新疆石河子第一中学2018学年高一物理练习题11.30牛顿

高一物理牛顿第二定律练习卷
一、牛顿第二定律
1、如图所示，光滑水平面上，质量为5 kg 的物块在水平拉力F=15 N 的作用下，从静止开始向右运动。

求:
（1）物体运动的加速度是多少？
（2）在力F 的作用下,物体在前10 s 内的位移？
2.一只装有工件的木箱,质量m ＝40 kg.木箱与水平地面的动摩擦因数μ＝0.3，现用200N 的斜向右下方的力F 推木箱,推力的方向与水平面成θ＝30°角，如所示．求木箱的加速度大小．(g 取9.8 m/s2)
3．一个质量m=2kg 的木块，放在光滑水平桌面上，受到三个大小均 为F=10N 、与桌面平行、互成120°角的拉力作用，则物体的加速度多大？若把其中一个力反向，物体的加速度又为多少？ 4、有一个恒力能使质量为m1的物体获得3m/s2的加速度，如将其作用在质量为m2的物体上能产生1.5m/s2的加速度.若将m1和m2合为一体，该力能使它们产生的加速度是多大？
5、一个质量m=2 kg 的物体从空中由静止下落，已知物体所受空气阻力大小Ff=10N ，取重力加速度 g=10m ／s2。

求： (1)物体下落时的加速度大小；
(2)物体下落时间t=2s 时(物体未着地)的位移大小。

6．水平路面上质量是30kg 的手推车，在受到60N 的水平推力时做加速度为1.5m/s2的匀加速运动。

如果撤去推力，车的加速度是多少？
7．如图所示，质量为m＝2kg的木块，放在水平地面上，它们之间的动摩擦因数μ＝0.5，现对木块施一与水平方向成θ＝37º、大小F＝20N的的恒定拉力作用，木块运动4s后撤去拉力F，已知sin37º＝0.6，g取10m/s2。

求：
（1）撤去拉力F时木块的速度为多大？
8.一木块在倾角为37°的斜面上(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．
(1) 若斜面光滑，求木块下滑时加速度的大小；
(2) 若斜面粗糙，木块与斜面间的动摩擦因数为0.2，则当木块以某一初速度下滑时，求其加速度的大小；
(3) 若斜面粗糙，木块与斜面间的动摩擦因数为0.2，则当木块以某一初速度上滑时，求其加速度的大小．
9.列车在机车的牵引下沿平直铁轨匀加速行驶，在100s内速度由5.0m／s增加到15.0m／s. （1）求列车的加速度大小．
（2）若列车的质量是1.0×106kg，机车对列车的牵引力是1.5×105N，求列车在运动中所受的阻力大小．
10、如图4－3－13所示，沿水平方向做匀加速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，小球和车厢相对静止，球的质量为1 kg.(g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°
0.8)
＝
图4－3－13
(1)求车厢运动的加速度，并说明车厢的运动情况．
(2)求悬线对球的拉力．
11、如下图所示，质量M＝60 kg的人通过光滑的定滑轮拉着m＝20 kg的物体，当物体以
加速度a＝5 m/s2上升时，人对地面的压力多大？(g＝10 m/s2)
12.斜面体固定在水平面上，斜面的倾角为θ，物体的质量为m，如图甲所示，在沿斜面向
上的力F作用下，物体沿斜面向上匀速运动；如图乙所示，若换为沿斜面向下的力作用下，物体沿斜面向下匀速运动，求物体与斜面间的滑动摩擦因数.
13．质量为40kg的雪橇在倾角θ＝37°的斜面上向下滑动(如图甲所示)，所受的空气阻力与速度成正比．今测得雪橇运动的v－t图象如图乙所示，且AB是曲线的切线，B点坐标为(4,15)，CD是曲线的渐近线．试求空气的阻力系数k和雪橇与斜坡间的动摩擦因数μ. (sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)
14．民航客机都有紧急出口，发生意外情况时打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气生成一条通向地面的斜面，乘客可沿斜面滑行到地面上。

