4.3牛顿第二定律 同步练习(Word版含答案)

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名称 4.3牛顿第二定律 同步练习(Word版含答案)
格式 docx
文件大小 347.3KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-12-09 12:58:31

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文档简介

4.3牛顿第二定律
一、单选题
1.质量1kg的物体在光滑水平面内受到两个水平力的作用,大小分别为,,则这个物体的加速度大小不可能为(  )
A. B. C.
2.下列关于速度、加速度、合外力之间的关系,正确的是( )
A.物体的速度越大,则加速度越大,所受的合外力也越大
B.物体的速度为0,则加速度为0,所受的合外力也为0
C.物体的速度为0,但加速度可能很大,所受的合外力也可能很大
D.物体的速度很大,但加速度可能为0,所受的合外力一定不为0
3.质量为m的物体,它的v-t如图所示,该物体在哪一段时间所受的合外力最大(  )
A.0~2s B.2~6s C.6~9s D.9~10s
4.一个质量为2kg的物体静置于光滑的水平面上,同时受到两个水平力F1和F2的作用,F1=F2=10N,F1与F2之间的夹角为120°。则该物体产生的加速度(  )
A.大小为5m/s2 B.大小为10m/s2
C.方向与力F1的方向相同 D.方向与力F1的夹角为120°
5.一辆汽车行驶在平直公路上,从t=0时开始制动,汽车在第1s、第2s、第3s前进的距离分别是9m、7m、5m,如图所示。某同学根据题目所提供的信息,猜想汽车在制动后做匀减速直线运动。如果他的猜想是正确的,可进一步推断汽车所受的合力(  )
A.越来越大 B.保持不变 C.越来越小 D.先变大后变小
6.质量为20kg的物体在动摩擦因数为0.1的水平面上向左运动,在运动过程中受到水平向右,大小为10N的拉力作用,则物体的加速度为(  )
A.1m/s2向右 B.1 m/s2向左
C.1.5 m/s2向右 D.0.5 m/s2向右
7.载人飞船从地面加速升空的过程中,座椅对宇航员的弹力F与宇航员所受的重力G之间的大小关系,下列说法正确的是( )
A.F一定大于G B.F一定等于G
C.F一定小于G D.F可能等于G
8.起重机的钢索吊着质量为400kg的货物以2m/s2的加速度匀减速上升,货物上升过程中受到空气阻力为2000N。则钢索的拉力是(  )
A.5.2×103 N B.2.8×103 N C.1.2×103 N D.6.8×103 N
9.如图所示,质量为2kg的物块沿水平地面向左运动,水平向右的恒力F的大小为10N,物块与地面间的动摩擦因数为0.2,g取10m/s2.取水平向左为正方向,则物块的加速度为(  )
A.﹣7m/s2 B.3m/s2 C.﹣3m/s2 D.5m/s2
10.质量为2kg的物体在三个力的作用下处于平衡状态,这三个力分别为:F1=4N,F2=5N,F3=6N.现在撤去F1、F2两个力,该物体的加速度为
A.3m/s2 B.2m/s2 C.0.5m/s2 D.5.5m/s2
二、多选题
11.下列有关物体运动速度,运动加速度,所受合外力关系的说法正确的(  )
A.物体速度为零时,加速度可以不为零 B.物体受合外力为零,加速度可以不为零
C.物体受合外力为零时,速度可以不为零 D.物体加速度不为零,速度可以不变
12.下列说法中正确的是(  )
A.物体运动速度越大,其所受合外力也越大
B.物体运动速度大小不变时,所受合外力为等
C.物体运动方向与合外力方向不一定相同
D.无论怎样小的合外力都能使物体产生加速度
13.沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用,其下滑的速度—时间图象如图所示.已知斜面的倾角为37°,物体的质量为1 kg,物体与斜面之间的动摩擦因数为0.5,取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,则( )
A.斜面的长度可能为5 m
B.在0~5 s内拉力F的大小为1.8 N
C.在5~10 s内拉力F的大小为10 N
D.在10~15 s内拉力F做的功为-5.5 J
14.一个质量为2kg的物体同时受到两个力的作用,这两个力的大小分别为2N和6N,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 B.2 C.3 D.4
15.如图所示,木块放在表面粗糙的小车上并随小车一起沿桌面向左做匀加速直线运动。当小车遇障碍物而突然停止运动时,车上的木块的运动情况可能是(  )
A.立即停下来
B.立即向左做匀减速直线运动
C.木块受到的静摩擦力立即变成滑动摩擦力
D.仍继续向左做匀速直线运动
16.质量为2kg的质点在平面上做曲线运动,在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图所示,下列说法正确的是(  )
A.质点的初速度大小为5m/s B.质点所受的合力大小为3N
C.质点初速度的方向与合外力方向垂直 D.2s末质点速度大小为6m/s
17.如图所示,车沿水平地面做直线运动,车厢内悬挂在车顶上的小球悬线与竖直方向的夹角为θ。放在车厢底板上的物体A跟车厢相对静止。A的质量为m,则A受到的摩擦力的大小和方向是(  )
A.gsinθ B.mgtanθ C.向左 D.向右
