浙江省2019-2020學(xué)年高中物理 第三章 課時訓(xùn)練2 牛頓第二定律及其應(yīng)用（含解析）

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1、課時訓(xùn)練2牛頓第二定律及其應(yīng)用基礎(chǔ)鞏固1.下列物理量中,既是標(biāo)量又是國際單位制基本量的一組是(C)A.力、質(zhì)量、速度 B.力、時間、加速度C.長度、質(zhì)量、時間D.長度、速度、時間2.下列儀器中,不屬于國際單位制中基本單位所對應(yīng)物理量的測量工具是(C)3.如圖,三個完全相同的物塊1,2,3放在光滑水平桌面上?，F(xiàn)用大小相同的外力F沿圖示方向分別作用在三個物塊上,三者都做加速運動,令a1,a2,a3分別代表物塊1,2,3的加速度,則(C)A.a1a2a3B.a1a2a3C.a1=a2a34.某一航空母艦載重1.0105 t,其功率可達2.0105 kW。設(shè)想如能創(chuàng)造一理想的沒有摩擦的環(huán)境,用一個人的

2、力量去水平拖這樣一艘航空母艦,則從理論上可以說(C)A.航空母艦慣性太大,所以完全無法拖動B.一旦施力于航空母艦,航空母艦立即產(chǎn)生一個速度,但這一速度很小C.一旦施力于航空母艦,航空母艦立即產(chǎn)生一個加速度D.由于航空母艦慣性很大,施力于航空母艦后,要經(jīng)過一段很長時間后才會產(chǎn)生一個明顯的加速度5.用國際單位制的基本單位表示萬有引力常量的單位,下列符合要求的是(B)A.Nm2/kg2 B.m3/(kgs2)C.kgm3/(A2s4)D.kgs2/m36.在行車過程中,遇到緊急剎車時乘員可能受到傷害。為此人們設(shè)計了安全帶以盡可能減輕猛烈碰撞受到的傷害.假設(shè)某次急剎車時的速度為 20 m/s,由于安全

3、帶的作用,使質(zhì)量 50 kg的乘員產(chǎn)生的加速度大小約為6 m/s2,此時安全帶對乘員的作用力最接近(B)A.120 NB.300 NC.1 000 ND.6 000 N解析:由牛頓第二定律可知,F=ma=506 N=300 N,選項B正確。7.我國宇航員王亞平在太空授課時,利用質(zhì)量測量儀粗略測出了聶海勝的質(zhì)量。若聶海勝受到恒力F從靜止開始運動,經(jīng)時間t移動的位移為x,則聶海勝的質(zhì)量為(D)A.B.C.D.解析:設(shè)運動的加速度為a,由牛頓第二定律得a=,x=at2,即m=,故選項D正確。8.一輕彈簧上端固定,下端掛一重物,平衡時彈簧伸長了4 cm;再將重物向下拉1 cm,然后放手,則在剛釋放的瞬

4、間重物的加速度是(g取10 m/s2)(A)A.2.5 m/s2B.7.5 m/s2C.10 m/s2 D.12.5 m/s2解析:彈簧下端掛一重物,平衡時彈簧伸長了4 cm,則G=mg=kx1=410-2k,再將重物向下拉1 cm時彈簧彈力F=510-2k。放手瞬間彈簧的彈力不變,由牛頓第二定律得F-G=ma,則a= m/s2=g=2.5 m/s2,故選項A正確。9.(2018浙江4月學(xué)考)如圖所示,小芳在體重計上完成下蹲動作。下列Ft圖象能反映體重計示數(shù)隨時間變化的是(C)解析:小芳下蹲時先加速下降,后減速下降,故其先處于失重狀態(tài),后處于超重狀態(tài),體重計的示數(shù)F先小于重力,后大于重力,C正

