2021-2022学年鲁科版必修1 6.2牛顿第二定律 课后练习（word解析版）

2021-2022学年鲁科版必修1
6.2牛顿第二定律
课后练习（解析版）
1．第26届国际计量大会经各成员国表决，通过了关于“修订国际单位制（SI）”的1号决议。根据决议，千克、安培、开尔文和摩尔4个国际单位制的基本单位被重新定义，于2019年5月20日起正式生效。利用国际单位制，可以推导出某个未知物理量的单位，从而可以进一步加深对该物理量的认识。已知一个半径为r的球形物体在空中下落时的动力学方程：。其中ρ为物体的密度，v为速度，c为一个常量。则常量c的国际单位是（　　）
A．没有单位
B．
C．
D．
2．如图所示为甲、乙两质点沿同一直线运动的速度时间图像，下列判断正确的是（　　）
A．0~6
s内，不存在甲、乙加速度相同的时刻
B．0~6
s内，甲的平均速度小于乙的平均速度
C．3
s末，甲受到的合力小于乙受到的合力
D．若甲、乙在t=0时刻相遇，则它们在0~6
s内还会相遇两次
3．甲、乙两球质量分别为、，从同一地点（足够高）同时由静止释放。两球下落过程所受空气阻力大小f仅与球的速率v成正比，与球的质量无关。即（k为正的常量）。两球的v-t图像如图所示。落地前，经时间两球的速度都已达到各自的稳定值，。则下列说法正确的是（　　）
A．乙球比甲球先落地
B．
C．乙球质量大于甲球质量
D．释放瞬间两球加速度相同
4．如图为粮袋的传送装置，已知间长度为L，传送带与水平方向的夹角为，工作时其运行速度为v，方向如图所示，粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ，正常工作时工人在A点将粮袋放到运行中的传送带上，关于粮袋从A到B的运动，以下说法正确的是（最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g）（　　）
A．动摩擦因数μ一定大于
B．动摩擦因数μ可能小于
C．粮袋开始运动的加速度为
D．粮袋到达B点的速度可能大于v
5．一物块以一定的初速度从光滑斜面底端a点上滑，最高可滑至b点，后又滑回a点，c是的中点，如图所示。已知物块从a上滑至b所用的时间为t，下列说法正确的是（　　）
A．物块从a运动到c所用的时间与从c运动到b所用的时间之比为
B．物块上滑过程的加速度与下滑过程的加速度等大反向
C．物块下滑时从b运动至c所用时间为
D．物块上滑通过c点的速度等于整个上滑过程中的平均速度
6．一个质量为2kg的物体，仅受到不在一条直线上的两个力的作用，大小分别为4N和8N，物体能获得的加速度不可能是多少（　　）
A．2m/s2
B．3m/s2
C．4m/s2
D．5m/s2
7．如图所示，粗糙的水平地面上有一质量为M倾角为
的斜面体P，在P上有一质量为m的滑块Q，且P静止Q匀加速直线向下运动，则（　　）
A．P对Q的支持力大小为
B．P对Q的摩擦力大小为
C．地面对P的支持力大小为
D．地面对P的摩擦力方向水平向右
8．细绳拴一个质量为m的小球，小球用固定在墙上的水平弹簧支撑，小球与弹簧不粘连，平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°，如图所示，以下说法正确的是（已知cos53°=0.6，sin53°=0.8）（　　）
A．小球静止时弹簧的弹力大小为mg
B．小球静止时细绳的拉力大小为mg
C．细绳烧断瞬间小球的加速度立即变为g
D．细绳烧断瞬间小球的加速度立即变为g
9．如图所示，两个质量分别为m1=4kg，m2=6kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻弹簧秤连接。两个大小分别为F1=30N、F2=20N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则（　　）
A．弹簧秤的示数是25N
B．弹簧秤的示数是50N
C．在突然撤去F2的瞬间，m1的加速度大小为1m/s2
D．在突然撤去F1的瞬间，m1的加速度大小为5m/s2
10．如图（a），一物块在时刻滑上一固定斜面，其运动的图线如图（b）所示。若重力加速度及图中的均为已知量，则不可求出（　　）
A．斜面的倾角
B．物块的质量
C．物块与斜面间的动摩擦因数
D．物块沿斜面向上滑行的最大高度
11．如图所示，质量为ml的木块放在光滑水平面上，木块上放置一质量m2的另一木块，先后分别用水平力拉ml和m2，使两木块都能一起运动，若两次拉动木块时，两木块间的摩擦力分别为f1和f2，则两次拉木块一起运动时，拉力之比为（　　）
