4.3 牛顿第二定律 同步练习题(word版含答案)

文档属性

名称 4.3 牛顿第二定律 同步练习题(word版含答案)
格式 docx
文件大小 916.3KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-01-21 07:46:23

图片预览

文档简介

4.3 牛顿第二定律
一、单选题
1.在行车过程中,为了尽可能地减轻汽车在碰撞过程中对人体造成的伤害,人们设计了安全带。如图,假定乘客质量为,汽车车速为,从踩下刹车到车完全停止需要的时间为,那么,安全带对乘客的水平作用力大小约为(  )
A. B. C. D.
2.如图所示,AB为一固定在小车上的竖直杆,BC为一光滑弯曲管道,橡皮筋一端固定在支架上的B点,穿过管道的另一端悬挂一个小球,系统平衡时,BC弧长恰好为橡皮筋的原长,现使小车向左做匀加速运动,小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)与稳定在竖直位置时相比,小球的高度(  )
A.一定升高
B.一定降低
C.保持不变
D.升高或降低由橡皮橡皮筋劲度系数决定
3.拉力(拉力是合力)2F作用在质量为m的物体上,产生的加速度为a,若拉力变为4F,产生的加速度为( )
A.0.5a B.a C.2a D.5a
4.某工艺品的结构简化如图所示,其中A、B是质量分别为m和的两个小球,用两根完全相同的轻质弹簧连接,现将该工艺品悬挂在一根细绳的下端处于静止状态,若因其他原因,A下端弹簧突然断裂,则在脱落瞬间,A、B两球的加速度大小分别为(  )
A. B. C. D.
5.天宫空间站是我国自主建造的载人空间站,它展现了中国航天人世界领先的技术水平。如图所示是采用动力学方法测量某空间站质量的原理图,若已知飞船质量为,其推进器的平均推动力,在飞船与空间站对接后,推进器工作时间内,测出飞船和空间站速度改变量是,则空间站的质量为(  )
A. B. C. D.
6.某同学平伸手掌托起砖块,保持静止;当手突然向上加速运动时,砖对手的压力大小(  )
A.小于砖的重力大小 B.大于手对砖的支持力大小
C.小于手对砖的支持力大小 D.等于手对砖的支持力大小
7.一物体从开始做直线运动,其速度图象如图所示,下列正确的是(  )
A.末物体距离出发点最远
B.物体受到的合外力方向不变
C.物体所受合外力方向与运动方向相反
D.第内与第内物体所受合外力方向相反
二、多选题
8.一质量为m的人站在竖直电梯中,电梯正在上升,加速度大小为,为重力加速度。人对电梯底部的压力为(  )
A. B. C. D.
9.台阶式电梯与地面的夹角为,一质量为m的人站在电梯的一台阶上相对电梯静止,如图所示.则当电梯上升时,若以N表示水平梯板对人的支持力,G为人受到的重力,f为电梯对人的摩擦力,则下面说法中正确的是(  )
A.加速上升进程中,N不等于G
B.加速上升过程中f水平向右,N不等于G
C.匀速上升过程中,N=G
D.匀速上升过程中f与v的方向相同,N不等于G
10.如图所示,有一辆满载西瓜的汽车在水平路面向左沿直线做匀加速运动,加速度大小为a,其中一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的合力为F,则关于F的大小和方向的判断正确的是(  )
A.F的方向向左偏上 B.F的方向水平向左
C.F的大小为 D.F的大小为
11.三个力同时作用于质量为的物体上,其中,和的方向总保持垂直,的方向可以任意改变,则物体的加速度可能是(  )
A. B. C. D.
12.如图所示,倾角为θ的斜面固定于地面上,上表面光滑,A、B、C三球的质量分别为m、m、2m,轻质弹簧一端固定在斜面顶端,另一端与A球相连,A、B间固定一个轻杆,B、C间由一轻质细线连接。弹簧、轻杆与细线均平行于斜面,初始系统处于静止状态,现突然剪断B、C间细线或断开弹簧与A的连接点。下列判断正确的是(  )
A.B、C间细线被剪断的瞬间,A、B球的加速度大小为2gsinθ
B.弹簧断开的瞬间,A、B之间杆的弹力大小不为零
C.B、C间细线被剪断的瞬间,A、B之间杆的弹力大小为4mgsinθ
D.弹簧断开的瞬间,A、B、C三个小球的加速度均为gsinθ
三、填空题
13.用的水平拉力,拉一静止在水平地面上的物体,可使它获得的加速度;用的水平力拉此物体沿原地面运动时,可使它获得的加速度。那么,此物体的质量为__________,物体与地面间的动摩擦因数为__________。
