4.3牛顿第二定律 同步练习（Word版含解析）

2021-2022学年教科版（2019）必修第一册
4.3牛顿第二定律
同步练习（解析版）
1．对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力，在力刚开始作用的瞬间（　　）
A．物体立即获得速度
B．物体立即获得加速度
C．物体同时获得速度和加速度
D．由于物体未来得及运动，所以速度和加速度都为零
2．如图所示，A、B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动，两球质量，两球间是一个轻质弹簧，如果突然剪断悬线，则在剪断悬线瞬间（　　）
A．A球加速度为，B球加速度为0
B．A球加速度为，B球加速度为0
C．A球加速度为，B球加速度为g
D．A球加速度为，B球加速度为g
3．“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下。将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动。从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是（　　）
A．绳对人的拉力始终向上，人的速度先增大后减小
B．绳对人的拉力始终向上，人的速度一直减小
C．绳恰好伸直时，绳的拉力为零，人的速度最大
D．人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力
4．关于牛顿第二定律的下列说法，正确的是（　　）
A．加速度方向总是与速度方向一致
B．加速度与合力同时产生，同时变化，同时消失
C．同一物体的运动速度变化越大，受到的合外力也越大
D．物体的质量与它所受的合外力成正比，与它的加速度成反比
5．如果物体运动状态发生了变化，说明该物体的（　　）
A．速度方向一定发生了变化
B．速度大小一定发生了变化
C．加速度一定发生了变化
D．受到的合力一定不为0
6．假设洒水车的牵引力不变，且所受阻力与车重成正比，未洒水时做匀速行驶，洒水过程中洒水车运动的加速度变化情况是（　　）
A．变小
B．变大
C．不变
D．先变大后变小
7．研究发现：质量为m的猫从高层楼不慎坠落到地面过程中，空气阻力f满足f=CρAv2，其中C为常系数，ρ为空气的密度，A为垂直于速度方向的面积，v为猫的瞬时速度，重力加速度为g，假设下落距离足够长。则下列说法正确的是（　　）
A．猫的下落是自由落体运动
B．猫的最终速度为
C．猫在下落过程中一直做加速运动
D．若下落过程猫舒展身体，使A为原来2倍，则最终速度为原来的2倍
8．如图所示，在光滑水平面上有物体A和B，质量分别为m1、m2
。
它们之间用水平轻杆连接，水平拉力F（大小未知）作用在B上，使A和B一起以加速度a做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此瞬时A和B的加速度大小分别为a1和a2。则（　　）
A．a1=a2=0
B．a1=a；a2=0
C．a1=0；a2=a
D．a1=a；a2=
a
9．某人在静止的湖面上竖直上抛一小铁球（可看成质点），小铁球上升到最高点后自由下落，穿过湖水并陷入湖底的淤泥中一段深度。不计空气阻力，取竖直向上为正方向，在下列v-t图像中，最能反映小铁球运动过程的图线是（　　）
A．B．C．D．
10．如图所示，小球在竖直向下的力作用下，缓慢压缩弹簧至最低点。现撤去力，小球向上弹起至离开弹簧的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小球的速度一直增大
B．小球的速度先增大后减小
C．小球的加速度一直增大
D．小球的加速度先增大后减小
11．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
