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1、牛顿第二定律 基础夯实一、选择题(13题为单选题，4、5题为多选题)1(山东济南一中20202020学年高一上学期期中)关于运动和力的关系，下列说法中正确的是()A物体的速度为零时，它受到的合外力一定为零B物体运动的速度越大，它受到的合外力一定越大C物体受到的合外力越大，其速度变化一定越快D物体所受的合外力不为零时，其速度一定增大答案：C解析：物体的速度为零与合外力并没有直接的关系，速度为零时，合外力也可以很大，故A错误；物体运动的速度大，可以是匀速直线运动，此时的合力是0，故B错误；根据牛顿第二定律，一个物体受到的合外力越大，说明他的加速度大，根据加速度的定义，也就是它的速度变化一定越快，故
2、C正确；物体所受的合外力不为零时，物体也可以做减速运动，速度不一定增大。故D错误。2力F1单独作用在物体A上时产生的加速度a1大小为5m/s2，力F2单独作用在物体A上时产生的加速度a2大小为2m/s2，那么，力F1和F2同时作用在物体A上时产生的加速度a的大小不可能是()A5m/s2B3m/s2C8m/s2D7m/s2答案：C解析：设物体A的质量为m，则F1ma1，F2ma2，当F1和F2同时作用在物体A上时，合力的大小范围是F1F2FF1F2，即ma1ma2mama1ma2，加速度的大小范围为3m/s2a7m/s2。3(天津市新四区示范校20202020学年高一上学期期末)如图所示，质量m
3、10kg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，与此同时物体受到一个水平向右的推力F20N的作用，则物体产生的加速度是(g取10m/s2)()A0B4m/s2，水平向右C2m/s2，水平向在D2m/s2，水平向右答案：B解析：物体受的合力的方向水平向右，且力F的方向和Ff的方向相同，则加速度大小am/s24m/s2，故选项B正确。4下列对牛顿第二定律的表达式Fma及其变形公式的理解，正确的是()A由Fma可知，物体所受的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比B由m可知，物体的质量与其所受合力成正比，与其运动的加速度成反比C由a可知，物体的加速度与其所受合力成正比，与
4、其质量成反比D由m可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合力而求出答案：CD解析：牛顿第二定律的表达式Fma表明了各物理量之间的数量关系，即已知两个量，可求第三个量，但物体的质量是由物体本身决定的，与受力无关；作用在物体上的合力，是由和它相互作用的物体作用产生的，与物体的质量和加速度无关；故排除A、B，选C、D。5(沈阳东北育才中学20202020学年高一上学期检测)如图所示为“儿童蹦极”游戏，拴在腰间左右两侧的是弹性极好的橡皮绳。质量为m的小明静止悬挂时两橡皮绳的拉力大小均恰为mg，若小明左侧橡皮绳突然断裂，则橡皮绳断裂瞬间小明的()A速度为零B加速度方向沿原断裂绳的方向斜向下C
5、加速度方向沿垂直于未断裂绳的方向斜向下D加速度方向竖直向下答案：AB解析：绳断的瞬间右侧橡皮绳的弹力来不及变化，小孩所受的合力沿断绳的方向斜向下，所以B正确，C、D错；绳断瞬间速度为零，A正确。二、非选择题6.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k20Ns2/m2，跳伞运动员与伞的总质量为72kg，跳下高度足够高，(g取10m/s2)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4m/s时，下落加速度是多大？答案：(1)做加速度越来越小的加速运动；vm6m/s(2)a5.6m/s2解析：(1)以伞和运动
6、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vm6m/s。(2)当v4m/svm时，合力F合mgF，Fkv2，由牛顿第二定律F合ma得ag10m/s2m/s25.6m/s2。7如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37角，球和车厢相对静止，球的质量为1kg。(g取10m/s2，sin370.6，cos370.8)求：(1)车厢运动的加速度。(2)悬线对球的拉力大小。答案：(1)7.5m/s2
7、，方向水平向右(2)12.5N解析：方法一：合成法(1)由于车厢沿水平方向运动，且球和车厢相对静止，所以车厢与小球的加速度相同，方向水平向右。选小球为研究对象，受力分析如图所示。由牛顿第二定律得F合mgtanma解得agtan37g7.5m/s2。(2)悬线对球的拉力大小为FN12.5N。方法二：正交分解法建立直角坐标系，并将悬线对小球的拉力正交分解，如图所示。则沿水平方向有Fsinma竖直方向有Fcosmg解以上两式得a7.5m/s2，F12.5Na的方向水平向右。能力提升一、选择题(13题为单选题，4、5题为多选题)1(石家庄市20202020学年高一上学期期末)在光滑的水平面上有一个物体
8、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。2.(烟台市20202020学年高一上学期三校联考)如图所示，有一辆汽车满载西瓜在水平路面上匀速前进。司机突然发现意外情况，紧急刹车做匀减速
9、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()AmBmaCmDm(ga)答案：C解析：对西瓜A受力分析如图所示，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。3一个小孩从滑梯上滑下的运动可看作匀加速直线运动。第一次小孩单独从滑梯上滑下，加速度为a1。第二次小孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下(小狗不与滑梯接触)，加速度为a2。则()Aa1a2Ba1a2D无法判断答案：A解析：以滑梯上的孩子为研究对象，受力分析并正交分解如图所示。x方向：mg sinFfmay方向：FNmg cos0x、y方向联系：FfFN由上列各式解得a
10、g(sincos)与质量无关，A正确。4(辽宁葫芦岛市普通高中20202020学年高一上学期期末)图a表示用水平恒力F拉动水平面上的物体，使其做匀加速运动，当改变拉力的大小时，相对应的匀加速运动的加速度a也会变化，a和F的关系如图b，(g取10m/s2)。则求得该物体的质量m和物体与水平面间的动摩擦因数正确的是()Am0.125kgBm0.375kgC0.53D0.35答案：BC解析：由图b可知，当拉力为2N时，物体开始有加速度，所以Ff2N，又FFfma，将F5N，a8m/s2，代入得m0.375kg，0.53，故选项B、C正确。5(山东菏泽市20202020学年高一上学期期末)A、B两球的
11、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球的加速度大小为答案：BD解析：以B为研究对象受力分析，根据平衡条件：Fk(L0L)，得：k，故A错误B正确；若突然将力F撤去，撤去瞬间，弹簧来不及发生形变，则弹力不能瞬间改变，故A受合力仍然为0，加速度为0；B水平方向只受弹簧的弹力，大小为F，根据牛顿第二定律：a，故C错误
12、，D正确。二、非选择题6.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)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/s27(山东师大附中20202020学年高一上学期期末)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：4.5103kg解析：直升机取水前，水箱受力平衡T1sin1f0T1cos1mg0由得fmgtan1直升机返回，由牛顿第二定律T2sin2f(mM)aT2cos2(mM)g0由得，水箱中水的质量M4.5103kg
