高中3 牛顿第二定律随堂练习题

1．下列说法正确的是(　　)

A．物体所受合外力为零时，物体的加速度可以不为零

B．物体所受合外力越大，速度越大

C．速度方向、加速度方向、合外力方向总是相同的

D．速度方向可与加速度方向成任何夹角，但加速度方向总是与合外力方向相同

解析：选D.由牛顿第二定律：F＝ma知，F合为零，加速度为零，由惯性定律知速度不一定为零；当F合越大，a也越大，由a＝ 知，a大只能说明速度变化率大，速度不一定大，故A、B项错误；F合、a、Δv三者方向一定相同，而速度方向与这三者方向不一定相同，C项错，故正确答案为D.

2．静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力，在力刚开始作用的瞬间，下列说法中正确的是(　　)

A．物体立即获得加速度和速度

B．物体立即获得加速度，但速度仍为零

C．物体立即获得速度，但加速度仍为零

D．物体的速度和加速度仍为零

答案：B

3．(2008年高考广东卷)用轻绳系一质量为m的砝码并向上提起，当绳中张力为FT＝mg时，砝码匀速上升．若绳中张力变为2FT，则砝码匀加速上升，其加速度a的大小为(　　)

A．a<g　　　　　　　　　　B．a＝g

C．g<a<2g                 D．a＝2g

解析：选B.由牛顿第二定律可知，加速度a＝＝g，故选B.

4．一个质量为2 kg的物体同时受到两个力的作用，这两个力的大小分别为2 N和6 N，当两个力的方向发生变化时，物体的加速度大小可能为(　　)

A．1 m/s2  B．2 m/s2

C．3 m/s2  D．4 m/s2

解析：选BCD.根据牛顿第二定律，如果一个物体同时受到几个力的作用，物体的加速度跟合外力成正比．题目所给的两个力大小分别为2 N和6 N，当两个力的方向相同时合力最大，最大值为2＋6＝8(N)，当两个力方向相反时合力最小，最小值为6－2＝4(N)，当两个力的方向既不相同，也不相反时，合力的大小大于4 N而小于8 N，所以两个力的方向发生变化时，合力的大小为4 N≤F≤8 N.

根据牛顿第二定律可得a＝，当两个力取不同的方向时，物体的加速度大小2 m/s2≤a≤4 m/s2.

5．(2008年高考全国卷)如图4－3－9所示，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连，设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是(　　)

图4－3－9

A．向右做加速运动  B．向右做减速运动

C．向左做加速运动  D．向左做减速运动

解析：选AD.弹簧处于压缩状态，则弹簧对小球的力的方向水平向右，由牛顿第二定律可知，小车的加速度方向水平向右，其运动的速度方向可能向左，也可能向右，故A、D正确，B、C错误．

6.如图4－3－10所示，光滑的水平面上，有一木块以速度v向右运动，一根弹簧固定在墙上，木块从与弹簧接触直到弹簧被压缩到最短的这一段时间内，木块将做什么运动(　　)

A．匀减速运动

B．速度减小，加速度减小

C．速度减小，加速度增大

D．速度增大，加速度增大

解析：选C.木块向右运动至弹簧压缩到最短的这一段时间内，木块受到的弹力逐渐变大，因此，木块的加速度向左，且逐渐增大，速度逐渐减小．

7．(2010年西南师大附中高一检测)钢球在足够深的油槽中由静止开始下落，若油对球的阻力正比于速率，则球的运动情况是(　　)

A．先加速，后减速最后静止

B．先加速，后匀速

C．先加速，后减速直到匀速

D．加速度先增加后减小

解析：选B.由于F阻＝kv，开始时v较小，则F阻较小，由牛顿第二定律mg－F阻＝ma，则球先做加速运动，随着速率的增大，加速度逐渐减小直到为零，即最后匀速．

8.如图4－3－11所示，在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2的木块A和B之间用轻弹簧相连，在拉力F作用下，以加速度a做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此瞬时A和B的加速度为a1和a2，则(　　)

A．a1＝a2＝0

B．a1＝a，a2＝0

C．a1＝a，a2＝a

D．a1＝a，a2＝－a

解析：选D.两物体在光滑的水平面上一起以加速度a向右匀加速运动时，弹簧的弹力F弹＝m1a，在力F撤去的瞬间，弹簧的弹力来不及改变，大小仍为m1a ，因此对A来讲，加速度此时仍为a，对B物体：取向右为正方向，－m1a＝m2a2，a2＝－a，所以只有D项正确．

9．原来静止在光滑水平面上的物体受到如图4－3－12所示的水平力F的作用，则图4－3－13中能表示物体速度的图象是(　　)

图4－3－13

解析：选C.从题图可以看出，原来静止的物体先受到正方向的恒力作用，物体将做匀加速直线运动．过了一段时间后，速度达到一定值，而作用力的方向变成了负方向，但速度仍然沿着正方向，这时物体做匀减速直线运动．能正确表示物体速度变化的图象只有C图．

10．如图4－3－14所示，质量m＝2 kg的物体放在光滑的水平面上，受到相互垂直的两个水平力F1、F2的作用，且F1＝3 N，F2＝4 N．试求物体的加速度大小．

解析：先求出F1、F2的合力，再求加速度，利用平行四边形定则，求出F1、F2合力．如图所示，则有合力

F＝＝ N＝5 N．由牛顿第二定律得物体加速度a＝＝ m/s2＝2.5 m/s2.

答案：2.5 m/s2

11．如图4－3－15所示，沿水平方向做匀加速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，小球和车厢相对静止，球的质

量为1 kg.(g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝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：(1)车厢的加速度与小球的加速度相同，由小球的受力分析知(如图所示)：a＝＝gtan37°＝g＝7.5 m/s2.

加速度大小为7.5 m/s2，方向向右，车厢向右做匀加速运动或向左做匀减速运动．

(2)由图可知，线对小球的拉力的大小为：

F＝＝ N＝12.5 N.

悬线对小球的拉力为12.5 N.

答案：(1)7.5 m/s2，方向向右，车厢向右做匀加速运动或向左做匀减速运动　(2)12.5 N

12．如图4－3－16所示，一质量为m的小球在水平细线和与竖直方向成θ角的弹簧作用下处于静止状态，已知弹簧的劲度系数为k，试确定剪断细线的瞬间，小球加速度的大小和方向．

解析：取小球为研究对象，作出其平衡时的受力示意图，如图所示，细线拉力大小F′＝mgtanθ，弹簧拉力F＝mg/cosθ.

若剪断细线，则拉力F′突变为零，但弹簧的伸长量不突变，故弹簧的弹力不突变，此时小球只受两个力的作用．在竖直方向上，弹簧拉力的竖直分量仍等于重力，故竖直方向上仍受力平衡；在水平方向上，弹簧弹力的水平分量

F水平＝Fsinθ＝mgsinθ/cosθ＝mgtanθ，

力F水平提供加速度，故剪断细线瞬间，小球的加速度大小为a＝＝gtanθ，加速度方向为水平向右．

答案：gtanθ，方向水平向右