1、3-2牛頓第二定律一、選擇題1(·理綜) 如下列圖，放在固定斜面上的物塊以加速度a沿斜面勻加速下滑，假設(shè)在物塊上再施加一個(gè)豎直向下的恒力f，那么()a物塊可能勻速下滑b物塊仍以加速度a勻加速下滑c物塊將以大于a的加速度勻加速下滑d物塊將以小于a的加速度勻加速下滑答案c解析根據(jù)題意，放在斜面上的物塊沿斜面以加速度a勻加速下滑，在沿斜面方向?qū)ξ飰K由牛頓第二定律有mgsinmgcosma，在物塊上施加豎直向下的力f后，在沿斜面方向?qū)ξ飰K由牛頓第二定律有(mgf)sin(mgf)cosma0，由易知a0>a，選項(xiàng)c正確、選項(xiàng)abd錯(cuò)誤。2(·順義區(qū)調(diào)研)在工廠的車間里有一條沿

2、水平方向勻速運(yùn)行的傳送帶，可將放在其上的小工件(可視為質(zhì)點(diǎn))運(yùn)送到指定位置。某次將小工件放到傳送帶上時(shí)，恰好帶動(dòng)傳送帶的電動(dòng)機(jī)突然斷電，導(dǎo)致傳送帶做勻減速運(yùn)動(dòng)至停止。那么小工件被放到傳送帶上后相對(duì)于地面()a做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直到停止b先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，然后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)c先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，然后做勻速直線運(yùn)動(dòng)d先做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，然后做勻速直線運(yùn)動(dòng)答案b解析將小工件放到傳送帶上時(shí)，由于傳送帶速度大于小工件速度，小工件相對(duì)于傳送帶向后運(yùn)動(dòng)，小工件在滑動(dòng)摩擦力作用下相對(duì)于地面加速向前做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)二者速度相等時(shí)，滑動(dòng)摩擦力瞬間消失，之后由于傳送帶做減速運(yùn)動(dòng)，小工件速度大于傳送帶速度，小工

3、件相對(duì)于傳送帶向前運(yùn)動(dòng)，小工件在水平向后的滑動(dòng)摩擦力的作用下相對(duì)于地面做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)選項(xiàng)b正確。3(·單科)將一只皮球豎直向上拋出，皮球運(yùn)動(dòng)時(shí)受到空氣阻力的大小與速度的大小成正比。以下描繪皮球在上升過(guò)程中加速度大小a與時(shí)間t關(guān)系的圖象，可能正確的選項(xiàng)是()答案c解析設(shè)皮球受到的阻力fkv，根據(jù)牛頓第二定律可得mgfma，兩式聯(lián)立可得mgkvma，皮球上升過(guò)程中速度逐漸減小，那么加速度也逐漸減小，當(dāng)v0時(shí)ag，應(yīng)選項(xiàng)c正確。4.如下列圖，正沿平直軌道向右勻速行駛的車廂內(nèi)，用水平繩a和傾斜繩b共同固定一個(gè)小球，假設(shè)車廂改做加速運(yùn)動(dòng)，那么兩繩的拉力fta和ftb的變化情況是()aft

4、a增大bftb減小cfta不變 dfta、ftb的合力增大答案ad解析當(dāng)向右勻速行駛時(shí)，fta與ftb的合力大小等于重力，方向豎直向上；當(dāng)向右加速時(shí)，球所受的合外力不為0，fta、ftb的合力在豎直方向的分量等于重力， 水平方向的分量等于ma，由此得到fta增大，fta、ftb的合力增大。5.(·一模)如下列圖，一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán)套在一根固定的水平長(zhǎng)直桿上，環(huán)與桿的動(dòng)摩擦因數(shù)為。現(xiàn)給環(huán)一個(gè)水平向右的恒力f，使圓環(huán)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，同時(shí)對(duì)環(huán)施加一個(gè)豎直向上、大小隨速度變化的作用力f1kv，其中k為常數(shù)，那么圓環(huán)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中()a最大加速度為b最大加速度為c最大速度為d最大速度為答案ac解析

