【教科版 (2019) 】4.3牛顿第二定律 高中物理必修一 同步课时练（含解析）

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4.3牛顿第二定律同步练习教科版（ 2019）高中物理必修第一册
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
注意：本试卷包含Ⅰ、Ⅱ两卷。第Ⅰ卷为 ( http: / / www.21cnjy.com )选择题，所有答案必须用2B铅笔涂在答题卡中相应的位置。第Ⅱ卷为非选择题，所有答案必须填在答题卷的相应位置。答案写在试卷上均无效，不予记分。21世纪教育网版权所有
一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）
1. 如图所示，小球器内，球的直径恰好等于正方体的边长，将它们以初速度竖直向上抛出，受到的空气阻力与速度大小成正比，下列说法中正确的是21cnjy.com
A. 上升过程中，对作用力向上且越来越小
B. 上升过程中，对作用力向下且越来越小
C. 下降过程中，对作用力向上且越来越小
D. 下降过程中，对作用力向下且越来越小
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2. 设雨滴从很高处竖直下落，所受空气阻力和其速度成正比，则雨滴的运动情况是
A. 先加速，最后静止 B. 自由落体运动
C. 先加速后减速直至匀 D. 先加速后匀速
3. 关于速度、加速度、合力的关系，下列说法错误的是
A. 原来静止在光滑水平面 ( http: / / www.21cnjy.com )上的物体，受到水平力的瞬间，物体立刻获得加速度
B. 加速度的方向与合力的方向总是一致的，但与速度的方向可能相同，也可能不同
C. 在初速度为的匀加速直线运动中，速度、加速度和合力的方向总是一致的
D. 合力变小，物体的速度一定变小21教育网
4. 如图所示，一辆汽车在平直公路上向左行驶，一 ( http: / / www.21cnjy.com )个质量为、半径为的球，用轻绳悬挂在车厢竖直的光滑后壁上．汽车以加速度加速前进．绳子对球的拉力设为，车厢后壁对球的水平弹力为则当汽车的加速度增大时【出处：21教育名师】
A. 不变，增大 B. 增大，增大
C. 减小，减小 D. 减小，增大
5. 用手提着一根挂有重物的轻绳，竖直向上做匀加速直线运动，当手突然停止运动瞬间，重物将．
A. 立即停止运动 B. 开始向上做减速运动
C. 开始向上做匀速运动 D. 继续向上做加速运动
6. 如图所示，一轻弹簧竖直固定在水平地面 ( http: / / www.21cnjy.com )上，弹簧正上方有一个小球自由下落从小球接触弹簧上端点到将弹簧压缩至最短的过程中，图中关于小球的加速度随时间或随距点的距离变化的关系图像正确的是21·cn·jy·com
A. ( http: / / www.21cnjy.com )
B. ( http: / / www.21cnjy.com )
C. ( http: / / www.21cnjy.com )
D. ( http: / / www.21cnjy.com )
7. 在光滑的水平面上，质量水平轻弹簧相连，物块在与水平方向成角的拉力作用下处于静止状态，此时水平面对物块的支持力恰好为零若重力加速度取，则以下说法正确的是 www.21-cn-jy.com
A. 此时轻弹簧的弹力为
B. 撤去拉力的瞬间，物块对地面的压力为
C. 撤去拉力的瞬间，物块的加速度大小为，方向水平向左
D. 若剪断弹簧，则剪断的瞬间物块的加速度为，方向斜向右上，与水平方向成21*cnjy*com
8. 如图所示，用轻弹管相连的两球，放在光滑的水平面上，质量分别为和，在水平外力作用下，它们一起向右加速运动，则
21*cnjy*com
A. 球和球都做匀加速直线运动
