牛顿第二定律_章节学习

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题型：填空题

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填空题

一质量为2kg的物体静止在水平地面上，在水平向右拉力F作用下，经4s速度达到12m/s，这时撤去拉力，又经6s才停止下来．则F=______N，水平地面对物体的摩擦力f=______N，方向______．（g取10m/s2）

正确答案

10

4

向左

解析

解：物体在加速过程中的加速度为：a1==3m/s2；

撤去拉力后加速度大小为：a2==2m/s2；

故摩擦力大小为：f=ma2=2×2=4N；方向向左

F-f=ma1

解得：F=f+ma1=4+2×3=10N；

故答案为：10；4；向左

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题型：简答题

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简答题

如图所示，固定斜面的倾角为θ，质量为m的木块与斜面间的动摩擦因数为μ，（μ＜tanθ）

（1）若对物体施加沿斜面向上的外力F，使物体沿斜面匀速向上运动，F应为多大？

（2）若对物体施加水平向右的外力F′，要使物体沿斜面匀速向上运动，F′应为多大？

正确答案

解：（1）物体沿斜面匀速向上运动时受力分析，

根据平衡条件：F-mgsinθ-f=0

N-mgcosθ=0

又f=μN

联立得：F=mgsinθ+μmgcosθ；

（2）对物体受力分析，正交分解，如图：

沿斜面方向：F′cosθ-mgsinθ-f=0

垂直斜面方向：N-mgcosθ-F′sinθ=0

又：f=μN

联立得：F′=

答：（1）若对物体施加沿斜面向上的外力F，使物体沿斜面匀速向上运动，F应为F=mgsinθ+μmgcosθ；

（2）若对物体施加水平向右的外力F′，要使物体沿斜面匀速向上运动，F′应为．

解析

解：（1）物体沿斜面匀速向上运动时受力分析，

根据平衡条件：F-mgsinθ-f=0

N-mgcosθ=0

又f=μN

联立得：F=mgsinθ+μmgcosθ；

（2）对物体受力分析，正交分解，如图：

沿斜面方向：F′cosθ-mgsinθ-f=0

垂直斜面方向：N-mgcosθ-F′sinθ=0

又：f=μN

联立得：F′=

答：（1）若对物体施加沿斜面向上的外力F，使物体沿斜面匀速向上运动，F应为F=mgsinθ+μmgcosθ；

（2）若对物体施加水平向右的外力F′，要使物体沿斜面匀速向上运动，F′应为．

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题型：填空题

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填空题

质量为m=2kg的物体放在粗糙的水平面上，水平拉力F=10N作用于物体上，摩擦力f=2N，物体产生的加速度为______米/秒2．

正确答案

4

解析

解：根据牛顿第二定律得：

a=

故答案为：4

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题型：简答题

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简答题

2011年初，我国南方多次遭受严重的冰灾，给交通运输带来巨大的影响．已知汽车橡胶轮胎与普通路面的动摩擦因数为0.7，与冰面的动摩擦因数为0.1．当汽车以某一速度沿水平普通路面行驶时，急刹车后（设车轮立即停止转动），汽车要滑行14m才能停下．那么，在冰冻天气，该汽车若以同样速度在结了冰的水平路面上行驶，急刹车后汽车继续滑行的距离增大了多少？

正确答案

解：设初速度为v0．

当汽车在水平普通路面上急刹车时，

由牛顿第二定律得 μ1mg=ma1

得a1=μ1g=7 m/s2

又v02=2a1x1

得v0==14m/s

当汽车在水平冰面上急刹车时，

μ2mg=ma2

得a2=μ2g=1 m/s2

又v02=2a2x2

得x2=98 m

所以急刹车后汽车继续滑行的距离增大了

△x=x2-x1=84m

答：以同样速度在结了冰的水平路面上行驶，急刹车后汽车继续滑行的距离增大了84m．

解析

解：设初速度为v0．

当汽车在水平普通路面上急刹车时，

由牛顿第二定律得 μ1mg=ma1

得a1=μ1g=7 m/s2

又v02=2a1x1

得v0==14m/s

当汽车在水平冰面上急刹车时，

μ2mg=ma2

得a2=μ2g=1 m/s2

又v02=2a2x2

得x2=98 m

所以急刹车后汽车继续滑行的距离增大了

△x=x2-x1=84m

答：以同样速度在结了冰的水平路面上行驶，急刹车后汽车继续滑行的距离增大了84m．

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题型：单选题

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单选题

如图所示，竖直放置在水平面上的轻弹簧上放着质量为2kg的物体A，处于静止状态，若将一个质量为3kg的物体B轻放在A上，则放在A上的一瞬间B对A的压力大小为（g取10m/s2）（　　）

