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人教版 (2019)必修 第一册第四章 运动和力的关系3 牛顿第二定律达标测试
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这是一份人教版 (2019)必修 第一册第四章 运动和力的关系3 牛顿第二定律达标测试,共28页。试卷主要包含了3 牛顿第二定律,5N等内容,欢迎下载使用。
精选练习
夯实基础
1.质量为0.5kg的篮球在竖直方向上加速下落,若某时刻加速度为8m/s2,则篮球在该时刻所受空气阻力大小为(取)( )
A.0.2NB.0.5N
C.1ND.1.5N
2.下列关于速度、加速度、合外力之间的关系,正确的是( )
A.物体的速度越大,则加速度越大,所受的合外力也越大
B.物体的速度为0,则加速度为0,所受的合外力也为0
C.物体的速度为0,但加速度可能很大,所受的合外力也可能很大
D.物体的速度很大,但加速度可能为0,所受的合外力可能很大
3.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,物体所受的合外力与物体的质量和加速度成正比
B.由可知,物体的质量与其所受的合外力成正比,与其运动的加速度成反比
C.由可知,物体的加速度与其所受的合外力成正比,与其质量成反比
D.牛顿第二定律说明当物体有加速度时,物体才受到外力的作用
4.(2022·浙江宁波·高一期末)中国高速铁路最高运行时速,被誉为中国“新四大发明”之一。如图所示,在列车某阶段沿水平直线高速行驶的过程中,在列车窗台上,放了一枚直立的硬币,发现硬币始终直立在水平窗台上,这证明了中国高铁极好的稳定性。对于该过程下列判断正确的是( )
A.列车一定做匀速直线运动
B.硬币只受重力和支持力,且处于平衡状态
C.硬币可能受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用
D.列车可能做加速度较小的加速或减速运动,此时硬币也不受摩擦力作用
5.(2021·北京·人大附中高一期末)奥运会蹦床比赛项目是我国的优势项目。如图所示,在蹦床比赛过程中,运动员从空中下落到弹簧床面后,直到向下速度减为零,忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A.运动员运动至弹簧床最低点时加速度为零
B.运动员刚接触弹簧床面时速度最大
C.运动员从接触弹簧床面到运动至最低点过程中先加速后减速
D.运动员从接触弹簧床面到运动至最低点过程中一直做减速运动
6.(2022·四川·仁寿一中高一开学考试)在粗糙程度相同的水平面上,手推木块向右压缩轻质弹簧至图甲所示位置;松手后,木块最终静止在图乙所示位置。下列有关说法中正确的是( )
A.松手后,木块的速度先增大后减小
B.弹簧恢复原状过程中,弹簧的弹力不断增大
C.木块离开弹簧后,继续向前运动,是因为木块受到惯性的作用
D.木块离开弹簧后,水平面对木块的阻力逐渐减小
7.(2022·江苏·宿迁市文昌高级中学高一期中)如图所示,在粗糙的水平桌面上,有一个物体在水平力作用下向右做匀加速直线运动。现在使力逐渐减小直至为0,但方向不变,则该物体在向右运动的过程中,加速度和速度的大小变化为( )
A.不断减小,不断增大
B.不断增大,不断减小
C.先增大再减小,先减小再增大
D.先减小再增大,先增大再减小
8.(2022·湖北武汉·高一期末)如图所示,在倾斜固定的杆上套一个质量为m的圆环,圆环通过轻绳悬挂着一个质量为M的小球,在圆环沿杆向下滑动的过程中,小球与圆环相对静止,且悬挂小球的轻绳始终处于竖直方向,则下列说法正确的是( )
