4.3牛顿第二定律 同步练习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 同步练习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 | 206.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-16 19:21:45 | ||
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文档简介
吉林省通榆县第一中学2021-2022学年度高一上学期物理必修一第一册第四章运动与力的关系4.3牛顿第二定律
一、单选题（本大题共7小题，每小题4分,共28分）
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
关于牛顿第二定律，下列说法正确的是
A. 加速度与合力是同时产生、同时变化
B. 加速度的方向可以与合力的方向相反
C. 物体运动的速度变化越大，受到的合力也越大
D. 物体的质量与它所受的合力成正比，与它的加速度成反比
下列说法正确的是
A. 物体合外力减小时，速度一定减小
B. 物体的运动方向一定跟合外力的方向相同
C. 物体的加速度跟它所受作用力中的任一个的大小成正比
D. 当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时，物体水平加速度大小与其质量成反比
一物块静止在粗糙的水平桌面上．从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用．假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．以表示物块的加速度大小，表示水平拉力的大小．能正确描述与之间关系的图象是
A. B. C. D.
静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力，当力开始作用的瞬间，下列说法正确的是
A. 物体同时获得速度和加速度
B. 物体立即获得加速度，但速度为零
C. 物体的速度和加速度仍为零
D. 物体立即获得速度，加速度仍为零
下列各组物理量，前者是“因”，后者是“果”的是
A. 力与质量 B. 加速度与质量 C. 力与加速度 D. 加速度与力
“天宫二号”在轨运行一段时间后，总质量会发生变化，这时可以开启推力器并记录推力大小，同时测量航天器的加速度，从而计算出“天宫二号”的质量。已知先、后两次测量时，推力大小之比为，测得的加速度大小之比为，则两次测量时的质量之比为
A. B. C. D.
二、多选题（本大题共3小题，每小题6分,选不全3分,共18分）
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
一个质量为的物体，在两个力作用下产生了的加速度，下列各组值不可能是这两个力的是
A. 和 B. 和
C. 和 D. 和
力单独作用在物体上时产生的加速度大小为，力单独作用在物体上时产生的加速度大小为，那么，力和同时作用在物体上时产生的加速度的大小可能是
A. B. C. D.
三、实验题（本大题共2小题，共14分）
如图甲所示为探究牛顿第二定律的实验装置示意图，图中打点计时器使用的电源为的交流电源。在小车质量未知的情况下，通过改变桶中沙的多少来探究在质量一定的条件下，物体的加速度与合外力的关系。
平衡小车所受的摩擦力：取下装沙的桶，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列________的点。
实验中打出的其中一条纸带如图乙所示，每个点标记一个计数点，标记结果如图所示，、、、为连续选择的计数点，通过该纸带可求得小车的加速度大小为________。结果保留两位有效数字
以沙和桶的总重力为横坐标，小车的加速度为纵坐标，作出图象如图丙所示，则小车的质量为________。
如图甲侧视图只画了一个小车所示的实验装置可以用来验证“牛顿第二定律”。两个相同的小车放在光滑水平桌面上；右端各系一条细绳，跨过定滑轮各挂一个相同的小盘，增减盘中的砝码可改变小车受到的合外力，增减车上的砝码可改变小车的质量。两车左端各系一条细线，用一个黑板擦把两细线同时按在固定、粗糙的水平垫片上，使小车静止如图乙。拿起黑板擦两车同时运动，在两车尚未碰到滑轮前，迅速按下黑板擦，两车立刻停止，测出两车在此过程中位移的大小。
图丙为某同学在验证“合外力不变加速度与质量成反比”时的某次实验记录，已测得小车的总质量，小车的总质量由图可读出小车的位移，小车的位移________，可以算出________结果保留位有效数字；在实验误差允许的范围内，________选填“大于”、“小于”或“等于”
四、计算题（本大题共4小题，每小题各10分.共40分）
如图，一辆装满石块的货车在平直道路上以加速度向前加速运动。货箱中石块的质量为，求石块周围与它接触的物体对石块作用力的合力。
甲、乙两辆小车放在水平桌面上，在相同拉力的作用下，甲车产生的加速度为，乙车产生的加速度为，甲车的质量是乙车的几倍？不考虑阻力
质量为的物体置于光滑的水平地面上，在水平恒力作用下从静止开始运动，前内通过的位移大小为。求：
物体运动加速度的大小；
水平恒力的大小。
如图所示，长的轻绳一端固定，另一端系一质量的小球视为质点，用水平向左的力缓慢拉小球，当轻绳与竖直方向的夹角时，小球处于静止状态，现突然撤去拉力，取重力加速度大小。求：
