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4.3 牛顿第二定律精选巩固训练1. 关于牛顿第二定律，下列说法中正确的是()A. 牛顿第二定律的表达式Fma在任何情况下都适用B. 某一瞬时的加速度，只能由这一瞬时的外力决定，而与这一瞬时之前或之后的外力无关C. 在公式Fma中，若F为合力，则a等于作用在该物体上的每一个力产生的加速度的矢量和D. 物体的运动方向一定与物体所受合力的方向一致2. 关于力的单位“牛顿”的理解,以下说法中正确的是()A.“N”这个单位是由质量1 kg的物体所受重力为9.8 N而规定下来的B.“N”这个单位是由牛顿第二定律F=kma,当k=1时规定下来的C. 使质量为1 kg的物体产生9.8 m/s2的加速度的力为1 ND. 物体所受重力为19.6 N中“N”并不是规定的,而是测出来的3. 关于牛顿第二定律,以下说法中正确的是()A. 由牛顿第二定律可知,加速度大的物体,所受的合外力一定大B. 牛顿第二定律说明了,质量大的物体,其加速度一定就小C. 由F=ma可知,物体所受到的合外力与物体的质量成正比D. 对同一物体而言,物体的加速度与物体所受到的合外力成正比,而且在任何情况下,加速度的方向始终与物体所受的合外力方向一致4. 一个物体受到4 N的力，获得1 m/s2的加速度，可使物体获得3 m/s2的加速度，需要施加的力是()A. 8 NB. 12 NC. 14 ND. 16 N5. 如图所示，底板光滑的小车上用两个量程为20 N，完全相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为1 kg的物块。在水平地面上，当小车做匀速直线运动时，两弹簧测力计的示数均为10 N，当小车做匀加速直线运动时，弹簧测力计甲的示数变为8 N，这时小车运动的加速度大小是()A. 2 m/s2 B. 4 m/s2 C. 6 m/s2 D. 8 m/s26. 质量为m的物体从高处静止释放后竖直下落,在某时刻受到的空气阻力为Ff,加速度为a=g,则Ff 的大小为 ()A.mgB.mg C.mg D.mg7. 如图所示,质量为1 kg的物体,在水平面上向左运动,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,与此同时,物体还受到一个水平向右的推力F=2 N的作用,g取10 m/s2,则物体获得的加速度大小及方向是()A. 0B. 4 m/s2,水平向右 C. 2 m/s2,水平向左 D. 2 m/s2,水平向右8. (多选) 静止在光滑水平面上的木块,受到一个水平向右且逐渐减小的力的作用,在这个过程中,木块的运动情况是 () A. 速度逐渐减小的变加速运动 B. 在力减小到0以前,速度逐渐增大的变加速运动 C. 力减小为0时,速度也减小为0 D. 力减小为0时,速度达到最大值 9. 如图所示，自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从它接触弹簧开始，到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度和加速度的变化情况是() A. 速度变大，加速度变小 B. 速度变小，加速度变大C. 速度先变小，后变大；加速度先变大，后变小 D. 速度先变大，后变小；加速度先变小，后变大10. 如图所示，在光滑水平面上，轻质弹簧的右端固定在竖直墙壁上。一物块在水平恒力F作用下做直线运动，接触弹簧后，压缩弹簧，直至速度为零，整个过程中，物体一直受到力F作用，弹簧一直在弹性限度内，在物体与弹簧接触后向右运动的过程中，下列说法正确的是()A. 物块接触弹簧后立即做减速运动 B. 物块接触弹簧后先加速后减速C. 当弹簧形变量最大时，物块的加速度等于零 D. 当物块的速度最大时，它所受的合力为零 11. 在光滑的水平面上有一个物体同时受到两个水平力F1和F2的作用，在第1s内该物体保持静止状态。若两个力随时间变化情况如图所示，则下列说法中正确的是()A. 在第2s内物体做匀加速直线运动 B. 在第3s内物体做变加速直线运动C. 在第4s末物体的加速度方向改变 D. 在第6s末物体的速度为零12. 在静止的车厢内，用细绳a和b系住一个小球，绳a斜向上拉，绳b水平拉，如图3所示.现让车从静止开始向右做匀加速运动，小球相对于车厢的位置不变，与小车静止时相比，绳a、b的拉力Fa、Fb变化情况是()A.Fa变大，Fb不变 B.Fa变大，Fb变小 C.Fa不变，Fb变小 D.Fa不变，Fb变大 13. 如图所示,一物块位于光滑水平桌面上;用一大小为F,方向如图所示的力去推它,使它以加速度a向右运动。若保持力的方向不变而增大力的大小,则()A. a变大 B. a不变C. a变小 D. 因为物块的质量未知,故不能确定a变化的趋势14. 