2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册-4.3牛顿第二定律同步练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册-4.3牛顿第二定律同步练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-24 15:55:47 | ||
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文档简介
4.3牛顿第二定律同步练习基础过关-2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册
练习
一、单选题，共12小题
1．如图所示为位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为，在斜杆的下端固定有质量为的小球。重力加速度为。现使小车以加速度大小为向右做匀减速直线运动，下列说法正确的是（ ）
A．杆对小球的弹力一定竖直向上 B．杆对小球的弹力一定沿杆向上
C．杆对小球的弹力大小为 D．杆对小球的弹力大小为
2．一条鱼在水中沿水平直线向左加速游动，合理描述水对鱼作用力方向的是（ ）
A． B．
C． D．
3．物体A、B均静止在同一水平面上，其质量分别为mA、mB，与水平面间的动摩擦因数分别为μA、μB，水平方向的力F分别作用在A、B上，所产生的加速度a与力F的关系 分别如图中的1、2所示，则以下判断正确的是（ ）
A．μA> μB mA< mB B．μA=μB mA < mB
C．μA<μB mA >mB D．μA=μB mA = mB
4．如图所示，一个同学用一轻质的拉杆拉着行李箱（拉杆可绕与行李箱的连接点自由转动）在宽阔的水平路面上沿直线行走。已知该同学用最小的拉力让行李箱保持匀速运动，不考虑空气的阻力。下列说法正确的是（ ）
A．拉杆对行李箱的拉力与行李箱受到地面的摩擦力的合力不一定沿竖直方向
B．不改变拉力方向，只改变拉力大小，行李箱一定做加速运动
C．不改变拉力大小，只改变拉力方向，行李箱可能做加速运动
D．不改变拉力大小，只改变拉力方向，行李箱一定做减速运动
5．如图所示，质量为m的小球与轻质弹簧Ⅰ和水平轻绳Ⅱ相连，Ⅰ、Ⅱ的另一端分别固定于P、Q，弹簧与竖直方向夹角θ＝37°若分别剪断Ⅰ、Ⅱ的瞬间，小球的加速度大小分别为a1和a2，则a1：a2为（ ）
A．1：1 B．3：4 C．4：3 D．3：5
6．如图所示，人站在“电动平衡车”上在水平地面上沿直线运动，人受到的空气阻力与速度成正比，则下列说法正确的是（ ）
A．加速运动时，“电动平衡车”对人的作用力竖直向上
B．加速运动时，“电动平衡车”对人的作用力与运动方向相同
C．不管速度大小，只要匀速运动，“电动平衡车”对人的作用力不变
D．地面对“电动平衡车”的摩擦力与其运动方向相同
7．如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图（乙）所示，若图象中的坐标值都为已知量，重力加速度为g，则（ ）
A．在时刻，小球的速度最大
B．在时间内，小球先做匀加速后做匀减速运动
C．在时间内，小球加速度先增加后减小
D．忽略空气阻力，可以计算出小球自由下落的高度
8．如图所示，车厢内有一倾角为的斜面，匀质光滑圆筒状工件置于竖直木板、之间，当车厢沿水平面以加速度向右匀加速运动时（ ）
A．斜面体对工件一定有弹力
B．木板对工件一定有弹力
C．木板对工件一定有弹力
D．木板、对工件一定同时有弹力
9．如图所示，轻弹簧两端拴接质量均为m的小球a、b，拴接小球的细线固定在天花板上，两小球静止，两细线与水平方向的夹角均为α=30°，弹簧水平，重力加速度为g，则以下说法正确的是（ ）
A．细线拉力的大小为mg B．弹簧弹力的大小为
C．剪断左侧细线的瞬间，小球a的加速度为 D．剪断左侧细线的瞬间，小球b的加速度为零
