4.3 牛顿第二定律 同步测试题—2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 4.3 牛顿第二定律 同步测试题—2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 394.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-09-28 17:27:55 | ||
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文档简介
课时4.3
牛顿第二定律
一、单选题。本大题共7小题，每小题只有一个选项符合题意。
1．质量为8×103kg的汽车以1.5
m/s2的加速度加速，阻力为2.5×103N，那么汽车的牵引力是
A．2.5×103N
B．9.5×103N
C．1.2×104N
D．1.45×104N
2．如图为用索道运输货物的情景，已知倾斜的索道与水平方向的夹角为37°，重物与车厢地板之间的动摩擦因数为0.3．当载重车厢沿索道向上加速运动时，重物与车厢仍然保持相对静止状态，重物对车厢水平地板的正压力为其重力的1.15倍，sin37°=0.6，cos37°=0.8，那么这时重物对车厢地板的摩擦力大小为（
）
A．0.35mg
B．0.
3mg
C．0.23mg
D．0.
2mg
3．放在光滑水平面上的物体受三个平行水平面的共点力作用而处于静止状态，已知F2垂直于F3，若三个力中去掉F1，物体产生的加速度为2.5m/s2；若去掉F2，物体产生的加速度为1.5m/s2；若去掉F3，则物体的加速度大小为：
A．1.0m/s2
B．2.0m/s2
C．1.5m/s2
D．4.0m/s2
4．在倾角为θ的光滑斜面上放一球，球被竖直板挡住，如图所示，在拿开挡板后，小球的加速度为( )
A．gsinθ，沿斜面向下
B．gcosθ，沿斜面向下
C．gtanθ，水平向左
D．，水平向左
5．光滑水平面上，有一木块以速度v向右运动，一根弹簧固定在墙上，如图所示，木块从与弹簧接触直到弹簧被压缩成最短的时间内木块将做的运动是（ ）
A．匀减速运动
B．速度减小，加速度增大
C．速度减小，加速度减小
D．无法确定
6．在光滑水平面上，有一个物体同时受到两个水平力F1与F2的作用，在第1s内物体保持静止状态。若力F1与F2随时间的变化关系如图所示，则物体（ ）
A．在第2s内做加速运动，加速度大小逐渐减小，速度逐渐增大
B．在第3s内做加速运动，加速度大小逐渐增大，速度逐渐增大
C．在第4s内做加速运动，加速度大小逐渐增大，速度逐渐增大
D．在第5s末速度为零，运动方向与F1方向相同
7．如图所示．有—箱装得很满的土豆，以一定的初速度在动摩擦因数为的水平地面上做匀减速运动．不计其他外力及空气阻力，则其中—个质量为的土豆A受其它土豆对它的总作用力大小应是（
）
A．
B．
C．
D．
二、多选题。本大题共3小题，每小题所给四个选项中有多个正确选项。
8．如图，当车厢向右加速行驶时，一质量为m
的物块紧贴在车壁上，相对于车壁静止，随车一起运动，则下列说法正确的是（ ）
A．在竖直方向上，车壁对物块的摩擦力与物块的重力等大
B．在水平方向上，车壁对物块的弹力是由于物块发生了弹性形变
C．若车厢加速度变小，车壁对物块的弹力也变小
D．若车厢加速度变大，车壁对物块的摩擦力也变大
9．将“超级市场”中运送货物所用的平板车固定在水平地面上，配送员用4.0×102N的水平力推动一箱1.0×102kg的货物时，该货物刚好能在平板车上开始滑动；若配送员推动平板车由静止开始加速前进，要使此箱货物不从车上滑落，配送员推车时车的加速度大小可以为:
A．3.2m/s2
B．5.5m/s2
C．6.0m/s2
D．2.8m/s2
10．如图甲所示，物体原来静止在水平面上，现用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，物体先静止后做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图乙所示，最大静摩擦力略大于滑动摩擦力．根据图乙中的数据可计算出（g=10m/s2）
（
）
A．物体的质量为2
kg
B．物体的质量为0.5
kg
C．物体与水平面间的动摩擦因数为0.3
D．物体与水平面间的动摩擦因数为0.35
三、解答题。本大题共6小题，解答过程必修有必要的文字说明，公式和解题过程。