A．
B．
C．
D．
12．如图所示，两段轻绳A、B连接两个小球1、2，悬挂在天花板上。一轻弹簧C一端连接球2，另一端固定在竖直墙壁上。两小球均处于静止状态。轻绳A与竖直方向、轻绳B与水平方向的夹角均为30°，弹簧C沿水平方向。已知重力加速度为g。则（　　）
A．球1和球2的质量之比为1∶1
B．在轻绳A突然断裂的瞬间，球1的加速度方向竖直向下
C．在轻绳A突然断裂的瞬间，球1的加速度大小一定大于g
D．在轻绳A突然断裂的瞬间，球2的加速度方向一定沿绳B斜向右下方
13．对牛顿第二定律的理解正确的是（　　）
A．由F=ma可知，加速度a与合力F成正比，与质量m成反比。
B．牛顿第二定律说明当物体具有加速度后，物体才受到合（外）力的作用
C．加速度的方向总跟合力的方向一致
D．两相互作用物体的作用力与反作用力产生的加速度大小必定相等，方向相反
14．如图，质量分别为0.2
kg和0.4
kg的小滑块P、Q用轻弹簧相连，P受到一个沿斜面向上的拉力F作用，在倾角为30°的足够长光滑斜面上，它们均以2
m/s2的加速度一起做匀加速直线运动，取g=10
m/s2。下列说法正确的是（　　）
A．拉力大小一定是4.2
N
B．弹簧的弹力大小可能是1.2
N
C．若突然撤去拉力，则撤去拉力的瞬间，P的加速度大小一定是19
m/s2
D．若突然撤去拉力，则撤去拉力的瞬间，Q的加速度大小一定是2
m/s2
15．我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等，一节动车提供的动力相同为F，动车组在水平直轨道上运行过程中每节车厢受到阻力相同为f。某列动车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组（　　）
A．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反
B．做匀加速运动时，第5、6节间车厢间的作用力为0.75F
C．做匀加速运动时，第5、6节间车厢间的作用力为F
D．做匀加速运动时，第6、7节车厢间的作用力为0.5F
16．A、B两物体叠放在一起，放在光滑水平面上，如图甲所示，它们从静止开始受到一个变力F的作用，该力与时间关系如图乙所示，A、B始终相对静止。则（　　）
A．在t0时刻A、B两物体间静摩擦力最大
B．在t0时刻A、B两物体的速度最大
C．在2t0时刻A、B两物体的速度最大
D．在2t0时刻A、B两物体的位移最大
17．如图，倾角为的斜面体M静止放在粗糙水平地面上，一质量为m的物块恰好可沿斜面匀速下滑。今对下滑的物块m施加一个向左的水平拉力F，物块仍沿斜面向下运动，则此时（　　）
A．物块m下滑的加速度等于
B．物块m下滑的加速度大于
C．水平面对斜面体M的静摩擦力方向水平向右
D．水平面对斜面体M的静摩擦力为零
18．如图所示，光滑的水平地面上有三块材料完全相同的木块A、B、C，质量均为m。中间用细绳1、2连接，现用一水平恒力F作用在C上，三者开始一起做匀加速运动，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一木块上面，系统仍加速运动，则下列说法正确的是（　　）
A．无论粘在哪个木块上面，系统加速度都将减小
B．若粘在A木块上面，绳1的拉力增大，绳2的拉力不变
C．若粘在B木块上面，绳1的拉力减小，绳2的拉力增大
D．若粘在C木块上面，绳1、2的拉力都减小
19．粗糙的水平地面上一物体在水平拉力作用下做直线运动，水平拉力F及物体的运动速度v随时间变化的图像如图甲和图乙所示。取重力加速度g=10
m/s2。则（　　）
A．前2
s内物体运动的加速度大小为2
m/s2
B．前4
s内物体运动的位移的大小为8
m
C．物体与地面间的动摩擦因数μ=0.1
D．物体的质量m为2
kg
20．如图所示，质量均为m的环A和球B用一轻质细绳相连，环A套在固定光滑水平细杆上。现用水平恒力F作用在球B上，使A与B以相同的加速度一起向左匀加速运动。此时细绳与竖直方向的夹角，若轻绳的拉力为T，A受到杆的支持力为N，重力加速度为g。则下列关系正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
参考答案
1．A
【详解】
根据题中的公式的单位是力的单位—N（kg·m·s–2），则
故c是一个没有物理单位的常量
故选A。
2．B
【详解】
A．速度时间图像中切线的斜率表示加速度知：3