B. 球先做加速度逐渐减小的加速直线运动，后做匀加速直线运动
C. 突然撤去外力的瞬间，、的加速度都发生改变
D. 突然撤去外力的瞬间，的加速度发生改变，的加速度不变
9. 如图所示，飞机在航空母舰上降落时，发 ( http: / / www.21cnjy.com )动机已经关闭，为帮助飞机在甲板上减速，飞机尾部伸出一个挂钩，钩住横拉在航空母舰两舷上的弹簧绳，飞机往前冲时弹簧被拉长、拉力增大，并且夹角变小，由于弹簧绳的拉力作用使飞机产生加速度的变化情况是
A. 一直变大 B. 一直减小 C. 先变大后变小 D. 先变小后变大
10. 年月日，中国自主 ( http: / / www.21cnjy.com )研制的第五代隐身重型战斗机歼，开始列装空军作战部队，担负我军未来对空、对海的主权维护任务。如图所示，若歼以的速度着陆，经历速度减为零。将上述运动视为匀减速直线运动，根据以上数据不能求出的物理量是
A. 位移 B. 加速度 C. 平均速度 D. 受到的阻力
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
11. 如图所示，质量均为的木块和用一轻弹簧相连，竖直放在光滑的水平面上，木块上放有质量为的木块，三者均处于静止状态。现将木块迅速移开，若重力加速度为，则在木块移开的瞬间
A. 弹簧的形变量不改变
B. 弹簧的弹力大小为
C. 木块的加速度大小为
D. 木块对水平面的压力迅速变为
12. 关于牛顿第二定律，下列说法中正确的是
A. 加速度和力是瞬时对应 ( http: / / www.21cnjy.com )关系，即加速度与力是同时产生、同时变化、同时消失
B. 物体只有受到力作用时，才有加速度，但不一定有速度
C. 任何情况下，加速度的方向总与合外力方向相同，但与速度的方向不一定相同
D. 当物体受到几个力作用时，可把物体的加速度看成是各个力单独作用时产生的各个加速度的代数和
13. 如图所示，质量为的托盘包括框架悬挂在轻质弹簧的下端处于静止状态，托盘的上表面水平。时刻，将质量也为的物块轻轻放到托盘上，时刻、速度第一次达到最大，时刻，、第一次下降到最低点，下列说法正确的是21教育名师原创作品
A. 刚放上瞬间它们的加 ( http: / / www.21cnjy.com )速度大小为
B. 时间内弹簧弹力的冲量大于
C. 时间内对的支持力不断增大
D. 时间内、的重力势能和弹簧弹性势能的总和不断减小
14. 轻质弹簧一端固定在水平地面 ( http: / / www.21cnjy.com )上，在另一端轻放一小球与弹簧未连接，平衡时弹簧的压缩量为，如图所示。现用手缓慢压小球直到弹簧压缩量为，突然松手释放小球，小球被竖直向上弹出。已知重力加速度大小为，不计空气阻力，弹簧始终竖直且处于弹性限度内，则从松手到小球到达最高点的过程中，下列说法正确的是
A. 释放瞬间小球的加速度大小为
B. 释放瞬间小球的加速度大小为
C. 小球向上加速阶段弹簧对小球的弹力始终大于小球对弹簧的压力
D. 小球的加速度先减小到后又增大到再保持不变
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
15. 图甲所示为某实验小组测量、两个箱子质量的装置图，其中为铁架台，为固定在铁架台上的轻质定滑轮质量和摩擦可忽略，为光电门，为固定在箱子上、宽度为的细遮光条质量不计此外该实验小组还准备了砝码一套总质量和刻度尺等，请在以下实验步骤中按要求作答：
( http: / / www.21cnjy.com )
在铁架台上标记一位置，并测得该位置与光电门之间的高度差为．
取出质量为的砝码放在箱子中，剩余砝码都放在箱子中，让箱子从位置处由静止开始下落．
记录下细遮光条通过光 ( http: / / www.21cnjy.com )电门的时间，根据所测数据计算出箱子下落到处的速率________，下落过程中的加速度大小________．