11．甲同学说：“由a＝可知，物体的加速度a与速度的变化量Δv成正比，与时间Δt成反比。”乙同学说：“由a＝可知，物体的加速度a与合力F成正比，与质量m成反比。”哪一种说法是正确的？为什么？
12．火箭起飞时需要极大的推力，如图所示。已知某火箭总长度为49.7m，直径为3.35m；每个液体助推器长为15.3m，直径为2.25m；火箭的总起飞质量为460t，起飞推力为6.0×106N。取重力加速度g=10m/s2，试选择数据计算火箭起飞时的加速度。
13．某市启动“机动车文明礼让斑马线”活动，交警部门为样板斑马线配上了新型电子警察.一辆质量为2.0×103
kg的汽车，以54
km/h的速度沿平直道路匀速行驶，距斑马线还有30
m的距离时，驾驶员发现有行人通过斑马线，经过0.5
s的反应时间，汽车制动，开始做匀减速运动，恰好在斑马线前停住。重力加速度g=10
m/s2。
（1）求汽车制动过程中所受的合力大小；
（2）若汽车正常行驶时所受阻力为车重的，要使汽车从静止开始匀加速经10
s使速度重新达到54
km/h，求牵引力的大小。
14．在建筑工地上，需要用塔吊把质量为400kg的材料送到离地18m高的楼面上，塔吊先将材料从地面竖直向上吊至离地24m高度，再水平转过角至目标的上方，转动时间为39s，材料离转轴的水平距离也为24m，最后将材料竖直下放，轻放到目标楼面处。材料上升或下降过程中，加速时加速度的大小为0.5m/s2，减速时加速度的大小为1m/s2，为了安全，上升或下降过程中速度的最大值不能超过2m/s，全程不考虑绳子的质量及摆动产生的影响，g=10m/s2，求：
（1）材料在竖直方向运动过程中绳子承受的最大拉力；
（2）材料从地面竖直向上吊至离地24m高度的最短时间：
（3）材料全程运行的最大平均速度的大小。
15．民航客机都有紧急出口，发生意外情况时打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气生成一条通向地面的斜面，乘客可沿斜面滑行到地面上．如图所示，某客机紧急出口离地面高度AB=3.0m，斜面气囊长度AC=5.0m，要求紧急疏散时乘客从气囊上由静止下滑到地面的时间不超过2s，g取10m/s2．求：
（1）乘客在气囊上滑下的加速度至少为多大？
（2）乘客和气囊间的动摩擦因数不得超过多大？（忽略空气阻力）
16．用20N的水平拉力拉一个放在水平面上的物体，可以使它产生1m/s2加速度，若用30N的水平力拉这个物体，可以产生2m/s2的加速度,求：
(1)物体受到的摩擦力大小；
(2)用40N的水平拉力拉这个物体产生的加速度大小．
参考答案
1．D
【解析】由题，汽车在水平方向受到牵引力F和阻力f，合力产生加速度，则根据牛顿第二定律得，F-f=ma，则有F=f+ma=2.5×103N+8×103×1.5N=1.45×104N，故选D．
2．D
【解析】将a沿水平和竖直两个方向分解，对重物受力分析如图
水平方向：
竖直方向：
由
三式联立解得答案为f=0.20mg，D正确．
3．B
【解析】放在光滑水平面上的物体受三个平行水平面的共点力作用而处于静止状态，则三力合力为零，其中任两个力的合力与第三力等值反向．已知F2垂直于F3，则；设物体质量为m，若三个力中去掉F1，剩下两力的合力与F1等值反向，所以，即；若去掉F2，物体产生的加速度为1.5m/s2，则，即；若去掉F3，则．联立解得：；故B项正确，ACD错误．
故选B。
4．A
【解析】
拿开挡板后，小球只受重力和斜面的支持力，支持力和重力垂直于斜面的分力平衡，
沿斜面方向：mgsinθ=ma
得：a=gsinθ，方向沿斜面向下，故A正确．
5．B
【解析】木块从与弹簧接触直到弹簧被压缩到最短的过程中，木块竖直方向受到重力与支持力两个力，二力平衡．水平方向受到弹簧向左的弹力，由于弹力与速度方向相反，则木块做减速运动，随着压缩量的增大，弹力增大，由牛顿第二定律可知，加速度增大．则木块做加速度增大的变减速运动，故B正确，ACD错误．
故选B
6．B
【解析】A．从第一秒末到第二秒末，物体的合力不断变大，根据牛顿第二定律，加速度不断变大，物体做加速运动，故A错误；
B．在第3s内合力逐渐变大，故加速度不断变大，合力与速度同方向，物体做加速运动，速度逐渐增大，故B正确；
C．在第4s内，合力逐渐减小，故加速度不断减小，合力与速度同方向，物体做加速运动，速度增大，故C错误；
D．在第5s末，合力为零，故加速度为零，此时物体速度最大，运动方向与F1相同，故D错误；
故选B。
7．C
【解析】
由牛顿第二定律得箱和土豆的加速度为a=μg.土豆A受到重力mg和其他土豆的总作用力后,如图所示,它们的合力为ma,则F.
