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1、专题11 牛顿第二定律1如图所示，平直公路上行驶着的小车内，线吊着的小球与车保持相对静止，吊线与竖直线夹角恒为，由此可知： （ ）A小车的加速度恒定 B小车一定向左运动C小车的加速度方向向右 D小车一定做匀加速直线运动【答案】A 2如图所示，质量分别为m、2m的球A、B由轻质弹簧相连后再用细线悬挂在正在竖直向上做匀减速运动的电梯内，细线承受的拉力为F，此时突然剪断细线，在绳断的瞬间，弹簧的弹力大小和小球A的加速度大小分别为： （ ）A B C. D. 【答案】A【解析】根据题意，对AB整体受力分析有：AB整体受线的拉力F和重力3mg，根据牛顿第二定律有3mg-F=ma，得：；对A球进行受力分析
2、如图，A球受线的拉力F和重力mg以及弹簧拉力F1三个力作用下向上匀减速直线运动，根据牛顿第二定律有F1+mg-F=ma，则，又因为在细线断开的瞬间，细线的拉力F立即消失，而弹簧的弹力因形变没有发生变化而保持不变，故线断开的瞬间，A的合力为，根据牛顿第二定律可得，物体A在线断开的瞬间的加速度，故选A.【名师点睛】正确使用整体法和隔离法分析物体的受力，求出弹簧的弹力，知道在线断开的瞬间，线的弹力立即消失而弹簧的弹力随形变量的变化而变化，在形变瞬间没有变化因此弹力保持瞬间不变，这是解决本题的关键3用细线将篮球拴在升降机光滑的侧壁上，当升降机加速下降时，出现如图所示的情形.四位同学对此现象做出了分析与
3、判断，其中可能正确的是： （ ）aA升降机的加速度大于g，侧壁对球无挤压B升降机的加速度小于g，侧壁对球有挤压C升降机的加速度等于g，侧壁对球无挤压D升降机的加速度等于g，侧壁对球有挤压【答案】C【名师点睛】解决本题的关键知道小球和升降机具有相同的加速度，通过隔离对小球分析，合力在竖直下降，抓住水平方向平衡进行求解。4（多选）如图所示，质量相等的长方体物块A、B叠放在光滑水平面上，两水平轻质弹簧的一端固定在竖直墙壁上，另一端分别与A、B相连接，两弹簧的原长相同，与A相连的弹簧的劲度系数小于与B相连的弹簧的劲度系数。开始时A、B处于静止状态。现对物块B施加一水平向右的拉力，使A、B一起向右移动到
4、某一位置（A、B始终无相对滑动，弹簧处于弹性限度内），撤去这个力后： （ ）ABA物块A的加速度的大小与连接它的弹簧的形变量的大小成正比B物块A受到的合力总大于弹簧对B的弹力C物块A受到的摩擦力始终与弹簧对它的弹力方向相同D物块A受到的摩擦力与弹簧对它的弹力方向有时相同，有时相反【答案】AC【名师点睛】本题主要考查了牛顿第二定律及胡克定律的直接应用，关键是正确对AB进行受力分析，注意整体法和隔离法的应用；并注意分析判断静摩擦力的方向。5如图14所示，车厢内的小桌上固定一光滑斜面，除去小球车厢的总质量为M、小球的质量为m，斜面倾角为。车在水平推力作用下向右做匀加速直线运动，小球（视为质点）始终与
5、车相对静止，小球距桌面的高度为h，距车厢地板高度为H，离桌面边缘水平距离为L，离车厢前壁的距离为d。车在运动过程中所受的阻力等于车对地面压力的k倍，重力加速度为g。（1）求水平推力F1的大小（2）若M=10kg，m=1kg，=37， k=0.20，h=0.20m，H=0.80m，L=0.30m，d=1.60m，g=10m/s2。当车速为v0=15m/s时，撤去推力F1同时对车施加水平向左的拉力F2（如虚线所示），小球立即离开斜面向右飞去。为使小球在运动中不碰到桌子和前壁，所加拉力F2应满足什么条件？【答案】（1）F1=（M+m）g（k+tan） （2）130NF2180N 1如图所示，倾斜索道