A0N

B12N

C5N

D30N

正确答案

B

解析

解：B放上A的瞬间，弹簧的弹力不变，对AB整体分析，整体的加速度a=，

隔离对B分析，mBg-N=mBa，

解得N=mBg-mBa=3×（10-6）N=12N．

故选：B．

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题型：简答题

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简答题

如图所示，一个质量m=5kg的物体放在光滑水平面上．对物体施加一个F=5N的水平拉力，使物体由静止开始做匀加速直线运动，经过时间t=4s，求：

（1）物体的加速度大小a；

（2）物体在这段时间内通过的距离x；

（3）拉力F所做的功是多少．

正确答案

解：（1）根据牛顿第二定律：

F=ma，

可得物体加速度的大小：

a===1 m/s2．

（2）根据运动学公式：x=at2，

可得物体在4s内通过的距离：

x==8m．

（3）拉力的功为：

W=Fx=5×8=40J；

答：（1）物体的加速度大小1m/s2；

（2）物体开始运动后4s内通过的距离8m．

（3）拉力F所做的功是40J．

解析

解：（1）根据牛顿第二定律：

F=ma，

可得物体加速度的大小：

a===1 m/s2．

（2）根据运动学公式：x=at2，

可得物体在4s内通过的距离：

x==8m．

（3）拉力的功为：

W=Fx=5×8=40J；

答：（1）物体的加速度大小1m/s2；

（2）物体开始运动后4s内通过的距离8m．

（3）拉力F所做的功是40J．

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题型：多选题

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多选题

质量为0.3kg的物体在水平面上运动，图中的两条直线分别表示物体受水平拉力作用和不受水平拉力作用时的v-t图象，则下列说法中正确的是（　　）

A物体不受水平拉力时的速度图象一定是b

B物体受水平拉力时的速度图象可能是b

C物体受到的摩擦力大小一定等于0.2N

D水平拉力的大小一定等于0.1N

正确答案

B,D

解析

解：A、两图加速度大小不同，拉力方向与滑动摩擦力方向可能相反，也可能相同，无法判断物体不受水平拉力是哪个图象．故A错误．

B、D、设拉力大小为F．由图读出加速度分别为aa=m/s2，ab=m/s2

若物体受水平拉力时的速度图象是a时，拉力与速度方向相同，根据牛顿第二定律得：

f-F=maa，f=mab

解得：F=0.1N．

若物体受水平拉力时的速度图象是b时，拉力与速度方向相反，根据牛顿第二定律得：

f+F=mab，f=maa

解得：F=0.1N．故BD正确．

C、由上得到：若物体受水平拉力时的速度图象是a时，摩擦力f=0.2N；若物体受水平拉力时的速度图象是b时，摩擦力f=0.1N．故C错误．

故选：BD．

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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，A、B两物体的质量mA=2mB，A物体与轻质弹簧相连，弹簧的另一端固定在竖直墙上，开始时，弹簧处于自由状态，当物体B沿水平向左运动，使弹簧压缩到最短时，A、B两物体间作用力为F，则弹簧给A物体的作用力的大小为（　　）

AF

B2F

C3F

D4F

正确答案

C

解析

解：设B质量为m则A为2m

对B由牛顿第二定律得： ①

对A由牛顿第二定律得： ②

①②联立得：f=3F故ABD错误，C正确；

故选C．

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题型：简答题

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简答题

一质量为m=2kg的滑块能在倾角为θ=30°的足够长的斜面上以a=2.5m/s2匀加速下滑．如图所示，若用一水平推力F作用于滑块，使之由静止开始在t=2s内能沿斜面运动位移s=4m．求：（取g=10m/s2）

（1）滑块和斜面之间的动摩擦因数μ；

（2）推力F的大小．

正确答案

解：（1）根据牛顿第二定律可得：mgsin30°-μmgcos30°=ma　

解得：μ=

（2）使滑块沿斜面做匀加速直线运动，有加速度向上和向下两种可能．

当加速度沿斜面向上时，F cos30°-mgsin30°-μ（F sin30°+mgcos30°）=ma

代入数据得：F=N

当加速度沿斜面向下时，mgsin30°-F cos30°-μ（F sin30°+mgcos30°）=ma

代入数据得：F=N

答：（1）滑块和斜面之间的动摩擦因数为；

（2）推力F的大小为N或=N．

解析

解：（1）根据牛顿第二定律可得：mgsin30°-μmgcos30°=ma　

解得：μ=

（2）使滑块沿斜面做匀加速直线运动，有加速度向上和向下两种可能．

当加速度沿斜面向上时，F cos30°-mgsin30°-μ（F sin30°+mgcos30°）=ma

代入数据得：F=N

当加速度沿斜面向下时，mgsin30°-F cos30°-μ（F sin30°+mgcos30°）=ma

代入数据得：F=N

答：（1）滑块和斜面之间的动摩擦因数为；

（2）推力F的大小为N或=N．

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题型：简答题

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简答题

如图所示，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、沿水平方向的外力拉此物体，经t0=2s拉至 B处．（已知cos37°=0.8，sin37°=0.6，取g=10m/s2）

（1）求物体与地面间的动摩擦因数μ；

（2）用大小为30N，与水平方向成37°的力斜向下推此物体，使物体从A处由静止开始运动到达B处，求物体的运动时间．

正确答案

解：（1）物体做匀加速运动：

得：a=

由牛顿第二定律：

F-f=ma

所以：f=30-2×10=10（N）

∴

（2）设物体由A到B所用的时间为t，由牛顿第二定律

Fcos37°-μ（mg+Fsin37°）=ma

解得：

又由：，

解得：

答：（1）物体与地面间的动摩擦因数0.5；

（2）物体的运动时间4s．

解析

解：（1）物体做匀加速运动：

得：a=

由牛顿第二定律：

F-f=ma

所以：f=30-2×10=10（N）

∴

（2）设物体由A到B所用的时间为t，由牛顿第二定律

Fcos37°-μ（mg+Fsin37°）=ma

解得：

又由：，

解得：

答：（1）物体与地面间的动摩擦因数0.5；

（2）物体的运动时间4s．

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