8．AC
【解析】A．在竖直方向上，车壁对物块的摩擦力与物块的重力平衡，故二力是等大的，A正确；
B．在水平方向上，车壁对物块的弹力是由于车壁发生了弹性形变，B错误；
C．根据牛顿定律
则若车厢加速度变小，车壁对物块的弹力也变小，C正确；
D．车壁对物块的摩擦力与物块的重力平衡，二力是等大的，与车厢的加速度无关，D错误。
故选AC。
考点：牛顿定律；物体的平衡；弹力。
9．AD
【解析】试题分析：配送员用4.0×102N的水平力推动一箱1.0×102Kg的货物时，该货物刚好能在平板车上开始滑动，根据二力平衡，货物与平板车间的滑动摩擦力为：f=F=4.0×102N，推货车而货物不滑动时的加速度越大，货物与推车间的静摩擦力越大，当推货车而货物恰好不滑动时，货物与推车间的摩擦力达到最大静摩擦力，而最大静摩擦力等于滑动摩擦力，故根据牛顿第二定律，有f=mam；解得，故选AD．
考点：牛顿第二定律的应用．
10．AC
【解析】对物体受重力、地面的支持力、向右的拉力和向左的摩擦力，根据牛顿第二定律得：
F-μmg=ma
解得：
由a与F图线，得到
①
②
①②联立得，m=2kg，μ=0.3，故A、C正确；B、D错误；
故选AC．
11．乙同学的说法正确，物体的加速度大小是由物体所受的合力的大小和物体的质量共同决定的，与速度变化量及所用的时间无关。
【解析】略
12．3.04m/s2
【解析】火箭受重力和推力作用，根据牛顿第二定律
代入数解得
13．（1）1.0×104
N ；（2）4.0×103
N
【解析】（1）设汽车在反应时间内行驶的距离为x1，制动过程中行驶的距离为x2，加速度大小为a1，所受的合力大小为Ff1，由牛顿第二定律有
由匀速和匀变速直线运动规律有
联立解得
（2）设汽车从静止开始经10
s使速度重新达到54
km/h的过程中，加速度大小为a2，牵引力大小为F，由牛顿第二定律有
由匀变速直线运动规律有
联立解得
14．（1）4400N；（2）15s；（3）0.5m/s
【解析】（1）当加速度为1m/s2向下减速时拉力最大，由牛顿第二定律
解得
绳子承受的最大拉力为4400N；
（2）设材料匀加速上升的时间为t1，位移大小为x1；匀减速上升的时间为t2，位移大小为，则
则匀速的位移大小
上升的最短时间
（3）材料全全程运动的位移大小
材料下降的最短时间
全程运动的最大平均速度的大小
15．（1）（2）0.44
【解析】（1）根据运动学公式得：
（2）乘客在斜面上受力情况如图所示．
根据牛顿第二定律：
由几何关系可知
由②—⑤式得：
乘客和气囊间的动摩擦因数不得超过0.44．
16．(1)10
N (2)3
m/s2
【解析】（1）根据牛顿第二定律可得：
F1-f=ma1；
F2-f=ma2
联立可得：
f=
F1-
ma1=10N
（2）用40
N的水平拉力拉这个物体时：
F3-f=ma3
可得：
牛顿第二定律
一、单选题。本大题共7小题，每小题只有一个选项符合题意。
1．质量为8×103kg的汽车以1.5
m/s2的加速度加速，阻力为2.5×103N，那么汽车的牵引力是
A．2.5×103N
B．9.5×103N
C．1.2×104N
D．1.45×104N
2．如图为用索道运输货物的情景，已知倾斜的索道与水平方向的夹角为37°，重物与车厢地板之间的动摩擦因数为0.3．当载重车厢沿索道向上加速运动时，重物与车厢仍然保持相对静止状态，重物对车厢水平地板的正压力为其重力的1.15倍，sin37°=0.6，cos37°=0.8，那么这时重物对车厢地板的摩擦力大小为（
）
A．0.35mg
B．0.