A.圆环做匀速直线运动B.圆环不受摩擦力的作用
C.圆环受到合力不等于零D.绳对小球的拉力小于Mg
9.一个斜面体放在水平地面上,斜面的倾角为,一个质量为的小球用细绳吊在斜面顶端,如图所示。斜面体静止时,小球紧靠在斜面上,绳与斜面平行,不计斜面体与水平地面间的摩擦阻力,g取。下列说法中正确的是( )
A.当斜面体以的加速度向左减速运动时,斜面对小球的弹力为零
B.当斜面体向右的加速度a超过时,小球与斜面脱离
C.无论斜面体在地面上做什么运动,绳子拉力的竖直分力一定等于小球的重力
D.无论斜面体在地面上做什么运动,绳子拉力与斜面弹力的合力一定竖直向上
10.(多选)停在水平地面上的小车内,用绳子、拴在一个重球,绳呈水平状态,绳的拉力为,绳的拉力为。当小车由静止开始加速向左运动,但重球相对小车的位置不发生变化,则两绳的拉力的变化情况的描述中错误的是( )
A.变大,变小B.变大,变大
C.不变,变小D.变大,不变
二、提升训练
11.(2022·四川·仁寿一中高一开学考试)如图,倾角为α=30°的斜面固定在水平地面上,斜面上有两个质量分别为m和2m的小球A、B,它们用劲度系数为k的轻质弹簧连接,弹簧轴线与斜面平行。现对A施加一水平向右、大小为F的恒力,使A、B在斜面上都保持静止,如果斜面和两个小球间的摩擦均忽略不计,此时弹簧的长度为L,则下列说法正确的是( )
A.恒力
B.弹簧的原长为
C.小球A对斜面的压力大小为
D.撤去恒力F后的瞬间小球B的加速度为2g
12.(2021·浙江·杭州四中高一期中)如图所示,质量为10kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端,弹簧的拉力为5N,物体处于静止状态,若小车以加速度向右开始运动后,则( )
A.物A相对于小车仍然静止B.物A受到的摩擦力减小
C.物A受到的摩擦力增大D.物A受到的弹簧拉力变大
13.(2022·上海市行知中学高一期中)如图甲所示,水平的实验台上固定着一个力传感器,力传感器与一个质量为2.5kg的物块用水平轻绳连接,物块放置在粗糙的长木板上。用力水平向左拉长木板,传感器记录的F—t图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.t=5s时,物块受到木板的摩擦力方向为向右
B.t=5s后,长木板一定保持匀速直线运动
C.物块受到的滑动摩擦力大小约为10N
D.物块与长木板间的动摩擦因数约为0.28
14.(2022·江西省泰和中学高一开学考试)(多选)如图是汽车运送圆柱形工件的示意图,图中P、Q、N是固定在车体上的压力传感器,假设圆柱形工件表面光滑,汽车静止不动时Q传感器示数为零,P、N传感器示数不为零。当汽车向左匀加速启动过程中,P传感器示数为零而Q、N传感器示数不为零。已知sin15°=0.26,cs15°=0.97,tan15°=0.27,g=10m/s2,则汽车向左匀加速启动的加速度可能为( )
A.4m/s2B.3m/s2C.2m/s2D.1m/s2
15.(2022·江西·赣南师范大学附属中学高一期末)如图所示,一根弹簧一端固定在左侧竖直墙上,另一端连着A小球,同时水平细线一端连着A球,另一端固定在右侧竖直墙上,弹簧与竖直方向的夹角是60°,A、B两小球分别连在另一根竖直弹簧两端。开始时A、B两球都静止不动,A、B两小球的质量相等,重力加速度为g,若不计弹簧质量,在水平细线被剪断瞬间,A、B两球的加速度分别为( )
A.aA=aB=gB. aA=2g,aB=0
C.aA=3g,aB=0D.,aB=0
