2017年高中物理第四章牛顿运动定律4.3牛顿第二定律1剖析

4．3 牛顿第二定律(10v沿光滑水平面向右运动，若弹簧在被压缩过程中始终遵守胡克定律，的加速度大小不断变化，方向也不断变化的加速度大小不断变化，但方向只改变一次的加速度大小不断变化，当加速度数值最大时，速度最小的加速度逐渐增大，速度也逐渐增大的物体，放在粗糙的水平面上，受水平推力，当水平推力变为2F时( )选项正确．(20知识点一4．在光滑的水平面上做匀加速直线运动的物体，当它所受的合力逐渐减小而方向不变时，物体的( )A．加速度越来越大，速度越来越大B．加速度越来越小，速度越来越小C．加速度越来越大，速度越来越小D．加速度越来越小，速度越来越大【答案】D【解析】开始时物体做匀加速直线运动，说明合力方向与速度方向相同．当合力逐渐减小时，根据牛顿第二定律可知，物体的加速度在逐渐减小．但合力的方向始终与物体运动的方向相同，物体仍做加速运动，速度仍在增加，只是单位时间内速度的增加量在减小，即速度增加得慢了．知识点二牛顿第二定律的应用方法5．力F1单独作用于一个物体时，物体具有的加速度大小为2 m/s2，力F2单独作用于同一物体时，物体具有的加速度大小为4 m/s2，当F1、F2共同作用于该物体时，物体具有的加速度大小可能是( )A．2 m/s2 B．4 m/s2C．6 m/s2 D．8 m/s2【答案】ABC【解析】据牛顿第二定律有F1＝2m，F2＝4m，当二力同向时可使物体产生最大加速度，即2m＋4m＝ma1，a1＝6 m/s2.当二力方向相反时可使物体有最小加速度，即4m－2m＝ma2，a2＝2 m/s2，当二力共同作用该物体时，产生的加速度在2～6 m/s2之间．6．一个物体静止在光滑的水平地面上，现突然对该物体施加一个水平外力F，则刚施加外力F的瞬时，下列有关说法中正确的是( )A．物体的速度和加速度都为零B．物体的速度仍为零，而加速度不为零C．物体的速度不为零，而加速度仍为零D．物体的速度和加速度都不为零【答案】B【解析】由牛顿第二定律可知，只要物体所受的合外力不为零，其加速度就不为零．而物体的速度变化需要一段时间，所以在物体刚受到外力作用的瞬时，物体立即获得一个加速度，而速度仍为零．所以只有B正确．7．如图所示，A、B两个物体通过一轻弹簧相连，已知m A＝1 kg，m B＝2 kg.现对A施加一大小为3 N的水平恒力F，使它们一起沿粗糙的水平地面向右做匀速运动，某时刻突然撤去力F，此时A、B两物体的加速度分别为a A、a B，则( )A．a A＝a B＝0B．a A＝a B＝1 m/s2，方向水平向左C．a A＝3 m/s2，方向水平向左，a B＝0D．a A＝3 m/s2，方向水平向右，a B＝1.5 m/s2，方向水平向左【答案】C【解析】系统原来处于平衡状态，当力F撤去时，轻弹簧拉力不变，所以A物体所受的合外力大小为3 N，方向水平向左，因此加速度大小为3 m/s2，方向水平向左．而B物体所受的所有力均未发生变化，所以加速度仍为零．故只有C正确．8．在忽略摩擦力的条件下，质量为m的物体，在外力F的作用下，从静止开始运动，在t时间内的位移为s，下列说法中正确的有( )两球用细线悬挂于天花板上且静止不动，两球质量之比，如果突然剪断细线，则在剪断细线瞬间在两物体之间存在相互作用，则物体甲与乙的质量之比和图中时间设甲和乙两物体间的相互作用力大小为F，对于甲物体，由牛顿第二定律知时间内甲的加速度大小可用1t1表示，即F＝m11t1对于乙物体，由牛顿第二定律知F＝m2a2，在t1时间内乙的加速度大小可用对于乙物体，其加速度的大小a2＝4－在绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中，由于宇宙飞船处于完全失重状态，某宇航员曾在这样的飞船中完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验．实验时，用一带有推进器的质量为m＝2 kg的物体必须是对同一个物体．这是牛顿第二定律的同体性．的物体在40 N水平推力作用下，从静止开始的物体，在水平地面上向左运动，物体与水平地面间的动摩擦，与此同时，物体受到一个水平向右的拉力F＝，水平向右，水平向左物体受到地面的摩擦力大小为F1＝μmg＝0.2×10×10 N＝＋20m/s2＝4 m/s2，方向水平向右，故选项10车沿水平地面做直线运动，车厢内悬挂在车顶上的小球悬线与竖直方向的夹跟车厢相对静止．A的质量为，向右，向左对小球进行受力分析如图甲所示，设小球质量为再对A物体进行受力分析如图乙所示，．关于牛顿第二定律的数学表达式F＝kma，下列说法正确的是都等于1的数值由质量、加速度和力的大小决定C ．式中k 的数值由质量、加速度和力的单位决定D ．物理中定义使质量为1 kg 的物体产生1 m/s 2的加速度的力为1 N 【答案】CD 【解析】牛顿第二定律中k 的取值由质量、加速度和力的单位决定，与它们的大小无关，故B 错误，C 正确；只有式中各个物理量的单位都取国际单位时，式中k 才等于1，故A 错误；物理中定义使质量为1 kg 的物体产生1 m/s 2的加速度的力为1 N ，故D 正确．