3mg
C．0.23mg
D．0.
2mg
3．放在光滑水平面上的物体受三个平行水平面的共点力作用而处于静止状态，已知F2垂直于F3，若三个力中去掉F1，物体产生的加速度为2.5m/s2；若去掉F2，物体产生的加速度为1.5m/s2；若去掉F3，则物体的加速度大小为：
A．1.0m/s2
B．2.0m/s2
C．1.5m/s2
D．4.0m/s2
4．在倾角为θ的光滑斜面上放一球，球被竖直板挡住，如图所示，在拿开挡板后，小球的加速度为( )
A．gsinθ，沿斜面向下
B．gcosθ，沿斜面向下
C．gtanθ，水平向左
D．，水平向左
5．光滑水平面上，有一木块以速度v向右运动，一根弹簧固定在墙上，如图所示，木块从与弹簧接触直到弹簧被压缩成最短的时间内木块将做的运动是（ ）
A．匀减速运动
B．速度减小，加速度增大
C．速度减小，加速度减小
D．无法确定
6．在光滑水平面上，有一个物体同时受到两个水平力F1与F2的作用，在第1s内物体保持静止状态。若力F1与F2随时间的变化关系如图所示，则物体（ ）
A．在第2s内做加速运动，加速度大小逐渐减小，速度逐渐增大
B．在第3s内做加速运动，加速度大小逐渐增大，速度逐渐增大
C．在第4s内做加速运动，加速度大小逐渐增大，速度逐渐增大
D．在第5s末速度为零，运动方向与F1方向相同
7．如图所示．有—箱装得很满的土豆，以一定的初速度在动摩擦因数为的水平地面上做匀减速运动．不计其他外力及空气阻力，则其中—个质量为的土豆A受其它土豆对它的总作用力大小应是（
）
A．
B．
C．
D．
二、多选题。本大题共3小题，每小题所给四个选项中有多个正确选项。
8．如图，当车厢向右加速行驶时，一质量为m
的物块紧贴在车壁上，相对于车壁静止，随车一起运动，则下列说法正确的是（ ）
A．在竖直方向上，车壁对物块的摩擦力与物块的重力等大
B．在水平方向上，车壁对物块的弹力是由于物块发生了弹性形变
C．若车厢加速度变小，车壁对物块的弹力也变小
D．若车厢加速度变大，车壁对物块的摩擦力也变大
9．将“超级市场”中运送货物所用的平板车固定在水平地面上，配送员用4.0×102N的水平力推动一箱1.0×102kg的货物时，该货物刚好能在平板车上开始滑动；若配送员推动平板车由静止开始加速前进，要使此箱货物不从车上滑落，配送员推车时车的加速度大小可以为:
A．3.2m/s2
B．5.5m/s2
C．6.0m/s2
D．2.8m/s2
10．如图甲所示，物体原来静止在水平面上，现用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，物体先静止后做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图乙所示，最大静摩擦力略大于滑动摩擦力．根据图乙中的数据可计算出（g=10m/s2）
（
）
A．物体的质量为2
kg
B．物体的质量为0.5
kg
C．物体与水平面间的动摩擦因数为0.3
D．物体与水平面间的动摩擦因数为0.35
三、解答题。本大题共6小题，解答过程必修有必要的文字说明，公式和解题过程。
11．甲同学说：“由a＝可知，物体的加速度a与速度的变化量Δv成正比，与时间Δt成反比。”乙同学说：“由a＝可知，物体的加速度a与合力F成正比，与质量m成反比。”哪一种说法是正确的？为什么？
12．火箭起飞时需要极大的推力，如图所示。已知某火箭总长度为49.7m，直径为3.35m；每个液体助推器长为15.3m，直径为2.25m；火箭的总起飞质量为460t，起飞推力为6.0×106N。取重力加速度g=10m/s2，试选择数据计算火箭起飞时的加速度。
13．某市启动“机动车文明礼让斑马线”活动，交警部门为样板斑马线配上了新型电子警察.一辆质量为2.0×103
kg的汽车，以54
km/h的速度沿平直道路匀速行驶，距斑马线还有30
m的距离时，驾驶员发现有行人通过斑马线，经过0.5
