中考物理复习初高中知识衔接分类汇编专题03牛顿第二定律（含解析）

专题03 牛顿第二定律

1、（2018贵阳29题）如图甲所示是我们经常看到的场景，满载木材的货车，车厢尾部没有任何遮挡，一旦货车突然向前加速，木材就可能向后滑出，对后面的车辆造成严重伤害．这引起了小光的思考，只要货车加速，木材就会滑出吗？

为此他请教了老师，老师解释道：这要看车加速的程度，物理学中用“加速度”这个物理量来描述物体加速的快慢程度，要让物体加速运动，就需要有外力对它作用，要使木材不滑落，必须有其他物体对它施加摩擦力，使它产生和车相同大小的加速度，与车保持相对静止，一起向前运动．

小光将以上情景简化成了如图乙所示的模型，水平车厢中有一根质量分布均匀的木头．

请你根据以上信息解答下列问题：

（1）若木头的质量为100 kg，它的重力是多大？（取g＝10 N/kg）

（2）若车厢长3 m，木头长4 m，在木头从车厢滑出的过程中，车厢对木头的摩擦力为100 N，则这一过程中摩擦力至少对木头做了多少功？（提示：木头重心O在其中点处，当重心滑过车厢尾部，木头就会倾倒）

（3）小光查阅资料得知：物体运动时加速度与外力的合力大小关系为：a＝，a表示加速度，其单位是m/s2，若货车加速度为1.5 m/s2，请结合上述数据计算说明这根木头是否会滑落．

（4）在甲图场景中，若货车在水平路面上沿直线加速行驶，请指出车厢内哪一部分木材最易滑落？并解释为什么另一部分不易滑落？

解析：（1）

（2）有图可知，木头只在车厢上滑动了1m，由；

（3）；

所以木头的加速度小于货车的加速度，所以会滑落；

（4）上部分木头更容易滑落，应为下部分木材与周围木材产生的压力较大，导致他的摩擦力较大能产生与车之间相同的加速度，所以容易滑下。

2、（2014贵阳29题）在一次太空知识讲座中，老师让同学们做一个实验：用弹簧测力计竖直悬挂一个重物，分别使重物处于静止和匀速下降，再让其加速下降．同学们发现，重物在静止和匀速下降时，弹簧测力计的示数相同——都等于物体所受的重力；而加速下降时，却看到弹簧测力计的示数明显减小，好像物体的重力突然间减小了。

老师解释说：“这在物理学上称为失重现象，失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象．如当人们乘电梯加速下降时，人对电梯底面的压力就小于人受到的重力”．小勇在老师指导下到电梯内做失重实验，如图甲．他将一体重秤放在电梯水平地面上，然后站上秤台，如图乙所示．在电梯向下运动的过程中，他记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间，描绘出了体重秤的示数随时间t的变化图像，如图丙所示．已知小勇的实际质量为60 kg（g取10 N/kg）。

（1）求电梯静止时，小勇对秤台的压力。

（2）若电梯在10 s内下降的距离为18 m，求电梯这段运动时间内的平均速度。

（3）根据图丙分析，小勇在哪段时间内处于失重状态？求此时他对秤台的压力。

（4）若下降中体重秤示数为零，即说明他对体重秤压力为零，我们称这种现象为完全失重．如果物体所受合力的大小与物体质量关系为F合＝ma，其中a称为加速度，单位为N/kg.请计算小勇完全失重时加速度a的大小。

解析：（1）小勇对秤台的压力F=G=mg=60kg×10N/kg=600N；

（2）=1.8m/s；

（3）已知小勇的实际质量为60kg．由图象可知，在0～t1阶段，小勇的质量为45kg，此时处于失重状态，

对秤台的压力等于其重力，F′=G′=m′g=45kg×10N/kg=450N；

（4）F合=G﹣FN，

∵小勇完全失重，

∴FN=0，

∴F合=G=，

==10N/kg．

答：（1）电梯静止时，小勇对秤台的压力为600N；

（2）电梯这段运动时间内的平均速度为1.8m/s；

（3）根据图丙分析，小勇在0～t1阶段处于失重状态；此时他对秤台的压力为450N．

（4）小勇完全失重时加速度a的大小为10N/kg。

3、如图甲所示，水平地面上有一质量为100kg的大木箱，其底面积为0.5m2，工人师傅用水平方向的力把木箱沿直线向前推动，在这个过程中，所用力F的大小以及木箱的运动速度大小随时间的变化情况如图乙、丙所示，若已知，其中表示合力，a表示加速度（加速度表示速度变化量与发生这一变化所用时间之比，描述物体速度变化快慢的物理量，单位m/s2），m表示物体的质量，g取10N/kg。求：

（1）木箱静止时对水平地面的压强；

（2）在4-～10s内，推力所做的功；

（3）在2～4s内，木箱所受的加速度。

解析：（1）木箱静止在水平地面时，对水平地面的压力：F=G=mg=200kg×10N/kg=2000N，

对水平地面的压强：==4000Pa；

（2）由图象可知在4～10s内的运动速度=2m/s，用F3=200N的力推，

由可得，在4～10s内移动的距离为：=2m/s×6s=12m，

推力做功：=200N×12m=2400J；

（4）；

4、王春玲那同学查阅资料可得物体所受到的力合加速度的关系可写成，其中加速度（加速度表示速度变化量与发生这一变化所用时间之比，描述物体速度变化快慢的物理量，单位m/s2，加速度越大，表明物体单位时间内的速度变化量越大，加速度为零，表明物体做匀速直线运动），运用你所学的知识解答一下实际问题。

美国建筑师凯文⋅朔普费尔设计出了一种能漂浮在水中的城市（如图所示），漂浮城市装有动力装置，可以移动。该漂浮城市三角形建筑的主体结构是中空的，强风能从中通过，可以确保当飓风来临时，把飓风对建筑的破坏降至最低。该漂浮城市高达360m，占地270万平方米，漂浮城市的质量为1.6，可容纳多达4万居民。酒店、商店只要是普通城市有的，这里都一应俱全。漂浮城市的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为8.0×108W。若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮城市前进所需的能量，漂浮城市在平静的水面上沿直线运动，运动过程中受到的阻力不变。从某一时刻开始，漂浮城市受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如下图甲所示，漂浮城市的运动速度与时间t的关系如图乙所示。（g取10N/kg）请回答下列问题：

（1）漂浮城市运动时，从50s到100s内牵引力做了多说功？

（2）漂浮城市在匀速运动过程中，太阳能转化为机械能的效率为多少？

（3）0-50s的加速度是多少？

解析：（1）有图可知，在50s到100s漂浮城市做匀速直线运动，牵引力等于阻力，所以，运动的路程等于，根据W=Fs=8N25m=2J；

（2）根据可知，在50s到100s内太阳能总吸收的能量为

=，由（1）得=20000J；所以；

（3）0-50s的牵引力,在水平方向上加速度