如图所示，某客机紧急出口离地面高度AB=3.0m，斜面气囊长度AC=5.0m，要求紧急疏散时乘客从气囊上由静止下滑到地面的时间不超过2s，g取10m/s2。

求：
（1）乘客在气囊上滑下的加速度至少为多大？
（2）乘客和气囊间的动摩擦因数不得超过多大？（忽略空气阻力）
二、探究加速度与力、质量的关系实验
15．利用图示装置可以做力学中的许多实验。

（1）利用此装置做“研究匀变速直线运动”的实验时，_______（选填“需要”或“不需要”）设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响。

（2）利用此装置探究“加速度与质量的关系”并用图象法处理数据时，如果画出的a-m关系图象是曲线，则_________（选填“能”或“不能”）确定小车的加速度与质量成反比。

（3）利用此装置探究“功与速度变化的关系”的实验时，通过增减砝码改变小车所受拉力时，_________（选填“需要”或“不需要”）重新调节木板的倾斜度
16．用如图1所示得实验装置验证“牛顿第二定律”，请回答下列问题。

（1）以小车为研究对象，为了便于探究、减小误差，应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足M （填“远大于”或“选小于”m．
（2）实验中打出得纸带如图2所示，相邻计数点间还有四个点未画出，其中x1=7．05cm，x2=7．68cm，x3=8．33cm，x4=8．96cm，x5=9．60cm，x6=10．24cm，由此可以算出小车运动得加速度是m/s2．（交流电频率为50Hz，结果保留2位有效数字）
（3）通过实验得到如图3①所示的图象，造成当M一定时，a与F不成正比的原因可能是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面的夹角（填“偏大”或“偏小”）．
（4）重新平衡摩擦力后，验证外力一定时，a与M的关系：通过多次实验，甲、乙两同学
利用各自得到的数据得到
1
a
M
的关系图象，如图3②乙所示．该图象说明在甲、乙两同
学做实验时（填“甲”或“乙”）同学实验中绳子的拉力更大．
牛顿第二定律练习卷答案
1、解：（1）物体受到的拉力F=ma 有 a==3m/s2
（2）物体在前10 s内的位移x=at2=150m
2、解析：
以木箱为研究对象，其受力情况如图所示，根据牛顿第二定律列方程，得F·cos30°－f=ma ①，
②，③．
由①②③可得F·cos30°－μ(mg＋F·sin30°)＝ma，
．
思路是受力分析求合力再用牛顿第二定律求加速度．
3.答案:0，10m/s²
解析: 开始时三个互成120°角的力，其中两个力的合力与第三个力方向相反，大小相等，
即三力的合力为0，物体受平衡力作用，做匀速直线运动，加速度为0。

当一个力反向后，
原来二力合力是10N，现在三力合力变为20N，根据牛顿第二定律: F合=ma 20=2a a=10m/s
4、解析：以m1为研究对象，有F=m1a1；
以m2为研究对象，有F=m2a2；
以m1、m2整体为研究对象，有F=（m1+m2）a.
由以上三式解得m1、m2整体的加速度a==m/s2=1m/s2.
5、
（2）
6、
解析：撤去推力前，车受重力、支持力、推力及摩擦力（如图所示） 由牛顿第二定律，有 F -F f =ma 代入数据可得 F f =15N 撤去推力后，有 F f =ma ʹ
所以 \a ʹ=0.5 m/s 2
（方向与原运动方向相反）
7、解析：（1）力F 作用时，木块受力分析如图所示 由牛顿第二定律得f11cos37F F ma ︒-= 又有 N sin 37F F mg +︒=，f1N F F μ=
撤去力F 时木块的速度t a v 1= 联立各式可解得a 1=6m/s 2
，v =24m/s
（2）撤去力F 后，木块受力分析如图所示。

