人教版 (2019)3 牛顿第二定律课文内容课件ppt

课时跟踪训练(二十二)　牛顿第二定律

A级—学考达标

1．下列对牛顿第二定律的表达式F＝ma及其变形公式的理解，正确的是(　　)

A．由F＝ma可知，物体所受的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比

B．由m＝可知，物体的质量与其所受的合力成正比，与其运动的加速度成反比

C．由a＝可知，物体的加速度与其所受的合力成正比，与其质量成反比

D．由m＝可知，物体的质量由它的加速度和它所受的合力而决定

解析：选C　牛顿第二定律的表达式F＝ma表明了各物理量之间的数量关系，即已知两个量，可以求第三个量；物体的质量由物体本身决定，与受力无关；物体所受的合力，是由物体和与它相互作用的物体共同产生的，与物体的质量和加速度无关；由a＝可知，物体的加速度与所受合外力成正比，与其质量成反比。综上分析知，选项A、B、D错误，C正确。

2．一物块静止在粗糙的水平桌面上，从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用。假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小，能正确描述F与a之间关系的图像是(　　)

解析：选C　物块在水平方向上受到拉力和摩擦力的作用，根据牛顿第二定律，有F－Ff＝ma，即F＝ma＋Ff，该关系为线性函数。当a＝0时，F＝Ff；当F＝0时，a＝－。符合该函数关系的图像为C。

3．力F1单独作用在物体A上时产生的加速度a1大小为5 m/s2，力F2单独作用在物体A上时产生的加速度a2大小为2 m/s2，那么，力F1和F2同时作用在物体A上时产生的加速度a的大小可能是(　　)

A．5 m/s2　　　　　　 B．2 m/s2

C．8 m/s2  D．10 m/s2

解析：选A　设物体A的质量为m，则F1＝ma1，F2＝ma2，当F1和F2同时作用在物体A上时，合力的大小范围是|F1－F2|≤F≤F1＋F2，即|ma1－ma2|≤ma≤ma1＋ma2，所以加速度的大小范围为3 m/s2≤a≤7 m/s2，故选A。

4.如图所示，一个小球从竖直立在地面上的轻弹簧正上方某处自由下落，从小球与弹簧接触开始到弹簧被压缩到最短的过程中，小球的(　　)

A．加速度越来越小，速度越来越小

B．加速度和速度都是先增大后减小

C．速度是先增大后减小，加速度方向是先向下后向上

D．速度是一直减小，加速度大小是先减小后增大

解析：选C　小球与弹簧接触过程中，开始重力大于弹力，加速度向下，弹力越来越大，加速度越来越小，由于加速度方向与速度方向相同，小球做加速运动；当重力等于弹力后，弹力开始大于重力，加速度向上，弹力继续增加，则加速度越来越大，由于加速度和速度反向，小球做减速运动，所以小球的加速度先减小后增大，方向先向下，后向上，速度先增大后减小，方向向下，故选项C正确，A、B、D错误。

5．如图所示，三个完全相同的物块1、2、3放在光滑水平桌面上。现用大小相同的外力F沿图示方向分别作用在三个物块上，三者都做加速运动，令a1、a2、a3分别代表物块1、2、3的加速度，则(　　)

A．a1>a2>a3 B．a1<a2<a3

C．a1＝a2<a3  D．a1＝a2>a3

解析：选C　根据牛顿第二定律：对物块1：Fcos 60°＝ma1；对物块2：Fcos 60°＝ma2；对物块3：F＝ma3；则a1＝a2<a3，故选C。

6．如图所示，站在向左运行的汽车上的人与车保持相对静止，用手推车的力为F，脚对车向后的摩擦力为f。下列说法中正确的是(　　)

A．当车做匀速运动时，F＝f

B．当车做加速运动时，F>f

C．当车做减速运动时，F＜f

D．不管车做何种运动，F总是与f等大反向

解析：选A　人受车对其向右的弹力F′和向左的静摩擦力f′，根据牛顿第三定律，有：F＝F′，f＝f′；当车做匀速运动时，人也是匀速前进，则F′＝f′，即F＝f，故A正确；当车做加速运动时，人也是加速前进，则f′＞F′，即f＞F，故B错误；当车做减速运动时，人也是减速前进，则f′＜F′，即f＜F，故C错误；车做变速运动时，F≠f，故D错误。

7．在光滑水平桌面上，物块A用轻绳和物块B连接，轻绳跨过定滑轮，物块B悬空，如图甲所示，系统从静止开始，运动的加速度为a1。在图乙中，若对轻绳施加一个和物块B重力相等的拉力F，物块A从静止开始运动的加速度为a2则(　　)

