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1、二牛顿第二定律二牛顿第二定律 一选择题 1.（6 分） （2019 河南开封三模）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 g C弹簧的劲度系数等于 D在 B 与 A 分离之前，它们做匀加速运动 【参考答案】C 【名师解析】B 和 A 刚分离时，B 受到重力 mg 和恒力 F，B 的加速度为零，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 AB 错
2、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Fmg两物体向上运动的距离为 h，则弹簧压缩量减小xh， 由胡克定律得 ： k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，整体做变加速运动。故 D 错误。 2 （6 分） （2019 山东枣庄二模）如图所示，用轻质细绳将条形磁铁悬挂于天花板上，处于悬空状态，现将 一铁块置于条形磁铁下方，系统处于静止状态。关于磁铁和铁块受力情况，下列说法正确的是（ ） A条形磁铁一定受 3 个力 B铁块一定受 2 个力 C若烧断细绳，则铁块一定受 2
3、 个力 D若烧断细绳，则条形磁铁一定受 3 个力 【参考答案】D 【名师解析】如果磁铁对铁块的吸引力大于铁块的重力，则二者之间有弹力，如果磁铁对铁块的吸引力等 于铁块的重力，则二者之间没有弹力，由此分析受力情况。 条形磁铁受到重力、绳子拉力、铁块的吸引力，也可能受到铁块的弹力，也可能不受铁块的弹力，故 A 错误 ； 铁块受到重力、磁铁的吸引力，可能受到磁铁的弹力，也可能不受弹力，故 B 错误；若烧断细线，二者一 起做自由落体运动， 由牛顿第二定律可知， 铁块一定受到受到重力、 磁铁的吸引力， 磁铁的弹力 3 个力作用， 故 C 错误；若烧断细绳，条形磁铁受到重力、铁块的弹力、铁块的吸引力 3
4、个力，故 D 正确。 3. 如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为，在斜杆下端固定有质量为 m 的小球，下列 关于杆对球的作用力 F 的判断中，正确的是（ ） A小车静止时，方向沿杆向上 Fmgsin B小车静止时，方向垂直于杆向上 Fmg cos C小车向右以加速度 a 运动时，一定有 ma F sin D小车向左匀速运动时，方向竖直向上 Fmg 【参考答案】D 【思路点拨】 【名师解析】小车静止时，球受到重力和杆的弹力作用，由平衡条件可得杆对球的作用力Fmg，方向竖直 向上，选项 AB 错误；小车向右以加速度a运动时，只有当agtan 时，才有F，如图所示， ma sin 选项
5、 C 错误 ； 小车向左匀速运动时， 根据平衡条件知， 杆对球的弹力大小为mg， 方向竖直向上， 选项 D 正确。 4.（2016 福建省五校联考）有下列几种情景，其中对情景的分析和判断正确的是( ) 点火后即将升空的火箭； 高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车； 运动的磁悬浮列车在轨道上高速行驶； 太空中的空间站绕地球做匀速圆周运动。 A因火箭还没运动，所以加速度一定为零 B轿车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大 C高速行驶的磁悬浮列车，因速度很大，所以加速度也一定很大 D因空间站处于完全失重状态，所以空间站内的物体加速度为零 【参照答案】B 【名师解析】 点火后即将升空的火