16.(2022·辽宁·大连八中高一期中)如图所示,细绳OA一端系在小球上,另一端固定在倾斜天花板上的A点,细绳OA恰好竖直;轻质弹簧OB一端与小球连接,另一端固定在竖直墙上的B点,轻质弹簧OB恰好水平,小球处于静止状态。将细绳剪断的瞬间,小球的加速度( )
A.方向沿BO方向B.方向沿OB方向C.方向竖直向下D.方向沿右下方
17.(2022·安徽省皖西中学高一期末)如图所示,A、B两木块间连一轻弹簧,A、B质量相等,一起静止地放在一块光滑木板上,重力加速度为g。若将此木板突然抽去,在此瞬间,A、B两木块的加速度分别是( )
A.,B.,
C.,D.,
18.长征二号丁运载火箭质量m约为。已知火箭发动机点火后竖直向下喷出高温、高压的气体,气体对火箭产生的初始推力接近,请估算火箭启动时的加速度。
19.如图所示,手拉着小车静止在倾角为的光滑斜坡上。已知小车的质量为,求:
(1)绳子对小车的拉力;
(2)斜面对小车的支持力;
(3)如果绳子突然断开,求车的加速度大小。
20.(2022·陕西·富县高级中学高一期末)如图所示,用F=5N的水平恒力把质量为0.5kg的物块(可视为质点)压在竖直挡板上,物块离地面高度为H=8m,物块由静止开始向下做匀加速运动,经2s到达地面。
(1)求物块下落的加速度大小;
(2)求物块与挡板间的动摩擦因数;
(3)若将挡板做成一个倾角为37°的斜面(如图),要使物块沿斜面匀速向上运动,求水平推力的大小。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cs37°=0.8)
21.(2022·广东佛山·高一阶段练习)跳伞运动员在下落过程中,假定伞所受空气阻力的大小跟下落速度的二次方成正比即,比例系数,跳伞运动员与伞的总质量为72kg,下落的高度足够高,重力加速度g取。
(1)以跳伞运动员与伞为整体,画出它在下落过程中的受力分析示意图;
(2)当速度达到4m/s时,求此时运动员的加速度大小。(计算结果保留两位小数)
人教版新教材 物理必修第二册 第四章《运动和力的关系》
4.3 牛顿第二定律
精选练习
夯实基础
1.质量为0.5kg的篮球在竖直方向上加速下落,若某时刻加速度为8m/s2,则篮球在该时刻所受空气阻力大小为(取)( )
A.0.2NB.0.5N
C.1ND.1.5N
【答案】C
【详解】由于篮球竖直向下加速运动,因此篮球竖直方向受到竖直向下的重力以及竖直向上的空气阻力,所以根据牛顿第二定律可知
将数据代入公式可得
解得空气阻力为1N。
故选C。
2.下列关于速度、加速度、合外力之间的关系,正确的是( )
A.物体的速度越大,则加速度越大,所受的合外力也越大
B.物体的速度为0,则加速度为0,所受的合外力也为0
C.物体的速度为0,但加速度可能很大,所受的合外力也可能很大
D.物体的速度很大,但加速度可能为0,所受的合外力可能很大
【答案】C
【详解】物体的速度大小和加速度大小没有必然联系,一个很大,另一个可以很小,甚至为0,物体所受合外力的大小决定加速度的大小,同一物体所受合外力越大,加速度一定也越大,当加速度为0时,合外力也一定为0。
故选C。
3.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,物体所受的合外力与物体的质量和加速度成正比
B.由可知,物体的质量与其所受的合外力成正比,与其运动的加速度成反比
C.由可知,物体的加速度与其所受的合外力成正比,与其质量成反比
D.牛顿第二定律说明当物体有加速度时,物体才受到外力的作用
【答案】C