10．如图所示，有一质量为m的物块分别与轻绳P和轻弹簧O相连，其中轻绳P竖直，轻弹簧Q与竖直方向的夹角为，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（ ）
A．轻绳P的弹力大小可能小于
B．弹簧Q可能处于压缩状态
C．剪断轻绳P瞬间，物块的加速度大小为g
D．剪断轻绳P瞬间，物块的加速度大小为0
11．如图a所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体（物体与弹簧不连接），初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x的关系如图b所示（g=10m/s2），则正确的结论是（ ）
A．物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态
B．弹簧的劲度系数为7.5N/cm
C．物体的加速度大小为5m/s2
D．物体的质量为20kg
12．如图所示，密度为的木球与轻质弹簧相连后置于充满水的密闭容器中，弹簧的另一端固定于容器的底部。水与木球的密度差为，重力加速度大小为。初始时整个系统静止，现将容器由静止释放，则释放瞬间木球相对于地面的加速度大小为（ ）
A． B． C． D．
二、多选题，共4小题
13．一物体在几个力的共同作用下处于平衡状态，现使其中向东的一个力F的值逐渐增大到2F，又马上使其恢复到原值（方向不变），则（ ）
A．物体始终向东运动
B．物体先向东运动后向西运动
C．物体的加速度先增大后减小
D．物体的速度先增大后减小
14．如图，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，放置在水平面上，水平面与物体间的摩擦力可忽略，已知，。从开始，推力和拉力分别作用于A、B上，、随时间的变化规律为：，。则（ ）
A．时，A物体的加速度为 B．时，A、B之间的相互作用力为4N
C．时，A、B开始分离 D．A、B开始分离时的速度为3m/s
15．如图所示，U形槽放在水平桌面上，物体M置于槽内静止，此时弹簧对物体的压力为3N，物体与槽底之间的摩擦力f=0。已知物体的质量为1kg，物体与槽底之间的动摩擦因数μ=0.5。现使槽以2m/s2的加速度向左水平运动，则物体相对槽静止时，有（ ）
A．弹簧对物体的压力等于3N
B．弹簧对物体的压力等于6N
C．物体与槽底之间的摩擦力为零
D．物体对左侧槽壁的压力等于1N
16．有一足够长的木板正在水平地面上运动，在t=0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上。以后木板运动的速度－时间图像如图所示。已知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。则（ ）
A．木板与地面间的动摩擦因数为0.4
B．物块与木板间的动摩擦因数为0.1
C．物块和木板在同一时刻速度减为零
D．在整个运动过程中，物块相对木板的位移大小为2.25m
三、填空题，共2小题
17．质量为4kg的物体以5m/s的初速度沿斜面向下做匀减速直线运动，经10s滑至最低点，且速度为0，则这个物体受到的合外力大小为________N，方向________。
18．现有数个力作用在质量为的物体上，物体处于平衡状态，如果突然把向西的10N的力减小到8N，则物体的加速度大小为____________，方向__________．
四、解答题，共2小题
19．据了解，2020年3月22日，浙江中西部地区先后出现强对流天气监测显示，当天某些地区出现冰雹，并伴有6—7级阵性大风．某同学研究冰雹下落的规律时，了解到冰雹是从的高空形成并下落的。假设冰雹间无相互作用且下降过程中质量不变；
(1)若不计空气阻力的影响，请你计算冰雹落地时的速度大小；