如图所示，在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2的木块A和B之间用轻弹簧相连，在拉力F作用下，以加速度a做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此瞬时A和B的加速度为a1和a2，则()A. a1a20 B. a1a，a20C. a1a，a2a D. a1a，a2a15. 如图所示，轻绳的一端连接质量为m的物体，另一端固定在左侧竖直墙壁上，轻绳与竖直墙壁的夹角45，轻弹簧的一端连接物体，另一端固定在右侧竖直墙壁上，物体对地面的压力恰好为0，物体与地面间的动摩擦因数为0.3，g取10 m/s2，剪断轻绳的瞬间物体的加速度大小是()A. 3 m/s2 B. 10 m/s2 C. 7 m/s2 D. 10 m/s216. A、B两球的质量均为m，两球之间用轻弹簧相连，放在光滑的水平地面上，A球左侧靠墙，弹簧原长为L0，用恒力F向左推B球使弹簧压缩，如图所示，整个系统处于静止状态，此时弹簧长为L，下列说法正确的是()A. 弹簧的劲度系数为B. 弹簧的劲度系数为C. 若突然将力F撤去，撤去瞬间，A、B两球的加速度均为0D. 若突然将力F撤去，撤去瞬间，A球的加速度为0，B球的加速度大小为17. 如图(a)所示，某人正通过定滑轮将质量为m的货物提升到高处。滑轮的质量和摩擦均不计，货物获得的加速度a与绳子对货物竖直向上的拉力FT之间的函数关系如图(b)所示。由以下判断正确的是()A. 图线与纵轴的交点M的值aMg B. 图线与横轴的交点N的值FTmgC. 图线的斜率等于物体的质量m D. 图线的斜率等于物体质量的倒数18. 质量为1kg的物体静止在水平面上，若用4N的水平拉力拉它，刚好能匀速运动；若将此力增至6N，则物体加速度大小是多少？若撤去拉力，物体的加速度大小又是多少？19. 如图所示,一个质量m=2 kg的物体置于水平面上,在F=10 N的水平力作用下,由静止开始沿水平面做匀加速直线运动,它与水平面之间的动摩擦因数为0.2。则物体运动的加速度是多大?4 s内通过的距离是多少?(g取10 m/s2)20. 水平地面上的木箱质量为20kg，用大小为100N的水平力推木箱，恰好能使木箱匀速前进；若用同样大小的力与水平方向成37角斜向上拉木箱，如图所示，木箱的加速度多大？(取g10m/s2，sin370.6，cos370.8)21. 质量为m的木块,以一定的初速度沿倾角为=37的斜面向上滑动,斜面静止不动,木块与斜面间的动摩擦因数为=0.5,如图所示。(sin 37=0.6,cos 37=0.8,g取10 m/s2)(1) 求向上滑动时木块的加速度的大小和方向。(2) 若此木块滑到最大高度后,能沿斜面下滑,求下滑时木块的加速度的大小和方向。22. 如图甲所示，质量m5 kg的物体静止在水平地面上的O点，如果用F120 N的水平恒定拉力拉它时，运动的x-t图象如图乙所示；如果水平恒定拉力变为F2，运动的vt图象如图丙所示。求：拉力F2的大小。图甲图乙图丙23. 楼梯口一倾斜的天花板与水平面成=37角,一装潢工人手持绑着刷子的木杆粉刷天花板。工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上,大小为F=10 N,刷子的质量为m=0.5 kg,刷子可视为质点。刷子与天花板间的动摩擦因数为=0.5,天花板长为l=4 m,取sin 37=0.6,g取10 m/s2,试求:(1)刷子沿天花板向上运动的加速度大小;(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间。24. 直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火，悬挂着m500kg空箱的悬索与竖直方向的夹角145，直升机取水后飞往火场，加速度沿水平方向，大小稳定在a1.5m/s2时，悬索与竖直方向的夹角214(如图所示)，如果空气阻力大小不变，且忽略悬索的质量，试求水箱中水的质量M。(取重力加速度g10m/s2，sin140.242，cos140.970)答案与解析1.【答案】BC【解析】 牛顿第二定律只适用于宏观物体在低速时的运动，A错误；Fma具有同时性，B正确；如果Fma中F是合力，则a为合力产生的加速度，即各分力产生加速度的矢量和，C正确；如果物体做减速运动，则v与F反向，D错误。 2.【答案】B【解析】“牛顿”这个单位是人为规定的,规定使质量为1 kg的物体,产生1 m/s2的加速度所需的力为1 N,在此规定下牛顿第二定律F=kma中的比例常数k=1,故选项B正确。3.【答案】D4.【答案】B【解析】根据牛顿第二定律公式a，得：m kg4 kg.则物体获得3 m/s2的加速度时，合力为：Fma43 N12 N。故选B.5.【答案】B【解析】当弹簧测力计甲的示数变为8 N时，弹簧测力计乙的示数变为12 N，这时物块所受的合力为4 N。