撤去拉力前瞬间轻绳对小球的拉力大小；
撤去拉力后瞬间小球的加速度大小；
若撤去拉力后，小球摆到最低点时的速度大小为，求小球在最低点时受到的拉力大小。
4.3牛顿第二定律参考答案
1.【答案】
解析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。
2.【答案】
解析A.根据牛顿第二定律的瞬时性，加速度与合力是同时产生、同时变化，故A正确；
B.加速度的方向与合力的方向相同，故B错误；
C.物体运动的速度变化率越大，受到的合力也越大，故C错误；
D.加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，故D错误。故选A。
3.【答案】
解析A.由牛顿第二定律可知：物体所受合外力减小，其加速度减小，而物体的加速度的大小与速度无关，所以物体的速度不一定减小。故A错误；
B.物体的运动方向即速度的方向不一定与合外力方向相同，例如匀减速直线运动加速度的方向与速度方向相反，这种情况物体的运动方向与合外力的方向相反。故B错误；
C.由牛顿第二定律可知：物体的加速度的大小跟物体所受的合外力成正比，而不是跟它所受作用力中的任一个的大小成正比。故C错误；
D.当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时，根据牛顿第二定律可知，由于在水平方向上水平分力不变，则水平方向加速度与其质量成反比。故D正确。
故选：。
4.【答案】
解析物块受力分析如图所示：由牛顿第二定律得；
解得：
与成一次函数关系，故ABD错误，C正确，故选C。
5.【答案】
解析由牛顿第二定律可知，有了力的作用，物体就有了加速度，但是，在力刚开始作用的瞬间，物体还没有运动，所以物体的速度为零。故B正确，ACD错误。故选B。
6.【答案】
解析物体的质量是物体的属性，与力与加速度大小无关，故AB错误；
根据牛顿第二定律，由于存在合力产生了加速度，故C正确，D错误。
7.【答案】
解析根据牛顿第二定律得出，故两次的质量之比为，故C正确，ABD错误；故选C。
8.【答案】
解析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。
9.【答案】
解析：由牛顿第二定律可知，合力；故两力的合力只要能等于即可；
A、和合力的最大值为，最小值为，不能合成为；故A正确；
B、和合力的最大值为，最小值为，则可以合成为，故B错误；
C、和合力的最大值为，最小值为，则可以合成为，故C错误；
D、和合力的最大值为，最小值为，不能合成为，故D正确；
本题选择不可能的；故选：。
10.【答案】
解析设物体的质量为，则，，当和同时作用在物体上时，合力的大小范围是，即，加速度的大小范围为，故A、D正确．
11.【答案】等间距；；。
解析 平衡摩擦力成功的标准是小车可以做匀速运动，打点计时器打出的纸带点迹等间距；
相邻两计数点之间的时间间隔为，小车的加速度大小为：；
由牛顿第二定律可得，整理可得，由图丙可知，解得小车的质量为。
故答案为：等间距；；。
12.【答案】；；等于
解析由图丙可得；由题意可知，两车的初速度均为零，运动时间一样，根据位移时间关系可知；根据牛顿第二定律，可得，由题中所给小车的质量可得，则有，即在误差允许的范围内，有。
故答案为：；；等于。
13.解：在水平方向上，石块与车具有相同的加速度，设其在水平方向受到的力为，根据牛顿第二定律有。在竖直方向上，石块的重力与其他石块的支持力平衡，所以。则石块受到的作用力。设该作用力的方向与水平方向夹角为，则，解得。
14.解：根据牛顿第二定律，对甲由，对乙由，
根据关系得：，即，
解得：
15.解：据运动学规律： 代入数据解得：；
据牛顿第二定律： 代入数据解得：。
答：物体运动加速度的大小为；
水平恒力的大小为。
16.解：对小球受力分析可知，撤去拉力之前有：，解得撤去拉力前瞬间轻绳对小球的拉力大小：；
撤去拉力瞬间，小球在沿绳的方向合力为零，故其重力垂直与绳方向的分力大小等于球受的合力，故有：，解得此时球的加速度大小为：；
当小球摆到最低点时，对小球受力分析可得：，解得小球在最低点时受到的拉力大小：。
第2页，共5页
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一、单选题（本大题共7小题，每小题4分,共28分）
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
关于牛顿第二定律，下列说法正确的是
A. 加速度与合力是同时产生、同时变化
B. 加速度的方向可以与合力的方向相反
C. 物体运动的速度变化越大，受到的合力也越大
D. 物体的质量与它所受的合力成正比，与它的加速度成反比
下列说法正确的是
A. 物体合外力减小时，速度一定减小
B. 物体的运动方向一定跟合外力的方向相同
C. 物体的加速度跟它所受作用力中的任一个的大小成正比
D. 当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时，物体水平加速度大小与其质量成反比
一物块静止在粗糙的水平桌面上．从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用．假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．以表示物块的加速度大小，表示水平拉力的大小．能正确描述与之间关系的图象是
