課時(shí)跟蹤檢測（二十二） 牛頓第二定律

課時(shí)跟蹤檢測（二十二）牛頓第二定律A級(jí)——學(xué)考達(dá)標(biāo)1.中國高速鐵路被譽(yù)為中國“新四大發(fā)明”之一，高速行駛的列車窗臺(tái)上，放了一枚直立的硬幣，如圖所示。在列車行駛的過程中，硬幣始終直立在列車窗臺(tái)上，直到列車轉(zhuǎn)彎的時(shí)候，硬幣才倒下，說明了中國高鐵極好的穩(wěn)定性。關(guān)于這枚硬幣，下列判斷正確的是()A．硬幣直立過程中，列車一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．硬幣直立過程中，一定只受重力和支持力，處于平衡狀態(tài)C．硬幣直立過程中，可能受到與列車行駛方向相同的摩擦力作用D．列車減速行駛時(shí)，硬幣受到與列車運(yùn)動(dòng)方向相同的摩擦力作用解析：選C硬幣直立過程中，硬幣與列車間可能存在一定的摩擦力，列車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)可以直立，列車在做加速度較小的加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，所需要的摩擦力也會(huì)較小，也能使硬幣處于直立的狀態(tài)，A錯(cuò)誤；當(dāng)列車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，硬幣只受到重力和支持力，處于平衡狀態(tài)，當(dāng)列車處于加速度很小的變速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，受力不平衡，硬幣受到重力、支持力和靜摩擦力，B錯(cuò)誤；當(dāng)列車處于加速度很小的加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，受力不平衡，硬幣受到重力、支持力和靜摩擦力，且摩擦力方向與列車行駛方向相同，C正確；當(dāng)列車處于加速度很小的減速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，受力不平衡，硬幣受到重力、支持力和靜摩擦力，且摩擦力方向與列車行駛方向相反，D錯(cuò)誤。2.一有固定斜面的小車在水平面上做直線運(yùn)動(dòng)，小球通過細(xì)繩與車頂相連，小球某時(shí)刻正處于如圖所示狀態(tài)，設(shè)斜面對(duì)小球的支持力為FN，細(xì)繩對(duì)小球的拉力為FT，若某時(shí)刻FT為零，則此時(shí)小車的運(yùn)動(dòng)情況是()A．小車向右做加速運(yùn)動(dòng) B．小車向右做勻速運(yùn)動(dòng)C．小車向左做加速運(yùn)動(dòng) D．小車向左做減速運(yùn)動(dòng)解析：選C小球和小車具有相同的加速度，所以小球的加速度只能沿水平方向，根據(jù)牛頓第二定律知，當(dāng)細(xì)繩拉力為零時(shí)，小球受到的合力方向水平，小球受到重力和斜面對(duì)其向左偏上的支持力作用，二力的合力只能水平向左，所以小車應(yīng)向左做加速運(yùn)動(dòng)或向右做減速運(yùn)動(dòng)，C正確，A、B、D錯(cuò)誤。3.如圖為無人機(jī)為棉花噴灑農(nóng)藥。無人機(jī)懸停在某一高度，自靜止開始沿水平方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，2s達(dá)到作業(yè)速度，開始沿水平方向勻速作業(yè)，已知作業(yè)前無人機(jī)和農(nóng)藥總質(zhì)量為20kg，無人機(jī)作業(yè)速度為6m/s，重力加速度為10m/s2，則在加速階段空氣對(duì)無人機(jī)的作用力約為()A．60N B．200NC．209N D．220N解析：選C根據(jù)加速度定義得a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(6,2)m/s2＝3m/s2，根據(jù)力的合成得F＝eq\r(mg2＋ma2)≈209N，故選C。4.(2023·江蘇鎮(zhèn)江高一調(diào)研)如圖所示，汽車?yán)镉幸凰椒胖玫墓枘z魔力貼，魔力貼上放置一質(zhì)量為m的小花瓶。若汽車在水平公路向前做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則以下說法正確的是()A．小花瓶所受合力為零B．若汽車突然剎車，小花瓶會(huì)受到水平向前的摩擦力C．若汽車突然加速，小花瓶會(huì)受到水平向前的摩擦力D．魔力貼對(duì)小花瓶的作用力為mg解析：選C小花瓶隨汽車也做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所受合力不為零，合力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相同，A錯(cuò)誤；若汽車突然剎車，小花瓶和汽車一起做減速運(yùn)動(dòng)，加速度向后，會(huì)受到水平向后的摩擦力，B錯(cuò)誤；若汽車突然加速，小花瓶和汽車一起加速，加速度向前，會(huì)受到水平向前的摩擦力，C正確；魔力貼對(duì)小花瓶的作用力為摩擦力和支持力的合力，支持力等于mg，則魔力貼對(duì)小花瓶的作用力大于mg，D錯(cuò)誤。