牛顿第二定律_章节学习

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题型：单选题

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单选题

静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力的作用，该力随时间变化的关系如图所示，则该物体在0-3s内的v-t图象为图中的（　　）

A

B

C

D

正确答案

A

解析

解：在第1s，加速度：a=，速度增加量：；物体做匀加速直线运动；

在第2s，加速度：a′=，速度增加量：；物体做匀加速直线运动；

前2s速度的增加量为零；之后每经过2s速度重复一次前面的运动；

故选：A．

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题型：简答题

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简答题

质量为m的滑块与倾角为θ的斜面间的动摩擦因数为μ，μ＜tanθ，斜面底端有一个和斜面垂直放置的弹性挡板，滑块滑到底端与它碰撞时没有机械能损失，如图所示．若滑块从斜面上高为h处以速度v0开始沿斜面下滑，设斜面足够长，求：

（1）滑块最终停在何处？

（2）滑块在斜面上滑行的总路程是多少？

正确答案

解：（1）由于μ＜tanθ，则重力沿斜面方向的分力mgsinθ大于滑动摩擦力μmgcosθ，可知滑块最终紧靠挡板处．

（2）对全过程运用动能定理得，，

解得s=．

答：（1）滑块最终停止挡板处．

（2）滑块在斜面上滑行的总路程为．

解析

解：（1）由于μ＜tanθ，则重力沿斜面方向的分力mgsinθ大于滑动摩擦力μmgcosθ，可知滑块最终紧靠挡板处．

（2）对全过程运用动能定理得，，

解得s=．

答：（1）滑块最终停止挡板处．

（2）滑块在斜面上滑行的总路程为．

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题型：单选题

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单选题

如图所示，在光滑的水平面上，有A、B两物体在F1和F2的作用下运动，已知F1＞F2，则（　　）

A若撤去F1，B的加速度一定增大

B若撤去F1，B对A的作用力一定增大

C若撤去F2，A的加速度一定增大

D若撤去F2，A对B的作用力一定增大

正确答案

C

解析

解：A、B撤去作用力之前，由牛顿第二定律得：

对整体：a=…①

对B：F2-F=mBa…②

联立得：A对B的作用力F=…③

由①知，若撤去F1，由于F1-F2与F2的大小关系无法确定，加速度不一定增大，撤去F2，A的加速度一定增大；故A错误，C正确．

由③知，若撤去F2，A对B的作用力一定减少．故B、D错误．

故选C．

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题型：多选题

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多选题

在动摩擦因数μ=的水平面上有一个质量m=2kg的小球，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ=60°角的不可伸长的轻绳一端相连，如图所示，此时小球处于静止状态，且水平面对小球的支持力恰好为零，取g=10m/s2，以下说法正确的是（　　）

A此时轻绳的拉力为40N

B此时轻弹簧的弹力为零

C当剪断轻绳的瞬间，小球的加速度大小为10m/s2，方向向左

D当剪断轻绳的瞬间，小球的加速度大小为8m/s2，方向向左

正确答案

A,D

解析

解：A、在剪断轻绳前，水平面对小球的支持力恰好为零，则小球受重力、绳子的拉力以及弹簧的弹力而处于平衡状态，根据共点力平衡得，弹簧的弹力：弹簧的弹力：F=mgtan60°=20N，绳子拉力T===40N，故A正确，B错误；

C、断轻绳的瞬间，弹簧的弹力仍然为20N，在弹力作用下，小球有向左运动的趋势，小球此时受重力、支持力、弹簧弹力和摩擦力四个力作用，

小球所受的摩擦力大小为：f=μmg=4N，根据牛顿第二定律得，小球的加速度为：a==8m/s2，方向水平向左，故C错误，D正确；

合力方向向左，所以加速度方向向左．故C错误，D正确；

故选：AD．

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题型：单选题

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单选题

如图所示，完全相同的三个木块，A、B之间用轻弹簧相连，B、C之间用不可伸长的轻杆相连，在手的拉动下，木块间达到稳定后，一起向上做匀减速运动，加速度大小为5m/s2．某一时刻突然放手，则在手释放的瞬间，三个木块的加速度下列说法正确的是（以向上为正方向，g取10m/s2）（　　）

AaA=0，aB=aC=-5m/s2

BaA=-5m/s2，aB=aC=-12.5m/s2

CaA=-5m/s2，aB=-15m/s2，aC=-10m/s2

DaA=-5m/s2，aB=aC=-5m/s2

正确答案

B

解析

解：在手的拉动下，木块间达到稳定后，一起向上做匀减速运动，加速度大小为a=-5m/s2，加速度向下；

先对物体A受力分析，受重力和弹簧的拉力F，根据牛顿第二定律，有：

F-mg=ma

解得：F=m（g+a）=0.5mg

撤去手的拉力瞬间，物体A受力不变，故加速度不变，为：

aA=-=-5m/s2；

撤去手的拉力瞬间，物体BC加速度相同，对BC整体，根据牛顿第二定律，有：

aB=aC==1.25g=12.5m/s2；

故选：B．

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题型：填空题

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填空题

质量为m的汽车以v0的速度安全驶过半径为R的凸形桥的桥顶，这时汽车对桥顶的压力是______，汽车此时所需的向心力是汽车所受支持力和______的合力，汽车能安全通过桥顶的最大行驶速度不能超过______ （重力加速度为g）．

正确答案

mg-m

重力

解析

解：以汽车为研究对象，设桥面的支持力为F，汽车此时所需的向心力是汽车所受支持力和重力的合力．

则牛顿第二定律得

mg-F=m 得到F=mg-m

根据牛顿第三定律得；汽车对桥顶的压力大小为F′=mg-m，方向竖直向下．

设汽车能安全通过桥顶的最大行驶速度为vm，则

mg=m vm=

故本题答案为：mg-m；重力；

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题型：简答题

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简答题

（2015秋•苏州期末）如图，质量m=2kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L=20m．用大小为30N，方向水平向右的外力F0拉此物体，经t0=2s，拉至B处．