【详解】AB.物体所受的合外力或物体的质量发生变化会导致加速度变化,F、m与a是因果关系,不能说物体所受的合外力与物体的质量和加速度成正比,也不能说物体的质量与其所受的合外力成正比,与其运动的加速度成反比,且物体的质量是物体的基本属性,与物体受到的合外力和物体的加速度无关,AB错误;
C.由可知,物体的加速度与其所受的合外力成正比,与其质量成反比,C正确;
D.牛顿第二定律说明当物体所受合外力不为零时,物体才有加速度,D错误。
故选C。
4.(2022·浙江宁波·高一期末)中国高速铁路最高运行时速,被誉为中国“新四大发明”之一。如图所示,在列车某阶段沿水平直线高速行驶的过程中,在列车窗台上,放了一枚直立的硬币,发现硬币始终直立在水平窗台上,这证明了中国高铁极好的稳定性。对于该过程下列判断正确的是( )
A.列车一定做匀速直线运动
B.硬币只受重力和支持力,且处于平衡状态
C.硬币可能受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用
D.列车可能做加速度较小的加速或减速运动,此时硬币也不受摩擦力作用
【答案】C
【详解】由题意可知列车可能做匀速直线运动,也可能做加速度较小的加速或减速运动,此时硬币不仅受重力和支持力,还受摩擦力,当列车做加速运动时,硬币将受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用。综上所述可知ABD错误,C正确。
故选C。
5.(2021·北京·人大附中高一期末)奥运会蹦床比赛项目是我国的优势项目。如图所示,在蹦床比赛过程中,运动员从空中下落到弹簧床面后,直到向下速度减为零,忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A.运动员运动至弹簧床最低点时加速度为零
B.运动员刚接触弹簧床面时速度最大
C.运动员从接触弹簧床面到运动至最低点过程中先加速后减速
D.运动员从接触弹簧床面到运动至最低点过程中一直做减速运动
【答案】C
【详解】A.当运动员受到的弹力与重力相等时加速度为零,此时速度最大,不是在最低点,故A错误;
B.运动员接触蹦床后向下运动的过程中,人受到蹦床向上的弹力和自身的重力,弹力逐渐增大,人所受合力的方向先向下后向上。所以,人会先向下加速,当弹力等于重力时速度最大,故B错误;
CD.接触蹦床后,人会先向下加速,当弹力等于重力后向下减速直到减速为零,所以运动员从接触弹簧床面到运动至最低点过程中先加速后减速,故C正确,D错误。
故选C。
6.(2022·四川·仁寿一中高一开学考试)在粗糙程度相同的水平面上,手推木块向右压缩轻质弹簧至图甲所示位置;松手后,木块最终静止在图乙所示位置。下列有关说法中正确的是( )
A.松手后,木块的速度先增大后减小
B.弹簧恢复原状过程中,弹簧的弹力不断增大
C.木块离开弹簧后,继续向前运动,是因为木块受到惯性的作用
D.木块离开弹簧后,水平面对木块的阻力逐渐减小
【答案】A
【详解】A.释放木块后,木块由于受到的弹力大于阻力,木块的速度从0开始增大,木块先加速;然后弹力小于阻力,木块开减速,最后弹力消失,水平方向只受阻力,木块继续减速,所以木块的速度先增大后减小,故A正确;
B.弹簧恢复原状过程中,弹簧的形变逐渐减小,则弹簧的弹力不断变小,故B错误;
C.木块离开弹簧后,不再受弹簧弹力的作用,由于惯性可以继续前进,而不是受到惯性的作用,故C错误;
D.阻力与压力,接触面的粗糙程度有关,木块离开弹簧后减速运动过程中,压力与接触面的粗糙程度不变,故水平面对木块的阻力不变,故D错误。
故选A。
7.(2022·江苏·宿迁市文昌高级中学高一期中)如图所示,在粗糙的水平桌面上,有一个物体在水平力作用下向右做匀加速直线运动。现在使力逐渐减小直至为0,但方向不变,则该物体在向右运动的过程中,加速度和速度的大小变化为( )
