
牛頓第二定律及其表達(dá)式
1.對牛頓第二定律的理解正確的是( )
A.由可知,m與F成正比,m與a成反比
B.牛頓第二定律說明當(dāng)物體有加速度時,物體才受到外力的作用
C.加速度的方向總跟合外力的方向一致
D.當(dāng)外力停止作用時,加速度不會消失
【答案】C
【詳解】A.物體的質(zhì)量是物體的固有屬性,與物體所受的合外力和加速度無關(guān),故A錯誤;
B.力是產(chǎn)生加速度的原因,而不是因為有了加速度,物體才受到外力的作用,故B錯誤;
CD.牛頓第二定律表達(dá)式為表示質(zhì)量為m的物體所受外力F時產(chǎn)生的加速度為a,a是由m和F共同決定的,即即物體的加速度跟它所受的作用力成正比,跟它的質(zhì)量成反比。a與F同時產(chǎn)生、同時消失、同時存在、同時改變;a與F的方向永遠(yuǎn)相同,故C正確,D錯誤。故選C。
2.下列對牛頓第二定律的表達(dá)式及其變形公式的理解,正確的是( )
A.由可知,物體所受的合外力與物體的質(zhì)量成正比,與物體的加速度成反比
B.由可知,物體的質(zhì)量與其所受合外力成正比,與其運動的加速度成反比
C.由可知,物體的加速度與其所受合外力成正比,與其質(zhì)量成反比
D.由可知,物體的質(zhì)量可以通過測量它的加速度和它所受到的合外力而求得
【答案】CD
【詳解】A.物體的合外力與物體的質(zhì)量和加速度無關(guān),故A錯誤;
B.物體的質(zhì)量與合外力以及加速度無關(guān),由本身的性質(zhì)決定,故B錯誤;
C.根據(jù)牛頓第二定律可知,物體的加速度與其所受合外力成正比,與其質(zhì)量成反比,故C正確;
D.由可知,物體的質(zhì)量可以通過測量它的加速度和它所受到的合外力而求得,故D正確。故選CD。
牛頓第二定律的簡單應(yīng)用
3.質(zhì)量為的物體,在5個共點力作用下做勻速運動?,F(xiàn)同時撤去大小分別是和的兩個力,其余3個力保持不變。關(guān)于此后該物體的運動,下列說法中正確的是( )
A.可能做加速度大小是的勻速圓周運動
B.可能做向心加速度大小是的勻變速曲線運動
C.可能做加速度大小是的勻減速直線運動
D.可能做加速度大小是的勻加速直線運動
【答案】B
【詳解】根據(jù)共點力平衡條件可知同時撤去大小分別是和的兩個力,其余3個力的合力與這兩個力的合力等大反向,因此物體所受合力范圍為根據(jù)牛頓第二定律可知加速度范圍為合力為恒力,不可能做勻速圓周運動,不確定速度與合力方向,所以可能做勻變速曲線運動,故ACD錯誤,B正確。故選B。
4.如圖所示,質(zhì)量為20kg的物體,沿水平面向右運動,它與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.1,同時還受到大小為10N的水平向右的力的作用,則該物體(g取10m/s2)( )
A.受到的摩擦力大小為20N,方向向左
B.受到的摩擦力大小為20N,方向向右
C.運動的加速度大小為1.5m/s2,方向向左
D.運動的加速度大小為0.5m/s2,方向向左
【答案】AD
【詳解】物體相對地面運動,故物體受到滑動摩擦力,則摩擦力的大小為滑動摩擦力的方向與相對運動方向相反,故摩擦力方向向左,根據(jù)牛頓第二定律得得方向向左。故選AD。
瞬時加速度問題
5.細(xì)繩拴一個質(zhì)量為m的小球,小球用固定在墻上的水平彈簧支撐,小球與彈簧不粘連,平衡時細(xì)繩與豎直方向的夾角為53°,如圖所示,以下說法正確的是(已知,)( )
A.小球靜止時彈簧的彈力大小為
B.小球靜止時細(xì)繩的拉力大小為
C.細(xì)繩燒斷瞬間小球的加速度立即變?yōu)間
D.細(xì)繩燒斷瞬間小球的加速度立即變?yōu)?br>【答案】D
【詳解】A.對小球受力分析后,將彈力和重力合成后如圖所示
由平衡條件可得,小球靜止時彈簧的彈力大小為,A錯誤;
B.由平衡條件可得,小球靜止時細(xì)繩的拉力大小為,B錯誤;
CD.細(xì)繩燒斷瞬間,彈簧的彈力保持不變,彈力和重力的合力大小等于繩子拉力,由牛頓第二定律有
解得,C錯誤,D正確。故選D。
6.如圖所示,A、B兩球間用輕彈簧連接后再用細(xì)繩懸在頂板上;C、D兩球間用細(xì)線連接后再用細(xì)繩懸在頂板上,四個小球質(zhì)量相等且均處于靜止?fàn)顟B(tài)?,F(xiàn)分別將A球與C球上方的細(xì)繩剪斷,剪斷瞬間,A、B、C、D四個球的加速度a1、a2、a3和a4大小分別是( )
