高中物理牛頓第二定律計算題專題訓練含答案

…………○…………外…………○…………裝…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內(nèi)※※答※※題※※…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………高中物理牛頓第二定律計算題專題訓練含答案

姓名：__________班級：__________考號：__________一、計算題（共20題）1、列車在機車的牽引下沿平直鐵軌勻加速行駛，在100s內(nèi)速度由5.0m／s增加到15.0m／s.（1）求列車的加速度大?。?）若列車的質(zhì)量是1.0×106kg，機車對列車的牽引力是1.5×105N，求列車在運動中所受的阻力大?。?、如圖所示，質(zhì)量為m的擺球A懸掛在車架上，求在上述各種情況下，擺線與豎直方向的夾角a和線中的張力T：（1）小車沿水平方向做勻速運動。

（2）小車沿水平方向做加速度為a的運動。3、質(zhì)量為2Kg的質(zhì)點同時受到相互垂直的兩個力F1、F2的作用,如圖所示,其中F1=3N,F2=4N,求質(zhì)點的加速度大小和方向。

4、直升機沿水平方向勻速飛往水源取水滅火，懸掛著m＝500kg空箱的懸索與豎直方向的夾角θ1＝45°。直升機取水后飛往火場，加速度沿水平方向，大小穩(wěn)定在a＝1.5m/s2時，懸索與豎直方向的夾角θ2＝14°。如果空氣阻力大小不變，且忽略懸索的質(zhì)量，試求空氣阻力f和水箱中水的質(zhì)量M。（sin14°＝0.242；cos14°＝0.970）5、如圖所示，質(zhì)量為M=4kg底座A上裝有長桿，桿長為1．5m，桿上有質(zhì)量為m=1kg的小環(huán)，當小環(huán)從底座底部以初速度豎直向上飛起時，恰好能沖到長桿頂端，然后重新落回，小環(huán)在上升和下降過程中，受到長桿的摩擦力大小不變，在此過程中底座始終保持靜止。（g=10m/s2）求：（1）小環(huán)上升過程中的加速度（2）小環(huán)受到的摩擦力大小（3）小環(huán)在下降過程中，底座對地面的壓力。6、一個質(zhì)量為0．2kg的小球用細線吊在傾角θ=53°的斜面頂端，如圖，斜面靜止時，球緊靠在斜面上，繩與斜面平行，不計摩擦，當斜面以10m/s2的加速度向右做加速運動時，求繩的拉力及斜面對小球的彈力．（計算時）

7、如圖所示，輕繩的一端系在地上，另一端系著氫氣球，氫氣球重20N，空氣對它的浮力恒為30N，由于受恒定水平風力作用，使系氫氣球的輕繩和地面成53°角，（sin53°=0.8，cos53°=0.6，g=10m/s2）。則：（1）輕繩所受拉力為多少？水平風力為多少？（2）若將輕繩剪斷，氫氣球的加速度為多大？8、水平面上有一質(zhì)量為1kg的木塊，在水平向右、大小為5N的力作用下，由靜止開始運動．若木塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2.(1)畫出木塊的受力示意圖；(2)求木塊運動的加速度；(3)求出木塊4s內(nèi)的位移．(g取10m/s2)9、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0.2，斜面與水平面間的夾角為37°.求物體從斜面下滑過程中的加速度．(g取10m/s2，cos37°＝0.8，sin37°＝0.6)10、如圖4－3－12所示，物體A的質(zhì)量為10kg，放在水平地面上，物體A與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，如果用與水平面成30°的力拉它，為了產(chǎn)生1m/s2的加速度，F(xiàn)需要多大？(g取10m/s2)圖4－3－1211、如圖4－3－13所示，沿水平方向做勻加速直線運動的車廂中，懸掛小球的懸線偏離豎直方向37°角，小球和車廂相對靜止，球的質(zhì)量為1kg.(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)圖4－3－13

(1)求車廂運動的加速度，并說明車廂的運動情況．(2)求懸線對球的拉力．12、火車正加速運動，在車廂中有一個裝置如圖4－4－2所示，該小球與光滑斜面沒有相對運動，根據(jù)這一現(xiàn)象判斷火車的加速度方向及大小．圖4－4－213、一個質(zhì)量m=2kg的物體從空中由靜止下落，已知物體所受空氣阻力大小Ff=10N，取重力加速度g=10m／s2。求：