5．質(zhì)量相等的甲、乙、丙、丁四個(gè)物體，均只受到兩個(gè)力的作用，大小分別為F1和F2，方向如圖所示，產(chǎn)生加速度的大小分別為a甲、a乙、a丙、a丁，下列排序正確的是()A．a(chǎn)甲>a丙>a乙>a丁 B．a(chǎn)丁>a丙>a乙>a甲C．a(chǎn)乙>a丙>a丁>a甲 D．a(chǎn)丙>a乙>a丁>a甲解析：選C兩個(gè)分力同向時(shí)合力等于分力的和，最大；兩個(gè)分力反向時(shí)合力等于分力的差，最??；|F2－F1|≤F合≤F2＋F1，可知分力間夾角越大，合力越小，由F合＝ma，可得a乙＞a丙＞a?。綼甲，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。6.(2023·江蘇宜興高一檢測)如圖所示，在粗糙的水平桌面上，有一個(gè)物體在水平力F作用下向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)在使力F逐漸減小直至為0，但方向不變，則該物體在向右運(yùn)動(dòng)的過程中，加速度a和速度v的大小變化為()A．a(chǎn)不斷減小，v不斷增大B．a(chǎn)不斷增大，v不斷減小C．a(chǎn)先增大再減小，v先減小再增大D．a(chǎn)先減小再增大，v先增大再減小解析：選D根據(jù)牛頓第二定律可知，物體運(yùn)動(dòng)的加速度為a＝eq\f(F－Ff,m)，使力F逐漸減小直至為0，但方向不變，則加速度a先減小后反向增大，速度先增大后減小。故選D。7.如圖所示，有一輛載滿西瓜的汽車在水平路面上勻速前進(jìn)。突然發(fā)現(xiàn)意外情況，緊急剎車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a，則中間一質(zhì)量為m的西瓜A受到其他西瓜對(duì)它的作用力的大小是(重力加速度為g)()A．meq\r(g2－a2) B．maC．meq\r(g2＋a2) D．m(g＋a)解析：選C西瓜與汽車具有相同的加速度a，對(duì)西瓜A受力分析如圖所示，F(xiàn)表示周圍其他西瓜對(duì)A的作用力，則由牛頓第二定律得eq\r(F2－mg2)＝ma，解得F＝meq\r(g2＋a2)，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。8.某直升機(jī)的質(zhì)量為m，某次試飛時(shí)，主旋翼提供大小為2mg、方向向上的升力，兩個(gè)向前螺旋推進(jìn)器均提供大小為mg、方向向前的推力，如圖所示。不考慮空氣阻力的影響，下列說法正確的是()A．該直升機(jī)可能處于平衡狀態(tài)B．該直升機(jī)以加速度g做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．空氣對(duì)直升機(jī)的作用力為2eq\r(2)mgD．空氣對(duì)直升機(jī)的作用力為4mg解析：選C對(duì)直升機(jī)進(jìn)行受力分析如圖所示，該直升機(jī)所受合力F＝eq\r(F22＋F1－mg2)＝eq\r(2mg2＋2mg－mg2)＝eq\r(5)mg，根據(jù)牛頓第二定律可知直升機(jī)產(chǎn)生的加速度大小為eq\r(5)g，故A、B錯(cuò)誤；空氣對(duì)直升機(jī)的作用力分別為F1和F2，如圖，它們的合力為空氣對(duì)直升機(jī)的作用力F＝eq\r(2mg2＋2mg2)＝2eq\r(2)mg，故C正確，D錯(cuò)誤。9.(2023·江蘇太倉高一期末)學(xué)生在校期間經(jīng)常遇到搬書的情況，如圖所示小明水平托著書，沿水平方向加速前進(jìn)過程中手與書、書與書之間都無相對(duì)運(yùn)動(dòng)。由于書的材質(zhì)不同，書與書之間動(dòng)摩擦因數(shù)不同，介于0.2和0.4之間，且最大靜摩擦力約等于滑動(dòng)摩擦力，下列說法正確的是()A．手給書的力水平向前B．運(yùn)動(dòng)的最大加速度為4m/s2C．把動(dòng)摩擦因數(shù)比較大的書本放在上層更不容易有相對(duì)滑動(dòng)D．