改变步骤，得到多组及的数据，作出________填“”或“”图像如图乙所示图中横、纵坐标物理量的单位均采用国际单位制单位．
由图像可得，________，的质量________结果保留位有效数字，重力加速度取
16. 某校研究性学习小组的同学用如图甲所示的滴水法测量小车在斜面上运动时的加速度。实验过程如下：在斜面上铺上白纸，用图钉固定；把滴水计时器固定在小车的末端，在小车上固定一平衡物；在斜面顶端放置一浅盘，把小车放在斜面顶端，把调好的滴水计时器盛满水，使水滴能滴入浅盘内；然后撤去浅盘并同时放开小车；小车到达斜面底端时立即将小车移开。图乙记录了白纸上连续个水滴的位置；用刻度尺量出相邻点之间的距离是，，，，。已知滴水计时器每内共滴下个小水滴，即第滴水落到盘中开始计时，到第滴水落到盘中的时间为
( http: / / www.21cnjy.com )
小车运动到图中点位置时的速度大小______，小车的加速度______结果均保留位有效数字
已知斜面的倾角为，小车和车上物体的总质量为忽略滴出水的质量，根据前面求解的加速度可以算出小车与斜面的摩擦阻力______结果保留位有效数字，， 21·世纪*教育网
四、综合题（本大题共2小题，共24.0分）
17. 如图所示，质量为的手推车停放在平直公路上，工人用的水平推力推车时，手推车做加速度为的匀加速直线运动，运动过程中所受的阻力只考虑路面和车轮之间的摩擦力。取。
( http: / / www.21cnjy.com )
运动过程中手推车所受摩擦力是多少？
如果撤去推力，手推车所受摩擦力大小保持不变，手推车的加速度大小是多少？方向如何？
18. 质量为的子弹，以的水平初速度射入一块竖直固定的木板，把木板打穿，子弹射出的速度为若木板厚度为，求木板对子弹的平均作用力。小明同学的解法如下，你同意他的解法吗？由运动学公式得，由牛顿第二定律。
19.
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题采用整体法和隔离法，由 ( http: / / www.21cnjy.com )牛顿定律分析物体的受力情况，考查灵活选择研究对象的能力；以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得到加速度大于，再以球为研究对象，根据牛顿第二定律分析所受压力方向。
【解答】
以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得到：，上升过程中速度减小，阻力减小，故上升过程加速度大于但逐渐减小，再以球为研究对象，根据牛顿第二定律可得：，受到的合力大于重力，除受到重力外，还应受到向下的压力，对的压力向下且逐渐减小，故A错误，B正确；
以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得到：，下降过程中速度增大，阻力增大，故下降过程加速度小于但逐渐减小，再以球为研究对象，根据牛顿第二定律可得：，受到的合力小于重力，除受到重力外，还应受到向上的支持，对的支持力向上且逐渐增大，故CD错误。
故选B。
2.【答案】
【解析】
【分析】
本题与汽车的起动 ( http: / / www.21cnjy.com )过程类似，关键抓住空气阻力与速度的关系，根据牛顿第二定律分析雨滴的加速度如何变化。
分析雨滴下落过程中受力情况，根据牛顿第二定律得到加速度与速度的关系式，分析加速度的变化，判断雨滴的速度变化情况，确定雨滴的运动情况。
【解答】
由题意知，初始阶段由牛顿第二定律知：，加速度使速度增大，速度增大空气阻力增大，合力减小，加速度减小，当加速度减为零时，速度不再变化，雨滴匀速下落，故D正确，ABC错误。
故选D。
3.【答案】
【解析】
【分析】
加速度是由合外力决定的，而加速度 ( http: / / www.21cnjy.com )是描述速度变化快慢的物理量，加速度大说明速度变化快，或者说速度的变化率大。合外力决定了物体的加速度，合外力与加速度具有瞬时对应关系，加速度要使速度发生变化需要一段时间，加速度与速度无决定性关系。