(2)由于受到空气阻力的影响，冰雹实际到达地面附近时的速度已趋于稳定不变（即收尾速度），一颗直径大约两厘米的球形雹块，收尾速度为，冰雹下落过程中所受空气阻力大小与速度v的大小成正比，关系如图乙所示。
①请在图丙中定性画出冰雹下落过程中的v—t图像；
②求当冰雹的速度为时加速度的大小。
20．2020年初，新冠疫情爆发，举国上下打响了一场抗击疫情的阻击战。隔离患者，切断传染源是防止疫情蔓延的重要办法。如图是某城市酒店隔离点采用机器人为病人送餐的情景。若隔离病区的配餐点和目标位置处在直线通道上且相距，机器人送餐时从静止开始启动，到达目标位置停下让病人取餐。已知机器人加速和减速过程均可看作匀变速运动，为防止食物翻倒或发生相对移动，加速度大小都不超过，载物平台呈水平状态，餐盘及食物的总质量。求：
（1）机器人以最大加速度启动时经过达到的速度v；
（2）把食物平稳送到目标位置的最短时间t；
（3）以最大加速度减速过程中平台对餐盘的作用力F的大小。
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．C
【详解】
ABD．小球向右做匀减速运动，则加速度向左，合外力向左，对小球受力分析如图
由图可知，当a大小未知时，杆上的弹力与竖直方向夹角不能确定，方向不是沿杆向上，也不是竖直向上，但是F>mg， ABD错误；
C．由几何关系可知
C正确。
故选C。
2．A
【详解】
由于鱼在水中沿水平直线向左加速游动，故其合外力沿水平向左，对鱼受力分析可得，鱼受重力和水对鱼的作用力，两个力的合力方向沿水平向左，BCD错误，A正确。
故选A。
3．A
【详解】
由牛顿第二定律有
整理得
根据a-F图像可知图像的斜率为
图像纵轴的截距为
则斜率越大，物体的质量越小，截距绝对值越大的动摩擦因数越大，所以有
μA>μB ，mA故选A。
4．C
【详解】
A．对行李箱受力分析，可知，行李箱受竖直向下的重力、竖直向上的支持力，水平向左的摩擦力和斜向右上方的拉力，因行李箱保持匀速运动，则合力为零，根据平衡条件，重力与支持力的合力竖直向下，则拉杆对行李箱的拉力与行李箱受到地面的摩擦力的合力一定沿竖直方向，且向上，故A错误；
B．不改变拉力方向，只改变拉力大小，则拉力在竖直方向的分力会改变，所以支持会改变，则滑动摩擦力会改变，此时摩擦力与拉力在水平方向的分力平衡，行李箱所受的合力仍然可能为零，行李箱仍做匀速直线运动，故B错误；
CD．不改变拉力大小，只改变拉力方向，则拉力在竖直方向的分力会改变，所以支持会改变，则滑动摩擦力会改变，此时摩擦力与拉力在水平方向的分力平衡，则行李箱所受的合力可能为零，则行李箱做匀速直线运动；或此时摩擦力比拉力在水平方向的分力更大或更小，则行李箱所受的合力可能不为零，则行李箱做加速运动或减速运动，故C正确，D错误。
故选C。
5．C
【详解】
平衡时，小球受力如图所示
可得
剪断弹簧，小球只受重力
剪断轻绳，弹力不突变，小球还受重力和弹力，重力和弹力与绳子的拉力等大反向，合力提供加速度得
故选C。
6．D
【详解】
AB．“电动平衡车”对人的作用力沿水平方向的分力与空气阻力等大反向，沿竖直方向的分力与重力等大反向，则“电动平衡车”对人的作用力应斜向右上方，与运动方向不在同一直线上， 故“电动平衡车”对人的作用力不是竖直向上，AB错误；
C．速度越大，电动车对人水平方向的作用力越大，所以“电动平衡车”对人的作用会发生变化，C错误；
D．整体分析可知，地面对“电动平衡车”的摩擦力与其运动方向相同，D正确。
故选D。
7．D
【详解】
AB．t1时刻小球刚接触弹簧，速度向下，弹力小于重力，根据牛顿第二定律可知，合力向下，随着形变量增大，加速度减小，且方向向下，故速度增大；当弹力等于重力，合力为零，加速度为零，速度最大，之后，弹力大于重力，根据牛顿第二定律可知，合力向上，随着形变量增大，加速度增大，且方向向上，故速度减小，由此分析可知，在时刻，小球的速度不是最大；这段时间内，小球先向下做加速度减小的加速运动，再向下做加速度增大的减速运动，故AB错误；
