山东省专用2018-2019学年高中物理第四章牛顿运动定律课时跟踪检测十五牛顿第二定律含解析新人教版必修1 .doc

课时跟踪检测（十五） 牛顿第二定律1(多选)一个质量为2 kg的物体，放在光滑水平面上，受到两个水平方向的大小为5 N和7 N的共点力作用，则物体的加速度可能是()A1 m/s2B4 m/s2C7 m/s2 D10 m/s2解析：选AB两个水平方向的大小为5 N和7 N的共点力作用，合力的范围为 2 NF12 N，再由牛顿第二定律知加速度的范围为：1 m/s2a6 m/s2，A、B对。2.如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力()A方向向左，大小不变 B方向向左，逐渐减小C方向向右，大小不变 D方向向右，逐渐减小解析：选A根据题目条件得知，物体B具有水平向左的恒定加速度，由牛顿第二定律知，物体B受到的合外力水平向左且恒定，对物体B受力分析可知，物体B在水平方向的合外力就是物体A施加的静摩擦力，因此，物体B受到的摩擦力方向向左，且大小不变，保持恒定，选项A正确，其他选项都错。3(多选)放在光滑水平面上的物体，在水平方向的两个平衡力作用下处于静止状态，将其中一个力逐渐减小到零后，又逐渐恢复原值，则该物体()A速度先增大，后又减小B速度一直增大，直到某一定值后不再变化C加速度先逐渐增大，后又减小为零D位移一直在增大解析：选BCD物体所受到的平衡力发生变化时，其合力先增大后减小为零，则由牛顿第二定律的矢量性可知其加速度也是先增大后减小为零。由于物体做初速度为零的变加速运动，加速度与速度方向一致，故位移一直在增加，故B、C、D对。4.如图，鸟沿虚线斜向上加速飞行，空气对其作用力可能是()AF1 BF2CF3 DF4解析：选B小鸟沿虚线斜向上加速飞行，说明合外力方向沿虚线斜向上，小鸟受两个力的作用，空气的作用力和重力，如图所示。5.如图所示，当小车向右做匀加速运动时，两个小球的受力情况是()AA球受3个力作用，B球受2个力作用BA球受2个力作用，B球受3个力作用CA球受3个力作用，B球受3个力作用DA球受2个力作用，B球受2个力作用解析：选A当小车向右做匀加速运动时，小球A紧靠侧壁，受到重力、绳的拉力和侧壁的支持力作用；而小球B向后抬高一定的角度，受重力和绳子的拉力作用，两个力的合力产生加速度，故选A。6.如图所示，光滑水平面上放有质量均为m的滑块A和斜面体C，在C的斜面上又放有一质量也为m的滑块B，用力F推滑块A使三者无相对运动地向前加速运动，则各物体所受的合力()A滑块A最大 B斜面体C最大C同样大 D不能判断谁大谁小解析：选C由于三者无相对运动地向前共同加速运动，且质量均相同，根据牛顿第二定律Fma可知，F均相同，故C正确。7惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要元件之一是加速度计，加速度计构造原理的示意图如图所示；沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的滑块，滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连，两弹簧的另一端与固定壁相连，滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导。设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O点距离为s，则这段时间内导弹的加速度()A方向向左，大小为ks/mB方向向右，大小为ks/mC方向向左，大小为2ks/mD方向向右，大小为2ks/m解析：选D取滑块m为研究对象，当指针向左偏时，滑块左侧弹簧被压缩而右侧弹簧被拉伸。两个弹力大小为F左F右ks，方向均是指向右侧，如图所示，由牛顿第二定律可得：a，方向向右，故只有D选项正确。8.如图所示，质量为4 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5。