物理人教版必修1第四章第三节《牛顿第二定律》知能演练

1111对牛顿第二定律的理解错误的是()A由Fma可知，F与a成正比，m与a成反比B牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用C加速度的方向总跟合外力的方向一致D当外力停止作用时，加速度随之消失解析：选AB.物体的质量与加速度无关，故A错误；B项违反了因果关系，C、D符合矢量性和瞬时性关系，故选A、B.2在牛顿第二定律的数学表达式Fkma中，有关比例系数k的说法，正确的是()Ak的数值由F、m、a的数值决定Bk的数值由F、m、a的单位决定C在国际单位制中，k1D在任何情况下k都等于1解析：选BC.物理公式在确定物理量数量关系的同时也确定了物理量的单位，在Fkma中，只有m的单位取kg，a的单位取m/s2，F的单位取N时，k才等于1.即各物理量在国际单位制下，k1，故B、C正确3.如图439所示，粗糙水平面上的物体在水平拉力F作用下做匀加速直线运动，现使F不断减小，则在滑动过程中()图439A物体的加速度不断减小，速度不断增大B物体的加速度不断增大，速度不断减小C物体的加速度先变大再变小，速度先变小再变大D物体的加速度先变小再变大，速度先变大再变小解析：选D.由牛顿第二定律得：FFfma.所以a，开始时物体加速运动，则FFf，当F逐渐减小时，a减小，当F减小到等于Ff时 ，a0，F再减小，a的方向改变，大小为a，F减小a增大所以加速度先减小后反向增大，物体先加速后减速，故D正确4如图4310所示，吊篮P悬挂在天花板上，与吊篮质量相等的物体Q被固定在吊篮中的轻弹簧托住，当悬挂吊篮的细绳烧断瞬间，吊篮P和物体Q的加速度大小是()图4310AaPaQgBaP2g，aQ0CaPg，aQ2g DaP2g，aQg解析：选B.绳烧断前，对Q由二力平衡条件得：Fmg，绳烧断瞬间，绳的弹力突变为0，弹簧的弹力来不及变化，则aP(mgF)/m2g，方向向下aQ0，故B对，A、C、D错5某物体在水平面上沿直线运动，受到大小恒为2 N的摩擦阻力作用，当对它施加4 N的水平拉力时，物体的加速度大小为2 m/s2，当水平拉力变为10 N时，物体的加速度多大？物体的质量多大？解析：由牛顿第二定律得：F1Ffma1m kg1 kg同理可得：F2Ffma2a2 m/s28 m/s2.答案：8 m/s21 kg一、单项选择题1物体运动的速度方向、加速度方向和所受合外力的方向的关系是()A速度方向、加速度方向和合外力方向总是相同的B加速度跟合外力总是同方向，速度方向与它们的方向可能相同，也可能不同C速度跟加速度总是同方向，但合外力的方向与它们可能相同，也可能不同D物体的速度是由合外力产生的，所以速度方向总跟合外力的方向相同解析：选B.加速度由合外力产生，加速度的方向与合外力的方向总是相同的，而加速度与物体速度方向无直接联系，可能相同，也可能不同，B正确；速度方向与加速度以及合外力方向不一定相同，A错速度方向跟加速度方向可能相同，可能相反，也可能成任意角，C错速度不是由合外力产生的，由于物体受力从而产生了加速度，使物体的速度发生变化图43112如图4311所示，长木板A的右端与桌边相齐，木板与桌面间的动摩擦因数为，今用一水平恒力F将A推出桌边，在长木板开始翻转之前，木板的加速度大小将会()A逐渐减小B逐渐增大C不变 D先减小后增大解析：选C.因此过程中受力不变，故加速度不变3质量为m的物体静止在粗糙的水平面上，当用水平推力F作用于物体上时，物体的加速度为a，若作用力方向不变，大小变为2F时，物体的加速度为a，则()Aa2a Baa2aCa2a Da1.5a解析：选C.设摩擦力为Ff，由牛顿第二定律得：解得a2a，故C对4.图4312如图4312所示，有一辆汽车满载西瓜在水平路面上匀速前进突然发现意外情况，紧急刹车做匀减速运动，加速度大小为a，则中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的大小是()Am BmaCm Dm(ga)解析：选C.对西瓜A受力分析如图，F表示周围西瓜对A的作用力，则由牛顿第二定律得：ma，解得：Fm ，故C对，A、B、D错二、双项选择题5质量为1 kg的物体受3 N和4 N的两个共点力的作用，物体的加速度可能是()A5 m/s2 B7 m/s2C8 m/s2 D9 m/s2解析：选AB.