《牛頓第二定律》模擬試題

《牛頓第二定律》試題[全員參與·基礎(chǔ)練]1．在光滑的水平桌面上，有一個靜止的物體，給物體施以水平作用力，在力作用到物體上的瞬間，則()A．物體同時具有加速度和速度B．物體立即獲得加速度，速度仍為零C．物體立即獲得速度，加速度仍為零D．物體的速度和加速度均為零【解析】合外力與加速度是瞬時對應(yīng)關(guān)系，所以在力作用到物體上的瞬間，物體立即獲得加速度，但物體的速度還得從零開始增大，不可能立即具有速度，故B正確．【答案】B2．力F作用于甲物體m1時產(chǎn)生的加速度為a1，此力F作用于乙物體m2時產(chǎn)生的加速度為a2，若將甲、乙兩個物體合在一起，仍受此力的作用，產(chǎn)生的加速度則是下列選項中的哪一個()\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時，F(xiàn)＝m1a1①力F作用于m2時，F(xiàn)＝m2a2②力F作用于m1＋m2時，F(xiàn)＝(m1＋m2)a3③解①②③得a3＝eq\f(a1a2,a1＋a2)，故選項C正確．【答案】C3．(2022·新課標(biāo)全國卷Ⅱ)一物塊靜止在粗糙的水平桌面上．從某時刻開始，物塊受到一方向不變的水平拉力作用．假設(shè)物塊與桌面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．以a表示物塊的加速度大小，F(xiàn)表示水平拉力的大?。苷_描述F與a之間關(guān)系的圖象是()【解析】靜摩擦力隨外力而改變，當(dāng)外力大于最大靜摩擦力時，物體才產(chǎn)生加速度，可利用牛頓第二定律列方程求解．物塊受到拉力和摩擦力作用，根據(jù)牛頓第二定律F－μmg＝ma，當(dāng)F≤Ffmax時，a＝0；當(dāng)F>Ffmax時，a與F成一次函數(shù)關(guān)系，故選項C正確．【答案】C4．如圖4－3－10所示，長木板A的右端與桌邊相齊，木板與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ，今用一水平恒力F將A推出桌邊，在長木板開始翻轉(zhuǎn)之前，木板的加速度大小將會()圖4－3－10A．逐漸減小B．逐漸增大C．不變D．先減小后增大【解析】長木板在開始翻轉(zhuǎn)之前，所受的摩擦力是恒定不變的，由F－Ff＝ma可知，木板的加速度大小在此過程中也是不變的，故選項C正確．【答案】C5．(多選)(2022·山東高考)一質(zhì)點在外力作用下做直線運(yùn)動，其速度v隨時間t變化的圖象如圖4－3－11.在圖中標(biāo)出的時刻中，質(zhì)點所受合外力的方向與速度方向相同的有()圖4－3－11A．t1 B．t2C．t3 D．t4【解析】當(dāng)合外力方向與速度方向相同時，質(zhì)點做加速運(yùn)動．由v－t圖象可知，質(zhì)點在t1、t3時刻做加速運(yùn)動，在t2、t4時刻做減速運(yùn)動．故選項A、C正確，選項B、D錯誤．【答案】AC6．(2022·沈陽高一檢測)一輕彈簧上端固定，下端掛一重物，平衡時彈簧伸長了4cm，再將重物向下拉1cm，然后放手，則在釋放瞬間重物的加速度是(g取10m/s2)()A．2.5m/s2 B．7.5m/sC．10m/s2 D．12.5m/s2【解析】彈簧伸長量為4cm時，重物處于平衡狀態(tài)，故mg＝kΔx1；再將重物向下拉1cm，則彈簧的伸長量變?yōu)棣2＝5cm，在重物被釋放瞬間，由牛頓第二定律可得kΔx2－mg＝ma；由以上兩式解得a＝m/s2，故選項A正確．【答案】A7．(2022·武漢二中高一檢測)如圖4－3－12所示，天花板上用細(xì)繩吊起兩個用輕彈簧相連的質(zhì)量相同的小球，兩小球均保持靜止．當(dāng)突然剪斷細(xì)繩的瞬間，上面小球A與下面小球B的加速度分別為(以向上為正方向)()圖4－3－12A．a(chǎn)1＝ga2＝gB．a(chǎn)1＝2ga2C．a(chǎn)1＝－2ga2D．a(chǎn)1＝0a2＝g【解析】分別以A、B為研究對象，分析剪斷前和剪斷時的受力．剪斷前A、B靜止，A球受三個力：繩子的拉力FT、重力mg和彈簧彈力F，B球受兩個力：重力mg和彈簧彈力F′.A球：FT－mg－F＝0B球：F′－mg＝0F＝F′解得FT＝2mg，F(xiàn)＝mg.