1、专题专题 23牛顿第二定律的理解和应用牛顿第二定律的理解和应用 12021浙江 1 月 如图所示，同学们坐在相同的轮胎上，从倾角相同的平直雪道先后由同一高度静止滑下， 各轮胎与雪道间的动摩擦因数均相同，不计空气阻力雪道上的同学们() A沿雪道做匀速直线运动 B下滑过程中机械能均守恒 C前后间的距离随时间不断增大 D所受重力沿雪道向下的分力相同 2 2021河北衡水中学调研一质量为 0.8kg 的球固定在支杆 AB 的上端， 支杆 AB 的下端 固定在升降机上，今用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，如图所示，已知绳的拉力为 6N， 重力加速度 g 取 10m/s2，则以下说法正确的是() A若升降
2、机处于静止状态，则 AB 杆对球的作用力大小为 6N B若升降机处于静止状态，则 AB 杆对球的作用力大小为 8N C若升降机加速上升，加速度大小为 5m/s2，则 AB 杆对球的作用力大小为 6 5N D若升降机减速上升，加速度大小为 5m/s2，则 AB 杆对球的作用力大小为 6 5N 32021黑龙江大庆实验中学月考如图所示，质量为 m 的球与轻弹簧和水平细线相 连，、的另一端分别固定于水平和竖直墙上球静止时，中的拉力为 F1、中的拉力 为 F2，分析当仅剪断或的瞬间，下列说法正确的是() A若仅剪断，则球的加速度 ag，方向水平向右 B若仅剪断，则球的加速度 aF1 m，方向沿的延长线
3、 C若仅剪断，则球的加速度 aF2 m，方向水平向左 D若仅剪断，则球的加速度 ag，方向竖直向上 4如图所示，在粗糙的水平面上，质量分别为 m 和 M(mM12)的物块 A、B 用轻 弹簧相连，两物块与水平面间的动摩擦因数相同，当用水平力 F 作用于 B 上且两物块共同向 右加速运动时，弹簧的伸长量为 x1；当用同样大小的力 F 竖直加速提升两物块时，弹簧的伸 长量为 x2，则 x1x2等于() A11B12 C21D23 5 2021福建永安一中高三期中(多选)如图所示， 质量为 m1的小圆环 A 套在水平细杆上， 质量为 m2的小球 B 通过轻质细线与圆环 A 连接，用大小为 F 的水平
4、恒力拉小球 B，使 A、B 一起做匀加速直线运动，加速度大小为 a，已知重力加速度为 g，则下列说法正确的是() A.细杆对圆环的支持力大小为 m1g B圆环 A 与水平细杆间的动摩擦因数为F（m1m2）a （m1m2）g C细线中的弹力大小为 F2（m2g）2 D细线与水平方向的夹角的正切值为 m2g Fm2a 6. 如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块 P，系统处于静止状态现用一竖 直向上的力 F 作用在 P 上，使其向上做匀加速直线运动以 x 表示 P 离开静止位置的位移， 在弹簧恢复原长前，下列表示 F 和 x 之间关系的图像可能正确的是() 7在光滑水平面上放一质量为 M
5、 的物体 A，用轻绳通过定滑轮与质量为 M 的 B 相连， 如图甲所示，其它条件不变去掉 B 换上拉力 F，且 FMg.如图乙，设甲、乙两图中 A 的加速 度分别为 a1、a2，则() A.a12a2Ba1a2 Ca1a2 2 D无法确定 8 2021河北辛集中学测试(多选)如图所示， 质量为 m2的物块 B 放置在光滑水平桌面上， 其上放置质量 m1的物块 A， A 通过跨过光滑定滑轮的细线与质量为 M 的物块 C 连接 释放 C， A 和 B 一起以加速度 a 从静止开始运动，已知 A、B 间动摩擦因数为1，则细线中的拉力大小 为() AMgBMgMa C(m1m2)aDm1a1m1g 9
6、. 如图所示，一个小球从竖直立在地面上的轻弹簧正上方某处自由下落，从小球与弹簧接 触开始到弹簧被压缩到最短的过程中，小球的速度和加速度的变化情况为() A加速度越来越大，速度越来越小 B加速度和速度都是先增大后减小 C速度是先增大后减小，加速度方向是先向下后向上 D速度是一直减小，加速度大小是先减小后增大 10. 2020全国卷如图，一同学表演荡秋千已知秋千的两根绳长均为 10m，该同学和秋千 踏板的总质量约为 50kg.绳的质量忽略不计当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为 8m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为() A200N B400N C600N D800N 11(多选)如图所示
7、，甲、乙两车均在光滑的水平面上，质量都是 M，人的质量都是 m， 甲车上的人用力 F 推车，乙车上的人用等大的力 F 拉绳子(绳与滑轮的质量和摩擦均不计)；人 与车始终保持相对静止下列说法正确的是() A甲车的加速度大小为 F M B甲车的加速度大小为 0 C乙车的加速度大小为 2F Mm D乙车的加速度大小为 0 122021河北卷如图，一滑雪道由 AB 和 BC 两段滑道组成，其中 AB 段倾角为，BC 段水平，AB 段和 BC 段由一小段光滑圆弧连接一个质量为 2kg 的背包在滑道顶端 A 处由静 止滑下，若 1s 后质量为 48kg 的滑雪者从顶端以 1.5m/s 的初速度、3m/s2