6、箭，加速度一定不为零，选项 A 错误；轿车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度 很大，选项 B 正确；高速行驶的磁悬浮列车，速度很大，加速度可能为零，选项 C 错误；因空间站处于完 全失重状态，所以空间站内的物体加速度不为零，选项 D 错误。 5. 图甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，图乙为 150kg 的建筑材料被吊车竖直向上提升过程的简 化运动图象，g 取 10m/s2 ，下列判断正确的是（ ） A. 前 10s 的悬线的拉力恒为 1500N B. 46s 末塔吊的材料离地面的距离为 22m C. 010s 材料处于失重状态 D. 在 30s36s 钢索最容易发生断裂 【参考答案】B
7、【名师解析】由图可知前 10s 内物体的加速度a=0.1m/s2。由Fmg=ma可解得悬线的拉力为 F=mg+ma=1515N，选项 A 错误。由图象面积可得整个过程上升高度是 28m，下降的高度为 6m，46s 末塔吊的 材料离地面的距离为 28m-6m=22m，选项 B 正确。010s 加速度向上，材料处于超重状态，Fmg，钢索最容 易发生断裂，选项 C 错误。因 30s36s 物体加速度向下，材料处于失重状态，Fmg，在 30s36s 钢索最 不容易发生断裂，选项 D 错误； 6. 如图，木箱内有一竖直放置的弹簧，弹簧上方有一物块，木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶 上若在某一段时
8、间内，物块对箱顶刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为 （ ） A加速下降 B加速上升 C减速上升 D减速下降 【参考答案】BD 【名师解析】木箱静止时物块对箱顶有压力，则物块受到箱顶向下的压力。当物块对箱顶刚好无压力时， 表明系统处于超重状态， 有向上的加速度， 属于超重， 木箱的运动状态可能为加速上升或减速下降， 选项 BD 正确。 【点评】此题考查受力分析、牛顿第二定律及超重和失重现象。 注解：要注意题述中的“可能”运动状态，不要漏选。 7. 为了研究超重和失重现象，某同学把一体重计放在电梯的地板上，她站在体重计上随电梯上下运动，并 观察体重计示数的变化情况下表记录了几个特定时
9、刻体重计的示数，若已知 t0时刻电梯静止，则（ ） 时刻t0t1t2t3 体重计示数/kg45.050.040.045.0 At1和 t2时刻该同学的质量相等，但所受的重力不等 Bt1和 t2时刻电梯的加速度大小相等，方向一定相反 Ct1和 t2时刻电梯的加速度大小相等，运动方向一定相反 Dt3时刻电梯一定静止 【参考答案】B 【名师解析】t1和 t2时刻物体的质量并没有发生变化，所受重力也没有发生了变化故 A 错误根据表格 读数分析，t1时刻物体处于超重状态，根据牛顿第二定律分析得知，电梯的加速度方向向上t2时刻物体 处于失重状态，电梯的加速度方向向下，两个时刻加速度方向相反但运动方向都可能
10、向上或向下，不一 定相反故 B 正确 C 错误t3时刻物体处于平衡状态，可能静止，也可能向上匀速运动故 D 错误 8. 如图 5-4-4 所示，A 为电磁铁，C 为胶木秤盘，A 和 C(包括支架)的总质量为 M，B 为铁块，质量为 m，整 个装置用轻绳悬挂在 O 点，在电磁铁通电后，铁块被吸引上升的过程中，轻绳上拉力 F 的大小为 ( ) AF=mg BMg(M+m)g 【参考答案】D 【名师解析】电磁铁通电后,铁块被吸引而加速上升，可以认为 A、B、C 组成的系统重心加速上移，即整个 系统处于超重状态，则轻绳拉力 F 应大于(M+ m)g. 9如图所示，台秤上放有盛水的杯，杯底用细绳系一木质
11、的小球，若细线突然断裂，则在小木球上浮到水 面的过程中，台秤的示数将 ( ) A变小 B变大 C不变 D无法确定 【参考答案】A 【名师解析】 本题若用隔离法进行受力分析， 再通过对运动过程的分析、 定量推理、 再比较判断， 就太费时、 费力.如果从整体思维出发,对系统看是失重的成分大还是超超重的成分大，就比较简捷，起到了化繁为简 的效果.将容器和木球看做整体，整体受竖直向下的重力和台秤竖直向上的支持力 N，当细线被剪断后，其 实际效果是:在本球向上加速运动的同时，木球上方与该木球等体积的水球，将以同样大小的加速度向下加 速流动，从而填补了木球占据的空间，由于 水木，水球的质量大于木球的质量，