18.质量分别为2kg和3kg的物块A、B放在光滑水平面上并用轻质弹簧相连,如图所示,今用大小为F=20N作用在A上,使AB相对静止一起向前匀加速运动,则下列说法正确的是(  )
A.弹簧的弹力大小等于8N
B.弹簧的弹力大小等于12N
C.突然撤去F瞬间,A的加速度大小为6m/s2
D.突然撤去F瞬间,B的加速度大小为6m/s2
三、实验题
19.某同学利用如图甲所示的装置测量滑块与长木板间的动摩擦因数μ。实验时长木板水平放置,在沙桶中放入适量细沙,释放滑块,滑块可以向左加速运动。实验中,认为细线对滑块的拉力F近似等于沙桶和细沙的总重力。
(1)实验时,必须要进行的操作是___________。
A.实验前,先平衡摩擦力
B.调整滑轮的位置,使细线与长木板平行
C.要保证沙桶和细沙的总质量远小于滑块的质量
D.先释放滑块再接通打点计时器电源
(2)该同学实验中得到如图乙所示的一条纸带,A、B、C、D为相邻计数点(相邻两计数点之间还有四个点未画出),电火花计时器使用的交流电源频率为50Hz;根据纸带可以求出滑块的加速度大小为______m/s2(结果保留3位有效数字);
(3)通过改变细沙的质量,得到滑块运动的加速度a和拉力F的关系如图丙所示,已知纵截距为,当地的重力加速度为g,则滑块和长木板间的动摩擦因数μ=______(用b、g表示)。
四、解答题
20.一辆质量为的小汽车以的速度行驶,关闭发动机,经过匀减速停下来,则需要的阻力是多大?重新起步加速时牵引力为,产生的加速度应为多大?(假定行驶过程中汽车受到的阻力不变)
21.一辆汽车以1m/s2的加速度做匀加速直线运动,行驶12s,驶过了180m,汽车的质量为1.5吨,求:
(1)该过程中汽车平均速度的大小;
(2)汽车初速度的大小;
(3)加速过程中汽车所受合力的大小.
22.一辆载货的汽车,总质量是4.0×103kg,牵引力是4.8×103N,从静止开始运动,经过10s前进了40m。
求:(1)汽车运动的加速度大小。
(2)汽车所受到的阻力大小。(设阻力恒定)
23.如图所示,一个质量为2kg的物块静止在光滑水平面上,现用恒定拉力F拉动物块,拉力方向与水平方向成37°角斜向上,物块运动3s时速度大小为12m/s,取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)物块运动时加速度的大小a;
(2)拉力F的大小.
参考答案
1.C
【详解】
F1和F2合力大小的范围是
根据牛顿第二定律可知物体加速度大小的范围是
故AB可能,C不可能。
故选C。
2.C
【详解】
A.速度和加速度无必然的联系,则物体的速度越大,加速度不一定越大,所受的合外力也不一定也越大,A错误;
B.物体的速度为0,加速度不一定为0,所受的合外力也不一定为0,例如自由落体运动刚开始的时候,B错误;
C.物体的速度为0,但加速度可能很大,所受的合外力也可能很大,例如火箭将要发射时,C正确;
D.物体的速度很大,但加速度可能为0,所受的合外力也可能为0,例如高速飞行的子弹,D错误。
故选C。
3.D
【详解】
由牛顿第二定律可知,质量m不变时,加速度越大,则合外力越大,v-t图象的斜率表示加速度,由图可知,图中9~10s加速度最大,所以该段时间合外力最大。
故选D。
4.A
【详解】
物体受到的合力为
所以该物体产生的加速度为
方向与力F1的夹角为60°。
故选A。
5.B
【详解】
若汽车在制动后做匀减速直线运动,则加速度不变,根据
F=ma
可知,汽车受的合力保持不变。
故选B。
6.C
【详解】
对物体受力分析,根据牛顿第二定律得
代入数据得
方向向右,C正确。
故选C。
7.A
【详解】
载人飞船从地面加速升空的过程中,加速度方向向上,根据牛顿第二定律得:
可以知道F一定大于G,故A正确,BCD错误。
故选A。
8.A
【详解】
货物受到重力、拉力和空气的阻力,合外力提供加速度,由牛顿第二定律得:
所以:
故选A。
9.A
【分析】
根据物块的受力情况应用牛顿第二定律求出物块的加速度.
【详解】
以向左为正方向,对物块,
由牛顿第二定律得:﹣F﹣μmg=ma,
代入数据解得:a=﹣7m/s2,故A正确,BCD错误;
故选A.
【点睛】
本题考查了求物块的加速度,分析清楚物块的受力情况是解题的前提,应用牛顿第二定律即可解题.
10.A
【详解】
撤去F1、F2两个力,那么物体只受F3=6N的作用,由牛顿第二定律可得:该物体的加速度a==3m/s2,故A正确,BCD错误;故选A.
点睛:物体运动问题,一般先对物体进行受力分析,然后根据牛顿第二定律求得加速度,即可由加速度得到物体运动状态.
11.AC
【详解】
A.物体速度为零时,加速度不一定为零,如竖直上抛的物体经过最高点时,速度为零,而加速度为重力加速度,故A正确;
B.根据牛顿第二定律F=ma知当物体所受合外力为零时,其加速度为零,故B错误;
C.物体所受合外力为零时,物体的加速度为零,说明物体的速度没有发生变化,物体可以静止或匀速直线运动,故其速度不一定为零,故C正确;
D.物体加速度不为零,此时物体一定做变速运动,速度一定发生改变,故D错误;
故选AC。
12.CD
【详解】
AB.由牛顿第二定律可知,所受合外力越大,加速度越大,速度变化越快,与速度大小没有必然关系,AB错误;
C.合外力方向与加速度方向一定相同,与运动方向不一定相同,C正确;
D.由牛顿第二定律可知,无论怎样小的合外力都能使物体产生加速度,D正确。
故选CD。
13.BD
【详解】
A.因为速度-时间图像面积代表位移,所以,故A错误
B.根据牛顿第二定律得0~5 s内:,求得:,故B正确
C.在5~10 s内匀速:,解得,故C错误
D.在10~15 s内解得:,做功,故D正确
14.BCD
【详解】
先求两力合力大小的范围为
4 N≤F合≤8 N
所以
≤≤