由牛顿第二定律得 f 22F ma -=
又有f 2F mg μ=，解得a 2=-5m/s 2
所以撤去拉力F 后木块的位移 2
22
057.6m 2v x a -=
= 8、 解：(1)F 合＝mgsin θ＝ma ，a ＝gsin θ＝6 m/s 2
.
(2)F 合＝mgsin θ－μmgcos θ＝ma ，a ＝gsin θ－μgcos θ＝4.4 m/s 2
.
(3)F 合＝mgsin θ＋μmgcos θ，a ＝7.6 m/s 2
.
9、解：（1）根据
代入数据得a=0.1m/s 2
（2）设列车在运动中所受的阻力大小为f
由牛顿第二定律 F 合=F 牵－f=ma 代入数据解得f=5.0×104
N
10、解析：(1)车厢的加速度与小球的加速度相同，由小球的受力分析知(如图所示)：a ＝
＝g tan37°＝g ＝7.5 m/s 2
.
加速度大小为7.5 m/s 2
，方向向右，车厢向右做匀加速运动或向左做匀减速运动． (2)由图可知，线对小球的拉力的大小为：
F ＝
＝ N ＝12.5 N.
悬线对小球的拉力为12.5 N.
答案：(1)7.5 m/s 2
，方向向右，车厢向右做匀加速运动或向左做匀减速运动 (2)12.5 N 11、300 N
解析：对物体m ，由牛顿第二定律可得 F －mg ＝ma . 绳的拉力
F ＝m (g ＋a )＝20×(10＋5) N ＝300 N. 对人，由于人静止，则Mg ＝F N ＋F ， 则地面对人的弹力F N ＝Mg －F ＝300 N.
由牛顿第三定律，人对地面的压力为300 N.
12、解答： 解：当物体匀速向上运动时，根据共点力平衡得： F=mgsin θ+μmgcos θ，
当物体匀速向下运动时，根据共点力平衡得：
联立两式解得：μ=．故B 正确，A 、C 、D 错误．
故选：B ．
13. 解：由题意知阻力F 阻＝k·v.
由牛顿第二定律得：mgsin θ－μmgcos θ－kv ＝ma.
由乙图可得：a ＝0时，v ＝10m/s ；v ＝5m/s 时，a ＝2.5m/s 2
. 代入上式可得μ＝0.125，k ＝20N·s/m. 14．解析：（1）根据运动学公式2
12
s at =
得：22s a t
=
=2.5m/s 2 即乘客在气囊上滑下的加速度至少为2.5m/s 2。

（2）乘客在斜面上受力情况如图所示，有
F f =μF N ， F N =mg cos θ
根据牛顿第二定律：f sin mg F ma θ-= 由几何关系可知 sin θ=0.6 ，cos θ=0.8 联立以上各式得：μ=0.44
所以乘客和气囊间的动摩擦因数不得超过0.44
15．（1）不需要；（2）不能；（3）不需要 【解析】
试题分析：（1）此装置可以用来研究匀变速直线运动，但不需要平衡摩擦力；
（2）曲线的种类有双曲线、抛物线、三角函数曲线等多种，所以若a-m 图象是曲线，不能断定曲线是双曲线，即不能断定加速度与质量成反比，应画出a- 1
m
图象．
（3）利用此装置探究“功与速度变化的关系”的实验时，通过增减砝码改变小车所受拉力时，不需要重新调节木板的倾斜度。

考点：研究匀变速直线运动；探究加速度与质量的关系；探究功与速度变化的关系 【名师点睛】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，然后熟练应用物理规律来解决实验问题。

16．（1）远大于 （2）0．64（0．63或0．65也对）（3）偏小 （4）甲 【解析】
试题分析：（1）对整体分析，根据牛顿第二定律得，mg
a M m
=
+，则绳子的拉力
1mg
F Ma M
==
+，当M m ，即砝码和盘的总质量远小于小车和小车上砝码的总质量时，
砝码和盘的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力．所以为了便于探究、减小误差，
应使小车质量M 与砝码和盘的总质量m 满足M m 的条件． （2）根据△x=aT 2
，运用逐差法得，26543212
()()
0.64m/s 9x x x x x x a T
++-++=
=． （3）当拉力F 等于F 0时，小车才产生力加速度，故原因是没有平衡摩擦力，也可能是木板与水平桌面间的倾角偏小； （4）1a M
-
的关系图线的斜率1a k M
=，可知图线的斜率表示拉力，可知甲同学实验中的
拉力较大．。