s的反应时间，汽车制动，开始做匀减速运动，恰好在斑马线前停住。重力加速度g=10
m/s2。
（1）求汽车制动过程中所受的合力大小；
（2）若汽车正常行驶时所受阻力为车重的，要使汽车从静止开始匀加速经10
s使速度重新达到54
km/h，求牵引力的大小。
14．在建筑工地上，需要用塔吊把质量为400kg的材料送到离地18m高的楼面上，塔吊先将材料从地面竖直向上吊至离地24m高度，再水平转过角至目标的上方，转动时间为39s，材料离转轴的水平距离也为24m，最后将材料竖直下放，轻放到目标楼面处。材料上升或下降过程中，加速时加速度的大小为0.5m/s2，减速时加速度的大小为1m/s2，为了安全，上升或下降过程中速度的最大值不能超过2m/s，全程不考虑绳子的质量及摆动产生的影响，g=10m/s2，求：
（1）材料在竖直方向运动过程中绳子承受的最大拉力；
（2）材料从地面竖直向上吊至离地24m高度的最短时间：
（3）材料全程运行的最大平均速度的大小。
15．民航客机都有紧急出口，发生意外情况时打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气生成一条通向地面的斜面，乘客可沿斜面滑行到地面上．如图所示，某客机紧急出口离地面高度AB=3.0m，斜面气囊长度AC=5.0m，要求紧急疏散时乘客从气囊上由静止下滑到地面的时间不超过2s，g取10m/s2．求：
（1）乘客在气囊上滑下的加速度至少为多大？
（2）乘客和气囊间的动摩擦因数不得超过多大？（忽略空气阻力）
16．用20N的水平拉力拉一个放在水平面上的物体，可以使它产生1m/s2加速度，若用30N的水平力拉这个物体，可以产生2m/s2的加速度,求：
(1)物体受到的摩擦力大小；
(2)用40N的水平拉力拉这个物体产生的加速度大小．
参考答案
1．D
【解析】由题，汽车在水平方向受到牵引力F和阻力f，合力产生加速度，则根据牛顿第二定律得，F-f=ma，则有F=f+ma=2.5×103N+8×103×1.5N=1.45×104N，故选D．
2．D
【解析】将a沿水平和竖直两个方向分解，对重物受力分析如图
水平方向：
竖直方向：
由
三式联立解得答案为f=0.20mg，D正确．
3．B
【解析】放在光滑水平面上的物体受三个平行水平面的共点力作用而处于静止状态，则三力合力为零，其中任两个力的合力与第三力等值反向．已知F2垂直于F3，则；设物体质量为m，若三个力中去掉F1，剩下两力的合力与F1等值反向，所以，即；若去掉F2，物体产生的加速度为1.5m/s2，则，即；若去掉F3，则．联立解得：；故B项正确，ACD错误．
故选B。
4．A
【解析】
拿开挡板后，小球只受重力和斜面的支持力，支持力和重力垂直于斜面的分力平衡，
沿斜面方向：mgsinθ=ma
得：a=gsinθ，方向沿斜面向下，故A正确．
5．B
【解析】木块从与弹簧接触直到弹簧被压缩到最短的过程中，木块竖直方向受到重力与支持力两个力，二力平衡．水平方向受到弹簧向左的弹力，由于弹力与速度方向相反，则木块做减速运动，随着压缩量的增大，弹力增大，由牛顿第二定律可知，加速度增大．则木块做加速度增大的变减速运动，故B正确，ACD错误．
故选B
6．B
【解析】A．从第一秒末到第二秒末，物体的合力不断变大，根据牛顿第二定律，加速度不断变大，物体做加速运动，故A错误；
B．在第3s内合力逐渐变大，故加速度不断变大，合力与速度同方向，物体做加速运动，速度逐渐增大，故B正确；
C．在第4s内，合力逐渐减小，故加速度不断减小，合力与速度同方向，物体做加速运动，速度增大，故C错误；
D．在第5s末，合力为零，故加速度为零，此时物体速度最大，运动方向与F1相同，故D错误；
故选B。
7．C
【解析】
由牛顿第二定律得箱和土豆的加速度为a=μg.土豆A受到重力mg和其他土豆的总作用力后,如图所示,它们的合力为ma,则F.
