4.3 牛顿第二定律同步练习（word版含答案）

牛顿第二定律
一、单选题
静止在光滑水平面上的物体，对其施加水平向右的力，则在刚开始作用的瞬间，下列说法不正确的是
A. 物体立即有了加速度 B. 加速度方向水平向右
C. 合力越大，加速度也越大 D. 物体质量随加速度变大而变大
两颗小雨滴和从高空由静止开始下落，下落过程中所受空气阻力与其速率的平方成正比，即，为常数，已知雨滴、质量之比为，且假设下落过程中质量均不变，则雨滴和在空中运动的最大速度之比和最大加速度之比分别为
A. B. C. D.
设雨滴从很高处竖直下落，所受空气阻力和其速度成正比，则雨滴的运动情况是
A. 先加速，最后静止 B. 自由落体运动
C. 先加速后减速直至匀 D. 先加速后匀速
在天花板下方悬挂了两个小球，，其中与天花板间以细线连接，与间以弹簧连接，，质量分别为、，二者相对静止，某一时刻将细线烧断，在细线烧断的瞬间，关于小球、的分析正确的是重力加速度取
A. 弹簧的弹力大小不变 B. 这一瞬间弹簧的弹力为
C. 小球的加速度为 D. 小球的加速度为
在时，将一乒乓球以某一初速度竖直向上抛出，一段时间后落回抛出点．已知乒乓球运动过程中受到的空气阻力大小与速度大小关系为为大于零的常数规定竖直向上为正方向，如图是定性描述上述过程中乒乓球的加速度、速度随时间变化规律的图像，可能正确的是
A. B.
C. D.
在光滑的水平桌面上有一个静止的物体，给物体施以水平作用力，在力作用到物体的瞬间，则
A. 物体同时具有加速度和速度
B. 物体立即获得加速度，速度仍为
C. 物体立即获得速度，加速度仍为
D. 物体的速度和加速度均为
用手提着一根挂有重物的轻绳，竖直向上做匀加速直线运动，当手突然停止运动瞬间，重物将．
A. 立即停止运动 B. 开始向上做减速运动
C. 开始向上做匀速运动 D. 继续向上做加速运动
在向左匀速行驶的小车内，用细绳和系住一小球，绳处于斜向上的方向，拉力为；绳处于竖直方向，拉力为，如图所示。现小车突然开始减速，此时小球相对于车厢的位置尚未发生变化，则两根细绳的拉力的变化情况是
A. 变大，不变 B. 变大，变大
C. 变大，变小 D. 不变，变小
二、多选题
如图所示，当小车水平向右加速运动时，物块相对车厢静止于车厢后竖直壁上，当小车的加速度增大时
A. 所受静摩擦力增大 B. 对车厢壁的压力增大
C. 仍相对于车厢静止 D. 在竖直方向上所受合外力为零
如图所示，将两相同的木块、置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳固定于墙壁。开始时、均静止。弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，所受摩擦力，所受摩擦力，现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间
A. 大小不变 B. 方向改变 C. 仍然为零 D. 方向向右
关于牛顿第二定律，下列说法中正确的是
A. 加速度和力是瞬时对应关系，即加速度与力是同时产生、同时变化、同时消失
B. 物体只有受到力作用时，才有加速度，但不一定有速度
C. 任何情况下，加速度的方向总与合外力方向相同，但与速度的方向不一定相同
D. 当物体受到几个力作用时，可把物体的加速度看成是各个力单独作用时产生的各个加速度的代数和
如图，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，刚接触轻弹簧的瞬间速度是，接触弹簧后小球速度和弹簧缩短的长度之间关系如图所示，其中为曲线的最高点。已知该小球重为，弹簧在受到撞击至压缩到最短的过程中始终发生弹性形变。在小球向下压缩弹簧的全过程中，下列说法正确的是
A. 小球的动能先变大后变小
B. 小球速度最大时受到的弹力为
C. 小球的机械能先增大后减小
D. 小球受到的最大弹力为
三、计算题
设雨滴下落过程受到的空气阻力与雨滴的横截面积成正比，与雨滴下落的速度的平方成正比，即其中为比例系数雨滴接近地面时近似看做匀速直线运动，重力加速度为若把雨滴看做球形，其半径为，球的体积为，设雨滴的密度为，求
雨滴最终的运动速度用、、、表示
当雨滴的速度达到时，雨滴的加速度为多大
可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏。如图所示，有一只企鹅在倾角为的倾斜冰面上先以的加速度从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”，时突然卧倒以肚皮贴着冰面向上滑行，最后退滑到出发点，完成一次游戏企鹅在滑动过程中姿势保持不变。若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数为，已知，不计空气阻力，取，试分析回答下列问题：
企鹅向上“奔跑”的位移大小；
企鹅在冰面向上滑行的加速度大小；
企鹅退滑到出发点时的速度大小．
答案和解析
1.【答案】
【解答】
根据牛顿第二定律，加速度与合力是瞬时对应关系，对静止在光滑水平面上的物体施加水平向右的力，则作用瞬间，物体就有了加速度，加速度方向与力的方向相同水平向右，合力越大，加速度越大，故ABC正确；
D.物体的质量是物体本身的属性，与物体的加速度无关，故D错误。
本题选错误的，故选D。
2.【答案】
【解答】
因雨滴下落过程中受空气阻力，且空气阻力与其速率的平方成正比，所以两颗小雨滴和从高空由静止开始下落时速度为零，加速度最大，最大加速度均为重力加速度，则最大加速度之比为 ；对雨滴下落过程中由牛顿第二定律得：，又，可知雨滴做加速度逐渐减小的加速运动，当雨滴加速度为零时，速度最大，即，最大速度，因为雨滴、质量之比为，则雨滴和在空中运动的最大速度之比为，故C正确，ABD错误。
故选C。
3.【答案】
【解答】
由题意知，初始阶段由牛顿第二定律知：，加速度使速度增大，速度增大空气阻力增大，合力减小，加速度减小，当加速度减为零时，速度不再变化，雨滴匀速下落，故D正确，ABC错误。
故选D。
4.【答案】
【解答】
细线烧断的瞬间，弹簧的两端仍与两球连接，弹簧长度未变，故弹簧的弹力不会突变，故A正确，B错误；
细线烧断之前，由平衡条件可得弹簧的弹力与球的重力平衡，即有，细线烧断的瞬间，对球受力分析，根据牛顿第二定律有：，对球受力分析，由牛顿第二定律有：，故CD错误。
故选A。
5.【答案】
【解答】
设乒乓球的质量为，上升过程中，乒乓球受重力与空气阻力的作用，由牛顿第二定律可得加速度的大小为：，方向竖直向下，则可知乒乓球做减速运动，随着乒乓球的速度减小，乒乓球的加速度也减小，当乒乓球到达最高点时，乒乓球从最高点开始下落，做加速运动，乒乓球受重力与空气阻力作用，由牛顿第二定律可得加速度的大小为：，随乒乓球的速度增大，乒乓球的加速度减小，若在乒乓球没有到达地面时，加速度减小为零，乒乓球做匀速运动，综上所述可知，加速度的方向不会变化，一直向下，大小可能一直减小，也可能一直减小到零，然后乒乓球做匀速运动，故AB错误；
由前面的分析可知，乒乓球上升过程做加速度减小的减速运动，在最高点的加速度为重力加速度，下降过程可能先做加速度减小的加速度运动，后做匀速运动，也可能一直做加速度减小的加速运动，故D正确，C错误。
故选D。
6.【答案】
【解答】
对物体受力分析，受重力、支持力和推力，合力等于推力，根据牛顿第二定律，有
，在力作用瞬间，物体立即获得加速度，但力刚开始作用的瞬间，物体还没有运动，所以物体的速度为零。故ACD错误，B正确。
故选B。
7.【答案】
【解答】
重物向上做加速运动，加速度方向向上，则绳子拉力大于重力，当手突然停止运动的瞬间，绳子拉力消失，物体只受重力，合力向下，根据牛顿第二定律知，加速度方向向下，速度向上，重物继续向上做减速运动．故B正确，ACD错误．
8.【答案】
【解答】
对小球进行力的分析，设细绳、之间的夹角为，根据牛顿第二定律可知，水平方向：，竖直方向：，当小车开始减速的时候，有向右的加速度，变大，则在竖直方向上，变大，不变，所以变小，故C正确，ABD错误。
故选C。
9.【答案】
【解析】解：以物块为研究对象，分析受力，作出力图如图。
A、物块竖直方向受力平衡，合外力等于零，摩擦力，保持不变。故A错误，D正确。
B、小车的加速度增大时，弹力增大，物块受到的最大静摩擦力增大，物块不可能沿壁下滑，所以仍相对于车厢静止。故BC正确。
10.【答案】
【解答】
A、项，由于细绳剪断瞬间，弹簧的弹力不变，不移动，绳无形变，拉力不变，所以大小、方向不变，故A项正确，项错误。
C、项，对进行受力分析，剪断前受重力、支持力、向左弹簧的拉力和绳的拉力。由于它所受摩擦力，所以弹簧的拉力和绳的拉力是一对平衡力，当将右侧细绳剪断瞬间，绳的拉力立即消失，但弹簧的拉力瞬间不变，所以受摩擦力方向向右，故C项错误，项正确。综上所述，本题正确答案为。