12．一质量为m的乘客站在倾角为的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯一起以大小为的加速度加速上行，如图所示。重力加速度大小为g。该过程中，乘客对踏板的压力大小为（　　）
A．
B．
C．
D．
13．如图所示，轻质弹簧a和不可伸长轻绳b悬挂一质量为m的小球，整体处于平衡状态，弹簧a与竖直方向成角，轻绳b与竖直方向也成角，重力加速度为g，则（
）
A．若弹簧a下端与小球松脱，则松脱瞬间小球的加速度大小为
B．若弹簧a下端与小球松脱，则松脱瞬间小球的加速度大小为
C．若轻绳b下端与小球松脱，则松脱瞬间小球的加速度大小为
D．若轻绳b下端与小球松脱，则松脱瞬间小球的加速度大小为
14．用一水平力F拉静止在水平面上的物体，在F从0增大的过程中，加速度a随外力F变化的图像如图所示，
，水平面各处粗糙程度相同，则可算出（
）
A．物体的质量
B．物体与水平面间的滑动摩擦因数
C．物体与水平面的最大静摩擦力
D．F为12N时物体的速度
15．如图所示，在倾角的光滑斜面上，物块A静止在轻弹簧上面，物块B用细线与斜面顶端相连，物块A、B紧挨在一起但它们之间无弹力，已知物块A、B质量分别为m和2m，重力加速度为g，，。某时刻将细线剪断，则在细线剪断瞬间，下列说法正确的是（　　）
A．物块B的加速度为0.6g
B．物块A的加速度为0.4g
C．物块A、B间的弹力为0.4mg
D．弹簧的弹力为1.8mg
16．如图所示，m=4kg的小球挂在小车后壁上，细线与竖直方向成37°角．
(已知:sin37°=0.6;cos37°=0.8;g取10m/s2)求：
（1）小车向右匀速运动时，细线对小球的拉力F1和后壁对小球的压力F2为多大？
（2）小车以a=g向右加速时，细线对小球的拉力F1和后壁对小球的压力F2为多大？
17．箱子质量为，它与地面间的动摩擦因数为0.5．现某人以700N的力推箱子，且推力F的方向与水平方向的夹角为37°，如图所示，问：
（1）箱子的加速度是多少？
（2）若箱子从静止开始运动，则2s内箱子的位移是多少？
（3）若2s末撤去力F，则箱子还能滑行多远？
参考答案
1．B
【详解】
根据牛顿第二定律可知，力与加速度具有瞬时对应关系，它们同时存在、同时消失、同增同减。但力与速度无瞬时对应关系，由运动学知识知故静止的物体要获得一个速度，除有一个加速度外，还要经历一定的时间，故A、C、D都错，B选项正确。
故选B。
2．A
【详解】
平衡时，对B球由平衡条件可知，弹簧上的弹力为
剪断悬线瞬间，悬线上的拉力消失，弹簧上的弹力不变，对A球由牛顿第二定律可得
解得
B球仍处于平衡状态，加速度为0，A正确。
故选A。
3．A
【详解】
绳对人的拉力始终向上，刚开始，重力大于拉力，人加速下降，由
可知，加速度减小，当重力等于拉力时，速度最大，之后重力小于拉力，人减速下降，由
可知，加速度增大，故人的速度先增大后减小，到最低点时，拉力大于重力，A正确。
故选A。
4．B
【详解】
A．加速度的方向与合力的方向相同，与速度的方向不一定相同，故A错误；
B．加速度与合力的关系是瞬时对应关系，a随合力的变化而变化，故B正确；
C．速度变化大，加速度不一定大，则合力不一定大，故C错误；
D．质量是物体的固有属性，不随合力、加速度的变化而变化，故D错误。
故选B。
5．D
【详解】
AB．如果物体运动状态发生了变化，可能是物体的速度的大小发生了变化，也可能是速度的方向发生了变化，AB错误；
C．物体运动状态发生了变化，则一定具有加速度，但是加速度不一定改变，C错误；
D．物体的运动状态改变，一定具有加速度，根据牛顿第二定律知，合力一定不为零，D正确。
故选D。
6．B
【详解】
设洒水车的牵引力为F，洒水车的质量为m，阻力为kmg，由牛顿第二定律有
得
开始时
随着m减小，a逐渐增大，故洒水车做加速度逐渐增大的加速运动；