12、因此木球和水所组成 的系统其质心有向下的加速度，整个系统将处于失重状态，故台秤的示数将变小. 10.（2016安徽合肥一模）如图所示，在教室里某同学站在体重计上研究超重与失重。她由稳定的站姿变 化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程 ； 由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程。关于她的实验现象， 下列说法中正确的是（ ） A只有“起立”过程，才能出现失重的现象 B只有“下蹲”过程，才能出现超重的现象 C“下蹲”的过程，先出现超重现象后出现失重现象 D“起立” 、“下蹲”的过程，都能出现超重和失重的现象 【参考答案】D 【名师解析】 “起立” 的过程， 先加速向上后减速向上运动， 加速向上运动加速
13、度方向向上， 出现超重现象， 后减速向上运动加速度方向向下， 出现失重现象， 即 “起立” 过程先出现超重现象后出现失重现象， 整个 “起 立”过程能出现超重和失重的现象；“下蹲”的过程，先加速向下后减速向下运动，加速向下运动加速度 方向向下，出现失重现象，后减速向下运动加速度方向向上，出现超重现象，即“下蹲”过程先出现失重 现象后出现超重现象，整个“下蹲”过程能出现超重和失重的现象，选项 D 正确 ABC 错误。 【点评】只要物体具有向下的加速度，则处于失重状态；物体具有向上的加速度，则处于超重状态。 二计算题 1.(2006北京崇文一模)为了实现“神舟”六号飞船安全着陆，在飞船距地面约 1
14、 m 时(即将着陆的瞬间)， 安装在返回舱底部的四台发动机同时点火工作，使返回舱的速度由 8 ms 降至 2 ms设返回舱质量为 3 5102kg， 减速时间为 0.2 s 设上述减速过程为匀变速直线运动， 试回答和计算下列问题 ： (g 取 10m/s2) (1)在返回舱减速下降过程中，航天员处于超重还是失重状态?计算减速时间内，航天员承受的载荷值(即航 天员所受的支持力与自身重力的比值) (2)计算在减速过程中，返回舱受到四台发动机推力的大小 【名师解析】（1）航天员处于超重状态 a=v1-v2/t=-30 m/s2. 根据牛顿第二定律：mg-N=ma, 载荷比 (2)设返回舱受到的推力为
15、 F，根据牛顿第二定律：Mg-F=Ma, a=(v1-v2)/t=-30 m/s2. 解得发动机推力 F 的大小为 1.40105N. 2（9 分）(2019 浙江稽阳联谊学校联考模拟)2019 年 1 月 4 日上午 10 时许，科技人员在北京航天飞行控 制中心发出指令，嫦娥四号探测器在月面上空开启发动机，实施降落任务。在距月面高为 H102m 处开始 悬停，识别障碍物和坡度，选定相对平坦的区域后，先以 a1匀加速下降，加速至 v14ms/时，立即改变 推力，以 a22m/s2匀减速下降，至月表高度 30m 处速度减为零，立即开启自主避障程序，缓慢下降。最后 距离月面 2.5m 时关闭发动机
16、， 探测器以自由落体的方式降落， 自主着陆在月球背面南极艾特肯盆地内的冯 卡门撞击坑中，整个过程始终垂直月球表面作直线运动，取竖直向下为正方向。已知嫦娥四号探测器的质 量 m40kg，月球表面重力加速度为 1.6m/s2求： （1）嫦娥四号探测器自主着陆月面时的瞬时速度大小 v2； （2）匀加速直线下降过程的加速度大小 a1； （3）匀加速直线下降过程推力 F 的大小和方向。 【命题意图】 本题以嫦娥四号着陆月球为情景，考查匀变速直线运动规律、牛顿运动定律及其相关的知 识点。 【解题思路】 （1）距离月面 2.5m 时关闭发动机，探测器以自由落体的方式降落， 由 v222gh2得：v2m/s （2）由题意知加速和减速发生的位移为：h102m30m72m 由位移关系得： +h 解得：a11m/s2 （3）匀加速直线下降过程由牛顿第二定律得：mgFma1 解得：F24N，方向竖直向上。