11.【答案】
【解答】
A.根据牛顿第二定律的瞬时性，A正确；
B.物体只有受到力的作用时，才有加速度，但速度有无与物体是否受力无关，B正确；
C.任何情况下，加速度的方向总与合外力方向相同，但与速度的方向没关系，C正确；
D.当物体受到几个力作用时，可把物体的加速度看成是各个力单独作用时产生的各个加速度的矢量和，故D错误。
12.【答案】
【解答】
A.由图可知小球向下压缩弹簧的全过程中，其速度先变大后变小，故其动能先变大后变小，A正确；
B.小球速度最大时，其受力平衡，故有：；B正确；
C.球下落过程由于弹簧的弹力一直做负功，故球的机械能一直减小，C错误；
D.当球下落到最低点时，弹簧的形变量最大，弹力最大，由胡克定律可得：，，联立解得小球受到的最大弹力为：， D正确。
故选ABD。
13.【答案】解：当时，雨点达到最终速度，则
故
解得

由牛顿第二定律得：
则
解得
故
14.【答案】解：企鹅向上“奔跑”的位移大小：
企鹅在冰面向上滑行列出牛顿第二定律方程为：


加速的末速度为：
减速的时间为：
减速的位移为：
总位移为：
下滑过程列出牛顿第二定律方程为：
得出
根据速度位移关系得出：
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