4.3 牛顿第二定律 测评（Word版，含解析）

第三节　牛顿第二定律
基础练
1.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,在力作用到物体上的瞬间,则 (　　)
A.物体同时具有加速度和速度
B.物体立即获得加速度,速度仍为零
C.物体立即获得速度,加速度仍为零
D.物体的速度和加速度均为零
2.力F作用于甲物体时产生的加速度为a1,此力F作用于乙物体时产生的加速度为a2,若将甲、乙两个物体合在一起,仍受此力的作用,产生的加速度是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A. B.
C. D.
3.
如图所示,重为10 N的物体以速度v在粗糙的水平面上向左运动,物体与桌面间的动摩擦因数为0.1.现在给物体施加水平向右的拉力F,其大小为20 N,g取10 m/s2,则物体受到的摩擦力和加速度大小为(　　)
A.1 N,20 m/s2
B.0,21 m/s2
C.1 N,21 m/s2
D.1 N,19 m/s2
4.
如图所示,物体A放在平板小车上,与小车一起运动并保持静止.下面关于物体A的受力情况的说法错误的是(　　)
A.向右运动时,一定受到方向向右的摩擦力作用
B.向右匀速运动时,不受摩擦力作用
C.向右加速运动时,一定受到方向向右的摩擦力作用
D.向左运动时,也可能受到方向向右的摩擦力作用
5.将一只皮球竖直向上抛出,皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比.下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图像,可能正确的是(　　)
6.
如图所示,一物块位于光滑水平桌面上;用一大小为F,方向如图所示的力去推它,使它以加速度a向右运动.若保持力的方向不变而增大力的大小,则(　　)
A.a变大
B.a不变
C.a变小
D.因为物块的质量未知,故不能确定a变化的趋势
7.以初速度v0竖直向上抛出一个小球,小球所受的空气阻力与速度大小成正比,从抛出到落地小球运动的v-t图像是下面哪一个(　　)
提升练
8.如图所示,在天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的质量相同的小球,两小球均保持静止.突然剪断细绳的瞬间,上面小球A与下面小球B的加速度分别为(以向上为正方向)(　　)
A.a1=g　a2=g
B.a1=2g　a2=0
C.a1=-2g　a2=0
D.a1=0　a2=g
9.如图所示,有一辆满载西瓜的汽车在水平路面上匀速前进.突然发现意外情况,紧急刹车做匀减速直线运动,加速度大小为a,则中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的大小是(　　)
A.m B.ma
C.m D.m(g+a)
10.
如图所示,用手提一轻弹簧,弹簧下端挂一金属球.在将整个装置匀加速上提的过程中,手突然停止不动,则在此后一小段时间内(　　)
A.小球立即停止运动
B.小球继续向上做减速运动
C.小球的速度与弹簧的形变量都要减小
D.小球的加速度减小
11.质量为1 kg的物体静止在光滑水平面上,某时刻开始,用一水平向右的大小为2 N的力F1拉物体,则:
(1)物体产生的加速度是多大 2 s后物体的速度是多少
(2)若在2 s末给物体加上一个大小也是2 N水平向左的拉力F2,则物体的加速度是多少 4 s末物质的速度是多少
12.如图所示,质量m=1 kg的球穿在斜杆上,斜杆与水平方向成30°角,球与杆之间的动摩擦因数μ=,球受到竖直向上的拉力F=20 N,g取10 m/s2,求球的加速度大小.
13.自制一个加速度计,其构造是:一根轻杆,下端固定一个小球,上端装在水平轴O上,杆可在竖直平面内左右摆动,用白硬纸作为表面,放在杆摆动的平面上,并刻上刻度,可以直接读出加速度的大小和方向.使用时,加速度计右端朝汽车前进的方向,如图所示.
(1)硬纸上刻度线b在经过O点的竖直线上,则在b处应标的加速度数值是多少
(2)刻度线c和O点的连线与Ob的夹角为30°,则c处应标的加速度数值是多少
(3)刻度线d和O点的连线与Ob的夹角为45°.在汽车前进时,若轻杆稳定地指在d处,则0.5 s内汽车速度变化了多少
参考答案：
基础练
1.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,在力作用到物体上的瞬间,则 (　　)
A.物体同时具有加速度和速度
B.物体立即获得加速度,速度仍为零
C.物体立即获得速度,加速度仍为零
D.物体的速度和加速度均为零
解析力与加速度是瞬时对应关系,所以在力作用到物体上的瞬时,物体立即获得加速度,但物体的速度还得从零开始增大,不可能立即具有速度,故B正确.