C．在时间内，时刻弹簧后缩量最大，弹力大于重力，根据牛顿第二定律可知，合力向上，加速度向上，随着弹簧形变量的减小，加速度减小，速度增大；当弹力等于重力时，加速度为零，速度最大，之后弹力小于重力，根据牛顿第二定律可知，合力向下，加速度向下，随着形变量的减小，加速度增大，速度减小。由此分析，可知在时间内，小球加速度先减小后增加，故C错误；
D．若不考虑空气阻力，在这段时间小球在空中运动可视为自由落体运动，由此可知小球做自由落体运动时间为
根据
求得小球自由下落高度，故D正确。
故选D。
8．A
【详解】
A．因为车厢沿水平面以加速度向右匀加速运动，所以合力方向为水平向右，所以斜面体对工件一定有弹力，故A正确。
BC D．当加速度大小为
时，此时则有
所以木板B对工件不一定有弹力，故BCD错误。
故选A。
9．D
【详解】
A．以两个小球和弹簧为整体，在竖直方向上
解得细绳拉力大小
A错误；
B．以a球为研究对象，受力分析
解得弹簧弹力大小
B错误；
C．由于弹簧的弹力不能突变，剪断左侧细线的瞬间，小球a的所受的合力与左侧细绳的拉力等大反向，根据牛顿第二定律可得小球的加速度
C错误；
D．由于弹簧的弹力不能突变，剪断左侧细线的瞬间，小球b所受的各个力没有发生变化，合力仍为零，因此加速度为零，D正确。
故选D。
10．C
【详解】
AB．轻绳P竖直，轻弹簧Q弹力为零，弹簧处于原长状态，轻绳P的弹力大小等于mg，AB错误；
CD．剪断轻绳瞬间，物体只受重力，物块的加速度大小为g，C正确，D错误。
故选C。
11．C
【详解】
A．物体与弹簧分离时，弹簧恢复原长，故A错误；
BCD．刚开始物体处于静止状态，重力和弹力二力平衡，有
拉力为10N时，弹簧弹力和重力平衡，合力等于拉力，根据牛顿第二定律，有
物体与弹簧分离后，由图b知此时弹簧上端移动
拉力为30N，根据牛顿第二定律，有
联立以上式子，代入数据解得
故BD错误，C正确。
故选C。
12．A
【详解】
静止时对木球受力分析得
又有
解得
释放瞬间系统处于完全失重状态，浮力消失，木球受重力和弹簧的弹力，则有
解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
13．C
【详解】
一物体在几个力的共同作用下处于静止状态，知合力为零，使其中向东的一个力F的值逐渐增大到2F，又马上使其恢复到原值，如果物体初速度向东，物体向东加速，知加速度先增大后减小，加速度方向不变，始终与速度方向相同，则物体始终向东运动，速度一直增大。如果物体初速度向西，则物体向西减速，最终合力为零，匀速运动。
故选C。
14．BC
【详解】
AB．时
由于
所以二者不会分开，A、B两物体的加速度为
设此时A、B之间的相互作用力为F，对B根据牛顿第二定律可得
解得
故B正确，A错误；
C．当二者之间的相互作用力恰好为0时开始分离，则有
即
解得
故C正确；
D．由于
由A选项可知，二者分离前做加速度为1的匀加速直线运动，根据速度时间关系得分离时的速度
故D错误。
故选BC。
15．ACD
【详解】
物体M置于槽内静止，此时弹簧对物体的压力为3N，物体与槽底之间的摩擦力f=0。所以此时左侧槽壁对M有向右的弹力，大小为3N。现使槽以2m/s2的加速度向左水平运动，则物体相对槽静止时，根据牛顿第二定律
所以弹簧弹力仍为3N，左侧槽壁对M向右的弹力减小为1N，摩擦力仍然为零。
故选ACD。
16．BD
【详解】
AB．由图像可得
对木板有
对物块有
则可得
故A错误，B正确；
C．因为
所以共速后物块开始做减速运动，木板也做减速运动，物块的加速度
木板的加速度
则木板速度为零时运动时间为
物块速度为零时运动时间为
故C错误；
D．整个过程中木板的位移为
物块的位移为
在整个运动过程中，物块相对木板的位移大小为
故D正确。
故选BD。
17．2 沿斜面向上
【详解】
[1][2]由题意可知物体做匀减速运动的加速度大小为：
方向沿斜面向上.根据牛顿第二定律得：
方向沿斜面向上.