【解答】
A.根据牛顿第二定律，加速度与合外力具有瞬时对应关系，所以物体受到力作用的瞬间立刻产生加速度，故A正确；
B.加速度的方向由合外力的方向来决定，故加速度的方向与合力的方向总是一致的，速度与加速度没有决定性关系，故加速度与速度的方向可能相同，也可能不同，故B正确；
C.根据牛顿第二定律，加速度与合外力方向始终一致，物体做初速度为的匀加速直线运动时，加速度与速度同向，所以在初速度为的匀加速直线运动中，速度、加速度与合力的方向总是一致的，故C正确；
D.合外力变小时，物体运动的速度不一定变小，例如加速度逐渐减小的变加速直线运动，合力变小但速度在增大，故D错误。
本题选不正确的，故选D。
4.【答案】
【解析】
【分析】
对球受力分析，分别在竖直 ( http: / / www.21cnjy.com )和水平方向根据受力平衡和牛顿第二定律列方程求解，分析当加速度增大时，绳子对球的拉力以及车厢后壁对球的水平弹力的变化情况。
本题考查牛顿第二定律的应用，基础题。
【解答】
对球受力分析，球受重力和绳子的拉力，车厢后壁对球的水平弹力，设绳子的拉力方向与水平方向的夹角为，
竖直方向根据受力平衡，，解得，可知当汽车的加速度增大时，绳子对球的拉力不变；
水平方向根据牛顿第二定律：，解得：，由于不变，可知当汽车的加速度增大时，车厢后壁对球的水平弹力变大，故A正确，BCD错误。
故选A。 【来源：21·世纪·教育·网】
5.【答案】
【解析】
【分析】
当物体向上做加速运动 ( http: / / www.21cnjy.com )时，加速度方向向上，，当手突然停止运动的瞬间，绳子的拉力消失，物体只受重力，根据牛顿第二定律得出加速度的方向．
本题考查了牛顿第二定律的基本运用，知道停止运动的瞬间，绳子拉力消失．
【解答】
重物向上做加速运动，加速度方向向上，则绳子拉力大于重力，当手突然停止运动的瞬间，绳子拉力消失，物体只受重力，合力向下，根据牛顿第二定律知，加速度方向向下，速度向上，重物继续向上做减速运动．故B正确，ACD错误．
6.【答案】
【解析】
【分析】
小球接触弹簧上端点到将弹簧压缩到最短的过程中，先做加速度逐渐减小的加速运动，然后做加速度逐渐增大的加速运动．根据牛顿第二定律得出加速度的关系式，从而判断出图象的正误。
解决本题的关键知道小球在整个过程中的运动情况，根据牛顿第二定律进行求解。
【解答】
根据牛顿第二定 ( http: / / www.21cnjy.com )律得，有：，知加速度与弹簧的形变量成线性关系，因为做的是变速运动，所以与不成线性关系。故B正确，、、D错误。
故选：。

7.【答案】
【解析】
【分析】
先分析撤去力前弹簧的弹力大小。撤去的瞬间，弹簧的弹力不变，对物块受力分析，根据牛顿第二定律求出瞬间的加速度大小；若剪断弹簧的瞬间，弹簧的弹力为零，根据牛顿第二定律求出物块的加速度。
本题考查瞬时问题，关键要知道撤去的瞬间，弹簧的弹力不变，通过分析受力情况，结合牛顿第二定律进行解答。
【解答】
A.小球受重力、绳子的拉力以及弹簧的弹力处于平衡，根据共点力平衡得：
弹簧的弹力大小，拉力大小，故A错误；
撤去力的瞬间，弹簧的弹力仍然为，物体对地面的压力不为零，根据牛顿第二定律得物块的加速度为：，方向水平向左，故B错误，C正确；
D.剪断弹簧的瞬间，弹簧的弹力为零，根据牛顿第二定律得 ，方向水平向右，故D错误。
故选C。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了牛顿第二定律 ( http: / / www.21cnjy.com )的应用；关键是分析清楚弹力的变化特点，进而分析合力和加速度的变化，注意撤去的瞬间，弹簧弹力不变。
弹簧原来处于原长状态，施加力后弹力逐渐增大，分析、的受力，根据牛顿第二定律分析加速度大小的变化；撤去的瞬间，弹簧的弹力不变，根据牛顿第二定律分析各自的加速度的变化。
