6.2 牛顿第二定律 同步练习（含答案解析） (1)

6.2
牛顿第二定律
同步练习
1．关于力的单位“牛顿”，下列说法正确的是(　　)
A．使质量是2
kg的物体产生2
m/s2的加速度的力，叫做1
N
B．使质量是0.5
kg的物体产生1.5
m/s2的加速度的力，叫做1
N
C．使质量是1
kg的物体产生1
m/s2的加速度的力，叫做1
N
D．使质量是2
kg的物体产生1
m/s2的加速度的力，叫做1
N
【解析】　使质量是1
kg的物体产生1
m/s2的加速度的力是1
N，即F＝ma＝1×1
N＝1
N，C正确．
2．在本节实验中，下列说法中正确的是(　　)
A．平衡摩擦力时，小盘应用细线通过定滑轮系在小车上，但小盘内不能装砝码
B．实验中无需始终保持小车和盘中砝码的质量远远大于小盘和盘中砝码的质量
C．实验中如用纵坐标表示加速度，用横坐标表示小车和车内砝码的总质量，描出相应的点在一条直线上时，即可证明加速度与质量成反比
D．平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力
【解析】　平衡摩擦力时，小车后面连好纸带，小车匀速时，小车重力的分力等于小车的滑动摩擦力和纸带受的阻力的合力，这样连纸带阻力也平衡了，但不能挂小盘，所以A错误，D正确；只有满足小车和砝码的质量远远大于小盘和盘中砝码的质量，细绳的拉力才近似等于小盘和砝码的总重力，B错误；C项中当横坐标表示小车和车内砝码的总质量的倒数时，描出相应的点才在一条直线上，故C错误．
3．如图6－2－10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(　　)
图6－2－10
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N、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Fcos
α＝ma，所以a＝，F方向不变而大小增大，可得a变大．A正确．
4．物体运动的速度方向、加速度方向和所受合外力的方向的关系是(　　)
A．速度方向、加速度方向和合外力方向总是相同的
B．加速度跟合外力总是同方向，速度方向与它们的方向可能相同，也可能不同
C．速度跟加速度总是同方向，但合外力的方向与它们可能相同，也可能不同
D．物体的速度是由合外力产生的，所以速度方向总跟合外力的方向相同
【解析】　加速度由合外力产生，加速度的方向与合外力的方向总是相同的，而加速度与物体速度方向无直接联系，可能相同，也可能不同，B正确；速度方向与加速度以及合外力方向不一定相同，A错．速度方向跟加速度方向可能相同，可能相反，也可能成任意角，C错．速度不是由合外力产生的，由于物体受力从而产生了加速度，使物体的速度发生变化．
5．力F作用于甲物体m1时产生的加速度为a1，此力F作用于乙物体m2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，产生的加速度则是下列选项中的哪一个(　　)
A.　　　　　　　
B.
C.
D.
【解析】　力F作用于m1时，F＝m1a1①
力F作用于m2时，F＝m2a2②
力F作用于m1＋m2时，F＝(m1＋m2)a3③
解①②③得a3＝，故选项C正确．
6．在解一道文字计算题时(由字母表达结果的计算题)，一个同学解得位移s＝(t1＋t2)，用单位制的方法检查，这个结果(　　)
A．可能是正确的
B．一定是错误的
C．如果用国际单位制，结果可能正确
D．用国际单位制，结果错误，如果用其他单位制，结果可能正确
【解析】　可以将右边的力F、时间t和质量m的单位代入公式看得到的单位是否和位移s的单位一致；还可以根据F＝ma，a＝v/t，v＝s/t，将公式的物理量全部换算成基本物理量的单位，就好判断了．在s＝(t1＋t2)式中，左边单位是长度单位，而右边单位推知是速度单位，所以结果一定是错误的，单位制选得不同，不会影响结果的准确性，故A、C、D错，B对．
7．关于力和运动的关系，下列说法中正确的是(　　)
A．物体受到的合外力越大，其速度改变量越大
B．物体受到的合外力不为零且不变，物体速度一定会改变
C．物体受到的合外力变化，加速度就一定变化
D．物体受到的合外力不变，其运动状态就不改变
【解析】　由牛顿第二定律知，物体受的合外力发生变化，加速度就一定变化，物体受到的合外力越大，加速度就越大，而速度改变量不仅与加速度有关，而且还与时间有关，故A错C对；运动状态不变即速度不变，若加速度不为零且不变，其速度一定变化，故B对D错．
8．质量为m的物体从高处由静止释放后竖直下落，在某一时刻受到的空气阻力为f，加速度为a＝g，则f的大小为(　　)
A.mg
B.mg
C．mg
D.mg
【解析】　由牛顿第二定律知，a＝＝＝g，可得空气阻力大小f＝mg，B选项正确．
9．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关系的图象，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，所以选C.