剪斷瞬間，A球受兩個力，因為繩無彈性，剪斷瞬間拉力不存在，而彈簧瞬間形狀不可改變，彈力不變．如圖，A球受重力mg、彈簧的彈力F，同理B球受重力mg和彈力F′.A球：－mg－F＝ma1，B球：F′－mg＝ma2，解得a1＝－2g，a2【答案】C8．(2022·珠海高一檢測)在2022年珠海航展中，殲－10的精彩表演再次為觀眾獻(xiàn)上了視覺盛宴．經(jīng)查閱資料知，殲－10的質(zhì)量為m＝×104kg，在跑道上滑行時發(fā)動機(jī)的推力為F＝×105圖4－3－13(1)殲－10在跑道上滑行時的加速度a的大?。?2)由靜止開始加速滑行5s時的速度．【解析】(1)由題意可知殲－10所受合外力：F合＝F－F阻＝×105N－×104×10×＝×105N由牛頓第二定律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·提升練]9．(多選)如圖4－3－14甲所示，地面上有一質(zhì)量為M的重物，用力F向上提它，力F變化而引起物體加速度變化的函數(shù)關(guān)系如圖乙所示，則以下說法中正確的是()甲乙圖4－3－14A．當(dāng)F小于圖中A點值時，物體的重力Mg>F，物體不動B．圖中A點值即為物體的重力值C．物體向上運(yùn)動的加速度和力F成正比D．圖線延長和縱軸的交點B的數(shù)值絕對值等于該地的重力加速度【解析】當(dāng)0≤F≤Mg時，物體靜止，即A正確；當(dāng)F>Mg時，即能將物體提離地面，此時，F(xiàn)－Mg＝Ma，a＝eq\f(F－Mg,M)，A點表示的意義即為F＝Mg，所以B正確；直線的斜率為eq\f(1,M)，故B點數(shù)值絕對值為g，故D選項正確．【答案】ABD10．質(zhì)量為m的物體靜止在粗糙的水平面上，當(dāng)用水平推力F作用于物體上時，物體的加速度為a，若作用力方向不變，大小變?yōu)?F時，物體的加速度為aA．a(chǎn)′＝2a B．a(chǎn)＜a′＜C．a(chǎn)′＞2a D．a(chǎn)′＝【解析】設(shè)摩擦力為Ff，由牛頓第二定律得：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(F－Ff＝ma,2F－Ff＝ma′))解得a′＞2a，故C正確．【答案】C11．一個質(zhì)量為20kg的物體，從斜面的頂端由靜止勻加速滑下，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為，斜面與水平面間的夾角為37?(g取10m/s2，sin37°＝，cos37°＝．(1)求物體沿斜面下滑過程中的加速度．(2)給物體一個初速度，使之沿斜面上滑，求上滑的加速度．【解析】(1)沿斜面下滑時，物體受力如圖由牛頓第二定律得：mgsin37?－Ff＝ma1①FN＝mgcos37?②又Ff＝μFN③所以a1＝gsin37?－μgcos37?＝m/s2，方向沿斜面向下．(2)物體沿斜面上滑時，摩擦力沿斜面向下由牛頓第二定律得：mgsin37?＋Ff＝ma2④聯(lián)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．自制一個加速度計，其構(gòu)造是：一根輕桿，下端固定一個小球，上端裝在水平軸O上，桿可在豎直平面內(nèi)左右擺動，用白硬紙作為表面，放在桿擺動的平面上，并刻上刻度，可以直接讀出加速度的大小和方向．使用時，加速度計右端朝汽車前進(jìn)的方向，如圖4－3－15所示．圖4－3－15(1)硬紙上刻度線b在經(jīng)過O點的豎直線上，則在b處應(yīng)標(biāo)的加速度數(shù)值是多少？(2)刻度線c和O點的連線與Ob的夾角為30°，則c處應(yīng)標(biāo)的加速度數(shù)值是多少？(3)刻度線d和O點的連線與Ob的夾角為45°.在汽車前進(jìn)時，若輕桿穩(wěn)定地指在d處，則s內(nèi)汽車速度變化了多少？【解析】(1)當(dāng)輕桿與Ob重合時，小球所受合力為0，其加速度為0，車的加速度亦為0，故b處應(yīng)標(biāo)的加速度數(shù)值為0.(2)當(dāng)輕桿與Oc重合時，以小球為研究對象，受力分析如圖所示．根據(jù)力合成的平行四邊形定則和牛頓第二定律得mgtanθ＝ma1，解得