3牛顿第二定律

3 牛顿第二定律

1.关于加速度方向下列说法正确的是（ ）

A.加速度方向与动力方向相同

B.加速度方向与速度方向相同

C.加速度方向与合力方向相同

D.加速度方向与阻力方向相反

解析：加速度方向就是物体所受的合外力的方向.

答案：C

2.对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力，当力刚开始作用时（ ）

A.物体立即获得速度

B.物体立即获得加速度

C.物体同时获得速度和加速度

D.由于物体未来得及运动，所以速度和加速度都为零

解析：F =ma 中的F 和a 是同一时刻的力和加速度，一旦F ≠0，同时a ≠0，而v t =at ，速度增加需要一定时间，A 、B 、D 均错，B 正确.

答案：B

3.将一物体竖直上抛，它所受的重力是10 N ，运动中所受的空气阻力恒为2 N ，则物体上升和下降过程中，加速度的大小之比为（ ）

A.1∶1

B.3∶2

C.2∶3

D.4∶1

解析：上升过程中，由牛顿第二定律可得：a 上=m F 合=m

12 ① 下降过程中，同理可得：a 下=m F 合=m

8 ② 由②①可得：下上a a =2

3.故选B. 答案：B

4.设洒水车的牵引力不变，受到的阻力跟汽车所受的重力成正比，最初，汽车匀速行驶，开始洒水后随着

水量的不断减少，汽车的运动情况将

（ ）

A.继续保持匀速直线运动

B.做变速直线运动

C.做初速度不为零的匀加速直线运动

D.做匀减速直线运动

解析：洒水车的牵引力恒定，汽车原来匀速行驶，说明汽车的牵引力与阻力等大、反向，汽车所受阻力跟汽车所受的重力成正比，所以开始洒水后，随着水量减少，汽车的总重力减小，汽车所受阻力逐渐减小.而牵引力不变，故汽车所受合外力增大，加速度增大，且与速度同向，故汽车做变加速直线运动，故本题选B.

答案：B

5.某质量为1100 kg 的汽车在平直路面上试车，当达到100 km/h 的速度时关闭发动机，经过70 s 停下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为2000 N ，产生的加速度应为多大？假定试车过程中汽车受到的阻力不变.

分析：由于路面水平，汽车在竖直方向受到的重力与地面的支持力大小相等、方向相反，合力为零，所以只需要考虑汽车在水平方向的运动.在水平方向，只有牵引力和阻力，使汽车产生加速度的力是这两个力的合力.

在试车的第一阶段，已经知道初速度和末速度，可以求出加速度，进而由牛顿第二定律可以计算汽车受到的阻力.

阻力包括路面的摩擦力和空气的阻力.一般说来，空气阻力与车速有关，但本题作了简化，认为阻力是不变的，所以从题目所给的牵引力减去第一阶段得出的阻力就是试车的第二阶段的合力，根据牛顿第二定律就能算出汽车的加速度.

同样，因为假定汽车所受的阻力不变，所以它的加速度是一定的，可以应用匀变速运动的规律.

解：在试车的第一阶段，汽车做匀变速运动，初速度是v 0=100 km/h=

27.8 m/s ，末速度是零，滑行时间t =70 s.因此加速度为a =

t v 00-=－t v 0 汽车受到的阻力为F 阻=ma =－t

mv 0=－708.271100⨯N=－437 N 负号表示阻力的方向与速度的方向相反.

在重新起步并加速后，汽车除了受到上述阻力外，还受到牵引力F ，汽车所受的合力为

F 合=2000 N －437 N=1563 N

F 阻 F F 阻　

图4－3－1 汽车减速时的受力情况

图4－3－2 汽车重新加速时的受力情况

由牛顿第二定律可得汽车的加速度

a =m F 合=1100

1563m/s 2=1.42 m/s 2 加速度的方向与速度的方向相同.