由牛顿第二定律Fma得物块的加速度a4 m/s2，故选项B正确。6.【答案】B 【解析】由牛顿第二定律a=g 得空气阻力大小为 mg,选项B正确。7.【答案】B【解析】 物体向左运动,受到向右的滑动摩擦力,Ff=mg=2 N,物体所受合外力为F合=F+Ff=4 N,由牛顿第二定律得a=4 m/s2,方向水平向右,选项B正确。8.【答案】BD 【解析】 力逐渐减小,加速度逐渐变小,但加速度与速度方向相同,故木块的速度逐渐增大,当力减小为0时,速度达到最大值。 9.【答案】D 【解析】开始阶段，弹簧的压缩量较小，因此弹簧对小球向上的弹力小于向下重力，此时合外力大小：Fmgkx，方向向下，随着压缩量的增加，弹力增大，故合外力减小，则加速度减小，由于合外力与速度方向相同，小球的速度变大；当mgkx时，合外力为零，此时速度最大；由于惯性物体继续向下运动，此时合外力大小为：Fkxmg，方向向上，物体减速，随着压缩量增大，物体合外力增大，加速度增大，故整个过程中加速度先变小后变大，速度先变大后变小，故D正确。 10.【答案】BD 11.【答案】B【解析】两物体在01s受等大反向共绕的力作用处于静止状态，14s，F2减小，F1不变，则物体向F1方向做加速度增大的加速运动，45s，F2增大到原值，则物体做加速度减小的加速度运动，56s做匀速运动，则B正确。12.【答案】C【解析】以小球为研究对象，分析受力情况，如图所示，根据牛顿第二定律得：水平方向： Fasin Fbma 竖直方向：Facos mg0 由题，不变，由分析得知Fa不变。 由得知，FbFasin maFasin ，即Fb变小。13.【答案】A【解析】由于桌面光滑,故不受摩擦力,物块受力为重力G、桌面对物体的支持力FN、推力F,设推力与水平方向夹角为,将F沿水平方向和竖直方向分解,由牛顿第二定律得Fcos =ma,所以a=,F方向不变而大小增大,可得a变大。选项A正确。14.【答案】D【解析】 首先研究整体，求出拉力F的大小F(m1m2)a.突然撤去F，以A为研究对象，由于弹簧在短时间内弹力不会发生突变，所以A受力不变，其加速度a1a.以B为研究对象，在没有撤去F时有：FFm2a，而F(m1m2)a，所以Fm1a，撤去F则有：Fm2a2，所以a2a.D项正确。15. 【答案】C【解析】 剪断轻绳前对物体进行受力分析如图乙所示，物体受重力mg、弹簧的拉力F、轻绳的拉力T，有Fmgtan mg图乙 图丙剪断轻绳后对物体进行受力分析如图丙所示，物体受重力mg、地面对物体的支持力N、弹簧的拉力F、地面对物体的摩擦力f，由牛顿第二定律得，Fmgma，a(1)g7 m/s2.16.【答案】BD17.【答案】ABD【解析】以货物为研究对象，由牛顿第二定律得：FTmgma所以aFTg由以上函数关系式，根据所给图象可判定A、B、D选项正确。18.【答案】2m/s24m/s2【解析】依题意，用4N的水平拉力拉物体刚好能匀速运动，则物体受到的滑动摩擦力为Ff4N当用6N的水平拉力拉它时，根据牛顿第二定律有FFfma，代入数据得a2m/s2若撤去拉力，物体只受摩擦力，则Ffma代入数据得a4m/s2。19.【答案】3 m/s224 m【解析】对物体进行受力分析,如图所示。在竖直方向上,FN=mg=210 N=20 N所以Ff=FN=0.220 N=4 N在水平方向上,由牛顿第二定律可得F合=F-Ff=ma代入数据解得a=3 m/s2物体的位移x=at2=342 m=24 m。20.【答案】0.5m/s2【解析】如图所示，木箱匀速运动时滑动摩擦力FfmgF，所以0.5木箱加速运动时，如图所示水平方向由牛顿第二定律知，Fcos37FNma竖直方向Fsin37FNmg代入数据联立解得a0.5m/s221.【答案】(1)10 m/s2,方向沿斜面向下(2)2 m/s2,方向沿斜面向下mgsin +Ff=maFN-mgcos =0又Ff=FN联立解得a=g(sin +cos )=10 m/s2,方向沿斜面向下。(2)木块下滑时其受力分析如图乙所示,由题意知,木块的加速度方向沿斜面向下。根据牛顿第二定律有mgsin -Ff=maFN-mgcos =0又Ff=FN联立解得a=g(sin -cos )=2 m/s2,方向沿斜面向下。22.【答案】30 N【解析】从图乙可知，物体作匀速直线运动，说明物体处于平衡状态，有：FF1.由图丙知：a2 m/s2，根据牛顿第二定律有：F2Fma，代入数据可得：F30 N.23.【答案】(1)2 m/s2(2)2 s【解析】(1)刷子的受力情况如图所示。将刷子受的力沿斜面和垂直斜面分解,由牛顿第二定律得(F-mg)sin 37-Ff=maFN=(F-mg)cos 37Ff=FN代入数据,得a=2 m/s2。(2)由运动学公式,得l=at2代入数据,得t=2 s。24. 【答案】4.5103kg
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