基础课 2 牛顿第二定律 两类动力学问题
一、选择题
1.(多选)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,则加速度可能很大,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,所受的合外力也可能为0
解析:选CD 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,故选项C、D对.
2.如图甲所示,小物块从足够长的光滑斜面顶端由静止自由滑下.下滑位移x时的速度为v,其xv2图象如图乙所示,g取10 m/s2,则斜面倾角θ为( )
A.30° B.45°
C.60° D.75°
解析:选A 由xv2图象可知小物块的加速度a=5 m/s2,根据牛顿第二定律得,小物块的加速度a=gsinθ,所以θ=30°,A对,B、C、D错.
3. (2018届济南期末)沿固定斜面下滑的物体受到平行斜面的力F的作用,其下滑的速度—时间图线如图所示.已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数,在0~1 s、1~2 s、2~3 s内F的大小分别为F1、F2和F3,则( )
A.F1的方向可能沿斜面向下
B.F3的方向一定沿斜面向上
C.F1一定小于F2
D.F1一定等于F3
解析:选A 由速度图象的斜率等于加速度可得在0~1 s内的加速度a1=5 m/s2;物体沿斜面做初速度为零,加速度为a1=5 m/s2的匀加速直线运动,F1的方向可能沿斜面向下,选项A正确;在1~2 s物体沿斜面向下以速度v=5 m/s做匀速运动;在2~3 s内物体沿斜面向下以初速度v=5 m/s,加速度为a3=-5 m/s2做匀减速运动;若滑动摩擦力大于重力沿斜面向下的分力较多,F3的方向可能沿斜面向下,选项B错误;F1不一定小于F2,F1不一定等于F3,选项C、D错误.
4.如图所示,光滑水平面上,A、B两物体用轻弹簧连接在一起,A、B的质量分别为m1、m2,在拉力F作用下,A、B共同做匀加速直线运动,加速度大小为a,某时刻突然撤去拉力F,此瞬时A和B的加速度大小为a1和a2,则( )
A.a1=0,a2=0
B.a1=a,a2=a
C.a1=a,a2=a
D.a1=a,a2=a
解析:选D 撤去拉力F的瞬间,物体A的受力不变,所以a1=a,对物体A受力分析得F弹=m1a,撤去拉力F的瞬间,物体B受到的合力大小为F弹′=m2a2,所以a2=,故选项D正确.
5.(2019届湖南师大附中摸底)在甲地用竖直向上的拉力使质量为m1的物体竖直向上加速运动,其加速度a1随不同的拉力而变化的图线如图所示;在乙地用竖直向上的拉力使质量为m2的物体竖直向上加速运动,其加速度a2随不同的拉力而变化的图线如图所示;甲、乙两地的重力加速度分别为g1、g2,由图象知( )
A.m1<m2,g1<g2 B.m1<m2,g1>g2
C.m1>m2,g1<g2 D.m1<m2,g1=g2
解析:选C 由牛顿第二定律得F-mg=ma,所以a=F-g,结合图象知m1>m2,g1<g2.