s后的时间内在乙的图线上可以画出一条与甲图线平行的切线，即甲、乙在某时刻的加速度可以相同，A错误；
B．根据速度时间图像中图线与t轴包围的面积表示位移知：0~6
s内，甲的位移明显小于乙的位移，由平均速度的定义式知：甲的平均速度小于乙的平均速度，B正确；
C．3
s末，甲的加速度大小为
所受合力不为零，而乙图线切线的斜率为零即加速度为零，所受合力为零，故3
s末甲受到的合力大于乙受到的合力，C错误；
D．根据速度时间图像中图线与t轴包围的面积表示位移，若甲、乙在t=0时刻相遇，之后，它们的位移只相等一次，即它们在0~6
s内只能再相遇一次，D错误。
故选B。
3．D
【详解】
A．根据v-t图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移，因两球从同一地点同时由静止释放，由图可知，下落相同高度甲球用时更短，故甲球比乙球先落地，故A错误；
BC．两球先做加速度减小的加速运动，最后都做匀速运动，稳定时
有
kv=mg，因此最大速度与其质量成正比，故有
因为v1>v2，所以m1>m2。故B、C错误；
D．释放瞬间球的速度为0，则空气阻力为0，两球均只受重力，两球的加速度均为重力加速度g，故两球加速度相同，故D正确。
故选D。
4．A
【详解】
AB．粮袋放在传送带上后，要沿传送带向上做匀加速运动，则有
解得
故A正确，B错误；
C．由牛顿第二定律可得，粮袋开始运动的加速度为
解得
故C错误；
D．粮袋有可能先匀加速与传送带共速后再匀速，也可能一直匀加速，故粮袋达到B点的速度应小于等于v，不可能大于v，故D错误。
故选A。
5．C
【详解】
A．根据逆向思维，从b到a是初速度为零的匀加速直线运动，连续相等的位移内时间之比为，所以物块从a运动到c所用的时间与从c运动到b所用的时间之比为
故A错误；
B．斜面光滑，小球运动过程只受重力和支持力，小球的加速度方向始终相同，均为
a=gsinθ
方向向下，故B错误；
C．由b到a过程是初速度为零的匀加速直线运动，则可知
又因
解得
故C正确。
D．物块上滑过程做匀减速直线运动，整个过程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，在前一半时间内的平均速度大于后一半时间内的平均速度，因此前一半时间内的位移大于后一半时间内的位移，因此中间时刻物块位于ab中点c上面的某点d，由于物块做减速运动，c点的速度大于d点的速度，因此c点的速度大于整个上滑过程的平均速度，故D错误。
故选C。
6．A
【详解】
由于两个力不在一条直线上，故合力范围为
4N由可知，加速度范围为
2m/s2故2m/s2不可能，A正确。
故选A。
7．D
【详解】
AB．Q受重力支持力摩擦力，所以P对Q的支持力大小为
Q匀加速直线向下运动，所以P对Q的摩擦力小于，故AB错误；
C．对于P、Q整体来说，有向下的加速度，所以整体处于失重状态，则地面对P的支持力小于，故C错误；
D．如果Q匀速下滑，斜面P对Q的作用力竖直向上，而题中Q加速下滑，P对Q的支持力大小为，P对Q的摩擦力小于，所以斜面对Q的作用力在竖直向上的方向和支持力之间，即斜向右上方，所以Q对斜面P的作用力斜向左下方，斜面P相对地面由向左的运动趋势，则地面对P的摩擦力方向水平向右，故D正确。
故选D。
8．D
【详解】
A．由平衡条件可得，小球静止时弹簧的弹力大小为
所以A错误；
B．由平衡条件可得，小球静止时细绳的拉力大小为
所以B错误；
CD．细绳烧断瞬间，弹簧的弹力保持不变，由牛顿第二定律有
解得
所以C错误；D正确；
故选D。
9．C
【详解】
AB．以两物体组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律可知，系统的加速度
方向水平向左；设弹簧秤的拉力是F，以m1为研究对象，由牛顿第二定律得
F1-F=m1a
则
F=F1-m1a=26N
故AB错误；
C．弹簧的弹力不能突变，在突然撤去F2的瞬间，m1受力情况不变，m1受的合力不变，由牛顿第二定律可知，m1的加速度不变，故C正确；
D．在突然撤去F1的瞬间，m1的合力为弹力26N，根据牛顿第二定律可知，加速度为6.5m/s2，故D错误。
故选C。
10．B
【详解】
AC．由图b可知，物体先向上减速到达最高时再向下加速度；图象与时间轴围成的面积为物体经过的位移，故可求出物体在斜面上的位移；图象的斜率表示加速度，上升过程及下降过程加速度均可求；上升过程有
下降过程有
两式联立可求得斜面倾角及动摩擦因数，故A、C不符合题意；
B．由于m均消去，无法求得质量，故B符合题意；