5、圓環(huán)在豎直方向受力：豎直向下的重力g，豎直向上的外力f1，水平直桿的彈力fn；在水平方向受力：水平向右的恒力f，水平向左的摩擦力ff，圓環(huán)先做加速度越來(lái)越大的加速運(yùn)動(dòng)，再做加速度越來(lái)越小的加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)gf1時(shí)，fn0，ff0，此時(shí)圓環(huán)的加速度最大，a；當(dāng)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)圓環(huán)的速度最大，此時(shí)物體處于平衡狀態(tài)，水平方向有fff，豎直方向有f1mgfn0，又fffn，可得最大速度v。故a、c正確。6(·質(zhì)檢)如下列圖，傳送帶的水平局部長(zhǎng)為l，傳動(dòng)速率為v，在其左端無(wú)初速度釋放一小木塊，假設(shè)木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，那么木塊從左端運(yùn)動(dòng)到右端的時(shí)間可能是()a.b.c.d.答案a

6、cd解析如果傳送帶足夠長(zhǎng)，木塊先在滑動(dòng)摩擦力的作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為ag，當(dāng)木塊速度增加到等于傳動(dòng)速率v時(shí)，木塊相對(duì)于傳送帶靜止，木塊從左端運(yùn)動(dòng)到右端的時(shí)間為t，選項(xiàng)a對(duì)；如果木塊到達(dá)右端時(shí)，速度大小剛好增加到v, 那么所求時(shí)間t或t，選項(xiàng)d對(duì)；如果傳送帶比較短，當(dāng)木塊到達(dá)右端時(shí)，速度大小還沒有增加到v，那么所求時(shí)間t，選項(xiàng)c對(duì)。7(·調(diào)研)如下列圖，50個(gè)大小相同、質(zhì)量均為m的小物塊，在平行于斜面向上的恒力f作用下一起沿斜面向上運(yùn)動(dòng)。斜面足夠長(zhǎng)，傾角為30°，各物塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，重力加速度為g，那么第3個(gè)小物塊對(duì)第2個(gè)小物塊的作用力大小為()a.f

7、b.fc24mgd因?yàn)閯?dòng)摩擦因數(shù)未知，所以不能確定答案b解析先選取50個(gè)小物塊組成的整體為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得：f50mgsin30°·50mgcos30°50ma；再選取1、2兩個(gè)小物塊組成的整體為研究對(duì)象，設(shè)第3個(gè)小物塊對(duì)第2個(gè)小物塊的作用力大小為f32，由牛頓第二定律可得ff322mgsin30°·2mgcos30°2ma，聯(lián)立以上兩式，解得f32f，應(yīng)選項(xiàng)b對(duì)。8(·雙基測(cè)試) 如下列圖，質(zhì)量均為m的兩個(gè)木塊p、q疊放在水平地面上，p、q接觸面的傾角為，現(xiàn)在q上加一水平推力f，使p、q保持相對(duì)靜止一起向左做加速

8、直線運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()a物體q對(duì)地面的壓力一定為2mgb假設(shè)q與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，那么c假設(shè)p、q之間光滑，那么加速度agtand假設(shè)運(yùn)動(dòng)中逐漸減小f，那么地面與q間的摩擦力也逐漸減小答案ac解析木塊p、q組成的整體豎直方向受力平衡，所以地面對(duì)q的支持力為2mg，由牛頓第三定律可知，q對(duì)地面的壓力為2mg，選項(xiàng)a正確；由fffn可知，因?yàn)槟緣K做加速運(yùn)動(dòng)，f>ff，所以選項(xiàng)b錯(cuò)誤；假設(shè)p、q間光滑，那么木塊p受力如下列圖，木塊p所受合力fpmgtan，因整體無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，木塊p的加速度與整體加速度相同，即agtan，選項(xiàng)c正確；地面與q間的滑動(dòng)摩擦力只與地面與q間的動(dòng)摩擦因數(shù)