5、確。10.質(zhì)量為m的木塊位于粗糙水平桌面上,若用大小為F的水平恒力拉木塊,其加速度為a。當(dāng)拉力方向不變,大小變?yōu)?F時,木塊的加速度為a,則(C)A.a=aB.a2aD.a=2a解析:設(shè)摩擦力為f,故當(dāng)用大小為F的恒力拉木塊時,F-f=ma;當(dāng)用大小為2F的恒力拉木塊時2F-f=ma;故m(a-2a)=2F-f-2(F-f)=f0,故a2a,選項C正確。能力提高11.(2019金華月考)水平路面上質(zhì)量為30 kg的小車,在60 N水平推力作用下由靜止開始以1.5 m/s2的加速度做勻加速直線運動。2 s后撤去該推力,則(B)A.小車2 s末的速度是4 m/sB.小車受到的阻力大小是15 NC.

6、撤去推力后小車的加速度大小是1 m/s2D.小車運動的總時間為6 s解析:小車2 s末的速度v=at=1.52 m/s=3 m/s,故A錯誤;以小車為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律,有F-f=ma,則f=F-ma=(60-301.5)N=15 N,故B正確;撤去推力后,根據(jù)牛頓第二定律有f=ma1,解得a1=0.5 m/s2,故C錯誤;撤去推力后小車運動的時間為t1= s=6 s,所以小車運動的總時間為t=(2+6)s=8 s,故D錯誤。12.慣性制導(dǎo)系統(tǒng)的重要元件之一是加速度計,其構(gòu)造原理如圖所示。沿運行方向的固定光滑桿上套一質(zhì)量為m的滑塊,滑塊兩側(cè)分別與勁度系數(shù)均為k的彈簧相連,兩彈簧的另一端

7、與固定壁相連。滑塊原來靜止,且彈簧處于自然長度。滑塊上有指針,可通過標(biāo)尺測出滑塊的位移,最后通過控制系統(tǒng)進行制導(dǎo),若某段時間內(nèi)指針向左偏離“0”點的距離為s,則這段時間內(nèi)的加速度為(D)A.方向向左,大小為B.方向向右,大小為C.方向向左,大小為D.方向向右,大小為解析:指針向左偏離時,兩彈簧的彈力都向右,則有2ks=ma,即a=,方向水平向右,選項D正確。13.如圖甲所示,某人正通過定滑輪將質(zhì)量為m的貨物提升到高處?；喌馁|(zhì)量和摩擦均不計,貨物獲得的加速度a與繩子對貨物豎直向上的拉力T之間的關(guān)系圖象如圖乙所示,重力加速度為g,由圖可以判斷下列說法錯誤的是(D)A.圖線與縱軸的交點M的值aM=

8、-gB.圖線的斜率等于物體質(zhì)量的倒數(shù)C.圖線與橫軸的交點N的值TN=mgD.圖線的斜率等于物體的質(zhì)量m解析:對貨物受力分析,受重力mg和拉力T,根據(jù)牛頓第二定律,有T-mg=ma,則a=T-g;當(dāng)a=0時,T=mg,故圖線與橫軸的交點N的值TN=mg,故C正確;當(dāng)T=0時,a=-g,即圖線與縱軸的交點M的值aM=-g,故A正確;圖線的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù),故B正確,D錯誤。14.“蹦極”就是跳躍者把一端固定的長彈性繩系在踝關(guān)節(jié)處,從幾十米高處跳下的一種極限運動。某人做蹦極運動,所受繩子拉力F的大小隨時間t變化的情況如圖所示。將蹦極過程近似為在豎直方向的運動,重力加速度為g。據(jù)圖可知,此人在蹦極過

9、程中最大加速度約為(B)A.gB.2gC.3gD.4g解析:由題圖可知當(dāng)人最后不動時,繩上的拉力為F0,即mg=F0,最大拉力為F0,因此有F0-mg=ma,3mg-mg=ma,最大加速度為a=2g,B正確。15.如圖1所示,雜技演員在進行“頂桿”表演時,演員甲用肩部豎直頂起一根直桿,演員乙在直桿上表演。今在直桿底部與演員甲肩部之間裝一力傳感器,以顯示演員甲肩部的受力情況。若演員乙的質(zhì)量為40 kg,直桿的質(zhì)量為5 kg,在演員乙自桿頂部由靜止開始沿桿下滑到桿底的過程中,傳感器顯示的受力情況如圖2所示,若取g=10 m/s2,則在此過程中演員乙受到的摩擦力(C)A.01 s內(nèi)大于重力B.12