A．a1＜a2 B．a1＝a2

C．a1＞a2  D．无法判断

解析：选A　题图甲两物块构成连接体模型，对系统由牛顿第二定律mBg＝(mA＋mB)a1，可得：a1＝；题图乙中是拉力F＝mBg拉着细绳带动A做匀加速直线运动，由牛顿第二定律mBg＝mAa2，可得a2＝，比较两加速度可得a1<a2，故选A。

8．惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要元件之一是加速度计，加速度计构造原理的示意图如图所示；沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的滑块，滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连，两弹簧的另一端与固定壁相连，滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导。设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O点距离为s，则这段时间内导弹的加速度(　　)

A．方向向左，大小为

B．方向向右，大小为

C．方向向左，大小为

D．方向向右，大小为

解析：选D　取滑块m为研究对象，当指针向左偏时，滑块左侧弹簧被压缩而右侧弹簧被拉伸。两个弹力大小为F左＝F右＝ks，方向均是指向右侧，如图所示，由牛顿第二定律可得：a＝＝，方向向右，故只有D选项正确。

9．如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，球和车厢相对静止，球的质量为1 kg。(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)

(1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况；

(2)求悬线对球的拉力。

解析：法一：合成法

(1)小球和车厢相对静止，它们的加速度相同。以小球为研究对象，对小球进行受力分析如图所示，小球所受合力F合＝mgtan 37°，

由牛顿第二定律得小球的加速度为

a＝＝gtan 37°＝g＝7.5  m/s2，

加速度方向水平向右。

车厢的加速度与小球相同，车厢做的是向右的匀加速运动或向左的匀减速运动。

(2)由图可知，悬线对球的拉力大小为

F＝＝12.5 N。

法二：正交分解法

(1)建立直角坐标系如图所示，

正交分解各力，根据牛顿第二定律列方程得x轴方向：Fx＝ma

y轴方向：Fy－mg＝0

即Fsin 37°＝ma, Fcos 37°－mg＝0

联立解得a＝g＝7.5 m/s2，加速度方向水平向右。

(2)F＝＝12.5 N。

答案：(1)7.5 m/s2，方向水平向右　车厢可能向右做匀加速直线运动或向左做匀减速直线运动　(2)12.5 N

B级—选考提能

10.[多选]如图所示，吊篮A、物体B、物体C的质量分别为m、3m、2m，B和C分别固定在弹簧两端，弹簧的质量不计。B和C在吊篮的水平底板上处于静止状态。将悬挂吊篮的轻绳剪断的瞬间(　　)

A．吊篮A的加速度大小为g

B．物体B的加速度大小为0

C．物体C的加速度大小为2g

D．A对C的支持力大小等于5mg

解析：选BC　装置静止时，弹簧的弹力F＝3mg，剪断轻绳的瞬间，弹簧的弹力不变，将C和A看成一个整体，根据牛顿第二定律得：aAC＝＝2g，即A、

C的加速度均为2g，方向向下，故A错误，C正确；剪断轻绳的瞬间，弹簧的弹力不变，B的合力仍然为零，则B的加速度为0，故B正确；设A对C的支持力为N，则对C由牛顿第二定律得：F＋2mg－N＝2maAC，解得A对C的支持力大小N＝mg，故D错误。

11．在静止的车厢内，用细绳a和b系住一个小球，绳a斜向上拉，绳b水平拉，如图所示。现让车从静止开始向右做匀加速运动，小球相对于车厢的位置不变，与小车静止时相比，绳a、b的拉力Fa、Fb的变化情况是(　　)

A．Fa变大，Fb不变 B．Fa变大，Fb变小

C．Fa不变，Fb变小  D．Fa不变，Fb变大

解析：选C　以小球为研究对象，分析受力情况，如图所示，根据牛顿第二定律得，

水平方向：Fasin α－Fb＝ma①

竖直方向：Facos α－mg＝0②

由题知α不变，由②分析知Fa不变，

由①知Fb＝Fasin α－ma<Fasin α，即Fb变小。

12．一倾角为30°的斜面上放一木板，木板上固定一支架，支架末端用细绳悬挂一小球，木板在斜面上下滑时，小球与木板相对静止共同运动。求细线在下述两种情况下木板下滑的加速度。(g取10 m/s2)

(1)沿竖直方向；

(2)与斜面方向垂直。

解析：(1)当细线沿竖直方向时，小球受力如图甲所示。FT1与mg都是竖直方向，小球沿斜面方向运动，故不可能有加速度，说明木块沿斜面匀速下滑，此时加速度为0。

(2)当细线与斜面方向垂直时，小球的受力如图乙所示，FT2与mg的合力必沿加速度方向，即沿斜面方向，做出平行四边形，可知合力 F合＝mgsin θ

由牛顿第二定律知a2＝＝gsin θ＝10×sin 30°＝5 m/s2，加速度方向沿斜面向下。

答案：(1)0　(2)5 m/s2，方向沿斜面向下