A.a(chǎn)1=g、a2=gB.a(chǎn)1=2g、a3=0C.a(chǎn)3=2g、a4=0D.a(chǎn)3=g、a4=g
【答案】D
【詳解】設(shè)四個小球的質(zhì)量均是m,由平衡條件知彈簧上彈力大小為mg,當(dāng)剪斷A球上方的細(xì)繩瞬間,彈簧上的彈力不能突變,A球的加速度為,B球重力與彈簧向上的彈力大小相等,B球在此瞬間受到的合力為零,加速度為零。當(dāng)剪斷OC間細(xì)繩的瞬間,C球和D球以相同的加速度向下運動,加速度大小為故D正確,ABC錯誤。故選D。
7.關(guān)于牛頓運動定律,下列說法正確的是( )
A.根據(jù)牛頓第一定律可知,一切物體只能做勻速直線運動或保持靜止?fàn)顟B(tài),即運動狀態(tài)不可能發(fā)生變化
B.由F=ma可以知道,受合力大的物體,其加速度一定大
C.物體受到的合力變化時,其加速度一定同時變化
D.兩個物體發(fā)生作用,先有作用力,后有反作用力
【答案】C
【詳解】A.根據(jù)牛頓第一定律可知,一切物體總保持勻速直線運動或保持靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)。A錯誤;
B.加速度是由合外力和質(zhì)量共同決定的,受合力大的物體,其加速度不一定大,B錯誤;
C.由牛頓第二定律可得物體受到的合力變化時,其加速度一定同時變化,C正確;
D.作用力和反作用力同時產(chǎn)生,同時消失,D錯誤。故選C。
8.關(guān)于牛頓第二定律,下列說法中正確的有( )
A.公式F=ma中,各量的單位可以任意選取
B.某一瞬間的加速度只決定于這一瞬間物體所受合外力,而與這之前或之后的受力無關(guān)
C.公式F=ma中,F(xiàn)表示物體所受合力,a實際上是作用于該物體上每一個力所產(chǎn)生的加速度的矢量和
D.物體的運動方向一定與它所受合外力方向一致
【答案】BC
【詳解】A.F、m和a必須選取統(tǒng)一的國際單位,才可寫成F=ma的形式,否則比例系數(shù)k≠1,故A錯誤;
BD.牛頓第二定律表述的是某一時刻合外力與加速度的對應(yīng)關(guān)系,它既表明F、m和a三者數(shù)值上的對應(yīng)關(guān)系,同時也表明合外力的方向與加速度的方向是一致的,即矢量對應(yīng)關(guān)系,而與速度方向不一定相同,故B正確,D錯誤;
C.由力的獨立作用原理知,作用在物體上的每個力都將各自產(chǎn)生一個加速度,與其他力的作用無關(guān),物體的加速度是每個力所產(chǎn)生的加速度的矢量和,故C正確;故選BC。
9.關(guān)于速度、加速度、合力間的關(guān)系,正確的是( )
A.物體的速度越大,則物體的加速度越大,所受合力也越大
B.物體的速度為零,則物體的加速度一定為零,所受合力也為零
C.物體的速度為零,加速度可能很大,所受的合力也可能很大
D.物體的速度很大,加速度可能為零,所受的合力也可能為零
【答案】CD
【詳解】AD.物體的速度越大,可能物體速度沒有變化,所以加速度可能為零,合外力也可能為零。A錯誤,D正確;
BC.自由落體的初始時刻,速度為零,但是物體有加速度,合力也不為零。B錯誤,C正確。故選CD。
10.如圖所示,一個質(zhì)量為50 kg的沙發(fā)靜止在水平地面上,甲、乙兩人同時從背面和側(cè)面分別用F1=120 N、F2=160 N的力推沙發(fā),F(xiàn)1與F2相互垂直,且平行于地面。沙發(fā)與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.3。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度g取10 m/s2。下列說法正確的是( )
A.沙發(fā)會被推動
B.沙發(fā)將沿著F1的方向移動,加速度為0.6 m/s2
C.由于F1小于滑動摩擦力,沙發(fā)將沿著F2的方向移動,加速度為0.2 m/s2
D.沙發(fā)的加速度大小為1 m/s2
【答案】AD
【詳解】A.由二力合成可知,兩個力的合力大小為F==200 N方向在水平面內(nèi),設(shè)F與F1的夾角為θ,則sin θ==0.8則θ=53°而fmax=μFN=μmg=0.3×500 N=150 N
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