmg=ma1

……①

在10s到30s内，物体运动的加速度大小为

a2=0.5m/s2

同理可得：μmg-=ma2

……②由①②式代入数据，得

F=9N，μ=方法二：在0s到10s内，物体运动的位移s1=50m在10s到30s内，物体运动的位移s2=100m对物体用动