高一物理专题牛顿第二定律习题及答案

高一物理专题牛顿第二定律学习

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学习目标 1.掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式 2.理解公式中各物理量的意义及相互关系 3.知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的 4.会用牛顿第二定律的公式F ma进行有关的计算 重难点 ★ ★★ ★★★ 重难点疑考详解

1．牛顿第二定律的理解

内容：物体的加速度跟所受到的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。

公式：错误!未找到引用源。

说明：各物理量都用国际单位制中的单位；力F是合外力，而不是某一力；受力分析是关键，加速度是桥梁。 适用范围：宏观、低速、惯性参考系。 ①牛顿第二定律的基本性质

瞬时性：F和a具有瞬时对应关系，两者同时产生、同时变化、同时消失。 同向性：F和a的方向总是相同的，而与速度v方向不相同。 同体性：F、m、a是对应于同一个研究对象的。

相对性：用牛顿第二定律求得的加速度是相对地面而言的（或者是惯性参考系）。

独立性：一个物体受几个力的作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，而这个加速度与其他力是否存在无关，常称之为力的独立作用原理。合力的加速度就是这些加速度的矢量和。 例1．根据牛顿第二定律判断下列说法正误（ ）

A．加速度和合力的关系是瞬间对应关系，即a与F同时产生、同时变化、同时消失 B．加速度的方向总是与合外力的方向相同

C．同一物体的运动速度越大，受到的合外力越大

D．物体的质量与它所受的合外力成正比，与它的加速度成反比 答案：AB

例2．在牛顿第二定律公式F＝kma中，比例系数k的数值（ ）

A．在任何情况下都等于l

B．是由质量m、加速度a利力F三者的大小所决定的 C．是由质量m、加速度a和力F三者的单位所决定的 D．在国际单位制中一定等于l 答案：CD

例3．搬运工人沿粗糙斜面把一个物体拉上卡车，当力沿斜面向上，大小为F时，物体的加速度为a1；若保持力的方向不变，大小变为2F时，物体的加速度为a2，则（ ） A．al＝a2 B．a12al 答案：D

例4．力F1单独作用在物体A上时产生的加速度为a1＝5 m/s2，力F2单独作用在物体A上时产生的加速度为a2

＝﹣1 m/s2。那么，力F1和F2同时作用在物体A上时产生的加速度a的范围是（ ）

A．0≤a≤6 m/s2 B．4 m/s2≤a≤5 m/s2

C．4 m/s2≤a≤6 m/s2 D．0≤a≤4 m/s2 答案：C

例5．在粗糙水平面上放着一箱子，前面的人用与水平方向成仰角θ1的力F1拉箱子，同时，后面的人用与水平方向成俯角θ2的推力F2推箱子，此时箱子的加速度为a。如果撤去推力F2，则箱子的加速度（ ）

A．一定增大 B．一定减小 C．可能不变 D．不是增大就是减小，不可能不变 答案：C

例6．如图所示，位于光滑固定斜面上的小物块，P受到一水平向右的推力F的作用，已知物块P沿斜面加速下滑，现保持F的方向不变，使其减小则加速度（ ）

A．一定变小 B．一定变大 C．一定不变 D．可能变小，可能变大，也可能不变 答案：B

例7．如图所示，三个完全相同的物块，1、2、3放在水平桌上，它们与桌面间的动摩擦因数都相同，现用大小相同的外力F沿图示方向分别作用在1和2上，用F/2的外力沿水平方向作用在3上使三者做加速运动，令a1、a2、a3分别代表物块1、2、3的加速度，则（ ）