【解答】
水平外力作用后，弹力从逐渐增大，的合力逐渐减小，加速度逐渐减小，的合力逐渐增大，加速度逐渐增大，稳定后做匀加速运动，故A错误、B正确；
突然撤去外力的瞬间，弹簧的弹力不变，所以的受力变化，的受力不变，所以的加速度发生改变，的加速度不变，故CD错误．
故选B。
9.【答案】
【解析】
【分析】
弹簧绳被拉长，由弹簧绳的弹力增大，且夹角减小，由力的合成可知，合力增大，由牛顿第二定律即可判断加速度变化。
本题主要考查了力的合成与牛顿第二定律，关键抓住在力的合成中两力的合力与夹角之间的关系。
【解答】
弹簧绳被拉长，由可知，弹簧绳的弹力增大，且夹角减小，由力的合成可知，合力增大，由牛顿第二定律得
，增大，故A正确，BCD错误。
故选A。 www-2-1-cnjy-com
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查了匀变 ( http: / / www.21cnjy.com )速直线运动基本公式及牛顿第二定律的直接应用，难度不大，属于基础题。
由可求解加速度，由可求解平均速度，因飞机质量不确定，则不能求解受到的阻力
【解答】
已知着落时的初速度和减速到的时间，
B.由可求解加速度，选项B不符合题意；
C.由可求解平均速度，选项C不符合题意；
A.由可求解位移，选项A不符合题意；
D.因飞机质量不确定，则不能求解受到的阻力，选项D符合题意。
故选D 2-1-c-n-j-y
11.【答案】
【解析】解：
A、由于弹 ( http: / / www.21cnjy.com )簧弹力属于渐变，所以撤去的瞬间，弹簧的形变量不变，故A正确；
B、开始整体处于平衡状态，弹簧的弹力等于和的重力，即，撤去的瞬间，弹簧的形变量不变，弹簧的弹力不变，仍为，故B错误；
C、撤去瞬间，弹力不变，的合力等于的重力，对木块，由牛顿第二定律得：，解得：，方向竖直向上，故C正确；
D、撤去的瞬间，弹簧的弹力不变，仍为，对，由平衡条件得：，解得：，木块对水平面的压力为，故D错误。
根据共点力平衡求出弹簧的弹力，在将迅速移开的瞬间，弹簧的弹力不变，根据牛顿第二定律求出木块的加速度。
本题考查牛顿第二定律的瞬时问题，知道撤去的瞬间，弹簧的弹力不变，结合牛顿第二定律进行求解。
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12.【答案】
【解析】
【分析】
由牛顿第二定律可知，合力与加速度 ( http: / / www.21cnjy.com )之间具有瞬时对应的关系，合力与加速度可同时发生突变，但速度不能．合力增大，加速度一定增大，但速度不一定增大．
加速度的方向与物体所受合力方向一致，但速度方向与加速度和合力的方向不一定共线。
解决本题的关键理解牛顿第二定律，知道加速度与力的关系，注意加速度不为零，速度可能为零。
【解答】
A.根据牛顿第二定律的瞬时性，A正确；
B.物体只有受到力的作用时，才有加速度，但速度有无与物体是否受力无关，B正确；
C.任何情况下，加速度的方向总与合外力方向相同，但与速度的方向没关系，C正确；
D.当物体受到几个力作用时，可把物体的加速度看成是各个力单独作用时产生的各个加速度的矢量和，故D错误。
13.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查牛顿第二定律的瞬 ( http: / / www.21cnjy.com )时性、动量定理及功能关系的理解与应用，熟悉该过程物体的状态变化是解题的关键，难度一般。
【解答】
A.托盘包括框架静止时，由共点力的平衡解得此时弹簧弹力的大小为：，当放上瞬时，对二者构成的整体而言，受重力、弹簧的竖直向上的弹力，由牛顿第二定律可得：，解得，故A正确；
B.、速度达到最大时，加速度为零，故整体受的重力及弹簧的弹力大小相等，设此时整体的最大速度为，由动量定理可得：，可得，故由表达式可知时间内弹簧弹力的冲量小于，故B错误；