10．如图6－2－11所示，一轻质弹簧一端固定在墙上的O点，自由伸长到B点．今用一小物体m把弹簧压缩到A点(m与弹簧不连接)，然后释放，小物体能经B点运动到C点而静止．小物体m与水平面间的动摩擦因数μ恒定，则下列说法中正确的是
图6－2－11
A．物体从A到B速度越来越大
B．物体从A到B速度先增加后减小
C．物体从A到B加速度越来越小
D．物体从A到B加速度先减小后增加
【解析】　物体从A到B的过程中，水平方向一直受到向左的滑动摩擦力作用，大小不变；还一直受到向右的弹簧的弹力，从某个值逐渐减小为0.开始时，弹力大于摩擦力，合力向右，物体向右加速，随着弹力的减小，合力越来越小；到A、B间的某一位置时，弹力和摩擦力大小相等、方向相反，合力为0，速度达到最大；随后，摩擦力大于弹力，合力增大但方向向左，合力方向与速度方向相反，物体开始做减速运动．所以，小物体由A到B的过程中，先做加速度减小的加速运动，后做加速度增加的减速运动，正确选项为B、D.
11．两个相同的小车并排放在光滑水平桌面上，小车前端系上细线，线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里分别放有不同质量的砝码(图6－2－12a)．小车所受的水平拉力F的大小可以认为等于砝码(包括砝码盘)所受的重力大小．小车后端也系有细线，用一只夹子夹住两根细线(图b)，控制两辆小车同时开始运动和结束运动．
图6－2－12
由于两个小车初速度都是零，运动时间又相同，s＝at2/2，即s∝a，只要测出两小车位移s之比就等于测出它们的加速度a之比．
实验结果是：当小车质量相同时________________________________；
当拉力F相等时，___________________________________.
实验中用砝码(包括砝码盘)所受的重力G＝mg的大小作为小车所受拉力F的大小，这样做会引起实验误差．为了减小这个误差，G与小车所受重力Mg之间需要满足的关系是：___________________________________________.
【解析】　实验过程中，当两小车质量相同时，砝码(包括砝码盘)重力越大，位移越大，则加速度越大，进行实验时会发现，加速度与所受拉力成正比；若砝码重力不变，即拉力不变时，质量越大的小车位移越小，即加速度越小．进行测量分析知，加速度与质量成反比．
砝码(包括砝码盘)的重力大于小车所受的拉力，但如果砝码的重力G远小于小车的重力Mg时，G近似等于拉力F.
【答案】　加速度与拉力成正比　加速度与质量成反比　G Mg
12．车厢顶部固定一滑轮，在跨过定滑轮绳子的两端各系一个物体，质量分别为m1、m2，且m2>m1，m2静止在车厢底板上，当车厢向右运动时，系m1的那段绳子与竖直方向夹角为θ，如图6－2－13所示，若滑轮、绳子的质量和摩擦忽略不计，求：
图6－2－13
(1)车厢的加速度大小；
(2)车厢底板对m2的支持力和摩擦力的大小．
【解析】　(1)设车厢的加速度为a，小球的加速度与车厢的加速度一致，小球受力如图所示，F为mg、T的合力，由牛顿第二定律知：
F＝m1gtan
θ＝m1a
解得：a＝gtan
θ.
(2)对m2受力分析得：
N＋T＝m2g
又T＝
则车厢底板对m2的支持力为：N＝m2g－
m2受到的摩擦力为：f＝m2a＝m2gtan
θ.
【答案】　(1)gtan
θ　(2)m2g－
　m2gtan
θ