A.不断减小,不断增大
B.不断增大,不断减小
C.先增大再减小,先减小再增大
D.先减小再增大,先增大再减小
【答案】D
【详解】根据牛顿第二定律可知,物体运动的加速度为
使力逐渐减小直至为0,但方向不变,则加速度a先减小后反向增加,速度先增加后减小。故选D。
8.(2022·湖北武汉·高一期末)如图所示,在倾斜固定的杆上套一个质量为m的圆环,圆环通过轻绳悬挂着一个质量为M的小球,在圆环沿杆向下滑动的过程中,小球与圆环相对静止,且悬挂小球的轻绳始终处于竖直方向,则下列说法正确的是( )
A.圆环做匀速直线运动B.圆环不受摩擦力的作用
C.圆环受到合力不等于零D.绳对小球的拉力小于Mg
【答案】A
【详解】A.以小球为研究对象,小球沿滑杆向下做直线运动,加速度为零,或加速度与速度在同一直线上,而小球受到竖直向下重力和绳子竖直向上的拉力,这两个力的合力必为零,说明小球做匀速直线运动,则圆环也做匀速直线运动,故A正确;
BC.圆环受到重力、绳子竖直向下的拉力、滑杆的支持力和滑动摩擦力,共四个力作用,合力为零,故BC错误;
D.由平衡条件知,轻绳对小球的拉力等于小球的重力,故D错误。
故选A。
9.一个斜面体放在水平地面上,斜面的倾角为,一个质量为的小球用细绳吊在斜面顶端,如图所示。斜面体静止时,小球紧靠在斜面上,绳与斜面平行,不计斜面体与水平地面间的摩擦阻力,g取。下列说法中正确的是( )
A.当斜面体以的加速度向左减速运动时,斜面对小球的弹力为零
B.当斜面体向右的加速度a超过时,小球与斜面脱离
C.无论斜面体在地面上做什么运动,绳子拉力的竖直分力一定等于小球的重力
D.无论斜面体在地面上做什么运动,绳子拉力与斜面弹力的合力一定竖直向上
【答案】B
【详解】AB.小球刚刚脱离斜面时,设斜面体向右的加速度为,此时斜面对小球的支持力恰好为零,小球只受到重力和细绳的拉力
且细绳仍然与斜面平行,小球受力如图所示,由牛顿第二定律得
解得临界加速度
选项A错误,选项B正确;
C.斜面对小球的弹力不为零时,斜面对小球的弹力与绳子拉力在竖直方向上的分力的合力大小等于重力,选项C错误;
D.当小球与斜面脱离时,斜面对小球的弹力为零,绳子拉力和斜面弹力的合力沿细绳向上,选项D错误。
故选B。
10.(多选)停在水平地面上的小车内,用绳子、拴在一个重球,绳呈水平状态,绳的拉力为,绳的拉力为。当小车由静止开始加速向左运动,但重球相对小车的位置不发生变化,则两绳的拉力的变化情况的描述中错误的是( )
A.变大,变小B.变大,变大
C.不变,变小D.变大,不变
【答案】ABD
【详解】对小球进行受力分析,如图所示
竖直方向
水平方向
其中,不变,,所以不变,减小,故C正确,ABD错误。
本题选错误项,故选ABD。
二、提升训练
11.(2022·四川·仁寿一中高一开学考试)如图,倾角为α=30°的斜面固定在水平地面上,斜面上有两个质量分别为m和2m的小球A、B,它们用劲度系数为k的轻质弹簧连接,弹簧轴线与斜面平行。现对A施加一水平向右、大小为F的恒力,使A、B在斜面上都保持静止,如果斜面和两个小球间的摩擦均忽略不计,此时弹簧的长度为L,则下列说法正确的是( )
A.恒力
B.弹簧的原长为
C.小球A对斜面的压力大小为
D.撤去恒力F后的瞬间小球B的加速度为2g
【答案】C
【详解】A.以A、B整体为研究对象,沿斜面方向,根据平衡条件
解得
故A错误;
B.对B球受力分析,沿斜面建立直角坐标系,正交分解,在沿斜面方向,根据平衡条件
解得弹簧伸长量为
则弹簧原长为
故B错误;
C.对小球A,在垂直斜面方向上,根据平衡条件可得斜面对小球的支持力大小为
所以可得A对斜面的压力大小为,故C正确;