(1)物體下落時的加速度大??；

(2)物體下落時間t=2s時(物體未著地)的位移大小。14、質(zhì)量為10kg的木箱放在水平地面上，在30N的水平拉力作用下由靜止開始運動，木箱所受的阻力恒為20N。求2s后木箱速度的大小。15、如圖所示，一個人用與水平方向成θ＝30°角的斜向下的推力Ｆ推一個重Ｇ＝200Ｎ的箱子勻速前進，箱子與地面間的動摩擦因數(shù)為μ＝0．40（ｇ＝10ｍ／ｓ２）．求

（1）推力Ｆ的大小．

（2）若人不改變推力Ｆ的大小，只把力的方向變?yōu)樗饺ネ七@個靜止的箱子，推力作用時間ｔ＝3．0ｓ后撤去，箱子最遠運動多長距離?

16、圖（甲）所示，用水平力F拉動物體在水平面上做加速直線運動，當改變拉力的大小時，物體運動的加速度a也隨之變化，a和F的關(guān)系如圖（乙）所示，取g=10m/s2.

（1）根據(jù)圖像所給的信息，求物體的質(zhì)量及物體與水平面間的動摩擦因數(shù)；

（2）若改用質(zhì)量是原來2倍的同種材料的物體，請在圖乙的坐標系上畫出這種情況下的a―F圖線（要求寫出作圖的根據(jù)）17、1966年曾在地球的上空完成了以牛頓第二定律為基礎的測定質(zhì)量的實驗，實驗時，用質(zhì)量為m1的雙子星號宇宙飛船A去接觸正在軌道上運行的質(zhì)量為m2的火箭組B，接觸后，開動A尾部的推進器使A和B共同加速，如圖所示．推進器的平均推力F=897N，從開始到t=7.0s時間內(nèi)測出A和B的速度改變量為0.91m/s．已知m1=3400kg，則m2的質(zhì)量是多大？18、如圖所示，原長分別為L1、L2勁度系數(shù)分別為K1、K2的輕彈簧豎直懸掛在天花板上。兩彈簧之間有一個質(zhì)量為m1的物塊，最下面掛著質(zhì)量為m2的物塊，整個裝置處于靜止狀態(tài)，這時兩彈簧的總長度為多大？若用一個質(zhì)量為M的平板把下面的物體豎直緩慢的向上托起，直到兩彈簧的總長度等于兩彈簧的原長之和，求這時平板受到下面物體m2的壓力？

19、在水平地面上有一個質(zhì)量為4kg的物體，物體在水平拉力F的作用下由靜止開始運動。10s末拉力減為。該物體的v-t圖象如圖所示。求：

（1）物體受到的水平拉力F的大小

（2）物體與地面間的動摩擦因數(shù)。（g＝10m/s2）20、如下圖所示，質(zhì)量m=1.0kg的物體靜止放在水平面上，在水平恒定拉力F作用下開始運動，經(jīng)時間t=2.0s撤去拉力F，物體在水平面上繼續(xù)滑動s=3.0m時停止運動。已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.15，取g=10m/s2。求:（1）撤去拉力F后，物體繼續(xù)向右滑動過程中加速度的大??；（2）撤去拉力F的瞬間，物體速度的大??；（3）拉力F的大小。============參考答案============一、計算題1、解：（1）根據(jù)

代入數(shù)據(jù)得a=0.1m/s2

（2）設列車在運動中所受的阻力大小為f

由牛頓第二定律

F合=F牽－f=ma

代入數(shù)據(jù)解得f=5.0×104N

2、（1）T=mg

（2）T=m

3、解：

,設與夾角為,則4、直升機取水，水箱受力平衡：

解得：=5000N

直升機返回，由牛頓第二定律得：

解得水箱中水的質(zhì)量為：M＝4.5×103kg5、（1）a1=

（4分）（2）,

f=m（a-g）=2N

（4分）（3）N==42N

（4分）6、當加速度a較小時，小球與斜面體一起運動，此時小球受重力、繩拉力和斜面的支持力作用，繩平行于斜面，當加速度a足夠大時，小球?qū)ⅰ帮w離”斜面，此時小球受重力和繩的拉力作用，繩與水平方向的夾角未知，題目中要求a=10m/s2時繩的拉力及斜面的支持力，必須先求出小球離開斜面的臨界加速度a0．（此時，小球所受斜面支持力恰好為零）由mgcotθ=ma0所以a0=gcotθ=7．5m/s2因為a=10m/s2＞a0所以小球離開斜面N=0，小球受力情況如圖2-7，則Tcosα=ma,Tsinα=mg所以T==2．83N,