C.由以上分析可知，时间内，由、构成的整体，其向下的加速度逐渐减小，最后变为零，故由牛顿第二定律可知时间内对的支持力不断增大，故C正确；
D.时间内、及弹簧整体，由于只有重力及系统内的弹力做功，故整体机械能守恒，该过程，由于、的动能先增大后减小，故、的重力势能和弹簧弹性势能的总和先减小后增大，故D错误。
故选AC。
14.【答案】
【解析】略
15.【答案】；；
；
；。
【解析】
【分析】
本题考查力学实验 ( http: / / www.21cnjy.com )：借助匀变速直线运动规律求解物体的质量，整体做初速度为零的匀加速直线运动，遮光片通过光电门时，用遮光片宽度与所用时间之比得到遮光片通过光电门时的速度，整个过程为初速度为零的匀加速直线运动，根据匀变速直线运动的规律可求解位移，根据合外力提供加速度，列牛顿第二定律表达式，转变为线性关系时，确定函数形式，根据函数表达式的斜率和截距求解两质量，解决此题关键是确定合外力。
【解答】
遮光片通过光电门时，用遮光片宽度与所用时间之比得到遮光片通过光电门时的速度，即，整个过程为初速度为零的匀加速直线运动，根据匀变速直线运动的规律，其中，可解得；
箱和其内砝码的合重力去除和其内砝码的重力作为整体合力，根据牛顿第二定律可得：，由于图线是一条直线，故需要变形为关于的函数为：，故函数应该为图象；
结合图象可得斜率为
截距
联立解得，
故答案为：；；；；。
16.【答案】
【解析】解：计时器每内共滴下个小水滴，水滴的时间间隔为，
利用匀变速直线运动的推论得：
，
根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小，
得：，
小车沿斜面向下运动，受重力、支持力和摩擦力，
根据牛顿第二定律得，
代入数据求得小车与斜面的摩擦阻力。
故答案为：，，
该装置类似于打点计时器，调节滴水计时器的滴水速度，使其每滴一滴，这就像打点计时器每隔一定时间就打一个点。该实验数据的处理思路与打点计时器打出来的纸带处理一样，根据匀变速直线运动的规律可以求出物体的速度和加速度大小；
根据牛顿第二定律求解小车与斜面的摩擦阻力。
该实验装置是根据打点计时器的特点和实验原理进行设计新的实验，对于纸带的问题，我们要熟悉匀变速直线运动的特点和一些规律。
2·1·c·n·j·y
17.【答案】解：根据牛顿第二定律 ( http: / / www.21cnjy.com )得：
代入数据得：
撤去推力后，根据牛顿第二定律得：
，方向与摩擦力的方向相同即与车运动方向相反。
答：手推车所受摩擦力是；
如果撤去推力，手推车所受摩擦力大小保持不变，手推车的加速度大小是，方向与车运动方向相反。
【解析】本题是牛顿第二定律的简单应用 ( http: / / www.21cnjy.com )，能正确的受力分析求得合力是解决问题的关键，不难属于基础题。
根据牛顿第二定律求出摩擦阻力的大小。
撤去拉力，合力等于摩擦力，根据牛顿第二定律求出车的加速度大小。
18.【答案】解：不同意，原因是在计算的 ( http: / / www.21cnjy.com )过程中单位未统一到同一单位制中，正确解法如下：
，
加速度：
由牛顿第二定律可得木板对子弹的平均作用力：，负号表示方向与速度方向相反．
答：木板对子弹的平均作用力为，方向与速度方向相反。
【解析】子弹做匀减速直线运动，对子弹运 ( http: / / www.21cnjy.com )用速度位移公式列式求解子弹的加速度，然后根据牛顿第二定律列式直接求解即可．
本题是已知运动情况确定受力情况，关键是先根据运动情况求解加速度，然后根据牛顿第二定律求解力，在解答的过程中要注意单位最好先统一到国际单位制中．
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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