18． 向东
【详解】
[1]原来物体处于平衡状态，如果突然把向西的10N的力减小到8N，则物体所受的合外力为2N，方向向东。
根据牛顿第二定律有
[2]加速度的方向与合外力的方向一致，方向向东。
19．(1)400m/s；(2)①；②5m/s2
【详解】
根据自由落体公式
解得
(2)①由牛顿第二定律得
由上式可以看出，随着速度的增大，加速度减小，当阻力等于重力时速度最大，速度图像如图所示
②由
解得
20．（1）；（2）8s；（3）
【详解】
（1）末的速度
得
（2）机器人先以最大的加速度加速，再以最大的加速度减速到目标位置时恰好速度为零用时最短，则
得
可得
（3）平台对餐盘竖直方向的支持力
水平方向的摩擦力
故平台对餐盘的作用力大小
得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
练习
一、单选题，共12小题
1．如图所示为位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为，在斜杆的下端固定有质量为的小球。重力加速度为。现使小车以加速度大小为向右做匀减速直线运动，下列说法正确的是（ ）
A．杆对小球的弹力一定竖直向上 B．杆对小球的弹力一定沿杆向上
C．杆对小球的弹力大小为 D．杆对小球的弹力大小为
2．一条鱼在水中沿水平直线向左加速游动，合理描述水对鱼作用力方向的是（ ）
A． B．
C． D．
3．物体A、B均静止在同一水平面上，其质量分别为mA、mB，与水平面间的动摩擦因数分别为μA、μB，水平方向的力F分别作用在A、B上，所产生的加速度a与力F的关系 分别如图中的1、2所示，则以下判断正确的是（ ）
A．μA> μB mA< mB B．μA=μB mA < mB
C．μA<μB mA >mB D．μA=μB mA = mB
4．如图所示，一个同学用一轻质的拉杆拉着行李箱（拉杆可绕与行李箱的连接点自由转动）在宽阔的水平路面上沿直线行走。已知该同学用最小的拉力让行李箱保持匀速运动，不考虑空气的阻力。下列说法正确的是（ ）
A．拉杆对行李箱的拉力与行李箱受到地面的摩擦力的合力不一定沿竖直方向
B．不改变拉力方向，只改变拉力大小，行李箱一定做加速运动
C．不改变拉力大小，只改变拉力方向，行李箱可能做加速运动
D．不改变拉力大小，只改变拉力方向，行李箱一定做减速运动
5．如图所示，质量为m的小球与轻质弹簧Ⅰ和水平轻绳Ⅱ相连，Ⅰ、Ⅱ的另一端分别固定于P、Q，弹簧与竖直方向夹角θ＝37°若分别剪断Ⅰ、Ⅱ的瞬间，小球的加速度大小分别为a1和a2，则a1：a2为（ ）
A．1：1 B．3：4 C．4：3 D．3：5
6．如图所示，人站在“电动平衡车”上在水平地面上沿直线运动，人受到的空气阻力与速度成正比，则下列说法正确的是（ ）
A．加速运动时，“电动平衡车”对人的作用力竖直向上
B．加速运动时，“电动平衡车”对人的作用力与运动方向相同
C．不管速度大小，只要匀速运动，“电动平衡车”对人的作用力不变
D．地面对“电动平衡车”的摩擦力与其运动方向相同
7．如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图（乙）所示，若图象中的坐标值都为已知量，重力加速度为g，则（ ）
A．在时刻，小球的速度最大
B．在时间内，小球先做匀加速后做匀减速运动
C．在时间内，小球加速度先增加后减小
D．忽略空气阻力，可以计算出小球自由下落的高度
8．如图所示，车厢内有一倾角为的斜面，匀质光滑圆筒状工件置于竖直木板、之间，当车厢沿水平面以加速度向右匀加速运动时（ ）
A．斜面体对工件一定有弹力
B．木板对工件一定有弹力
C．木板对工件一定有弹力
D．木板、对工件一定同时有弹力
9．如图所示，轻弹簧两端拴接质量均为m的小球a、b，拴接小球的细线固定在天花板上，两小球静止，两细线与水平方向的夹角均为α=30°，弹簧水平，重力加速度为g，则以下说法正确的是（ ）
A．细线拉力的大小为mg B．弹簧弹力的大小为
C．剪断左侧细线的瞬间，小球a的加速度为 D．剪断左侧细线的瞬间，小球b的加速度为零