合力取值范围是：1 NF7 N，由牛顿第二定律得加速度的取值范围为：1 m/s2a7 m/s2，故A、B正确6.图4313如图4313所示，光滑的水平面上，有一木块以速度v向右运动，一根弹簧固定在墙上，木块从与弹簧接触直到弹簧被压缩到最短的这一段时间内，木块将做什么运动()A匀减速运动B加速度与速度方向均向右C速度减小D加速度增大解析：选CD.木块向右运动至弹簧压缩到最短的这一段时间内，木块受到的弹力逐渐变大，因此，木块的加速度向左，且逐渐增大，速度逐渐减小7如图4314所示，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连，设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是()图4314A向右做加速运动 B向右做减速运动C向左做加速运动 D向左做减速运动解析：选AD.弹簧处于压缩状态，则弹簧对小球的力的方向水平向右，由牛顿第二定律可知，小车的加速度方向水平向右，其运动的速度方向可能向左，也可能向右，故A、D正确，B、C错误8.图4315如图4315，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、a2.重力加速度大小为g.则有()Aa1g Ba10Ca2g Da2g解析：选BC.在抽出木板的瞬时，弹簧对1的支持力和对2的压力并未改变对1物体受重力和支持力，mgF，a10.对2物体受重力和压力，根据牛顿第二定律a2g.故选B、C.图43169(2011高考上海卷)受水平外力F作用的物体，在粗糙水平面上做直线运动，其vt图线如图4316所示，则()A在0t1秒内，外力F大小不断增大B在t1时刻，外力F为零C在t1t2秒内，外力F大小可能不断减小D在t1t2秒内，外力F大小可能先减小后增大解析：选CD.由图象可知0t1，物体做a减小的加速运动，t1时刻a减小为零由a可知，F逐渐减小，最终FFf，故A、B错误t1t2物体做a增大的减速运动，由a可知，至物体速度减为零之前，F有可能是正向逐渐减小，也可能F已正向减为零且负向增大，故C、D正确三、非选择题图431710如图4317所示，物体A的质量为10 kg，放在水平地面上，物体A与地面间的动摩擦因数0.2，如果用与水平面成30的力拉它，为了产生1 m/s2的加速度，F需要多大？(g取10 m/s2)解析：物体A受力情况如图所示，根据牛顿第二定律列方程Fcos30FNmaFNFsin30mg0联立以上两式解得F，代入数据解之得F31 N.答案：31 N图431811质量为m的木块，以一定的初速度沿倾角为的斜面向上滑动，斜面静止不动，木块与斜面间的动摩擦因数为，如图4318所示(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解析：(1)以木块为研究对象，因木块受到三个力的作用，故采用正交分解法求解，建立坐标系时，以加速度的方向为x轴的正方向木块上滑时其受力分析如图甲所示，根据题意，加速度的方向沿斜面向下，将各个力沿斜面和垂直斜面方向正交分解根据牛顿第二定律有mgsinFfma，FNmgcos0又FfFN联立解得ag(sincos)，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mgsinFfma，FNmgcos0，又FfFN联立解得ag(sincos)，方向沿斜面向下答案：(1)g(sincos)，方向沿斜面向下(2)g(sincos)，方向沿斜面向下图431912(2010高考安徽卷)质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的vt图象如图4319所示g取10 m/s2，求：(1)物体与水平面间的动摩擦因数；(2)水平推力F的大小；(3)010 s内物体运动位移的大小解析：(1)设物体做匀减速运动的时间为t2，初速度为v20，末速度为v2t，加速度为a2，则a22 m/s2设物体所受的摩擦力为Ff，由牛顿第二定律得Ffma2Ffmg联立式，代入数据得0.2.(2)设物体做匀加速直线运动的时间为t1，初速度为v10，末速度为v1t，加速度为a1，则a11 m/s2根据牛顿第二定律得：FFfma1联立式，代入数据得：F6 N.(3)由匀变速直线运动位移公式得：xx1x2v10t1a1tv20t2a2t46 m.答案：(1)0.2(2)6 N(3)46 m111