2 m/s2≤a≤4 m/s2
故BCD正确,A错误。
故选BCD。
15.BC
【详解】
当小车遇障碍物而突然停止运动时,车上的木块由于惯性会向左倾倒或继续向左运动,若继续向左运动,则它受到的静摩擦力立即变成方向与运动方向相反的滑动摩擦力,根据牛顿第二定律可知木块将做匀减速直线运动,而不可能做匀速直线运动,故AD错误,BC正确。
故选BC。
16.AB
【详解】
A.x轴方向初速度为vx=3m/s,y轴方向初速度vy=-4m/s,质点的初速度
故A正确;
B.x轴方向的加速度
y轴方向的加速度为0,质点的合力
故B正确;
C.合力沿x轴方向,而初速度方向既不在x轴,也不在y轴方向,质点初速度的方向与合外力方向不垂直,故C错误;
D.2s末质点速度应该为
故D错误。
故选AB。
17.BD
【分析】
考查运动物体的受力分析。
【详解】
AB.对小球进行受力分析可知,小车的加速度为gtanθ,所以物体A所受合外力(即摩擦力)为mgtanθ,故A项错误,B项正确;
CD.由图可知小车的加速度方向向右,故物体A加速度方向也向右,因此A受到的摩擦力的方向向右,C项错误,D项正确。
故选BD。
18.BC
【详解】
AB.设弹簧弹力为F1,对AB整体和B物体分别运用牛顿第二定律可知
代入数据,解得
故A错误,B正确;
C.突然撤去F瞬间,弹簧的弹力仍保持不变,则A的加速度大小为
方向水平向右,故C正确;
D.突然撤去F瞬间,弹簧的弹力仍保持不变,则B的加速度大小为
方向水平向左,故D错误。
故选BC。
19.BC#CB 1.25
【详解】
(1)[1]A.本实验需要测量动摩擦因数,所以实验前,不需要先平衡摩擦力,故A错误;
B.调整滑轮的位置,使细线与长木板平行,从而保证实验中拉力恒定,故B正确;
C.本实验中由于认为细线对滑块的拉力F近似等于沙桶和细沙的总重力。所以需要保证沙桶和细沙的总质量远小于滑块的质量,故C正确;
D.本实验应该先接通打点计时器电源,再释放滑块,故D错误。
故选BC。
(2)[2]依题意,可求得相邻计数点间的时间间隔为
根据逐差法,可以求出滑块的加速度大小为
(3)[3]设滑块质量为,根据牛顿第二定律可得
可得
图像纵截距为,则可得
滑块和长木板间的动摩擦因数
20.,方向与运动方向相反;,方向与运动方向相同
【详解】
以运动方向为x轴正方向,建立如图坐标系汽车减速时的情况,设阻力大小为f

可知阻力的大小为,方向与运动方向相反。
汽车重新起步加速时的情况
由牛顿第二运动定律,得
故加速度的大小为,方向与运动方向相同。
21.(1) 15m/s (2) 9m/s (3).
【详解】
(1)根据平均速度公式有:
(2)由位移和时间的关系可知:
代入数据解得:
(3)由牛顿第二定律可知:
答:(1)该过程中汽车平均速度的大小15m/s;
(2)汽车初速度的大小9m/s
(3)加速过程中汽车所受合力的大小.
22.(1)0.8 m/s2;(2)1600N。
【详解】
(1)汽车从静止开始做匀加速运动,则有:
代入数据解得加速度:
a=0.8m/s2;
(2)由牛顿第二定律:
F-f=ma
代入数据解得阻力为:
f=1600N。
23.(1)4m/s2 ;(2)10N
【详解】
(1)物体运动3s时速度大小为12m/s,故加速度为
(2)对物体由牛顿第二定律得
将加速度代入可得