10．如图所示，有一质量为m的物块分别与轻绳P和轻弹簧O相连，其中轻绳P竖直，轻弹簧Q与竖直方向的夹角为，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（ ）
A．轻绳P的弹力大小可能小于
B．弹簧Q可能处于压缩状态
C．剪断轻绳P瞬间，物块的加速度大小为g
D．剪断轻绳P瞬间，物块的加速度大小为0
11．如图a所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体（物体与弹簧不连接），初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x的关系如图b所示（g=10m/s2），则正确的结论是（ ）
A．物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态
B．弹簧的劲度系数为7.5N/cm
C．物体的加速度大小为5m/s2
D．物体的质量为20kg
12．如图所示，密度为的木球与轻质弹簧相连后置于充满水的密闭容器中，弹簧的另一端固定于容器的底部。水与木球的密度差为，重力加速度大小为。初始时整个系统静止，现将容器由静止释放，则释放瞬间木球相对于地面的加速度大小为（ ）
A． B． C． D．
二、多选题，共4小题
13．一物体在几个力的共同作用下处于平衡状态，现使其中向东的一个力F的值逐渐增大到2F，又马上使其恢复到原值（方向不变），则（ ）
A．物体始终向东运动
B．物体先向东运动后向西运动
C．物体的加速度先增大后减小
D．物体的速度先增大后减小
14．如图，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，放置在水平面上，水平面与物体间的摩擦力可忽略，已知，。从开始，推力和拉力分别作用于A、B上，、随时间的变化规律为：，。则（ ）
A．时，A物体的加速度为 B．时，A、B之间的相互作用力为4N
C．时，A、B开始分离 D．A、B开始分离时的速度为3m/s
15．如图所示，U形槽放在水平桌面上，物体M置于槽内静止，此时弹簧对物体的压力为3N，物体与槽底之间的摩擦力f=0。已知物体的质量为1kg，物体与槽底之间的动摩擦因数μ=0.5。现使槽以2m/s2的加速度向左水平运动，则物体相对槽静止时，有（ ）
A．弹簧对物体的压力等于3N
B．弹簧对物体的压力等于6N
C．物体与槽底之间的摩擦力为零
D．物体对左侧槽壁的压力等于1N
16．有一足够长的木板正在水平地面上运动，在t=0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上。以后木板运动的速度－时间图像如图所示。已知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。则（ ）
A．木板与地面间的动摩擦因数为0.4
B．物块与木板间的动摩擦因数为0.1
C．物块和木板在同一时刻速度减为零
D．在整个运动过程中，物块相对木板的位移大小为2.25m
三、填空题，共2小题
17．质量为4kg的物体以5m/s的初速度沿斜面向下做匀减速直线运动，经10s滑至最低点，且速度为0，则这个物体受到的合外力大小为________N，方向________。
18．现有数个力作用在质量为的物体上，物体处于平衡状态，如果突然把向西的10N的力减小到8N，则物体的加速度大小为____________，方向__________．
四、解答题，共2小题
19．据了解，2020年3月22日，浙江中西部地区先后出现强对流天气监测显示，当天某些地区出现冰雹，并伴有6—7级阵性大风．某同学研究冰雹下落的规律时，了解到冰雹是从的高空形成并下落的。假设冰雹间无相互作用且下降过程中质量不变；
(1)若不计空气阻力的影响，请你计算冰雹落地时的速度大小；
(2)由于受到空气阻力的影响，冰雹实际到达地面附近时的速度已趋于稳定不变（即收尾速度），一颗直径大约两厘米的球形雹块，收尾速度为，冰雹下落过程中所受空气阻力大小与速度v的大小成正比，关系如图乙所示。
①请在图丙中定性画出冰雹下落过程中的v—t图像；
②求当冰雹的速度为时加速度的大小。