D．已知上升位移及夹角，则可求得上升的最大高度，故D不符合题意。
故选B。
11．C
【详解】
当拉力作用于m1时，两木块间的摩擦力为f1，以m2为研究对象水平方向受到m1的摩擦力f1，由牛顿第二定律知m2产生的加速度
所以对m1和m2整体而言，其生产的加速度
根据牛顿第二定律知，此时拉力
当拉力作用于m2时，两木块间的摩擦力为f2，以m1为研究对象水平方向受到m2的摩擦力f2，由牛顿第二定律知m1产生的加速度
所以对m1和m2整体而言，其生产的加速度
根据牛顿第二定律知，此时拉力
所以
故选C。
12．BD
【详解】
A．对两小球1、2受力分析如图。根据平衡条件可得，由
FB=m1g
FBsin30°=m2g
得
m1=2m2
BCD．在轻绳A突然断裂的瞬间，弹簧弹力未来得及变化，则球2所受重力和弹簧弹力FC不变，但绳B对球2的拉力瞬间变为0，则球2的合力方向与FB方向相反，加速度方向沿绳B斜向右下方。此时球1只受重力，加速度方向竖直向下大小等于g。故BD正确C错误。
故选BD。
13．AC
【详解】
A．由F=ma可知，加速度a与合力F成正比，与质量m成反比，故A正确；
B．根据牛顿第二定律知，物体受到的外力是产生加速度的原因，故B错误；
C．由F=ma可知，加速度的方向总跟合力的方向一致，故C正确；
D．两相互作用物体的作用力与反作用力作用在两个物体上，质量不一定相同，故D错误。
故选AC。
14．BD
【详解】
若加速度方向沿斜面向上，则
F–（mP+mQ）gsinθ=（mP+mQ）a
T–mQgsinθ=mQa
解得拉力大小
F=4.2
N
弹簧弹力大小
T=2.8N
撤去拉力的瞬间，弹簧弹力来不及突变，仍然为2.8
N，Q受力不变，加速度大小还是2
m/s2，但P的加速度大小为
=19
m/s2
若加速度方向沿斜面向下，则
（mP+mQ）gsinθ–F=（mP+mQ）a
mQgsinθ–T=mQa
解得拉力大小
F=1.8N
弹簧弹力大小
T=1.2N
撤去拉力的瞬间，弹簧弹力来不及突变，仍然为1.2
N，Q受力不变，加速度大小还是2
m/s2，但P的加速度大小为
=11
m/s2
故BD正确，AC错误。
故选BD。
15．BD
【详解】
A．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相同，故A错误；
BC．先用整体法，有
再把6、7、8三节车厢用隔离法，有
联立，可得
故B正确；C错误；
D．把7、8节车厢用隔离法，有
联立，可得
故D正确。
故选BD。
16．BD
【详解】
A．以整体为研究对象，根据牛顿第二定律分析得知，t0时刻合外力为零，故此时加速度为零，则A受到的摩擦力为零，故A错误；
BC．整体在时间内，做加速运动，在时间内，沿原方向做减速运动，则t0时刻，A、B速度最大，在2t0时刻两物体速度为零，速度最小，故B正确，C错误；
D．在时间内，整体做单向直线运动，位移逐渐增大，
则2t0时刻，A、B位移最大，故D正确。
故选BD。
17．BD
【详解】
AB．质量为m的物块恰可沿其斜面匀速下滑，故有
解得：μ=tanθ；加拉力F后，将拉力F沿着平行斜面和垂直斜面正交分解，如图所示：
合力：
由于
故
根据牛顿第二定律，物块m下滑的加速度大于，故B正确A错误；
CD．分析m，没有拉力时m匀速下滑，说明支持力和滑动摩擦力的合力是竖直向上，与重力mg平衡；有拉力F后，根据f=μN，支持力和滑动摩擦力的比值不变，故支持力和摩擦力的合力的方向不变，根据牛顿第三定律，m对M的压力和滑动摩擦力的合力方向一直是竖直向下的，故M没有相对地面的滑动趋势，故C错误，D正确；
故选：BD。
18．ACD
【详解】
A．对ABC整体分析，由牛顿第二定律可知
质量增大，加速度减小，故A正确；
B．若橡皮泥粘在A上，根据牛顿第二定律，对BC整体分析有
可得
因为加速度减小，所以F1增大，对C物体有
可知，F2增大，故B错误；
C．若粘在B木块上面，对A有
加速度减小，所以F1减小，对C有
所以，F2增大，故C正确；
D．若粘在C木块上面，分别以A、B为研究对象，同理可得，绳1、2的拉力都减小，故D正确。
故选ACD。
19．AC
【详解】
A．根据速度图象的斜率等于加速度，知前2s内物体的运动加速度
A正确；
B．前4s内物体的位移为
B错误；
CD．根据牛顿第二定律得，前2s内
后2s内
由图得
，代入解得
C正确，D错误。
故选AC。
20．AD
【详解】
对A、B受力分析，如图所示
对A
对B
，
以整体为研究对象
解得
，，
故AD正确，BC错误。
故选AD。