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

如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2kg的物体在F作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知（g取10m/s2）（　　）

A物体加速度大小为2 m/s2

BF的大小为21N

C4s末F的功率大小为42W

D4s内F做功的平均功率为42W

正确答案

C

解析

解：A、速度时间图线的斜率表示加速度，则物体的加速度a=．故A错误．

B、根据牛顿第二定律得，2F-mg=ma，则F=．故B错误．

C、4s末物体的速度为2m/s，则拉力作用点的速度为4m/s，则拉力的功率P=Fv=10.5×4=42W．故C正确．

D、4s内物体的位移x=，则拉力作用点的位移为8m，拉力平均功率P=．故D错误．

故选：C．

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题型：填空题

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填空题

质量m为2kg的物体，受到10N的合外力，由静止开始做匀加速直线运动．其加速度a大小为______； 2秒末物体的速度大小是______；2秒内物体位移大小为______．

正确答案

5m/s2

10m/s

10m

解析

解：由牛顿第二定律可知：

a===5m/s2

则2s末的速度v=at=5×2=10m/s；

2s内的位移x=at2=×5×4=10m；

故答案为：5m/s2；10m/s；10m

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题型：填空题

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填空题

质量为2.0kg的物体，从离地面16m高处，由静止开始加速下落，经2s落地，则物体下落的加速度的大小是______m/s2，下落过程中物体所受阻力的大小是______N．

正确答案

8

4

解析

解：物体下落做匀加速直线运动，根据位移时间关系得：

x=

a=m/s2

根据牛顿第二定律得：

a=

解得：f=4N

故答案为：8；4

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题型：简答题

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简答题

如图甲所示，质量m=2.0kg的物体静止在水平面上，物体跟水平面间的动摩擦因数μ=0.20．从t=0时刻起，物体受到一个水平力F的作用而开始运动，前8s内F随时间t变化的规律如图乙所示．g取10m/s2，求：

（1）在图丙的坐标系中画出物体在前8s内的v-t图象．

（2）8s内的位移．

正确答案

解：（1）在0-4s内：根据牛顿第二定律得：

F-μmg=ma1

解得a1=3m/s2

第4s末物体的速度为v1=at1=12m/s

在4-5s：-（F+μmg）=ma2

解得a2=-7m/s2

第5s末物体的速度为v2=v1+a2t2=12-7×1=5（m/s）

F变为零后：-μmg=ma3

解得a3=-2m/s2

运动时间为t3===2.5s

所以t=7.5s时刻停止．画出物体在前8s内的 v-t 图象如图所示．

（2）由图可得：0-4s内物体的位移s1=m=24m

4-7.5s内物体的位移s2==14.75m

即8s内的位移S=s1+s2=24+14.75=38.75m．

答：（1）物体在前8s内的v-t图象如上图所示．

（2）8s内的位移为38.75m．

解析

解：（1）在0-4s内：根据牛顿第二定律得：

F-μmg=ma1

解得a1=3m/s2

第4s末物体的速度为v1=at1=12m/s

在4-5s：-（F+μmg）=ma2

解得a2=-7m/s2

第5s末物体的速度为v2=v1+a2t2=12-7×1=5（m/s）

F变为零后：-μmg=ma3

解得a3=-2m/s2

运动时间为t3===2.5s

所以t=7.5s时刻停止．画出物体在前8s内的 v-t 图象如图所示．

（2）由图可得：0-4s内物体的位移s1=m=24m

4-7.5s内物体的位移s2==14.75m

即8s内的位移S=s1+s2=24+14.75=38.75m．

答：（1）物体在前8s内的v-t图象如上图所示．

（2）8s内的位移为38.75m．

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题型：单选题

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单选题

在水平的足够长的固定木板上，一小物块以某一初速度开始滑动，经一段时间t后停止．现将该木板改置成倾角为45°的斜面，让小物块以相同的初速度沿木板上滑．若小物块与木板之间的动摩擦因数为μ．则小物块上滑到最高位置所需时间t与t之比为（　　）