N=0．

7、解：（1）設氫氣球所受風力為F風，輕繩拉力為F拉．對氫氣球進行受力分析，如圖所示，根據(jù)氫氣球處于平衡狀態(tài)，所受合力為零。

F浮－G－F拉sin530=0

(2分)

F風－F拉cos530=0

(2分)

解上兩式得：

F拉＝12.5N

(1分)

F風＝7.5N

(1分)（2）輕繩剪斷后，氫氣球所受的合力大小F合＝12.5N

(2分)

方向與原輕繩拉力方向相反。由F合＝ma

得a=6.25m/s2

(2分)8、解析：(1)木塊的受力示意圖如圖所示(2)根據(jù)題意知F－Ff＝maFN＝G，F(xiàn)f＝μFN，a＝3m/s2.(3)x＝at2＝×3×42m＝24m.答案：(1)如解析圖所示(2)3m/s2(3)24m9、解析：物體受力如圖所示．x軸方向：Gx－Ff＝ma.y軸方向：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：物體A受力情況如圖所示，根據(jù)牛頓第二定律列方程Fcos30°－μFN＝maFN＋Fsin30°－mg＝0聯(lián)立以上兩式解得F＝，代入數(shù)據(jù)解之得F＝31N.答案：31N11、解析：(1)車廂的加速度與小球的加速度相同，由小球的受力分析知(如圖所示)：a＝＝gtan37°＝g＝7.5m/s2.加速度大小為7.5m/s2，方向向右，車廂向右做勻加速運動或向左做勻減速運動．(2)由圖可知，線對小球的拉力的大小為：F＝＝

N＝12.5N.懸線對小球的拉力為12.5N.答案：(1)7.5m/s2，方向向右，車廂向右做勻加速運動或向左做勻減速運動(2)12.5N12、解析：根據(jù)題意，可知小球在豎直方向上不受力，合力應水平，小球所受合力由重力和彈力合成，如圖所示，彈力F垂直斜面向上，重力向下，由圖中幾何關(guān)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、根據(jù)牛頓第二定律，可得寫出公式

…………①（1分）

代入數(shù)據(jù)得出正確結(jié)果

1m/s2

…………②（2分）根據(jù)勻變速直線運動的速度公式寫出公式

…………③（1分）代入數(shù)據(jù)得出正確結(jié)果

m/s

………④（2分）15、解：（1）用力斜向下推時，箱子勻速運動，則有

Ｆｃｏｓθ＝ｆ，ｆ＝μＮ，Ｎ＝Ｇ＋Ｆｓｉｎθ，（3分）

聯(lián)立以上三式代數(shù)據(jù)，得Ｆ＝1．2×10２Ｎ．（1分）

（2）若水平用力推箱子時，據(jù)牛頓第二定律，得Ｆ合＝ｍａ，則有

Ｆ－μＮ＝ｍａ，Ｎ＝Ｇ，

聯(lián)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，

則ｓ總＝ｓ＋ｓ′＝13．5ｍ．（2分）

16、解：（1）根據(jù)牛頓第二定律：

所以：

可見a―F圖象為一條直線，直線的斜度，

縱軸截距為，

解得：物體的質(zhì)量m=0.50kg

物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.20

（也可以用橫軸截距求動摩擦因數(shù)：當F=1.0N時，物體的加速度為零，物體所受阻力f=F=1.0N，由解得物體與水平面的動摩擦因數(shù)=0.20）（2）當物體質(zhì)量加倍時，物體的加速度

直線斜率，縱軸的截距不變

做出下圖所示的圖線.17、解：a=△v/t解得

a=0.13m/s2

F=（m1+m2）a解得

m2=3500kg18、胡克定律得：所以兩彈簧的總長度為：用平板把物體托起使兩彈簧的總長度等于兩彈簧的原長之和時，一定是彈簧1彈簧2壓縮，且形變量相等，由受力平衡得：由牛頓第二定律可知：平板受到的壓力大小19、解：方法一：在0s到10s內(nèi)，物體運動的加速度大小為

a1=1m/s2

由牛頓第二運動定律：

F-μmg=ma1

……①

在10s到30s內(nèi)，物體運動的加速度大小為

a2=0.5m/s2

同理可得：μmg-=ma2

……②由①②式代入數(shù)據(jù)，得

F=9N，μ=方法二：在0s到10s內(nèi)，物體運動的位移s1=50m在10s到30s內(nèi)，物體運動的位移s2=100m對物體用動