14.在动摩擦因数μ=0.2的水平面上有一个质量为m=0.2kg的小球,小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ=53°角的不可伸长的轻绳一端相连,如图所示,此时小球处于静止平衡状态,且水平对小球的弹力恰好为零,重力加速度g=10m/s2.。剪断轻绳的瞬间,轻弹簧的弹力大小为______N,小球的加速度大小为______m/s2。
15.小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上(如图甲),在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙),速度为,将弹簧压缩到最短(如图丙)的整个过程中,小球的速度和弹簧缩短的长度之间的关系如图丁所示,其中为曲线的最高点。已知该轻弹簧每受到0.1牛的压力就缩短1厘米,并且轻弹簧在受到撞击到压缩到最短的整个过程中始终在弹性限度内。()
(1)从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,小球所受合力变化情况是_____________________。(从合力大小和方向2个方面加以说明)
(2)实验中所用小球的质量为__________。
(3)合力最大时,弹簧弹力为__________。
四、解答题
16.如图所示,一个质量m=1.0kg 的物体放在水平地面上。对物体施加一个水平拉力F=9N,使物体做初速度为零的匀加速直线运动。已知物体与水平地面间的动摩擦因数μ=0.30,取重力加速度g=10m/s2。
(1)求物体运动的加速度大小a;
(2)求物体在2.0s 时的速率v 和位移x;
17.一辆货车运载着完全相同的圆柱形光滑空油桶(质量均为m)在水平路面行驶。在车厢底,一层油桶平整排列,相互紧贴并被牢牢固定,一只桶C自由地摆放在桶A、B之间,和汽车一起保持静止,如图所示,已知重力加速度为g。
(1)若汽车向左匀速运动,求桶A对C的支持力大小;
(2)若汽车向左以的加速度加速运动时,桶C即将脱离A,求此时桶C对桶B的压力大小。
18.如图所示,质量为4kg的物体静止在水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.5。物体受到大小为40N、与水平方向成37°角斜向右上方的拉力F作用时,沿水平面做匀加速运动。(g取,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)求物体加速度的大小和方向?
(2)若撤去外力F,求物体的加速度大小和方向?
(3)若F改为与水平方向成37°角斜向右下方,大小也为40N的推力,试求物体的加速度?
试卷第6页,共6页
试卷第5页,共6页
参考答案
1.C
【详解】
刹车之后乘客做匀减速运动,初速度,刹车时间,加速度大小为
根据牛顿第二定律,安全带对乘客的水平作用力大小
故选C。
2.C
【详解】
设橡皮筋的原长为L0,橡皮筋的劲度系数为k。
小车静止时,对小球受力分析得
T1=mg
弹簧的伸长量为
x1
则小球与C点间的距离为
h1=x1
当小车向左做匀加速运动,小球稳定时,对小球进行受力分析如图,得:
T2cosα=mg
T2sinα=ma
解得
T2
弹簧的伸长量为
x2
则小球相对于C点的竖直高度为
h2=x2cosα,
所以
h1=h2
小球的高度保持不变,故C正确,ABD错误。
故选:C。
3.C
【详解】
由牛顿第二定律可得
若拉力变为4F,产生的加速度为
ABD错误,C正确。
故选C。
4.D
【详解】
开始时下面弹簧的弹力为
F=3mg
A下端弹簧突然断裂,上面弹簧的弹力不变,则A受合力为F=3mg,则A的加速度为
下面轻质弹簧的弹力变为零,则此时B只受重力作用,加速度为
aB=g
故选D。
5.C
【详解】
设飞船和空间站在这5s内的加速度大小为a,则由加速度的定义式可得
设空间站的质量为m空,则以空间站和飞船为整体,利用牛顿第二定律有
代入数据可得
故选C。
6.D
【详解】
BCD.砖对受的压力和手对砖的支持力是作用力和反作用力,大小相等。故BC错误,D正确;
A.开始静止时,手对砖的支持力等于砖的重力,当手突然向上加速运动时,则砖的加速度方向向上,根据牛顿第二定律知

