高一物理習題:牛頓第二定律
1.由牛頓第二定律知道,無論怎樣小的力都可以使物體產生加速度,可是當我們用一個很小的力去推很重的桌子時,卻推不動它,這是因為( )
A.牛頓第二定律不適用于靜止的物體
B.桌子的加速度很小,速度增量極小,眼睛不易覺察到X
C.推力小于靜摩擦力,加速度是負的
D.桌子所受的合力為零
解析: F=ma中F指合力,用很小的力推桌子時,合力為零,故無加速度.
答案: D
2.關于速 度、加速度和合外力之間的關系,下述說法正確的是( )
A.做勻變速直線 運動的物體,它所受合外 力是恒定不變的
B.做勻變速直線運動的物體,它的速度、加速度、合外力三者總是在同一方向上
C.物體受到的合外力增大時,物體的運動速度一定加快
D.物體所受合外力為零時,一定處于靜止狀態(tài)
解析: 勻變速直線運動就是加速度恒定不變的直線運動,所以做勻變速直線運動的物體的合外力是恒定不變的,選項A正確;做勻變速直線運動的物體,它的加速度與合外力的方向一定相同,但加速度與速度的方向就不一定相同了.加速度與速度的方向相同時做勻加速運動,加速度與速度的方向相反時做勻減速運動,選項B錯誤;物體所受的合外力增大時,它的加速度一定增大,但速度不一定增大,選項C錯誤;物體所受合外力為零時,加速度為零,但物體不一定處于靜止狀態(tài),也可以處于勻速運動狀態(tài),選項D錯誤.
答案: A
3.如右圖所示,質量為10 kg的物體在水平面上向左運動,物體與水平面間的動摩擦因數為μ=0.2,與此同時,物體還受到一個水平向右的推力F=20 N,則物體產生的加速度是(g=10 m/s2)( )
A.0 B.4 m/s2,水平向右
C.2 m/s2,水平向左 D.2 m/s2,水平向右
答案: B
4.搬運工人沿粗糙斜面把一個物體拉上卡車,當力沿斜面向上,大小為F時,物體的加速度為a1;若保持力的方向不變,大小變?yōu)?F時,物體的加速度為a2,則( )
A.a1=a2 B.a1
C.a2=2a1 D.a2>2a1
解析: 設總的阻力為F′,第一次推時F-F′=ma1,式子兩邊同乘以2,得2F-2F′=m•2a1第二次推時,2F-F′=ma2,比較兩個式子可以看出a2>2a1,所以D正確.
答案: D
5.力F1單獨作用于某物體時產生的加速度是3 m/s2,力F2單獨作用于此物體時產生的加速度是4 m/s2,兩力同時作用于此物體時產生的加速度可能是( )
A.1 m/s2 B.5 m/s2
C.4 m/s2 D.8 m/s2
解析: 由題意,力F1作用于物體的加速度a1=3 m/s2,F2作用于物體的加速度a2=4 m/s2,F1與F2的合力F的范圍
|F1-F2|≤F≤F1+F2,故兩力同時作用于此物體的加速度|a1-a2|≤a≤a1+a2.
即1 m/s2≤a≤7 m/s2,故選項A、B、C正確.
答案: ABC
6.
如右圖所示,位于水平地面上的質量為m的小木塊,在大小為F,方向與水平方向成α角的拉力作用下沿地面做勻加速運動.若木塊與地面之間的動摩擦因數為μ,則木塊的加速度為( )
A.F/m
B.Fcos α/m
C.(Fcos α-μmg)/m
D. [ Fcos α-μ(mg-Fsin α)]/m
解析: 對木塊作受力分析,如右圖所示,在豎直方向上合力為零,即Fsin α+FN=mg,在水平方向上由牛頓第二定律有Fcos α-μFN=ma.聯(lián)立可得a=Fcos α-μmg-Fsin αm,故選項D正確 .
答案: D
7.如右圖所示,物體在水平拉力F的作用下沿水平地面做勻速直線運動,速度為v.現讓拉力F逐漸減小,則物體的加速度和速度的變化情 況應是( )
A.加速度逐漸變小,速度逐漸變大
B.加速度和速度都在逐漸變小
C.加速度和速度都在逐漸變大
D.加速度逐漸變大,速度逐漸變小
解析: 物體向右做勻速直線運動,滑動摩擦力Ff=F=μFN=μmg,當F逐漸減小時,Ff=μmg不變,所以產生與v方向相反即向左的加速度,加速度的數值a=Ff-Fm隨F逐漸減小而逐漸增大.因為a與v方向相反,所以v減小.
