高中物理 第四章 力与运动 第四节 牛顿第二定律课时跟踪训练(含解析)粤教版必修1

第四节 牛顿第二定律
[课时跟踪训练]
1．对牛顿第二定律的理解错误的是( )
A ．在F ＝kma 中，k 的数值由F 、m 、a 的单位决定
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 ．当合外力为零时，加速度为零
解析：在F ＝kma 中，当质量的单位为千克、加速度的单位为米每二次方秒时，合外力的单位为牛顿，此时k ＝1。

在牛顿第二定律中，加速度与合外力之间存在着因果关系，合外力是产生加速度的原因，且加速度的方向与合外力的方向一致，并且随合外力的变化而变化，B 选项说法是错误的。

答案：B
2.如图1所示，两小球悬挂在天花板上，a 、b 两小球用细线连接，上面
是一轻质弹簧，a 、b 两球的质量分别为m 和2m ，在细线烧断瞬间，a 、b 两
球的加速度为(取向下为正方向)( )
A ．0，g
B ．－g ，g
C ．－2g ，g
D ．2g,0 图1
解析：在细线烧断之前，a 、b 可看成一个整体，由二力平衡知，弹簧弹力等于整体重力，故弹簧弹力向上，大小为3mg 。

当细线烧断瞬间，弹簧的形变量不变，故弹力不变，故a 受向上3mg 的弹力和向下mg 的重力，故加速度a 1＝3mg －mg m
＝2g ，方向向上。

对b 球而言，细线烧断后只受重力作用，故加速度为a 2＝2mg 2m
＝g ，方向向下。

如以向下为正方向，有a 1＝－2g ，a 2＝g 。

故选项C 正确。

答案：C
3.如图2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( )
图2 A ．匀减速运动 B ．速度减小，加速度减小
C ．速度减小，加速度增大
D ．速度增大，加速度增大 解析：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。

答案：C
4.如图3所示，质量m ＝10 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，与此同时物体受到一个水平向右的推力F ＝20 N 的作用。

则物体的加速度是(g 取10 m/s 2)( )
图3 A ．0
B ．4 m/s 2，水平向右
C ．2 m/s 2，水平向左
D ．2 m/s 2，水平向右 解析：物体受力情况如图所示，由牛顿第二定律得：F ＋f ＝ma 又由f ＝
μF N ＝μmg
代入数据解得a ＝4 m/s 2
，方向向右。

答案：B
5．如图4所示，物体在水平拉力F 的作用下沿水平地面做匀速直线
运动，速度为v 。

现让拉力F 逐渐减小，则物体的加速度和速度的变化
情况应是( ) 图4 A ．加速度逐渐变小，速度逐渐变大
B ．加速度和速度都在逐渐变小
C ．加速度和速度都在逐渐变大
D ．加速度逐渐变大，速度逐渐变小
解析：物体向右做匀速直线运动，滑动摩擦力f ＝F ＝μF N ＝μmg ，当F 逐渐减小时，f ＝μmg 不变，所以产生与v 方向相反即向左的加速度，加速度的数值a ＝
f －F m 随F 逐渐减小而逐渐增大。

因为a 与v 方向相反，所以v 减小。

答案：D
6．(双选)一个质量为2 kg 的物体同时受到两个力的作用，这两个力的大小分别为2 N 和6 N ，当两个力的方向发生变化时，物体的加速度大小可能为( )
A ．1 m/s 2
B ．2 m/s 2
C ．3 m/s 2
D ．5 m/s 2 解析：根据牛顿第二定律，如果一个物体同时受到几个力的作用，物体的加速度跟合外力成正比。

题目所给的两个力大小分别为2 N 和6 N ，当两个力的方向相同时合力最大，最大值为2 N ＋6 N ＝8 N ，当两个力方向相反时合力最小，最小值为6 N －2 N ＝4 N ，当两个力的方向既不相同，也不相反时，合力的大小大于4 N 而小于8 N ，所以两个力的方向发生变化时，合力的大小为4 N≤F ≤8 N。

根据牛顿第二定律可得a ＝
F 合m
，当两个力取不同的方向时，物体的加速度大小2 m/s 2≤a ≤4 m/s 2。

答案：BC
7.如图5所示，质量为m 的小球用水平弹簧系住，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，小球的加速度为( )
A ．0 图5
B ．大小为g ，方向竖直向下
C ．大小为233
g ，方向垂直木板向下 D ．大小为33
g ，方向水平向右 解析：未撤去木板AB 前，小球受重力、弹簧的弹力和木板AB 对小球的支持力，当撤去木板AB 瞬间，弹簧弹力不变，则弹力和重力的合力不变。

因此分析木板AB 对小球的支持力，然后再根据牛顿第二定律就可解决。

答案：C
8．(双选)如图6所示，一小球自空中自由落下，与正下方的直立轻质
弹簧接触，直至速度为零的过程中，关于小球运动状态的下列几种描述中，
正确的是( )
A ．接触后，小球做减速运动 ，加速度的绝对值越来越大，速度越来 图6
越小，最后等于零
B ．接触后，小球先做加速运动，后做减速运动，其速度先增加后减小直到为零
C ．接触后，速度为零的地方就是弹簧被压缩最大之处，加速度为零的地方也是弹簧被压缩最大之处
D ．接触后，小球速度最大的地方就是加速度等于零的地方
解析：从小球下落到与弹簧接触开始，一直到把弹簧压缩到最短的过程中，弹簧弹力与小球重力相等的位置是转折点，之前重力大于弹力，之后重力小于弹力，而随着小球的向下运动，弹力越来越大，而重力恒定，所以之前重力与弹力的合外力越来越小，之后重力与弹力的合力越来越大，且反向(竖直向上)。

由牛顿第二定律知加速度的变化趋势和合力变化趋势一样，而在此过程中速度方向一直向下，故B 、D 正确。

答案：BD
9．设“神舟六号”载人飞船火箭组合体的质量为500 t ，若点火启动后的加速度为8.6 m/s 2
，不考虑飞船火箭组合体运动中的质量变化和受到的阻力，求它受到的推力。

(g 取10 m/s 2)
解析：由牛顿第二定律F ＝ma 可得 F 推－G ＝ma
则F 推＝G ＋ma ＝m (g ＋a )＝9.3×106
N 。

答案：9.3×106 N
10．一个质量为20 kg 的物体，从斜面的顶端由静止匀加速滑下，物体与斜面间的动摩
擦因数为0.2，斜面与水平面间的夹角为37°。

求物体从斜面下滑过程中的加速度。

(g取10 m/s2)
解析：物体受力如图所示。

x轴方向：G
x－f＝ma。

y轴方向：F N－G y＝0。

其中f＝μF N，
所以a＝g sin θ－μg cos θ＝4.4 m/s2。

答案：4.4 m/s2，方向沿斜面向下。