4.3 牛顿第二定律 一、单选题 1．如图，沿水平直轨运行的地铁车厢中，拉环在某时刻与竖直方向的夹角为 θ，已知 重力加速度大小为 g。则在该时刻（　　） A．地铁的运动方向水平向右 B．地铁的加速度方向水平向左 C．地铁的加速度大小为 gtanθ D．地铁的加速度大小为 gcotθ 2．如图所示，两个足够长的斜面均固定在水平地面上，甲图中的斜面粗糙，乙图中的 斜面光滑。用同种材料制成的 A、 B 两物体同时由静止开始沿斜面下滑。甲图中 A、 B 两物体间用平行于斜面的轻质细绳相连，乙图中 A、 B 两物体相对静止沿斜面下滑。 关于 A、 B 两物体的下滑过程，下列说法中正确的是（　　） A．甲图中 A 物体很快会撞上 B 物体 B．甲图中 A 物体与 B 物体的间距保持不变 C．乙图中 B 物体对 A 物体的作用力方向为竖直向上 D．乙图中 B 物体对 A 物体的弹力等于 A 物体所受的重力 3．如图甲所示，一可视为质点的滑块放置在倾角为 37�粗糙且足够长的固定斜面体上， 滑块压缩一轻弹簧并被锁定，且滑块与弹簧不相连。 t  0 时刻解除锁定，描绘出滑块 速度-时间的图像如图乙所示，其中 Ob 段为曲线， bc 段为直线，下列说法正确的是（ ） A．滑块在 0.1s  0.2s 内沿斜面向上做匀变速直线运动 B．在 0 : 0.1s 内，滑块受到的弹力逐渐增大 C． 0.05s 时弹簧恢复原长，此时滑块刚好脱离弹簧 D．滑块与斜面间的动摩擦因数   0.5 4．质量为 1kg 的物体，在四个恒力的共同作用下，从静止开始做匀加速直线运动。如 果这四个力的合力是 6N，则物体前 2s 内运动的位移大小是（　　） A．16m B．14m C．12m D．9m 5．如图所示，有 A、B 两物体，mA＝2mB，用细绳连接后放在光滑的斜面上，在它们 下滑的过程中（　　） A．它们的加速度 a＝gsinθ B．它们的加速度 a<gsinθ C．细绳的张力 FT≠0 1 D．细绳的张力 FT  mB g sin  3 6．如图所示，两个相同的滑块通过轻弹簧连接，静止在水平地面上。已知每个滑块与 地面间的最大静摩擦力均为 3N，弹簧的劲度系数为 10N/m，开始时弹簧处于原长，现 在滑块 B 上施加一个水平向右的力 F，两滑块的质量均为 1kg，设最大静摩擦力等于滑 动摩擦力，下列判断正确的是（　　） A．当 F  3N 时，滑块 B 的合力不为零 B．当 F  4N 时，两个物体均保持静止 C．当 F  5N 时，力 F 作用瞬间，滑块 B 的加速度大小为 1.5m/s2 D．当 F  8N 时，两个滑块均能滑动，且它们保持相对静止时，弹簧的伸长量为 0.4m 7．如图所示，质量为 m2 的物块 B 放在光滑的水平桌面上，其上放置质量为 m1 的物块 A，用通过光滑的定滑轮的细线将 A 与质量为 M 的物块 C 连接，释放 C，A 和 B 一起 以加速度大小 a 从静止开始运动，已知 A、B 间的动摩擦因数为 μ，重力加速度大小为 g，则细线中的拉力大小为（　　） A．Mg B．M(g＋a) C．(m1＋m2)a D．m1a＋μ m1g 8．如图甲所示，倾角为 θ 的粗糙斜面体固定在水平面上，初速度为 v0＝10 m/s、质量 为 m＝1 kg 的小木块沿斜面上滑，若从此时开始计时，整个过程中小木块速度的平方 随路程变化的关系图象如图乙所示，取 g＝10 m/s2，则下列说法不正确的是（　　） A．0 ~ 5 s 内小木块做匀减速运动 B．在 t＝1 s 时刻，摩擦力反向 C．斜面倾角 θ＝37° D．小木块与斜面间的动摩擦因数为 0.5 二、多选题 9．如图所示，两个质量分别为 m1＝3kg、m2＝2kg 的物体置于光滑的水平面上，中间 用轻质弹簧秤连接．两个大小分别为 F1＝30N、F2＝20N 的水平拉力分别作用在 m1、m2 上，则（　　） A．弹簧秤的示数是 50N B．弹簧秤的示数是 24N C．在突然撤去 F2 的瞬间，m1 的加速度大小为 2m/s2 D．在突然撤去 F2 的瞬间，m2 的加速度大小为 12m/s2 10．如图所示，A、B 两物块的质量分别为 2m 和 m，静止叠放在水平地面上。A、B 间  的动摩擦因数为  ，B 与地面间的动摩擦因数为 2 。最大静摩擦力等于滑动摩擦力， 重力加速度为 g。现对 A 施加一水平拉力 F，则（　　） A．当 F  2  mg 时，A、B 都相对地面静止 B．当 F 1 5 g  mg 2 时，A 的加速度为 3 C．当 F  3 mg 时，A 相对 B 滑动 5 D．当 F  4 mg 时，B 的加速度为  mg 6 11．在粗糙水平地面上，有一质量为 2kg 的物体做直线运动，从 t  0 时刻起受水平恒 力 F 的作用，经一段时间后撤去力 F，物体运动的 v-t 图像如图所示，取重力加速度大 小 g  10m/s 2 ，下列说法正确的是（　　） A．物体与水平地面间的动摩擦因数为 0.2 B．物体 4s 末回到起始位置 C．F 的大小为 6N D．F 在物体上的作用时间为 3s 12．如图所示，一传送带水平放置，以恒定的速度顺时针转动，一物块以某初速度滑 上传送带左端，关于物块在传送带上运动的情况，下列说法正确的是（　　） A．