20．2020年初，新冠疫情爆发，举国上下打响了一场抗击疫情的阻击战。隔离患者，切断传染源是防止疫情蔓延的重要办法。如图是某城市酒店隔离点采用机器人为病人送餐的情景。若隔离病区的配餐点和目标位置处在直线通道上且相距，机器人送餐时从静止开始启动，到达目标位置停下让病人取餐。已知机器人加速和减速过程均可看作匀变速运动，为防止食物翻倒或发生相对移动，加速度大小都不超过，载物平台呈水平状态，餐盘及食物的总质量。求：
（1）机器人以最大加速度启动时经过达到的速度v；
（2）把食物平稳送到目标位置的最短时间t；
（3）以最大加速度减速过程中平台对餐盘的作用力F的大小。
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参考答案
1．C
【详解】
ABD．小球向右做匀减速运动，则加速度向左，合外力向左，对小球受力分析如图
由图可知，当a大小未知时，杆上的弹力与竖直方向夹角不能确定，方向不是沿杆向上，也不是竖直向上，但是F>mg， ABD错误；
C．由几何关系可知
C正确。
故选C。
2．A
【详解】
由于鱼在水中沿水平直线向左加速游动，故其合外力沿水平向左，对鱼受力分析可得，鱼受重力和水对鱼的作用力，两个力的合力方向沿水平向左，BCD错误，A正确。
故选A。
3．A
【详解】
由牛顿第二定律有
整理得
根据a-F图像可知图像的斜率为
图像纵轴的截距为
则斜率越大，物体的质量越小，截距绝对值越大的动摩擦因数越大，所以有
μA>μB ，mA
4．C
【详解】
A．对行李箱受力分析，可知，行李箱受竖直向下的重力、竖直向上的支持力，水平向左的摩擦力和斜向右上方的拉力，因行李箱保持匀速运动，则合力为零，根据平衡条件，重力与支持力的合力竖直向下，则拉杆对行李箱的拉力与行李箱受到地面的摩擦力的合力一定沿竖直方向，且向上，故A错误；
B．不改变拉力方向，只改变拉力大小，则拉力在竖直方向的分力会改变，所以支持会改变，则滑动摩擦力会改变，此时摩擦力与拉力在水平方向的分力平衡，行李箱所受的合力仍然可能为零，行李箱仍做匀速直线运动，故B错误；
CD．不改变拉力大小，只改变拉力方向，则拉力在竖直方向的分力会改变，所以支持会改变，则滑动摩擦力会改变，此时摩擦力与拉力在水平方向的分力平衡，则行李箱所受的合力可能为零，则行李箱做匀速直线运动；或此时摩擦力比拉力在水平方向的分力更大或更小，则行李箱所受的合力可能不为零，则行李箱做加速运动或减速运动，故C正确，D错误。
故选C。
5．C
【详解】
平衡时，小球受力如图所示
可得
剪断弹簧，小球只受重力
剪断轻绳，弹力不突变，小球还受重力和弹力，重力和弹力与绳子的拉力等大反向，合力提供加速度得
故选C。
6．D
【详解】
AB．“电动平衡车”对人的作用力沿水平方向的分力与空气阻力等大反向，沿竖直方向的分力与重力等大反向，则“电动平衡车”对人的作用力应斜向右上方，与运动方向不在同一直线上， 故“电动平衡车”对人的作用力不是竖直向上，AB错误；
C．速度越大，电动车对人水平方向的作用力越大，所以“电动平衡车”对人的作用会发生变化，C错误；
D．整体分析可知，地面对“电动平衡车”的摩擦力与其运动方向相同，D正确。
故选D。
7．D
【详解】
AB．t1时刻小球刚接触弹簧，速度向下，弹力小于重力，根据牛顿第二定律可知，合力向下，随着形变量增大，加速度减小，且方向向下，故速度增大；当弹力等于重力，合力为零，加速度为零，速度最大，之后，弹力大于重力，根据牛顿第二定律可知，合力向上，随着形变量增大，加速度增大，且方向向上，故速度减小，由此分析可知，在时刻，小球的速度不是最大；这段时间内，小球先向下做加速度减小的加速运动，再向下做加速度增大的减速运动，故AB错误；
C．在时间内，时刻弹簧后缩量最大，弹力大于重力，根据牛顿第二定律可知，合力向上，加速度向上，随着弹簧形变量的减小，加速度减小，速度增大；当弹力等于重力时，加速度为零，速度最大，之后弹力小于重力，根据牛顿第二定律可知，合力向下，加速度向下，随着形变量的减小，加速度增大，速度减小。由此分析，可知在时间内，小球加速度先减小后增加，故C错误；
D．若不考虑空气阻力，在这段时间小球在空中运动可视为自由落体运动，由此可知小球做自由落体运动时间为
根据
求得小球自由下落高度，故D正确。
故选D。
8．A
【详解】