6、与水平面夹角为37，当载人车厢沿钢索匀加速向上运动时，车厢里的人对厢底的压力为其重量的1.25倍，那么车厢对人的摩擦力为其体重的： （ ）A.倍 B.倍 C.倍 D.倍【答案】B【名师点睛】人的水平和竖直方向的加速度之间的关系，是解决本题的关键，在本题中人在水平和竖直两个方向上都是有加速度的。2如图所示，质量都为 m 的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止，用大小等于mg 的恒力F向上拉B，运动距离h 时B与A分离。则下列说法中正确的是： （ ）AB和A刚分离时，弹簧为原长 BB和A刚分离时，它们的加速度为gC弹簧的劲度系数等于mg/h D在B 与A 分离之前，它们作匀加速运动【答案】C【解
7、析】B和A分离后，B受到重力mg和恒力F，B的加速度为零，做匀加速直线运动；所以分离时A的加速度也为零，说明弹力对A有向上的弹力，与重力平衡，弹簧处于压缩状态故A B错误B和A刚分离时，弹簧的弹力大小为mg，原来静止时弹力大小为2mg，则弹力减小量F=mgg两物体向上运动的距离为h，则弹簧压缩量减小x=h，由胡克定律得：故C正确对于在B与A分离之前，对AB整体为研究对象，重力2mg不变，弹力在减小，合力减小，整体做加速度减小的变加速运动，故D错误故选C.【名师点睛】本题考查了牛顿第二定律的应用，解题的关键在于B和A刚分离时二者是速度相等，加速度也相等，分析A、B的受力情况，来确定弹簧的状态。3
8、如图所示，小球在竖直力F作用下使竖直弹簧压缩，若将力F撤去，小球将竖直弹起，并离开弹簧，直到速度变为零为止，在小球上升的过程中： （ ）A小球和弹簧接触阶段加速度先增加后减小B小球在离开弹簧时速度最大C小球的速度最大时弹簧的弹性势能为零D小球的速度减为零时重力势能最大【答案】D【名师点睛】此题是关于牛顿第二定律的应用问题；关键是分析小球在不同阶段时弹簧的弹力和重力的关系，从而分析小球的运动的情况4（多选）如图所示，光滑水平面上放置M、N、P、Q四个木块，其中M、P质量均为m，N、Q质量均为2m，M、P之间用一轻质弹簧相连。现用水平拉力F拉N，使四个木块以同一加速度a向右运动，则在突然撤去F的瞬
9、间，下列说法正确的是： （ ）APQ间的摩擦力不变 BM、P的加速度大小变为CMN间的摩擦力不变 DN的加速度大小仍为a【答案】AD【解析】撤去F的瞬间，弹簧的弹力不变，对PQ整体分析，加速度不变，隔离对P分析，PQ间的摩擦力不变，故A正确撤去F前，对PQ整体分析，知弹簧的弹力F弹=3ma，撤去F的瞬间，弹簧的弹力不变，可知PQ的加速度不变，仍然为a，故B错误撤去F前，隔离对M分析，f-F弹=ma，解得f=4ma，对整体分析，F=6ma，撤去F后，对MN整体分析，方向向左，隔离对N分析，f=2ma=2ma，知MN间的摩擦力发生变化N的加速度大小不变，方向改变，故C错误，D正确故选AD.【名师点
10、睛】本题考查了牛顿第二定律的瞬时问题，关键抓住撤去外力F的瞬间，弹簧的弹力不变，结合牛顿第二定律进行求解，掌握整体法和隔离法的灵活运用。5如图所示，一圆环A套在一粗细均匀的圆木棒B上，圆环A的高度相对圆木棒B的长度可以忽略不计A和B的质量都是0.5kg，A和B之间的滑动摩擦力为3N开始时B竖直放置，下端离地面高度，A在B的顶端现让它们由静止开始自由下落，当木棒与地面相碰后，木棒以竖直向上的速度反向运动设碰撞时间很短，碰撞无机械能损失，不考虑空气阻力，取当地的重力加速度试求：（1）木棒第一次着地时速度的大小；（2）若在棒第二次着地前，要使A不脱离棒，棒的最小长度是多少？【答案】（1）4m/s （
11、2）2.5m【解析】在此时间内圆环的位移：所以在棒第二次着地前，要使圆环不脱离棒，棒的最小长度是2.5m【名师点睛】本题的难点是出现了圆环和木棒两个研究对象相对运动，要采取隔离法逐个受力分析运用牛顿第二定律，再选取地面为参照物逐个运用运动学公式。1【2017新课标卷】（12分）为提高冰球运动员的加速能力，教练员在冰面上与起跑线距离s0和s1（s1s0）处分别设置一个挡板和一面小旗，如图所示。训练时，让运动员和冰球都位于起跑线上，教练员将冰球以初速度v0击出，使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板；冰球被击出的同时，运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗。训练要求当冰球到达挡板时，运动员至少到