答案: D
8.在傾角為37°的光滑斜面上,質量為m的物體以加速度a勻加速下滑.現用沿斜面向上的推力,使物塊以1.2a的加速度勻加速向上滑動,則推力的大小是(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)( )[
A.1.2mg B.1.32mg
C.1.96mg D.2.2mg
解析: 在沿斜面方向上,物塊勻加速下滑時,
有mgsin 37°=ma,①
勻加速上滑時,有F-mgsin 37°=1.2ma.②
�、佗诼�(lián)立解得推力F=1.32mg.
答案: B
9.如右圖所示,水平面上質量相等的兩木板A、B用一輕質彈簧相連,整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài).現用一豎直向上的力F拉動木塊A,使木塊A向上做勻加速直線運動.研究從力F剛作用在木塊A上的瞬間到木塊B剛離開地面的瞬間這一過程,并且選定該過程中木塊A的起點位置為坐標原點,則下列圖中可以表示力F和木塊A的位移x之間的關系的是( )
解析: 彈簧的形變量用x′表示,系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)時,易知彈簧的壓縮量為mg/k;研究從F剛作用在木板A上的瞬間到彈簧剛恢復原長的瞬間這個過程,由牛頓第二定律得:F+kx′-mg=ma,又因為x+x′=mg/k,所以得F=kx+ma;研究從彈簧恢復原長時到木塊B剛離開地面的瞬間這個過程,同理得到F=kx+ma.故選項A正確.
答案: A
10.質量均為m的A、B兩個小球之間系一個質量不計的彈簧,放在光滑的臺面上.A緊靠墻壁,如右圖所示,今用恒力F將B球向左擠壓彈簧,達到平衡時,突然將力撤去,此瞬間( )
A.A球的加速度為F/(2m)
B.A球的加速度為零
C.B球的加速度為F/(2m)
D.B球的加速度為F/m
解析: 恒力F作用時,A和B都平衡,它們的合力都為零,且彈簧彈力為F.突然將力F撤去,對A來說水平方向依然受彈簧彈力和墻壁的彈力,二力平衡,所以A球的合力為零,加速度為零,A項錯,B項對.而B球在水平方向只受水平向右的彈簧的彈力作用,加速度a=Fm,故C項錯,D項對.
答案: BD
11.如右圖所示,電梯 與水平面夾角為30°,當電梯加速向上運動時,梯面對人的支持力是其重力的6/5,則人與梯面間的摩擦力是其重力的多少倍?
解析: 本題分解加速度比分解力更顯方便.
對人進行受力分析:重力mg、支持力FN、摩擦力Ff(摩擦力的方向一定與接觸面平行,由加速度的方向可推知Ff水平向右).
建立直角坐標系:取水平向右(即Ff方向)為x軸正向,此時只需分解加速度,其中ax=acos 30°,ay= asin 30°(如下圖所示).
建立方程 并求解:
x方向:Ff=macos 30°
y方向:FN-mg=masin 30°
所以Ff/(mg)=3/5.
答 案: 35
12.某一旅游景區(qū),建有一山坡滑草運動項目.該山坡可看成傾角θ=30°的斜面,一名游客連 同滑草裝置總質量m=80 kg,他從靜止開始勻加速下滑,在時間t=5 s內沿斜面滑下的位移x= 50 m.(不計空氣阻力,取g=10 m/s2,結果保留2位有效數字)問
(1)游客連同滑草裝置在下滑過程中受到的摩擦力F為多大?
(2)滑草裝置與草皮之間的動摩擦因數μ為多大?
解析: (1)由位移公式x=12at2
沿斜面方向,由牛頓第二定律得mgsin θ-Ff=ma
聯(lián)立并代入數值后,得Ff=mgsin θ-2xt2=80 N
(2)在垂直斜面方向上,FN-mgcos θ=0,又Ff=μFN
聯(lián)立并代入數值后,得μ=Ffmgcos θ=0.12.
答案: (1)80 N (2)0.12
(責任編輯:張新革)
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