9、及q與地面間的壓力有關(guān)，與推力f無(wú)關(guān)，選項(xiàng)d錯(cuò)誤。二、非選擇題9(·卷)如圖，將質(zhì)量m的圓環(huán)套在固定的水平直桿上。環(huán)的直徑略大于桿的截面直徑。環(huán)與桿間動(dòng)摩擦因數(shù)0.8。對(duì)環(huán)施加一位于豎直平面內(nèi)斜向上、與桿夾角53°的拉力f，使圓環(huán)以a/s2的加速度沿桿運(yùn)動(dòng)，求f的大小。(取sin53°0.8，cos53°0.6，g10m/s2)答案1n或9n解析令fsin53°mg0，f當(dāng)f<1.25n時(shí)，環(huán)與桿的上部接觸，受力如圖。由牛頓定律得fcosfnma，fnfsinmg，解得f1n當(dāng)f>1.25n時(shí)，環(huán)與桿的下部接觸，受力如圖。由牛頓定律

10、得fcosfnmafsinmgfn解得f9n10(·理綜)質(zhì)量為的彈性球從空中某高度由靜止開始下落，該下落過(guò)程對(duì)應(yīng)的vt圖象如下列圖。球與水平地面相碰后離開地面時(shí)的速度大小為碰撞前的3/4。設(shè)球受到的空氣阻力大小恒為f，取g10m/s2，求：(1)彈性球受到的空氣阻力f的大小；(2)彈性球第一次碰撞后反彈的高度h。答案(1)0.2n(2)m解析(1)設(shè)彈性球第一次下落過(guò)程中的加速度大小為a1，由題圖知a1m/s28m/s2根據(jù)牛頓第二定律，得mgfma1fm(ga1(2)由圖知彈性球第一次到達(dá)地面時(shí)的速度大小為v14m/s，設(shè)球第一次離開地面時(shí)的速度大小為v2，那么v2v13m/s第

11、一次離開地面后，設(shè)上升過(guò)程中球的加速度大小為a2，那么mgfma2a212m/s2于是，有0v2a2h解得hm11(·“江南十校聯(lián)考)如下列圖，傾角為30°的光滑斜面與粗糙的水平面平滑連接。現(xiàn)將一滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面上a點(diǎn)由靜止釋放，最終停在水平面上的c點(diǎn)。a點(diǎn)距水平面的高度h，b點(diǎn)距c點(diǎn)的距離l。(滑塊經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)沒有能量損失，取g10m/s2)求：(1)滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度；(2)滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)； (3)滑塊從a點(diǎn)釋放后，經(jīng)過(guò)時(shí)間t1.0s時(shí)速度的大小。答案(1)4m/s(2)0.4(3)/s解析(1)滑塊先在斜面上做勻加速運(yùn)動(dòng)，然后在水平面上做勻減

12、速運(yùn)動(dòng)，故滑塊運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)速度最大，設(shè)為vmax，設(shè)滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a1；mgsin30°ma1v2a1解得：vmax4m/s(2)設(shè)滑塊在水平面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a2，那么mgma2v2a2l解得：(3)設(shè)滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，vmaxa1t1，得t1由于t>t1，故滑塊已經(jīng)經(jīng)過(guò)b點(diǎn)，做勻減速運(yùn)動(dòng)tt1設(shè)tv，那么 vvmaxa2(tt1)解得：v/s12(·名校質(zhì)檢)如圖，質(zhì)量m1kg的木板靜止在水平面上，質(zhì)量m1kg、大小可以忽略的鐵塊靜止在木板的右端。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)10.1，鐵塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)20.4，取g10m/s2，現(xiàn)給鐵塊施加一個(gè)水平向左的力f。(1)假設(shè)力f恒為8n，經(jīng)1s鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板的左端。求木板的長(zhǎng)度；(2)假設(shè)力f從零開始逐漸增加，且木板足夠長(zhǎng)。試通過(guò)分析與計(jì)算，在圖中作出鐵塊受到的摩擦力f隨力f大小變化的圖象。答案(1)1m(2)見解析解析(1)對(duì)鐵塊，由牛頓第二定律得f2mgma1對(duì)木板，由牛頓第二定律得2mg1(mm)gma2設(shè)木板的長(zhǎng)度為l，經(jīng)時(shí)間t鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板的左端，那么s木a2t2s鐵