A

B

C

D

正确答案

C

解析

解：根据牛顿第二定律得，物块在水平木板上的加速度为：

；

在倾斜木板上的加速度为：

=μgcos45°+gsin45°=．

根据v0=at得，时间之比为：

．故C正确，A、B、D错误．

故选：C．

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题型：简答题

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简答题

质量分别为m1和m2的两个小物块用轻绳连接，绳跨过位于倾角α=30°的光滑斜面顶端的轻滑轮，滑轮与转轴之间的摩擦不计，斜面固定在水平桌面上，如图所示．第一次，m1悬空，m2放在斜面上，用t表示m2自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间；第二次，将m1和m2位置互换，使m2悬空，m1放在斜面上．如果=，求m1自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间为多少？

正确答案

解：根据牛顿第二定律得：

第一次：a1= ①

第二次：a2=②

由②：①得，a2：a1=9：1

由位移公式x=得，t1：t2=：=1：3

又t1=t，得到，t2=t

答：第二次，将m1和m2位置互换，使m2悬空，m1放在斜面上，m1自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间为t．

解析

解：根据牛顿第二定律得：

第一次：a1= ①

第二次：a2=②

由②：①得，a2：a1=9：1

由位移公式x=得，t1：t2=：=1：3

又t1=t，得到，t2=t

答：第二次，将m1和m2位置互换，使m2悬空，m1放在斜面上，m1自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间为t．

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题型：单选题

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单选题

质量为m的木箱置于水平面上，水平推力F即可使木箱做匀速直线运动．现保持F的大小不变，方向改为与水平方向成60°斜向上拉木箱，仍能使其做匀速直线运动，如图所示．则木箱与水平面间的动摩擦因数为（　　）

A

B

C

D

正确答案

C

解析

解：用水平推力F即可使物体做匀速直线运动，知摩擦力f=F=μmg…①

当改用与水平方向成θ角的斜向上的拉力F去拉物体，则有：

Fcos60°=f′…②

f′=μ（mg-Fsin60°）…③

联立①②③解得：μ=

故选：C

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题型：单选题

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单选题

如图所示，质量为M的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架顶端，下端固定一个质量为m的小球，小球上下振动时，框架始终没有弹起．当框架对地面压力为零瞬间，小球的加速度大小和方向为（　　）

Ag，竖直向上

Bg，竖直向上

C0

Dg，竖直向下

正确答案

D

解析

解：当框架对地面压力为零瞬间，框架受重力和弹簧的弹力处于平衡，则有：F=Mg，

隔离对小球分析，根据牛顿第二定律得：F+mg=ma，

解得：方向竖直向下．

故选：D

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题型：填空题

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填空题

如图，质量为m的物体，与水平地面之间的动摩擦因数为μ，在水平拉力F的作用下，物体从静止开始做加速运动，经过一段时间后撤去拉力F，物体又滑行一段时间后停下，若整个运动过程所用的时间是t，则物体在全程中的位移大小是______．

正确答案

解析

解：加速阶段，根据牛顿第二定律：F-μmg=ma1

得：a1=

减速阶段，根据牛顿第二定律：μmg=ma2

得：a2=μg

设加速的时间是t1，则减速的时间t2=t-t1，

应该有：a1t1=a2t2

即：t1=μg（t-t1）

得：t1=

则最大速度为：v=a1t1=

则全程的位移为：x=+

整理得：x=

故答案为：．

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题型：单选题

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单选题

如图（甲）所示，物体原来静止在水平地面上，用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，物体先静止后又做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图（乙）所示．设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度g取10m/s2．根据题目提供的信息，下列判断正确的是（　　）

A物体的质量m=2kg

B物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.624

C物体与水平面的最大静摩擦力fmax=12N

D在F为10N时，物体的加速度a=2.5m/s2

正确答案

A

解析

解：对物体受重力、地面的支持力、向右的拉力和向左的摩擦力

根据牛顿第二定律得：F-μmg=ma

解得：a=

由a与F图线，得到

0.5=

4=

解得：m=2Kg，μ=0.3，故A正确，B错误；

所以a=

故a=0时，F为6N，即最大静摩擦力为6N，故C错误；

当F为10N时，物体的加速度a=2m/s2，故D错误．

故选：A．

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