A．a1＝a2＝a3 B．a1＝a2，a2>a3 C．a1>a2，a2a2，a2>a3

答案：C

例8．一轻质弹簧上端固定，下端挂一重物体，平衡时弹簧伸长4cm，现将重物体向下拉1 cm然后放开，则在刚放开的瞬时，重物体的加速度大小为（ ）

A．2.5m/s2 B．7.5 m/s2 C．10 m/s2 D．12.5 m/s2

答案：A

例9．如图所示，A、B两小球质量相等，用细线相连，A用弹簧吊起，且悬于天花板上，整个系统都处于静止状态。现突然剪断细线的瞬间，A和B的加速度分别为？ 答案：aA＝g，方向向上；aB＝g，方向向下。

例10．从加速竖直上升的气球上落下一个物体，在物体刚离开气球的瞬间，下列说法正确的是（ ）

A．物体立即向下做自由落体运动 B．物体具有竖直向上的加速度

C．物体的速度为零，但具有竖直向下的加速度 D．物体具有竖直向上的速度和竖直向下的加速度 答案：D 例11．钢球在盛有足够深油的油罐中由静止开始下落，若油对球的阻力正比于其速率，则球的运动情况是（ ）

A．先加速后匀速 B．先加速后减速最后静止 C．先加速后减速最后匀速 D．加速度逐渐减小到零 答案：C

例12．质量为m1的物体放在A地，用竖直向上的力F拉物体，物体的加速度a与拉力F的关系如图中的①所示；质量为m2的物B地做类似实验，测得a﹣F的关系如图中的②所示，设两地重力加速度分别为g1和g2。可判定（ ）

A．m1>m2，g1＝g2 B．m1g2 D．m1＝m2，g1答案：B

例13．如图所示，物体P置于水平面上，用轻细线跨过质量不计的光滑定滑轮连接一个重力G＝10N的重物，物体P向右运动的加速度为a1；若细线下端不挂重物，而用F＝10N的力竖直向下拉细线下端，这时物体P的加速

度为a2，则（ ）

A．a1>a2 B．a1＝a2 C．a1答案：C

例14．一个物体在多个力的作用下处于静止状态，如果仅使其中一个力的大小逐渐增大到某一个数值后，接着又逐渐恢复到原来的大小（此力的方向始终不变），在这个过程中其余各力均不变。那么，能正确描述该过程中物体速度变化情况的速度﹣时间图线是图中的（ ） v v v v O

A 答案：D 练习

t O t O t O t B

C D 1．一个物体沿斜面向上滑行，速度减为零而后又紧接着沿斜面下滑，其速度图象如图所示。试由图象确定斜面的倾角θ和物体与斜面间的动摩擦因数μ。 v/(ms-1) 4

2

0t/s 0.5 1 - 2

2．物体质量为m，放在倾角30º的固定斜面上，由静止释放后，物体下滑的加速度大小为a。若用平行于斜面向上的力F作用在该物体上，使它沿斜面向上做加速度大小为a的匀加速运动。则力F的大小为（ ）

A．mg B．mg/2 C．3mg/2 D．2mg/3 v/(m·s-1) 3．在水平地面上有一质量为m＝4.0 kg的物体，物体在水平拉力F的作用下由静止开始运10 动。10 s后水平拉力方向不变，大小突然减为F/3。该物体的v﹣t图象如图所示。 5 求：（1）开始阶段物体受到的水平拉力F的大小； t/s O 10 20 30 2

（2）物体与地面间的动摩擦因数μ。（取g＝10 m/s）

4．如图所示，在光滑水平面上有个质量分别为m1和m2的物体A、B，m1＞m2，A、B间水平连接着一弹簧秤，若用大小为F的水平力向右拉B，稳定后B的加速度大小为a1，弹簧秤的示数为F1；如果改用大小为F的水平力向左拉A，稳定后A的加速度为a2，弹簧秤的示数为F2，则下列关系正确的是（ ）

A．a1＝a2，F1＞F2 B．a1＝a2，F1＜F2 C．a1＞a2，F1＝F2 D．a1＞a2，F1＞F2

答案：1．θ＝37°，μ＝0.375

2．A 3．（1）8 N（2）0.125 4．A