5．如图所示，位于水平地面上的质量为m 的物体，在大小为F ，与水平方向成α角的拉力作用下沿水平地面做匀加速运动，则下列说法正确的是( )A ．如果地面光滑，物体的加速度为a ＝F mB ．如果地面光滑，物体的加速度为a ＝F cos αmC ．如果物体与地面间的动摩擦因数为μ，则物体的加速度为a ＝F cos α－μmgmD ．如果物体与地面间的动摩擦因数为μ，则物体的加速度为a ＝F cos α－μ mg －F sin αm【答案】BD【解析】物体受力如图，以物体运动的方向为x 轴，垂直于运动方向为y 轴建立直角坐标系，将拉力F 正交分解．当水平地面光滑时，如图1所示，x 轴方向物体受到的合外力就是F 2＝F cos α，所以加速度a ＝F 2m ＝F cos αm，A 错误，B 正确．当物体与地面间有摩擦时，如图2所示，y 轴方向上物体无加速度，即合外力为零，所以有：F N ＝mg －F sin α，而物体与水平地面间有滑动摩擦力，则f ＝μF N ＝μ(mg －F sin α)；在水平方向上，由牛顿第二定律得F 2－f ＝ma ，解得a ＝F cos α－μ mg －F sin α m，C 错误，D 正确．6．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0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 /m如图所示，是采用动力学方法测量空间站质量的原理图，若已知飞船质量为，在飞船与空间站对接后，推进器工作，则空间站的质量为( )kgkg根据飞船和空间站的速度变化，得出它们的加速度，它们的总质量，总质量减去飞船的质量就是空间站的质量．0.05m/s2＝0.01 m/s2.得：kg＝8.7×104 kg.．如图所示，在水平地面上，弹簧左端固定，右端自由伸长到物体一直可以运动到B处，如果物体受到的阻力恒定，10.如图所示，质量为m 的小球用水平轻质弹簧系住，并用倾角为30°的光滑木板AB 托住，小球恰好处于静止状态．当木板AB 突然向下撤离的瞬间，小球的加速度大小为( )A ．0 B.2 33gC ．g D.33g 【答案】B【解析】未撤离木板时，小球受重力G 、弹簧的拉力F 和木板的弹力F N 的作用处于静止状态，通过受力分析可知，木板对小球的弹力大小为233mg .在撤离木板的瞬间，弹簧的弹力大小和方向均没有发生变化，而小球的重力是恒力，故此时小球受到重力G 、弹簧的拉力F ，合力与木板提供的弹力大小相等，方向相反，故可知加速度的大小为233g ，由此可知B正确．11．如图所示，质量为m 的小球置于斜面上，被一个竖直挡板挡住．现用一个水平力F 拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为a 的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，以下说法正确的是( )A ．若加速度足够小，竖直挡板对小球的弹力可能为零B ．若加速度足够大，斜面对小球的弹力可能为零C ．斜面和挡板对小球的弹力的合力等于maD ．斜面对小球的弹力不仅有，而且是一个定值 【答案】D【解析】以小球为研究对象，分析受力情况，如图所示：重力mg 、竖直挡板对小球的弹力F 2和斜面对小球的弹力F 1.根据牛顿第二定律得，竖直方向：F 1cos θ＝mg ①，水平方向：F 2－F 1sin θ＝ma ②，由①看出，斜面的弹力F 1大小不变为一个定值，与加速度无关，不可能为零，故B 错误，D 正确；由②看出，若加速度足够小时，F 2＝F 1sin θ＝mg tan θ≠0，故A 错误；根据牛顿第二定律知，小球的重力、斜面和挡板对小球的弹力三个力的合力等于ma ，故C 错误．二、非选择题 12.一个物体从光滑斜面的顶端由静止开始下滑，斜面长10 m ，倾角θ＝30°，斜面静止在粗糙的水平地面上，物体的质量m ＝0.4 kg ，重力加速度g ＝10 m/s 2，则物体下滑过程的加速度为________m/s 2，物体从光滑斜面顶端下滑到底端，要用________s.【答案】5 2m当斜面粗糙时，物体受力如图2所示．沿斜面和垂直于斜面方向建立直角坐标系．在垂直于斜面方向上，此时物体受到斜面的摩擦力f＝μF N＝μmg cosθa＝g sinθ－μg cosθ.1 kg的物体沿倾角θ＝37°的固定粗糙斜面由静止开始向下运的关系如图(b)所示．求：物体与斜面间的动摩擦因数μ；.(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10 m/s2)(2)0.84 kg/s本题考查了牛顿定律及其应用，a0＝4 m/s2，＝ma0，0.25.5 m/s，a＝0，θ＝0，，θ＝0.84 kg/s.。