8、的加速度匀加速追赶， 恰好在坡底光滑圆弧的水平处追上背包并立即将其拎起背包与滑道的动摩擦因数为 1 12， 重力加速度取 g10m/s2，sin 7 25，cos 24 25，忽略空气阻力及拎包过程中滑雪者与背包的重 心变化求： (1)滑道 AB 段的长度； (2)滑雪者拎起背包时这一瞬间的速度 专题专题 23牛顿第二定律的理解和应用牛顿第二定律的理解和应用 1C 同学们坐在轮胎上从静止开始沿雪道下滑，做加速运动，受力分析如图所示，根据牛顿 第二定律可知加速度 amgsinmgcos m gsingcos，因为相同，所以同学们做加速度 相同的匀加速直线运动，A 错误；下滑过程中摩擦力做负功，雪
9、道上的同学们机械能减少，B 错误；同学们做匀加速直线运动，加速度大小相等，随着时间的增加，同学们前后的速度差 不变，所以同学们前后间的距离随着时间不断增大，C 正确；各同学质量可能不同，所以重力 沿雪道向下的分力 mgsin也可能不相同，D 错误 2C若升降机是静止的，球也是静止的，球处于平衡状态，由平衡条件可知，杆对球 的作用力大小为 F2 绳 （mg）210N，故 A、B 错误；若升降机加速上升，在竖直方向，对 球由牛顿第二定律得 Fymgma，解得 Fy12N，在水平方向，由平衡条件得 FxF绳6N， 杆对球的作用力大小为 F F2xF2y6 5N，故 C 正确；若升降机减速上升，对球在
10、竖直 方向，由牛顿第二定律得 mgFyma，解得 Fy4N，在水平方向，由平衡条件得 FxF绳 6N，杆对球的作用力大小为 F F2xF2y2 13N，故 D 错误 3C细线和弹簧未断时，球受力如图甲所示，球的重力和 F1、F2的合力为零，剪断弹 簧瞬间，细线拉力突变为零，故小球只受重力，加速度为 g， 方向竖直向下，故 A、B 均错误；剪断细线瞬间，弹簧的弹力和小球的重力不变，受力如 图乙所示，由几何关系可知，F合F2ma，aF2 m，方向水平向左，故 C 正确，D 错误 4A水平向右拉两物块时，运用整体法，由牛顿第二定律得整体的加速度 a F（Mm）g Mm F 3mg，隔离分析物块 A
11、有 kx 1mgma，得 kx1F 3，x 1 F 3k.竖直向上加 速提升两物块时，运用整体法，由牛顿第二定律得整体的加速度 aF（Mm）g Mm F 3mg， 对 A 物块有 kx2mgma，得 kx2F 3，x 2 F 3k.所以 x 1x211，A 正确，B、C、D 错误 5BD6.A7.C 8BCA、B 一起在光滑面上向右加速由牛顿第二定律可得 T(m1m2)a，故 C 正确， 对 C 列牛顿第二定律 MgTMa，TMgMa，B 正确 9C在接触的第一个阶段 mgkx，F合mgkx，合力方向竖直向下，小球向下运动， 弹簧形变量 x 逐渐增大，所以 F合逐渐减小由 aF 合 m 得 a
12、 的方向竖直向下，且逐渐减小又 这一阶段 a 与 v 的方向都竖直向下，所以 v 逐渐增大当 mgkx 时，F合0，a0，此时速 度达到最大之后，小球继续向下运动，mgkx，合力 F合kxmg，方向竖直向上，小球向 下运动，x 继续增大，F合增大，且随 x 增大而增大，因为此时 a 与 v 方向相反，所以 v 逐渐 减小所以小球向下压缩弹簧的过程中，F合的方向先向下后向上，大小先变小后变大；a 的 方向先向下后向上，大小先变小后变大；v 的方向向下，大小先变大后变小故选项 C 正确 10B该同学荡秋千可视为做圆周运动，设每根绳子的拉力大小为 F，以该同学和秋千 踏板整体为研究对象，在最低点根据
13、牛顿第二定律得 2Fmgmv 2 R ，代入数据解得 F410N， 故每根绳子平均承受的拉力约为 400N，故 B 项正确，A、C、D 项错误 11BC对甲：以整体为研究对象，水平方向不受力，所以甲车的加速度大小为 0；对 乙： 以整体为研究对象， 水平方向受向左的 2F 的拉力， 故乙车的加速度大小为 2F Mm.故选 BC. 12(1)9m(2)7.44m/s 解析：(1)设背包的质量为 m，滑雪者的质量为 M. 对背包，由牛顿第二定律得 mgsinmgcosma1， 解得背包的加速度 a12m/s2，设背包由 A 点运动到 B 点的时间为 t， 由匀变速直线运动的规律得 1 2a 1t2v0(t1s)1 2a 2(t1s)2， 解得 t3s， 则滑道 AB 段的长度 xAB1 2a 1t29m. (2)背包到达 B 点的速度 v1a1t6m/s， 滑雪者到达 B 点的速度 v2v0a2(t1s)7.5m/s， 滑雪者拎起背包的过程中，根据动量守恒定律得 mv1Mv2(Mm)v， 解得滑雪者拎起背包时这一瞬间的速度 v7.44m/s.