答案B
2.力F作用于甲物体时产生的加速度为a1,此力F作用于乙物体时产生的加速度为a2,若将甲、乙两个物体合在一起,仍受此力的作用,产生的加速度是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A. B.
C. D.
解析力F作用于甲物体时,F=m1a1,力F作用于乙物体时,F=m2a2,力F作用于甲、乙两物体时,F=(m1+m2)a3,解得a3=,故选项C正确.
答案C
3.
如图所示,重为10 N的物体以速度v在粗糙的水平面上向左运动,物体与桌面间的动摩擦因数为0.1.现在给物体施加水平向右的拉力F,其大小为20 N,g取10 m/s2,则物体受到的摩擦力和加速度大小为(　　)
A.1 N,20 m/s2
B.0,21 m/s2
C.1 N,21 m/s2
D.1 N,19 m/s2
解析物体受到竖直向下的重力G、竖直向上的支持力FN、水平向右的拉力F和摩擦力f作用,其滑动摩擦力为f=μFN=μG=1N,由牛顿第二定律得F+f=ma,解得a=21m/s2,C正确.
答案C
4.
如图所示,物体A放在平板小车上,与小车一起运动并保持静止.下面关于物体A的受力情况的说法错误的是(　　)
A.向右运动时,一定受到方向向右的摩擦力作用
B.向右匀速运动时,不受摩擦力作用
C.向右加速运动时,一定受到方向向右的摩擦力作用
D.向左运动时,也可能受到方向向右的摩擦力作用
解析A物体的受力与它所处的状态有关,匀速运动时,它受的合力应为零,则水平方向不会受摩擦力作用,故A错误,B正确;A物体向右加速运动时,据牛顿第二定律可知A物体必受向右的合力,这个力只能是摩擦力,故C正确;如果A物体向左做减速运动,则受到的合力向右,D正确.
答案A
5.将一只皮球竖直向上抛出,皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比.下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图像,可能正确的是(　　)
解析皮球在上升过程中速度越来越小,所以空气阻力越来越小,重力与空气阻力的合力越来越小,所以加速度越来越小,一开始加速度最大,后来减小得越来越慢,最后速度为零时,加速度变为重力加速度,所以答案选C.
答案C
6.
如图所示,一物块位于光滑水平桌面上;用一大小为F,方向如图所示的力去推它,使它以加速度a向右运动.若保持力的方向不变而增大力的大小,则(　　)
A.a变大
B.a不变
C.a变小
D.因为物块的质量未知,故不能确定a变化的趋势
解析由于桌面光滑,故不受摩擦力,物块受力为重力G、桌面对物体的支持力FN、推力F,设推力与水平方向夹角为α,将F沿水平方向和竖直方向分解,由牛顿第二定律得Fcosα=ma,所以a=,F方向不变而大小增大,可得a变大.A正确.
答案A
7.以初速度v0竖直向上抛出一个小球,小球所受的空气阻力与速度大小成正比,从抛出到落地小球运动的v-t图像是下面哪一个(　　)
解析上升阶段,小球所受空气阻力随小球速度的减小而减小,小球所受合力F=G+f,合力越来越小,所以上升阶段小球的加速度越来越小.下降阶段,小球所受空气阻力随小球速度的增大而增大,小球所受合力F'=G-f,合力越来越小,所以下降阶段小球的加速度也越来越小.v-t图像中,只有A项所表示的运动加速度越来越小,A项正确.
答案A
提升练
8.如图所示,在天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的质量相同的小球,两小球均保持静止.突然剪断细绳的瞬间,上面小球A与下面小球B的加速度分别为(以向上为正方向)(　　)
A.a1=g　a2=g
B.a1=2g　a2=0
C.a1=-2g　a2=0
D.a1=0　a2=g
解析分别以A、B为研究对象,分析剪断前和剪断时的受力.剪断前A、B静止,A球受绳子的拉力T、重力mg和弹簧弹力F三个力,B球受重力mg和弹簧弹力F'两个力
对A球有T-mg-F=0
对B球有F'-mg=0
F=F'
解得T=2mg,F=mg
剪断瞬间,绳无弹性,拉力消失,而弹簧瞬间形状不可改变,弹力不变.如图可知,A球受重力mg、弹簧的弹力F.同理B球受重力mg和弹力F'
对A球有-mg-F=ma1
对B球有F'-mg=ma2
解得a1=-2g,a2=0.
