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微练(八) 牛顿第二定律的基本应用
一、单项选择题
1.某同学站在电梯内的台秤上,发现台秤的读数比静止时少了5千克。则电梯 ( )
A.正在向上运动 B.正在向下运动
C.一定向下加速运动 D.可能向上减速运动
解析 由题意可知, 该同学处于失重状态,则电梯的加速度向下,即可能向下加速或者向上减速运动,D项正确。
答案 D
2.如图所示,一木块紧靠长方体形空铁箱后壁(未粘连),在水平拉力F的作用下一起向右做直线运动,现逐渐减小水平拉力,当拉力减小到F时木块恰能和铁箱保持相对静止,继续减小拉力,木块始终没有与后壁分离,从拉力开始减小到木块未落到箱底前,下列说法正确的是 ( )
A.铁箱对木块的支持力一直减小
B.铁箱对木块的摩擦力不变
C.铁箱对木块的摩擦力一直减小
D.铁箱可能先做加速运动后做减速运动
解析 木块始终没有与后壁分离,则木块和空铁箱水平方向的加速度相同,水平拉力F逐渐减小,则整体加速度a逐渐减小,铁箱对木块的支持力FN=m木块a逐渐减小,故A项正确;木块与空铁箱相对静止时,摩擦力等于重力,不变,当木块与空铁箱相对滑动时,箱对木块的摩擦力Ff=μFN= μm木块a逐渐减小,B、C两项错误;铁箱如果做减速运动,则木块会与后壁分离,D项错误。
答案 A
3.如图所示,两个完全相同的小球a、b,用轻弹簧N连接,轻弹簧M和轻绳一端均与a相连,另一端分别固定在竖直墙和天花板上,弹簧M水平,当轻绳与竖直方向的夹角为60°时,M、N伸长量刚好相同。若M、N的劲度系数分别为k1、k2,a、b两球的质量均为m,重力加速度大小为g,则以下判断正确的是 ( )
A.=2
B.轻绳上的弹力与弹簧N上的弹力之比为2∶
C.若剪断轻绳,则在剪断的瞬间,a球的加速度为零
D.若剪断弹簧M,则在剪断的瞬间,b球处于失重状态
解析 对球a受力分析,由平衡知识可知FM=k1x=2mgtan 60°=2mg,FT==4mg, 对b分析FN=k2x=mg,则=2,=,A项正确,B项错误;若剪断细绳,则在剪断细绳后的瞬间,a球受重力和两边弹簧的拉力,合力不为零,则加速度不为零,C项错误;若剪断弹簧M,则在剪断的瞬间,弹簧N的弹力不变,则b球加速度仍为0,D项错误。
答案 A
4.2022年11月4日至8日,2022年全国女子举重锦标赛暨全国女子举重冠军赛在张家港市体育馆拉开帷幕。如图所示是某运动员抓举过程中杠铃竖直向上运动的v-t图像,结合图像分析,下列说法正确的是 ( )
A.杠铃加速过程,惯性增大
B.杠铃在上升过程中始终处于超重状态
C.杠铃加速过程,其所受合外力先增大后减小
D.杠铃所受重力与人对杠铃的支持力是一对作用力与反作用力
解析 杠铃加速过程中,质量不变,惯性不变,A项错误;杠铃在上升过程中先有向上的加速度后有向下的加速度,所以杠铃先处于超重状态,后处于失重状态,B项错误;杠铃加速过程中,其加速度先增大后减小,合外力先增大后减小,C项正确;杠铃所受的重力和人对杠铃的支持力均作用在杠铃上,不是作用力与反作用力,D项错误。
答案 C
5.放置在水平粗糙地面上的一物体,t=0时在水平恒力F的作用下从静止开始运动,经过一段时间撤掉外力F,物体继续向前运动一段距离后停止。物体运动速度v与t的关系如图所示,则力F与物体所受摩擦力Ff大小比值为 ( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析 v-t图像的斜率表示加速度,撤去外力前、后,物体的加速度大小分别为a1==2m/s2,a2=||=1 m/s2,撤去外力前、后,根据牛顿第二定律分别有F-Ff=ma1,Ff=ma2,联立以上四式解得=3,C项正确。
答案 C
6.(2022·全国乙卷)如图,一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m的小球,初始时整个系统静置于光滑水平桌面上,两球间的距离等于绳长L。一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点,方向与两球连线垂直。当两球运动至二者相距L时,它们加速度的大小均为 ( )
A. B. C. D.
解析 当两球运动至二者相距时,如图所示,由几何关系可知sin θ==,设绳子拉力为FT,水平方向有2FTcos θ=F,解得FT=F,对其中一个小球由牛顿第二定律可得FT=ma,解得a=,A项正确。
答案 A
7.(2022·辽宁卷)如图所示,一小物块从长1 m的水平桌面一端以初速度v0沿中线滑向另一端,经过1 s从另一端滑落。物块与桌面间动摩擦因数为μ,g取10 m/s2。下列v0、μ值可能正确的是 ( )
A.v0= 2.5 m/s B.v0= 1.5 m/s
C.μ=0.28 D.μ=0.25
解析 物块水平沿中线做匀减速直线运动,则==,由题干知x=1 m,t=1 s,v>0,代入数据有v0<2 m/s,A项错误,B项正确;对物块应用牛顿