8．AC
【解析】A．在竖直方向上，车壁对物块的摩擦力与物块的重力平衡，故二力是等大的，A正确；
B．在水平方向上，车壁对物块的弹力是由于车壁发生了弹性形变，B错误；
C．根据牛顿定律
则若车厢加速度变小，车壁对物块的弹力也变小，C正确；
D．车壁对物块的摩擦力与物块的重力平衡，二力是等大的，与车厢的加速度无关，D错误。
故选AC。
考点：牛顿定律；物体的平衡；弹力。
9．AD
【解析】试题分析：配送员用4.0×102N的水平力推动一箱1.0×102Kg的货物时，该货物刚好能在平板车上开始滑动，根据二力平衡，货物与平板车间的滑动摩擦力为：f=F=4.0×102N，推货车而货物不滑动时的加速度越大，货物与推车间的静摩擦力越大，当推货车而货物恰好不滑动时，货物与推车间的摩擦力达到最大静摩擦力，而最大静摩擦力等于滑动摩擦力，故根据牛顿第二定律，有f=mam；解得，故选AD．
考点：牛顿第二定律的应用．
10．AC
【解析】对物体受重力、地面的支持力、向右的拉力和向左的摩擦力，根据牛顿第二定律得：
F-μmg=ma
解得：
由a与F图线，得到
①
②
①②联立得，m=2kg，μ=0.3，故A、C正确；B、D错误；
故选AC．
11．乙同学的说法正确，物体的加速度大小是由物体所受的合力的大小和物体的质量共同决定的，与速度变化量及所用的时间无关。
【解析】略
12．3.04m/s2
【解析】火箭受重力和推力作用，根据牛顿第二定律
代入数解得
13．（1）1.0×104
N ；（2）4.0×103
N
【解析】（1）设汽车在反应时间内行驶的距离为x1，制动过程中行驶的距离为x2，加速度大小为a1，所受的合力大小为Ff1，由牛顿第二定律有
由匀速和匀变速直线运动规律有
联立解得
（2）设汽车从静止开始经10
s使速度重新达到54
km/h的过程中，加速度大小为a2，牵引力大小为F，由牛顿第二定律有
由匀变速直线运动规律有
联立解得
14．（1）4400N；（2）15s；（3）0.5m/s
【解析】（1）当加速度为1m/s2向下减速时拉力最大，由牛顿第二定律
解得
绳子承受的最大拉力为4400N；
（2）设材料匀加速上升的时间为t1，位移大小为x1；匀减速上升的时间为t2，位移大小为，则
则匀速的位移大小
上升的最短时间
（3）材料全全程运动的位移大小
材料下降的最短时间
全程运动的最大平均速度的大小
15．（1）（2）0.44
【解析】（1）根据运动学公式得：
（2）乘客在斜面上受力情况如图所示．
根据牛顿第二定律：
由几何关系可知
由②—⑤式得：
乘客和气囊间的动摩擦因数不得超过0.44．
16．(1)10
N (2)3
m/s2
【解析】（1）根据牛顿第二定律可得：
F1-f=ma1；
F2-f=ma2
联立可得：
f=
F1-
ma1=10N
（2）用40
N的水平拉力拉这个物体时：
F3-f=ma3
可得：