10、s內(nèi)為0C.23 s內(nèi)大于重力D.03 s內(nèi)方向先向上,后向下解析:由圖2可知,演員乙在01 s處于失重狀態(tài),即向下加速;23 s 內(nèi)處于超重狀態(tài),即向下減速;12 s內(nèi)勻速運動,故選項A,B錯誤,C正確;整個過程中演員乙受到摩擦力方向始終向上,選項D錯誤。16.跳樓機是能體驗強烈失重、超重感覺的娛樂設(shè)施,游戲時跳樓機先把乘有十多人的座艙送到140.8 m高的地方,讓座艙自由落下,當(dāng)落到離地面44 m時制動系統(tǒng)開始啟動,座艙勻減速運動到地面時剛好停止。若某游客手中托著質(zhì)量為100 g的手機進行這個游戲,g取 10 m/s2(空氣阻力不計,可能用到的數(shù)據(jù)442=1 936),試求:(1)當(dāng)座艙落

11、到離地面高度為50 m的位置時,手機對手的作用力;(2)從最高點運動到地面,整個過程的總時間;(3)當(dāng)座艙落到離地面高度為15 m位置時,手要用多大的力才能托住手機.解析:(1)由題意可知在離地面44 m之前,游客和手機一起做自由落體運動,處于完全失重狀態(tài),手機對手的作用力F1=0。(2)在自由下落過程,由h1=g,得t1= s=4.4 s在勻減速過程有h2=t2,而v=gt1=44 m/s,解得t2=2 s則整個過程所用時間t=t1+t2=6.4 s。(3)在勻減速過程,由運動學(xué)規(guī)律有v2=2ah2,所以a=22 m/s2以手機為研究對象,由牛頓第二定律得F2-mg=ma,解得手對手機的作用

12、力F2=3.2 N。答案:(1)0(2)6.4 s(3)3.2 N17.(2019浙江1月學(xué)考)一艘質(zhì)量M=3.5103 kg的宇宙飛船正在遠離星球進行太空飛行,發(fā)現(xiàn)前方有一物體。為探測該物體的質(zhì)量,飛船去接觸物體,接觸以后啟動飛船的推進器,使飛船和物體一起做勻加速直線運動,10.0 s 后速度增加了1.50 m/s。已知推進器的推力F=9.0102 N.求該物體的質(zhì)量m。解析:設(shè)飛船運動方向為正方向a=解得a=0.15 m/s2由牛頓第二定律可得F=(M+m)aM+m=解得m=2.5103 kg。答案:2.5103 kg18.(2018浙江6月學(xué)考)某校物理課外小組為了研究不同物體水下運動特

13、征,使用質(zhì)量m=0.05 kg的流線型人形模型進行模擬實驗。實驗時讓模型從h=0.8 m 高處自由下落進入水中。假設(shè)模型入水后受到大小恒為Ff=0.3 N的阻力和F=1.0 N的恒定浮力,模型的位移大小遠大于模型長度,忽略模型在空氣中運動時的阻力,g取10 N/kg。試求模型:(1)落到水面時速度v的大小;(2)在水中能到達的最大深度H;(3)從開始下落到返回水面所需時間t。解析:(1)模型入水時速度記為v,自由下落階段加速度記為a1,則a1=g,v2=2a1h,v=4 m/s。(2)模型入水后向下運動時,設(shè)向下為正,其加速度記為a2,則mg-Ff-F=ma2,得a2=-16 m/s2所以最大深度H=0.5 m。(3)自由落體階段:t1=0.4 s,在水中下降:t2=0.25 s,在水中上升:F-mg-Ff=ma3,得a3=4.0 m/s2,所以t3=0.5 s,總時間t=t1+t2+t3=1.15 s。答案:(1)4 m/s(2)0.5 m(3)1.15 s- 7 -