D.撤去瞬间,弹簧弹力不变,B球受力仍然平衡,加速度为0,故D错误。
故选C。
12.(2021·浙江·杭州四中高一期中)如图所示,质量为10kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端,弹簧的拉力为5N,物体处于静止状态,若小车以加速度向右开始运动后,则( )
A.物A相对于小车仍然静止B.物A受到的摩擦力减小
C.物A受到的摩擦力增大D.物A受到的弹簧拉力变大
【答案】A
【详解】弹簧的拉力为,物体处于静止状态。此时物体所受静摩擦力
方向向左。由题意得知,物体A与平板车的上表面间的最大静摩擦力
若小车加速度为时,假设物体A相对于车仍然静止,则受到的弹簧的拉力大小不变。则由牛顿第二定律,物体受到的合力为
所以,此时平板车对物体A的摩擦力 为,方向向右,且为静摩擦力。假设正确,弹簧的拉力大小不变。物A受到的摩擦力大小不变。
故选A。
13.(2022·上海市行知中学高一期中)如图甲所示,水平的实验台上固定着一个力传感器,力传感器与一个质量为2.5kg的物块用水平轻绳连接,物块放置在粗糙的长木板上。用力水平向左拉长木板,传感器记录的F—t图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.t=5s时,物块受到木板的摩擦力方向为向右
B.t=5s后,长木板一定保持匀速直线运动
C.物块受到的滑动摩擦力大小约为10N
D.物块与长木板间的动摩擦因数约为0.28
【答案】D
【详解】A.对物块受力分析可知,物块水平方向受到水平向右的绳子拉力和向左的摩擦力,故A错误;
B.t=5s后,长木板受到的水平拉力不确定,如果大于摩擦力将做加速运动,故B错误;
C.由图可知,物块受到的滑动摩擦力约为,最大静摩擦力为10N,故C错误;
D.物块与长木板间的动摩擦因数为
故D正确。
故选D。
14.(2022·江西省泰和中学高一开学考试)(多选)如图是汽车运送圆柱形工件的示意图,图中P、Q、N是固定在车体上的压力传感器,假设圆柱形工件表面光滑,汽车静止不动时Q传感器示数为零,P、N传感器示数不为零。当汽车向左匀加速启动过程中,P传感器示数为零而Q、N传感器示数不为零。已知sin15°=0.26,cs15°=0.97,tan15°=0.27,g=10m/s2,则汽车向左匀加速启动的加速度可能为( )
A.4m/s2B.3m/s2C.2m/s2D.1m/s2
【答案】AB
【详解】当汽车向左匀加速启动过程中,P传感器示数为零而Q、N传感器示数不为零,受力分析如图所示
联立以上两式解得
故选AB。
15.(2022·江西·赣南师范大学附属中学高一期末)如图所示,一根弹簧一端固定在左侧竖直墙上,另一端连着A小球,同时水平细线一端连着A球,另一端固定在右侧竖直墙上,弹簧与竖直方向的夹角是60°,A、B两小球分别连在另一根竖直弹簧两端。开始时A、B两球都静止不动,A、B两小球的质量相等,重力加速度为g,若不计弹簧质量,在水平细线被剪断瞬间,A、B两球的加速度分别为( )
A.aA=aB=gB. aA=2g,aB=0
C.aA=3g,aB=0D.,aB=0
【答案】D
【详解】设两个小球的质量都为m,以AB球整体作为研究对象,A处于静止状态受力平衡,由平衡条件得细线拉力
剪断细线瞬间弹簧的弹力没有变化,A球受到的合力与原来细线的拉力大小相等,方向相反,由牛顿第二定律得
B球的受力情况不变,则加速度仍为0。
故选D。
16.(2022·辽宁·大连八中高一期中)如图所示,细绳OA一端系在小球上,另一端固定在倾斜天花板上的A点,细绳OA恰好竖直;轻质弹簧OB一端与小球连接,另一端固定在竖直墙上的B点,轻质弹簧OB恰好水平,小球处于静止状态。将细绳剪断的瞬间,小球的加速度( )