物块一定一直做匀加速直线运动 B．物块可能先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动 C．物块可能一直做匀速直线运动 D．物块可能先做匀减速直线运动，后做匀加速直线运动 13．如图甲所示，水平面上有一倾角为 θ 的光滑斜面，斜面上用一平行于斜面的轻质 细绳系一质量为 m 的小球。斜面以加速度 a 水平向右做匀加速直线运动，当系统稳定 时，细绳对小球的拉力和斜面对小球的支持力分别为 T 和 FN。若 Ta 图像如图乙所示， AB 是直线，BC 为曲线，重力加速度为 g＝10 m/s2。则（　　） A．a＝ 40 m/s2 时，FN＝0 3 B．小球质量 m＝0.1 kg C．斜面倾角 θ 的正切值为 3 4 D．小球离开斜面之前，FN＝0.8＋0.06a(N) 三、实验题 14．小兰同学设计如图甲所示装置测量木块与水平桌面之间的动摩擦因数。打点计时 器固定在水平桌面左端，纸带穿过打点计时器连接在木块上，连接木块的细线跨过桌 面右端定滑轮后连接钩码，释放木块后，木块在细线的作用下运动，细线始终保持水 平，打点计时器打出的部分纸带如图乙所示。已知乙图中纸带右端连接木块， A、B、C、D、E、F、G、H、I、J 为计数点，相邻两计数点间有 3 个计时点未画出， 打点计时器所用交流电源频率为 50Hz，取重力加速度 g＝10m/s2。 （1）下列实验操作或分析中正确的是_______。 A．实验中必须测出钩码释放时离地的高度 B．实验中应先释放木块再启动打点计时器 C．实验中必须保证钩码的质量远小于木块的质量 D．钩码落地发生在打点计时器打出 E、F 两点的时刻之间 （2）用图乙中所给数据求木块与桌面间的动摩擦因数，应选取______（选填 “AE”、“AF”或“FJ”）段纸带进行计算，由此测得木块与桌面间的动摩擦因数 μ＝ ______（结果保留两位有效数字）。 15．如图甲所示是某研究性学习小组探究小车加速度与力关系的实验装置，长木板置 于水平桌面上，一端系有沙桶的细绳通过滑轮与固定的拉力传感器相连，拉力传感器 可显示绳中拉力 F 的大小，改变桶中沙的质量进行多次实验，当地的重力加速度 g＝ 9.8m/s2。完成下列问题： （1）实验时，下列操作或说法正确的是_______。 A．需要用天平测出沙和沙桶的总质量 B．实验中必须要首先平衡摩擦力 C．实验中无须保证沙和沙桶的质量远小于小车的质量 （2）实验中得到一条纸带，图中 A、B、C 为相邻的计数点，相邻计数点间有四个点 未标出，两相邻计数点间有 4 个计时点未标出，各计数点到 O 点的距离如图乙所示。 电源的频率为 50Hz，则由纸带可知小车的加速度大小为_______m/s2。（保留三位有效 数字） （3）以拉力传感器的示数 F 为横坐标，以小车加速度 a 为纵坐标，画出的 a-F 图像， 测得图线的“斜率”为 k，则小车的质量为_______。 （4）该小组同学不断增加沙子质量重复实验，发现小车的加速度最后会趋近于某一数 值，从理论上分析可知，该数值应为_______m/s2。 四、解答题 16．质量为 m  2kg 的物体，静止放在水平面上，它们之间的动摩擦因数   0.5 ，现对 物体施加 F  20N 的作用力，方向与水平面成   37�角斜向上，如图所示， (sin 37� 0.6 ， cos37� 0.80 g 10m / s 2 ) ， 取 求： （1）物体运动的加速度； （2）物体在力 F 作用下 5s 内通过的位移； （3）如果力 F 的作用经 5s 后撤去，则物体在撤去力 F 后还能滑行的距离。 17．如图所示，竖直挡板固定在倾角为 θ 的斜面上，斜面放在水平面上，质量为 m 的 铁球放在挡板与斜面之间。不计一切摩擦，重力加速度大小为 g。 （1）求挡板对铁球的支持力大小 F1� 和斜面对铁球的支持力大小 F2� ； （2）若斜面水平向右做匀加速直线运动时，挡板对铁球的支持力恰好为零，求斜面对 铁球的支持力大小 F3 以及斜面运动的加速度大小 a。 18．如图所示，固定在水平地面上的斜面体上有一木块 A（到定滑轮的距离足够远）， 通过轻质细线和滑轮与铁块 B 连接，细线的另一端固定在天花板上，在木块 A 上施加 一沿斜面向下的作用力 F，使整个装置处于静止状态。已知连接光滑动滑轮两边的细 线均竖直，木块 A 和光滑定滑轮间的细线和斜面平行，木块 A 与斜面间的动摩擦因数   0.25 ，斜面的倾角 m  0.5kg   37� ，铁块 B 的质量 ，铁块 B 下端到地面的高度 M  1kg h  0.75m ，木块 A 的质量 ，不计空气阻力，不计滑轮受到的重力，设最大静 摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小 g  10m/s 2 (1)求细线的拉力大小； (2)当 F  1.2N 时，求木块 A 受到的摩擦力； ， sin 37� 0.6 ， cos 37� 0.8 。 (3)撤去力 F，设铁块 B 落地后不反弹，求木块 A 能沿斜面上滑的最大距离。 参考答案 1-5CBACA 6-8DCA 9BCD 10BC 11ACD 12B