A．因为车厢沿水平面以加速度向右匀加速运动，所以合力方向为水平向右，所以斜面体对工件一定有弹力，故A正确。
BC D．当加速度大小为
时，此时则有
所以木板B对工件不一定有弹力，故BCD错误。
故选A。
9．D
【详解】
A．以两个小球和弹簧为整体，在竖直方向上
解得细绳拉力大小
A错误；
B．以a球为研究对象，受力分析
解得弹簧弹力大小
B错误；
C．由于弹簧的弹力不能突变，剪断左侧细线的瞬间，小球a的所受的合力与左侧细绳的拉力等大反向，根据牛顿第二定律可得小球的加速度
C错误；
D．由于弹簧的弹力不能突变，剪断左侧细线的瞬间，小球b所受的各个力没有发生变化，合力仍为零，因此加速度为零，D正确。
故选D。
10．C
【详解】
AB．轻绳P竖直，轻弹簧Q弹力为零，弹簧处于原长状态，轻绳P的弹力大小等于mg，AB错误；
CD．剪断轻绳瞬间，物体只受重力，物块的加速度大小为g，C正确，D错误。
故选C。
11．C
【详解】
A．物体与弹簧分离时，弹簧恢复原长，故A错误；
BCD．刚开始物体处于静止状态，重力和弹力二力平衡，有
拉力为10N时，弹簧弹力和重力平衡，合力等于拉力，根据牛顿第二定律，有
物体与弹簧分离后，由图b知此时弹簧上端移动
拉力为30N，根据牛顿第二定律，有
联立以上式子，代入数据解得
故BD错误，C正确。
故选C。
12．A
【详解】
静止时对木球受力分析得
又有
解得
释放瞬间系统处于完全失重状态，浮力消失，木球受重力和弹簧的弹力，则有
解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
13．C
【详解】
一物体在几个力的共同作用下处于静止状态，知合力为零，使其中向东的一个力F的值逐渐增大到2F，又马上使其恢复到原值，如果物体初速度向东，物体向东加速，知加速度先增大后减小，加速度方向不变，始终与速度方向相同，则物体始终向东运动，速度一直增大。如果物体初速度向西，则物体向西减速，最终合力为零，匀速运动。
故选C。
14．BC
【详解】
AB．时
由于
所以二者不会分开，A、B两物体的加速度为
设此时A、B之间的相互作用力为F，对B根据牛顿第二定律可得
解得
故B正确，A错误；
C．当二者之间的相互作用力恰好为0时开始分离，则有
即
解得
故C正确；
D．由于
由A选项可知，二者分离前做加速度为1的匀加速直线运动，根据速度时间关系得分离时的速度
故D错误。
故选BC。
15．ACD
【详解】
物体M置于槽内静止，此时弹簧对物体的压力为3N，物体与槽底之间的摩擦力f=0。所以此时左侧槽壁对M有向右的弹力，大小为3N。现使槽以2m/s2的加速度向左水平运动，则物体相对槽静止时，根据牛顿第二定律
所以弹簧弹力仍为3N，左侧槽壁对M向右的弹力减小为1N，摩擦力仍然为零。
故选ACD。
16．BD
【详解】
AB．由图像可得
对木板有
对物块有
则可得
故A错误，B正确；
C．因为
所以共速后物块开始做减速运动，木板也做减速运动，物块的加速度
木板的加速度
则木板速度为零时运动时间为
物块速度为零时运动时间为
故C错误；
D．整个过程中木板的位移为
物块的位移为
在整个运动过程中，物块相对木板的位移大小为
故D正确。
故选BD。
17．2 沿斜面向上
【详解】
[1][2]由题意可知物体做匀减速运动的加速度大小为：
方向沿斜面向上.根据牛顿第二定律得：
方向沿斜面向上.
18． 向东
【详解】
[1]原来物体处于平衡状态，如果突然把向西的10N的力减小到8N，则物体所受的合外力为2N，方向向东。
根据牛顿第二定律有
[2]加速度的方向与合外力的方向一致，方向向东。
19．(1)400m/s；(2)①；②5m/s2
【详解】
根据自由落体公式
解得
(2)①由牛顿第二定律得
由上式可以看出，随着速度的增大，加速度减小，当阻力等于重力时速度最大，速度图像如图所示
②由
解得
20．（1）；（2）8s；（3）
【详解】
（1）末的速度
得
（2）机器人先以最大的加速度加速，再以最大的加速度减速到目标位置时恰好速度为零用时最短，则
得
可得
（3）平台对餐盘竖直方向的支持力
水平方向的摩擦力
故平台对餐盘的作用力大小
得
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