A.方向沿BO方向B.方向沿OB方向C.方向竖直向下D.方向沿右下方
【答案】C
【详解】因为细绳OA恰好竖直,且处于静止状态,弹簧水平。受力分析可知,弹簧对小球在水平方向上没有力的作用的,小球只受重力和沿细绳OA竖直向上的拉力的作用。将细绳剪断的瞬间小球只受重力作用,所以加速度方向竖直向下。
故选C。
【点睛】根据细绳和弹簧的位置情况,判断小球此时的受力。弹簧的弹力是无法突变的,细绳的拉力由于是微小形变引起的,所以一旦剪断,拉力会突变为零。
17.(2022·安徽省皖西中学高一期末)如图所示,A、B两木块间连一轻弹簧,A、B质量相等,一起静止地放在一块光滑木板上,重力加速度为g。若将此木板突然抽去,在此瞬间,A、B两木块的加速度分别是( )
A.,B.,
C.,D.,
【答案】A
【详解】抽去木板之前,物块AB受力平衡,弹簧的弹力等于mg,在抽出木板的瞬时,弹簧的弹力不能突变,则物块A仍受力平衡,则A的加速度为零;瑞物块B受向下的重力和弹簧向下的弹力mg,则此时B的加速度为
故选A。
18.长征二号丁运载火箭质量m约为。已知火箭发动机点火后竖直向下喷出高温、高压的气体,气体对火箭产生的初始推力接近,请估算火箭启动时的加速度。
【答案】2.7m/s2,方向竖直向上
【详解】以火箭为研究对象,受力分析如图所示
根据牛顿第二定律有
解得
加速度为正,说明其方向与F相同,为竖直向上。
19.如图所示,手拉着小车静止在倾角为的光滑斜坡上。已知小车的质量为,求:
(1)绳子对小车的拉力;
(2)斜面对小车的支持力;
(3)如果绳子突然断开,求车的加速度大小。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)根据平衡条件,绳子对小车的拉力为
(2)根据平衡条件,斜面对小车的支持力为
(3)如果绳子突然断开,根据牛顿第二定律
解得
20.(2022·陕西·富县高级中学高一期末)如图所示,用F=5N的水平恒力把质量为0.5kg的物块(可视为质点)压在竖直挡板上,物块离地面高度为H=8m,物块由静止开始向下做匀加速运动,经2s到达地面。
(1)求物块下落的加速度大小;
(2)求物块与挡板间的动摩擦因数;
(3)若将挡板做成一个倾角为37°的斜面(如图),要使物块沿斜面匀速向上运动,求水平推力的大小。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cs37°=0.8)
【答案】(1)a=4m/s2; (2);(3)F=N
【详解】(1)由 可得
(2)水平方向
5N
竖直方向
联立得
(3)受力分析如图
正交分解,由平衡条件可得,x轴上有
y轴上有
又有
联立方程,解得
21.(2022·广东佛山·高一阶段练习)跳伞运动员在下落过程中,假定伞所受空气阻力的大小跟下落速度的二次方成正比即,比例系数,跳伞运动员与伞的总质量为72kg,下落的高度足够高,重力加速度g取。
(1)以跳伞运动员与伞为整体,画出它在下落过程中的受力分析示意图;
(2)当速度达到4m/s时,求此时运动员的加速度大小。(计算结果保留两位小数)
【答案】(1);(2)
【详解】(1)以跳伞运动员与伞为整体,受力分析如图所示
(2)以伞和运动员作为研究对象,开始时速度较小,空气阻力F小于重力G,v增大,F随之增大,合力减小,做加速度a逐渐减小的加速运动;当v足够大,使时,,开始做匀速运动,此时的速度为收尾速度,设为,由
可得
当时,合力
由牛顿第二定律
得
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