物体受到大小为20 N、与水平方向成37角斜向上的拉力F作用时，沿水平面做匀加速运动，求物体加速度的大小。(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)解析：选取物体为研究对象，对其受力分析如图所示水平方向：Fcos 37Ffma竖直方向：FNFsin 37mg又因为FfFN解可得：a0.5 m/s2。答案：0.5 m/s29一辆空车与一辆装有货物的车，在同一路面上以相同的速率行驶，两车的车轮与地面的动摩擦因数相同，当急刹车后(即车轮不转动，只能滑动)，则下面说法正确的是()A空车滑动的距离较小B空车滑动的距离较大C两车滑行中加速度不等D两车滑动的时间相等解析：选D设车的质量为m，所受摩擦力FfFNmg，刹车时产生的加速度ag，由运动规律可知t相等，故选D项。10(多选)如图，物块a、b和c的质量相同，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O。整个系统处于静止状态。现将细线剪断，将物块a的加速度的大小记为a1，S1和S2相对于原长的伸长分别记为l1和l2，重力加速度大小为g。在剪断的瞬间()Aa13g Ba10Cl12l2 Dl1l2解析：选AC设物体的质量为m，剪断细线的瞬间，细线的拉力消失，弹簧还没有来得及改变，所以剪断细线的瞬间a受到重力和弹簧S1的拉力T1，剪断前对bc和弹簧组成的整体分析可知T12mg，故a受到的合力FmgT1mg2mg3mg，故加速度a13g，A正确，B错误；设弹簧S2的拉力为T2，则T2mg，根据胡克定律Fkx可得l12l2，C正确，D错误。11.跳伞运动员在下落过程中(如图所示)，假定伞所受空气阻力的大小跟下落速度的平方成正比，即Fkv2，比例系数k20 Ns2/m2，跳伞运动员与伞的总质量为72 kg，起跳高度足够高，则： (1)跳伞运动员在空中做什么运动？收尾速度是多大？(2)当速度达到4 m/s时，下落加速度是多大？(g取10 m/s2)解析：(1)以伞和运动员作为研究对象，开始时速度较小，空气阻力F小于重力G，v增大，F随之增大，合力F合减小，做加速度a逐渐减小的加速运动；当v足够大，使FG时，F合0，a0，开始做匀速运动，此时的速度为收尾速度，设为vm。由FkvG，得vm 6 m/s。(2)当v4 m/svm时，合力F合mgF，Fkv2，由牛顿第二定律F合ma得ag10 m/s2m/s25.6 m/s2。答案：(1)做加速度越来越小的加速运动vm6 m/s(2)5.6 m/s212.自制一个加速度计，其构造是：一根轻杆，下端固定一个小球，上端装在水平轴O上，杆可在竖直平面内左右摆动，用白硬纸作为表面，放在杆摆动的平面上，并刻上刻度，可以直接读出加速度的大小和方向。使用时，加速度计右端朝汽车前进的方向，如图所示，g取9.8 m/s2。 (1)硬纸上刻度线b在经过O点的竖直线上，则在b处应标的加速度数值是多少？(2)刻度线c和O点的连线与Ob的夹角为30，则c处应标的加速度数值是多少？(3)刻度线d和O点的连线与Ob的夹角为45。在汽车前进时，若轻杆稳定地指在d处，则0.5 s内汽车速度变化了多少？解析：(1)当轻杆与Ob重合时，小球所受合力为0，其加速度为0，车的加速度亦为0，故b处应标的加速度数值为0。(2)方法一合成法：当轻杆与Oc重合时，以小球为研究对象，受力分析如图所示。根据力的合成的平行四边形定则和牛顿第二定律得mgtan ma1，解得a1gtan 9.8m/s25.66 m/s2。方法二正交分解法：建立直角坐标系，并将轻杆对小球的拉力正交分解，如图所示。则沿水平方向有：Fsin ma，竖直方向有：Fcos mg0联立以上两式可解得小球的加速度a5.66 m/s2，方向水平向右，即c处应标的加速度数值为5.66 m/s2。(3)若轻杆与Od重合，同理可得mgtan 45ma2，解得a2gtan 459.8 m/s2，方向水平向左，与速度方向相反所以在0.5 s内汽车速度应减少，减少量va2t9.80.5 m/s4.9 m/s。答案：(1)0(2)5.66 m/s2(3)减少了4.9 m/s