答案C
9.如图所示,有一辆满载西瓜的汽车在水平路面上匀速前进.突然发现意外情况,紧急刹车做匀减速直线运动,加速度大小为a,则中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的大小是(　　)
A.m B.ma
C.m D.m(g+a)
解析西瓜与汽车具有相同的加速度a,对西瓜A受力分析如图所示,F表示周围西瓜对A的作用力,则由牛顿第二定律得=ma,解得F=m,故C正确.
答案C
10.
如图所示,用手提一轻弹簧,弹簧下端挂一金属球.在将整个装置匀加速上提的过程中,手突然停止不动,则在此后一小段时间内(　　)
A.小球立即停止运动
B.小球继续向上做减速运动
C.小球的速度与弹簧的形变量都要减小
D.小球的加速度减小
解析以球为研究对象,小球只受到重力G和弹簧对它的拉力T,由题可知小球向上做匀加速运动,即G答案D
11.质量为1 kg的物体静止在光滑水平面上,某时刻开始,用一水平向右的大小为2 N的力F1拉物体,则:
(1)物体产生的加速度是多大 2 s后物体的速度是多少
(2)若在2 s末给物体加上一个大小也是2 N水平向左的拉力F2,则物体的加速度是多少 4 s末物质的速度是多少
解析(1)
对物体受力分析如图所示,可知物体所受的合力
F1=2N,由牛顿第二定律得
a=m/s2=2m/s2
从某时刻开始物体做初速度为0,加速度为2m/s2的匀加速直线运动,则2s末物体的速度v2=at=2×2m/s=4m/s.
(2)2s末加上F2后,物体所受的合力为0,则由牛顿第二定律得a'=0
从2s末开始物体做匀速直线运动,4s末的速度等于2s末的速度v4=4m/s.
答案(1)2 m/s2　4 m/s　(2)0　4 m/s
12.如图所示,质量m=1 kg的球穿在斜杆上,斜杆与水平方向成30°角,球与杆之间的动摩擦因数μ=,球受到竖直向上的拉力F=20 N,g取10 m/s2,求球的加速度大小.
解析球
受到重力mg、杆的支持力FN、杆的摩擦力f和竖直向上的拉力四个力的作用(如图所示),建立直角坐标系,则
Fsin30°-mgsin30°-f=ma
Fcos30°=mgcos30°+FN
f=μFN
联立以上各式即可解得a=2.5m/s2.
答案2.5 m/s2
13.自制一个加速度计,其构造是:一根轻杆,下端固定一个小球,上端装在水平轴O上,杆可在竖直平面内左右摆动,用白硬纸作为表面,放在杆摆动的平面上,并刻上刻度,可以直接读出加速度的大小和方向.使用时,加速度计右端朝汽车前进的方向,如图所示.
(1)硬纸上刻度线b在经过O点的竖直线上,则在b处应标的加速度数值是多少
(2)刻度线c和O点的连线与Ob的夹角为30°,则c处应标的加速度数值是多少
(3)刻度线d和O点的连线与Ob的夹角为45°.在汽车前进时,若轻杆稳定地指在d处,则0.5 s内汽车速度变化了多少
解析(1)当轻杆与Ob重合时,小球所受合力为0,其加速度为0,车的加速度亦为0,故b处应标的加速度数值为0.
(2)当轻杆与Oc重合时,以小球为研究对象,受力分析如图所示.根据力合成的平行四边形定则和牛顿第二定律得mgtanθ=ma1,解得a1=gtanθ=9.8×m/s2≈5.66m/s2.
(3)若轻杆与Od重合,同理可得
mgtan45°=ma2
解得a2=gtan45°=9.8m/s2,方向水平向左,与速度方向相反
所以在0.5s内汽车速度应减少,减少量Δv=a2Δt=9.8×0.5m/s=4.9m/s.
答案(1)0　(2)5.66 m/s2　(3)减少了4.9 m/s