A. B. C. D.
静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力，当力开始作用的瞬间，下列说法正确的是
A. 物体同时获得速度和加速度
B. 物体立即获得加速度，但速度为零
C. 物体的速度和加速度仍为零
D. 物体立即获得速度，加速度仍为零
下列各组物理量，前者是“因”，后者是“果”的是
A. 力与质量 B. 加速度与质量 C. 力与加速度 D. 加速度与力
“天宫二号”在轨运行一段时间后，总质量会发生变化，这时可以开启推力器并记录推力大小，同时测量航天器的加速度，从而计算出“天宫二号”的质量。已知先、后两次测量时，推力大小之比为，测得的加速度大小之比为，则两次测量时的质量之比为
A. B. C. D.
二、多选题（本大题共3小题，每小题6分,选不全3分,共18分）
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
一个质量为的物体，在两个力作用下产生了的加速度，下列各组值不可能是这两个力的是
A. 和 B. 和
C. 和 D. 和
力单独作用在物体上时产生的加速度大小为，力单独作用在物体上时产生的加速度大小为，那么，力和同时作用在物体上时产生的加速度的大小可能是
A. B. C. D.
三、实验题（本大题共2小题，共14分）
如图甲所示为探究牛顿第二定律的实验装置示意图，图中打点计时器使用的电源为的交流电源。在小车质量未知的情况下，通过改变桶中沙的多少来探究在质量一定的条件下，物体的加速度与合外力的关系。
平衡小车所受的摩擦力：取下装沙的桶，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列________的点。
实验中打出的其中一条纸带如图乙所示，每个点标记一个计数点，标记结果如图所示，、、、为连续选择的计数点，通过该纸带可求得小车的加速度大小为________。结果保留两位有效数字
以沙和桶的总重力为横坐标，小车的加速度为纵坐标，作出图象如图丙所示，则小车的质量为________。
如图甲侧视图只画了一个小车所示的实验装置可以用来验证“牛顿第二定律”。两个相同的小车放在光滑水平桌面上；右端各系一条细绳，跨过定滑轮各挂一个相同的小盘，增减盘中的砝码可改变小车受到的合外力，增减车上的砝码可改变小车的质量。两车左端各系一条细线，用一个黑板擦把两细线同时按在固定、粗糙的水平垫片上，使小车静止如图乙。拿起黑板擦两车同时运动，在两车尚未碰到滑轮前，迅速按下黑板擦，两车立刻停止，测出两车在此过程中位移的大小。
图丙为某同学在验证“合外力不变加速度与质量成反比”时的某次实验记录，已测得小车的总质量，小车的总质量由图可读出小车的位移，小车的位移________，可以算出________结果保留位有效数字；在实验误差允许的范围内，________选填“大于”、“小于”或“等于”
四、计算题（本大题共4小题，每小题各10分.共40分）
如图，一辆装满石块的货车在平直道路上以加速度向前加速运动。货箱中石块的质量为，求石块周围与它接触的物体对石块作用力的合力。
甲、乙两辆小车放在水平桌面上，在相同拉力的作用下，甲车产生的加速度为，乙车产生的加速度为，甲车的质量是乙车的几倍？不考虑阻力
质量为的物体置于光滑的水平地面上，在水平恒力作用下从静止开始运动，前内通过的位移大小为。求：
物体运动加速度的大小；
水平恒力的大小。
如图所示，长的轻绳一端固定，另一端系一质量的小球视为质点，用水平向左的力缓慢拉小球，当轻绳与竖直方向的夹角时，小球处于静止状态，现突然撤去拉力，取重力加速度大小。求：
撤去拉力前瞬间轻绳对小球的拉力大小；
撤去拉力后瞬间小球的加速度大小；
若撤去拉力后，小球摆到最低点时的速度大小为，求小球在最低点时受到的拉力大小。
4.3牛顿第二定律参考答案
1.【答案】
解析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。