（1）求物块运动的加速度a0大小；

（2）求物体与地面间的动摩擦因数μ；

（3）若用大小为20N的力F沿水平方向拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t．（取g=10m/s2）

正确答案

解：（1）物体在水平地面上从A点由静止开始向B点做匀加速直线运动，

根据L=a0t02

解得：a0=

（2）对物体进行受力分析得：

F0-μmg=ma

解得：μ==0.5

（3）物体在水平地面上从A点由静止开始向B点经历了在F和f共同作用下的匀加速运动和只在f作用下的匀减速运动．

匀加速运动加速度的大小：F-f=ma1

匀减速运动加速度的大小：f=ma2

v=at1

x1=a1t2

0-v2=-2a2x2

L=x1+x2

解得：t=s=1.15s

答：（1）物块运动的加速度a0大小为10m/s2；

（2）物体与地面间的动摩擦因数为0.5；

（3）力F作用的最短时间为1.15s．

解析

解：（1）物体在水平地面上从A点由静止开始向B点做匀加速直线运动，

根据L=a0t02

解得：a0=

（2）对物体进行受力分析得：

F0-μmg=ma

解得：μ==0.5

（3）物体在水平地面上从A点由静止开始向B点经历了在F和f共同作用下的匀加速运动和只在f作用下的匀减速运动．

匀加速运动加速度的大小：F-f=ma1

匀减速运动加速度的大小：f=ma2

v=at1

x1=a1t2

0-v2=-2a2x2

L=x1+x2

解得：t=s=1.15s

答：（1）物块运动的加速度a0大小为10m/s2；

（2）物体与地面间的动摩擦因数为0.5；

（3）力F作用的最短时间为1.15s．

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题型：单选题

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单选题

如图所示．小车沿水平方向向右行驶．在车厢内，挂着小球的悬线与竖直方向成θ角．放在车厢中桌面上的质量为m的物体A相对桌面静止不动．物体与桌面间的滑动摩擦系数为µ．那么物体A受到的摩擦力大小和方向为（　　）

A0

Bµmg 方向水平向左

C 方向水平向右

Dmgtanθ 方向水平向右

正确答案

D

解析

解：小球所受的合力水平向右，则加速度为：a===gtanθ，

A与小球具有相同的加速度，对A，由牛顿第二定律得：f=ma=mgtanθ，方向：水平向右．

故选：D．

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题型：简答题

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简答题

如图所示，在光滑水平面上有坐标xOy，质量为1kg的质点开始静止在xOy平面上的原点O，某一时刻受到沿+x方向的恒力F1作用，F1的大小为2N，若力F1作用一段时间t0后撤去，撤去力F1后5s末质点恰好通过该平面上的A点，A点坐标为x=11m，y=15m．

（1）为使质点按题设条件通过A点，在撤去力F1的同时对质点施加一个沿y轴正方向的恒力F2，计算F2的大小？

（2）计算力F1作用时间t0．

正确答案

解：（1）沿y轴方向有：

其中：

可得：==1.2N

（2）刚开始：a1==m/s2=2m/s2；

沿x轴方向的位移：

撤去力F1后5s位移：x2=vt=a1t0t

由题意：x1+x2=11

联立解得：t0=1s

答：（1）为使质点按题设条件通过A点，力F2应为1.2N；

（2）力F1作用时间为1s．

解析

解：（1）沿y轴方向有：

其中：

可得：==1.2N

（2）刚开始：a1==m/s2=2m/s2；

沿x轴方向的位移：

撤去力F1后5s位移：x2=vt=a1t0t

由题意：x1+x2=11

联立解得：t0=1s

答：（1）为使质点按题设条件通过A点，力F2应为1.2N；

（2）力F1作用时间为1s．

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题型：多选题

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多选题

小物块随足够长的水平传送带一起运动，被一水平向左飞来的子弹击中并从物块中穿过（子弹与物块作用时间极短），如图1所示．固定在传送带右端的位移传感器纪录了小物块被击中后的位移x随时间t的变化关系图象如图2所示（图象前3s内为二次函数，3-4.5s内为一次函数，取向左运动的方向为正方向）．已知传送带的速度保持不变，g取10m/s2．下列说法正确的是（　　）

A物块被子弹击中后向左运动的初速度是4m/s

B传送带与物块间的动摩擦因数为0.1

C传送带的速度大小为1m/s

D物块在传送带上滑过的痕迹是9m

正确答案

A,D

解析

解：A、由图示图象可知，前3s内，物块的位移先增大后减小，图象前3s内为二次函数，子弹击中物块后物块向左做匀减速直线运动，物块的位移：x=v0t+at2，由图示图象可知，t=1s时x=3m，t=2s时x=4m，代入位移公式得：3=v0×1+×a×12，4=v0×2+×a×22，解得：v0=4m/s，a=-2m/s2，故A正确；

B、对物块，由牛顿第二定律得：-μmg=ma，解得：μ=-=-=0.2，故B错误；

C、由图示图象可知，3-4.5s内为一次函数，此时物块与传送带相对静止，一起做匀速直线运动，则传送带的速度：v===2m/s，故C错误；

D、由图示图象可知，物块向左减速滑动的位移：x1=4m，向右加速运动的位移：x2=4-3=1m，物块相对传送带滑动的时间t=3s，在你此期间传送带的位移：x=vt=2×3=6m，物块在传送带上滑过痕迹的长度：△x=x1+x-x2=4+6-1=9m，故D正确；

故选：AD．

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