質(zhì)量相同的兩本書，無論哪本在上，兩書所受摩擦力等大解析：選D小明沿水平方向加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，手給書的力是水平方向的摩擦力和豎直方向的彈力的合力，其合力方向是斜向前上方，不是水平方向，A錯(cuò)誤；當(dāng)動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2時(shí)，兩本書之間恰好要產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，小明運(yùn)動(dòng)的最大加速度為am＝μg＝2m/s2，B錯(cuò)誤；由整體分析可知，無論把動(dòng)摩擦因數(shù)比較大的書本放在上層還是下層，只要小明的加速度大于最大加速度，都會(huì)產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，C錯(cuò)誤；質(zhì)量相同的兩本書，因整體加速度相同，摩擦力提供合力，有Ff＝ma，兩書所受摩擦力等大，D正確。10.如圖所示，一根彈簧一端固定在左側(cè)豎直墻上，另一端連著A小球，同時(shí)水平細(xì)線一端連著A球，另一端固定在右側(cè)豎直墻上，彈簧與豎直方向的夾角是60°，A、B兩小球分別連在另一根豎直彈簧兩端。開始時(shí)A、B兩球都靜止不動(dòng)，A、B兩小球的質(zhì)量相等，重力加速度為g，若不計(jì)彈簧質(zhì)量，在水平細(xì)線被剪斷瞬間，A、B兩球的加速度分別為()A．a(chǎn)A＝aB＝g B．a(chǎn)A＝2g，aB＝0C．a(chǎn)A＝3g，aB＝0 D．a(chǎn)A＝2eq\r(3)g，aB＝0解析：選D設(shè)兩個(gè)小球的質(zhì)量都為m，以AB球整體作為研究對(duì)象，整體處于靜止?fàn)顟B(tài)受力平衡，由平衡條件得細(xì)線拉力FT＝2mgtan60°＝2eq\r(3)mg，剪斷細(xì)線瞬間彈簧的彈力沒有變化，A球受到的合力與原來細(xì)線的拉力大小相等，方向相反，由牛頓第二定律得aA＝eq\f(2\r(3)mg,m)＝2eq\r(3)g，B球的受力情況不變，則加速度仍為0。故選D。B級(jí)——選考進(jìn)階11.如圖所示，質(zhì)量分別是m和2m的兩個(gè)物體用一根輕質(zhì)彈簧連接后再用細(xì)繩懸掛，穩(wěn)定后將細(xì)繩剪斷，則剪斷的瞬間，下列說法正確的是(g是重力加速度)()A．質(zhì)量為m的物體加速度是0B．質(zhì)量為2m的物體加速度是gC．質(zhì)量為m的物體加速度是3gD．質(zhì)量為2m的物體加速度是3g解析：選C穩(wěn)定時(shí)，根據(jù)共點(diǎn)力平衡得彈簧的彈力大小F＝2mg，剪斷細(xì)繩的瞬間，彈簧的彈力不變，對(duì)于質(zhì)量為m的物體，所受的合力為F合＝mg＋F＝3mg，根據(jù)牛頓第二定律可得加速度a1＝eq\f(F合,m)＝3g，A錯(cuò)誤，C正確；對(duì)于質(zhì)量為2m的物體，剪斷細(xì)繩瞬間，由于彈簧彈力不變，所以所受合外力仍為零，所以加速度a2＝0，B、D錯(cuò)誤。12.如圖，一光滑小球置于車上，豎直擋板對(duì)小球的彈力大小為F1，小車斜面對(duì)球的彈力大小為F2。小車沿水平地面向左加速運(yùn)動(dòng)且加速度a逐漸增加，則()A．F2逐漸減小B．F2逐漸增加C．F1逐漸增加D．F1與F2的合力有可能不變解析：選C以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，其受力如圖所示，設(shè)斜面與水平方向夾角為α，將F2沿水平和豎直方向上正交分解。結(jié)合題意，豎直方向上根據(jù)平衡條件可得，F(xiàn)2cosα＝mg，以向左為正方向，水平方向上根據(jù)牛頓第二定律可得F1－F2sinα＝ma，由以上分析可知F2不變，又因小車沿水平地面向左加速運(yùn)動(dòng)且加速度a逐漸增加，所以F1逐漸增加。故C正確。13.(2023·丹陽高一檢測)如圖所示，質(zhì)量為10kg的物體A拴在一個(gè)被水平拉伸的彈簧一端，彈簧的拉力為5N，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，若小車以加速度a＝1m/s2向右開始運(yùn)動(dòng)后，則()A．物體A相對(duì)于小車仍然靜止B．物體A受到的摩擦力減小C．物體A受到的摩擦力增大D．物體A受到的彈簧拉力變大解析：選A彈簧的拉力為F＝5N，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)物體所受靜摩擦力f1＝F＝5N，方向向左。由題意得知，物體A與小車的表面間的最大靜摩擦力fmax≥5N，若小車加速度為1m/s2時(shí)，假設(shè)物體A相對(duì)于車仍然靜止，則受到的彈簧的拉力大小不變。則由牛頓第二定律，物體受到的合力為F合＝F＋f2＝ma＝10N，所以，此時(shí)小車對(duì)物體A的摩擦力f2為5N，方向向右，且為靜摩擦力，假設(shè)正確，彈簧的拉力大小不變，物體A受到的摩擦力大小不變。故選A。14.(2023·江蘇昆山高一期末)如圖所示，用一水平的恒力F將一個(gè)質(zhì)量為2kg的滑塊沿傾角θ＝37°的斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，已知滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37