故选B。
7．B
【详解】
AC．猫下落过程中受到重力和空气阻力，且空气阻力是会随速度的变化而增大，所以根据牛顿第二定律可知，猫做加速度减小的加速运动，当速度增大到使得阻力等于重力时，加速度为零，速度达到最大，之后猫做匀速直线运动，AC错误；
BD．当加速为零时
解得猫的速度为
根据速度的表达式可知，当面积变为原来的两倍，最终的速度变为原来的倍，
D错误B正确。
故选B。
8．A
【详解】
因为物体A和B之间用水平轻杆连接，在外力撤去的瞬间，轻杆的弹力立即变为0，这时物体A和B所受合力都立即变为0，所以此瞬时A和B的加速度大小为
a1=a2=0
故A正确，BCD错误。
故选A。
9．C
【详解】
开始时小球竖直向上做匀减速运动，速度为正值，图象是向下倾斜的直线；接着小球做自由落体运动，速度为负值，图象是向下倾斜的直线，加速度g不变，斜率不变；
小球进入淤泥中后，重力大于阻力时，向下做加速运动，加速度小于g，图象是向下倾斜的直线，斜率变小；
小球进入淤泥中后，阻力大于重力时，向下做减速运动，直到速度为0。
综上所述，选项C正确，ABD错误。
故选C。
10．B
【详解】
在撤去F的瞬间，小球受重力和弹簧的弹力，弹力大于重力，根据牛顿第二定律，加速度方向向上，向上运动的过程中，弹力减小，则加速度减小，加速度方向与速度方向相同，速度增大；当弹簧的弹力与重力相等时，加速度减小为零，此时速度最大；此后运动过程中，重力大于弹力，加速度方向又变为向下，向上运动的过程中，弹力逐渐减小、加速度又逐渐增大。速度与加速度反向，速度逐渐减小。所以速度先增大后减小，加速度先减小后增大。
故选B。
11．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。
12．C
【详解】
该过程中，乘客在竖直向上方向的加速度大小
设踏板对乘客的支持力大小为F，在竖直方向上，由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律可得，乘客对踏板的压力大小
所以C正确；ABD错误；
故选C。
13．BC
【详解】
对小球受力分析，受到弹簧a的拉力，轻绳b的拉力和重力，三力平衡，根据平衡条件可得，弹簧的弹力大小
轻绳b的拉力为
若弹簧a下端与小球松脱，松脱瞬间小球的加速度大小为
若轻绳b下端与小球松脱，则松脱瞬间弹簧a的弹力不变，故小球所受重力和弹簧a弹力的合力与大小相等方向相反，故小球的加速度
故选BC。
14．ABC
【详解】
AB．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：
计算得出：
由a与F图线得到：
联立可解得物体的质量和动摩擦力因数，故AB正确；
C．因为a-F图像中，图像与F轴的截距大小即为物体受到的最大静摩擦力，根据图像中的数据可求得截距，即可求得最大静摩擦力，故C正确；
D．图象只给出作用力与加速度的对应关系，且物体做加速度逐渐增大的加速运动，没有时间因子，故无法算得物体在12N拉力时所对应的速度，故D错误。
故选ABC．
15．BC
【详解】
剪断细线的瞬间，弹簧的弹力大小不变，即
剪断细线的瞬间，对A、B系统，具有共同的加速度，即
剪断细线的瞬间，设A、B间的弹力为F，对B物体进行受力分析，由牛顿第二定律可得
解得
故选BC。
16．（1）；（2）
【详解】
（1）向右匀速时，球在三个共点力作用下合力为零
由水平方向
竖直方向
代入数据得
（2）向右加速时，球在三个共点力作用下向右加速
由水平方向
竖直方向
代入数据得
17．（1）
（2）4m
（3）1.6m
【详解】
（1）箱子受力如图：
根据牛顿第二定律有：
所以
代入数值解得
（2）若箱子从静止开始运动，则2s内箱子的位移
（3）2s末的速度
若2s末撤去力F，则箱子的加速度
设箱子还能滑行的距离为s，则
代入数值解得箱子还能滑行的距离