2.【答案】
解析A.根据牛顿第二定律的瞬时性，加速度与合力是同时产生、同时变化，故A正确；
B.加速度的方向与合力的方向相同，故B错误；
C.物体运动的速度变化率越大，受到的合力也越大，故C错误；
D.加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，故D错误。故选A。
3.【答案】
解析A.由牛顿第二定律可知：物体所受合外力减小，其加速度减小，而物体的加速度的大小与速度无关，所以物体的速度不一定减小。故A错误；
B.物体的运动方向即速度的方向不一定与合外力方向相同，例如匀减速直线运动加速度的方向与速度方向相反，这种情况物体的运动方向与合外力的方向相反。故B错误；
C.由牛顿第二定律可知：物体的加速度的大小跟物体所受的合外力成正比，而不是跟它所受作用力中的任一个的大小成正比。故C错误；
D.当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时，根据牛顿第二定律可知，由于在水平方向上水平分力不变，则水平方向加速度与其质量成反比。故D正确。
故选：。
4.【答案】
解析物块受力分析如图所示：由牛顿第二定律得；
解得：
与成一次函数关系，故ABD错误，C正确，故选C。
5.【答案】
解析由牛顿第二定律可知，有了力的作用，物体就有了加速度，但是，在力刚开始作用的瞬间，物体还没有运动，所以物体的速度为零。故B正确，ACD错误。故选B。
6.【答案】
解析物体的质量是物体的属性，与力与加速度大小无关，故AB错误；
根据牛顿第二定律，由于存在合力产生了加速度，故C正确，D错误。
7.【答案】
解析根据牛顿第二定律得出，故两次的质量之比为，故C正确，ABD错误；故选C。
8.【答案】
解析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。
9.【答案】
解析：由牛顿第二定律可知，合力；故两力的合力只要能等于即可；
A、和合力的最大值为，最小值为，不能合成为；故A正确；
B、和合力的最大值为，最小值为，则可以合成为，故B错误；
C、和合力的最大值为，最小值为，则可以合成为，故C错误；
D、和合力的最大值为，最小值为，不能合成为，故D正确；
本题选择不可能的；故选：。
10.【答案】
解析设物体的质量为，则，，当和同时作用在物体上时，合力的大小范围是，即，加速度的大小范围为，故A、D正确．
11.【答案】等间距；；。
解析 平衡摩擦力成功的标准是小车可以做匀速运动，打点计时器打出的纸带点迹等间距；
相邻两计数点之间的时间间隔为，小车的加速度大小为：；
由牛顿第二定律可得，整理可得，由图丙可知，解得小车的质量为。
故答案为：等间距；；。
12.【答案】；；等于
解析由图丙可得；由题意可知，两车的初速度均为零，运动时间一样，根据位移时间关系可知；根据牛顿第二定律，可得，由题中所给小车的质量可得，则有，即在误差允许的范围内，有。
故答案为：；；等于。
13.解：在水平方向上，石块与车具有相同的加速度，设其在水平方向受到的力为，根据牛顿第二定律有。在竖直方向上，石块的重力与其他石块的支持力平衡，所以。则石块受到的作用力。设该作用力的方向与水平方向夹角为，则，解得。
14.解：根据牛顿第二定律，对甲由，对乙由，
根据关系得：，即，
解得：
15.解：据运动学规律： 代入数据解得：；
据牛顿第二定律： 代入数据解得：。
答：物体运动加速度的大小为；
水平恒力的大小为。
16.解：对小球受力分析可知，撤去拉力之前有：，解得撤去拉力前瞬间轻绳对小球的拉力大小：；
撤去拉力瞬间，小球在沿绳的方向合力为零，故其重力垂直与绳方向的分力大小等于球受的合力，故有：，解得此时球的加速度大小为：；
当小球摆到最低点时，对小球受力分析可得：，解得小球在最低点时受到的拉力大小：。
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