所以砖对手的压力也一定大于砖的重力。故A错误。
故选D。
7.A
【详解】
A.由速度时间图象可知在内,物体沿正方向运动,时速度开始反向,故时物体距离出发点最远,选项A正确;
B.物体加速度不变,根据牛顿运动定律知合力不变,加速度反向,合外力发生变化,选项B错误;
C.速度减小,,速度反向增大,根据加速度和速度同向加速,反向减速知合外力方向先与速度相反,然后与速度方向相同,选项C错误;
D.物体在内和内的加速度均为正的,故合外力方向都为正的,方向相同,选项D错误。
故选A。
8.BD
【详解】
设电梯对人的支持力为N,当加速度向上时,由牛顿第二定律得
解得
当加速度向下时,由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律可知,人对电梯底部的压力为或。
故选BD。
9.BC
【详解】
AB.加速过程中,人的加速度斜向上,将加速度分解到水平和竖直方向得
方向水平向右
方向竖直向上;
水平方向受静摩擦力作用
水平向右;
竖直方向受重力和支持力作用
故A错误B正确;
CD.匀速过程中,人受力平衡,水平方向不受摩擦力,竖直方向上,受重力和支持力作用,二力平衡,故C正确,D错误;
故选BC。
10.AC
【详解】
对西瓜A受力分析,由对象上分析,只受到其他西瓜对它的作用力的合力为F与自身重力作用,根据牛顿第二定律有
如图所示
,方向向左偏上
所以AC正确;BD错误;
故选AC。
11.CD
【详解】
F1=6N,F2=8N,F1和F2的方向总保持垂直,F1和F2的合力为10N,F3=2N,F3的方向可以任意改变,三个力的合力
8N≤F≤12N
与牛顿第二定律可知,物体的加速度
a=
4m/s2≤a≤6m/s2
AB正确,CD错误。
故选CD。
12.CD
【详解】
开始时三球静止,处于平衡状态,由平衡条件可知弹簧的弹力
D.断开弹簧与A的连接点瞬间,三球一起向下做匀加速直线运动,根据
得加速度
故D正确;
B.断开弹簧与A的连接点瞬间,对A由牛顿第二定律得
解得
即A、B之间杆的弹力大小为零,故B错误;
A. B、C间细线被剪断的瞬间,弹簧弹力不变,对A、B系统,由牛顿第二定律得
解得
方向沿斜面向上,故A错误;
C. B、C间细线被剪断的瞬间,对B由牛顿第二定律得
解得
故C正确。
故选CD。
13.1 0.1
【详解】
根据牛顿第二定律
当时,,当时,,可得
m=1kg
f=1N
根据
可得动摩擦因数
14.
【详解】
分析小球受力可知,小球受重力、绳子的拉力、弹簧的弹力三个力而平衡,由平衡条件知:弹簧的弹力
剪断轻绳的瞬间,弹簧的弹力不变,轻弹簧的弹力大小为N;
小球有向左的趋势,受到摩擦力的作用,由牛顿第二定律得:
代入数据得
15.先变小,向下;后变大,向上 0.05 4.07
【详解】
(1)小球刚接触弹簧到弹力和重力相等的过程中,小球所受合力向下,随着小球下降,弹簧弹力变大,小球的合力变小,当弹簧的弹力大于重力到将弹簧压缩至最短的过程中,小球所受的合力向上,随着小球下降,弹簧弹力变大,小球的合力变大,所以从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,小球所受合力变化情况是先向下变小,后向上变大;
(2)由(1)分析可知,当小球速度最大时,弹簧的弹力等于重力,所以由题图可知,当弹簧的被压缩5cm时,弹力为0.5N,和重力相等,则小球的质量为0.05kg;
(3)当小球的速度为零时,小球所受合力最大,由图可知,当小球的合力最大时,弹簧的压缩量为40.7cm,则弹簧的弹力为4.07N。
16.(1)6m/s2;(2)12m/s,12m
【详解】
(1)根据牛顿第二定律可得
代入数据,解得
(2)根据速度时间公式可得,物体在2.0s 时的速率v为
根据位移时间公式可得,物体在2.0s 时的位移x为
17.(1);(2)
【详解】
(1)对桶C受力分析如图,由平衡条件得
联立解得
(2)桶C刚脱离A时,对桶C受力分析如图,由牛顿第二定律得:
解得:
由牛顿第三定律得桶C对桶B的压力为。
18.(1)6m/s2,方向水平向右;(2),方向水平向左;(3),方向水平向右
【详解】
(1)选取物体为研究对象,对其受力分析,如图所示
由牛顿第二定律得,水平方向
竖直方向

联立解得
a=6m/s2
方向水平向右;
(2)若撤去外力F,对物体受力分析可得

代入数据,解得
方向水平向左;
(3)若F改为与水平方向成37°角斜向右下方,对物体受力分析可得
水平方向有
竖直方向有

代入数据,解得
答案第10页,共10页
答案第11页,共1页