12、达小旗处。假定运动员在滑行过程中做匀加速运动，冰球到达挡板时的速度为v1。重力加速度大小为g。求（1）冰球与冰面之间的动摩擦因数；（2）满足训练要求的运动员的最小加速度。【答案】（1） （2）【名师点睛】此题主要考查匀变速直线运动的基本规律的应用；分析物理过程，找到运动员和冰球之间的关联，并能灵活选取运动公式；难度中等。2【2016上海卷】如图，顶端固定着小球的直杆固定在小车上，当小车向右做匀加速运动时，球所受合外力的方向沿图中的： （ ）AOA方向BOB方向 COC方向 DOD方向【答案】D【解析】据题意可知，小车向右做匀加速直线运动，由于球固定在杆上，而杆固定在小车上，则三者属于同一整体，
13、根据整体法和隔离法的关系分析可知，球和小车的加速度相同，所以球的加速度也应该向右，故选项D正确。【方法技巧】本题通过整体法和隔离法可以判断出做匀变速直线运动的物体局部加速度和整体加速度相同。3【2016全国新课标卷】一质点做匀速直线运动，现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则： （ ）A质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D质点单位时间内速率的变化量总是不变【答案】BC【名师点睛】本题主要考查牛顿运动定律。特别注意以前我们碰到的问题经常是去掉一个恒力，本题增加了一个恒力，从牛顿运动定律角度来看没
14、有什么区别。根据牛顿第二定律计算加速度的可能大小，根据合力与速度方向间的关系判断物体的运动情况。要特别注意的是，质点有可能做匀变速曲线运动。4【2015海南8】（多选）如图所示，物块a、b和c的质量相同，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O；整个系统处于静止状态；现将细绳剪断，将物块a的加速度记为a1，S1和S2相对原长的伸长分别为l1和l2，重力加速度大小为g，在剪断瞬间： （ ）Aa1=3g Ba1=0 Cl1=2l2 Dl1=l2【答案】AC【名师点睛】做本类型题目时，需要知道剪断细线的瞬间，弹簧来不及发生变化，即细线的拉力变为零，弹簧的弹
15、力吧不变，然后根据整体和隔离法分析。5【2015全国新课标25】一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块，在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m，如图（a）所示。时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至时木板与墙壁碰撞（碰撞时间极短）。碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后1s时间内小物块的图线如图（b）所示。木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g取10m/s2。求（1）木板与地面间的动摩擦因数及小物块与木板间的动摩擦因数；（2）木板的最小长度；（3）木板右端离墙壁的最终距离。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）根据图像可以判定碰撞前木块与木板共同速度为碰撞后木板速度水平向左，大小也是木块受到滑动摩擦力而向右做匀减速，根据牛顿第二定律有解得木板与墙壁碰撞前，匀减速运动时间，位移，末速度其逆运动则为匀加速直线运动可得带入可得木块和木板整体受力分析，滑动摩擦力提供合外力，即可得【名师点睛】分阶段分析，环环相扣，前一阶段的末状态即后一阶段的初始状态，认真沉着，不急不躁.