2021-2022学年高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册-5.3 牛顿第二运动定律 同步练习(Word版含答案)

5.3 牛顿第二运动定律
一、单选题
1．关于速度和加速度的认识下列说法正确的是（　　）
A．加速度减小的运动一定是减速运动
B．加速度增大的运动一定是加速运动
C．加速度的大小与速度的变化量成正比
D．加速度与速度没有必然关系，加速度由物体的受力和质量决定
2．如图所示，物块在光滑水平面上向右做匀速直线运动，某时刻起受到一个向右的恒力作用，此后物块将（　　）
A．做匀加速直线运动 B．做匀速直线运动
C．做匀减速直线运动 D．立即停止
3．放在倾角为30°的固定斜面上的物体，受到平行于斜面向上的力F作用沿斜面向上运动，力F随时间t变化的图象及物体运动的v-t图象如图所示，由此可知（不计空气阻力，取g=10m/s2）（ ）
A．物体的质量m=30kg
B．物体的质量m=60kg
C．物体与斜面间的动摩擦因数
D．物体与斜面间的动摩擦因数
4．质量为m的物体，它的v-t如图所示，该物体在哪一段时间所受的合外力最大（　　）
A．0~2s B．2~6s C．6~9s D．9~10s
5．下列单位与牛顿等价的有（　　）
A．kg·m/s2 B．kg·m·s2 C．kg·m/s D．m2/kg·s
6．如图所示，轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个物体，静止时弹簧伸长了4cm，现用外力向下拉物体，使弹簧再伸长1cm，保持物体静止，当撤去外力时，则物体的加速度大小为（g为重力加速度）（ ）
A．0.25g B．0.75g C．0 D．1.25g
7．如图所示，一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环。箱和杆质量是M，环的质量为m，已知环沿着杆以加速度a下滑，环受杆的摩擦阻力大小为F，则此时箱对地面的压力为（　　）
A．Mg－F B．（M＋m）g－F
C．（M＋m）g D．（M＋m）g－ma
8．小球在水平面上移动，每隔秒记录小球的位置如图所示。每一段运动过程分别以甲、乙、丙、丁和戊表示。试分析在哪段，小球所受的合力可能为零（　　）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
9．如图所示，甲、乙两辆小车放在光滑的水平面上。在相同的拉力F作用下，甲车产生的加速度为，乙车产生的加速度为，则甲、乙两车的质量之比为（　　）
A．1∶2 B．2∶1 C．1∶4 D．4∶1
10．如图，粗糙的长方体木块A、叠在一起，放在水平桌面上，木块受到一个水平方向的力的牵引，但仍然保持静止。木块受力的个数为（　　）
A．4 B．5 C．6 D．7
11．如图所示，一光滑球用细线悬挂在升降机竖直壁上，设细线对小球的拉力为F1，竖直壁对球的弹力为F2，升降机竖直向上加速运动，当加速度增大时（　　）
A．F1变小，F2变小 B．F1变小，F2变大 C．F1变大，F2变大 D．F1变大，F2变小
12．如图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。若已知飞船质量为3.0×103kg，其推进器的平均推力F为1000 N，在飞船与空间站对接后，推进器工作5 s内，测出飞船和空间站的速度变化是0.05m/s，空间站的质量是（　　）
A．9.7×104kg B．8.7×104kg C．7×104kg D．6×104kg
13．如图所示，两个倾角相同的滑杆上分别套有A、B两个圆环，两个圆环上分别用细线悬吊两个物体C、D，当它们都沿滑杆向下滑动时A的悬线与杆垂直，B的悬线竖直向下．下列说法正确的是（　　）
A．A环与滑杆之间有摩擦力
B．B环与滑杆之间没有摩擦力
C．A环做的是匀加速直线运动
D．B环做的是匀加速直线运动
14．受水平外力F作用的物体，在粗糙水平面上做直线运动，其v t图线如图所示，则（　　）
A．在0～t1时间内，外力F大小不断增大
B．在t1时刻，外力F为零
C．在t1～t2时间内，外力F大小可能先减小后增大
D．在t1～t2时间内，外力F大小可能不断增大
15．高铁已成为重要的“中国名片”。一辆由8节车厢编组的列车，从车头开始的第2、3、6、7车厢为动力车厢，其余为非动力车厢。列车在平直轨道上匀加速启动时，若每节动力车厢的牵引力大小均为F，每节车厢的质量均为m，每节车厢所受阻力均为f，则（　　）
A．列车的加速度为
B．列车的加速度为
C．第2节车厢对第3节车厢的作用力为
D．第2节车厢对第3节车厢的作用力为
16．某同学站在电梯的水平地板上，利用速度传感器研究电梯的升降过程。取竖直向上为正方向，电梯在某一段时间内速度的变化情况如图所示。根据图像提供的信息，下列说法正确的是（　　）
A．在内的电梯对人的支持力变大 B．内与内的平均速度相同
C．时电梯开始下降 D．前内电梯上升的位移为
二、解答题
17．如图所示，质量为的物体静止于水平面上。现用大小为水平向右的力拉物体，使物体沿水平面做匀加速直线运动。若物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，取，，，求：
（1）物体加速度的大小；
（2）现保持力大小不变，方向改为与水平方向成角斜向上，物体加速度的大小。
18．如图所示，放在长木板上的木块质量为，木板与水平方向夹角为θ。取，，）。
（1）当时，木块恰好能沿木板做匀速直线运动，求木块和木板间的动摩擦因数；
（2）当时，木块在到斜面底端A距离为1.75m的B处由静止释放，求木块从开始下滑至运动到斜面底端A的时间。
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．D
【详解】
AB．无论加速度增大还是减小，若加速度方向与速度方向相同，则物体一定做加速运动；若加速度方向与速度方向相反，则物体一定做减速运动，故AB错误；
C．加速度的大小与速度的变化量和发生这一变化所用时间共同决定，故C错误；
D．加速度与速度没有必然关系，根据牛顿第二定律可知加速度由物体的受力和质量决定，故D正确。
故选D。
2．A
【详解】
物体受到水平向右的恒力作用，合力水平向右，根据牛顿第二定律可知物体加速度方向水平向右且大小不变，由于物体速度方向也水平向右，与加速度方向相同，所以物体将向右做匀加速直线运动，故选A。
3．D
【详解】
在0-2s内对物体受力分析，受到重力，摩擦力，支持力，和力F，有
在2s-内对物体受力分析，受到重力，摩擦力，支持力，有
根据图示得
F=100N
联立解得
m=10kg
故选D。
4．D
【详解】
由牛顿第二定律可知，质量m不变时，加速度越大，则合外力越大，v-t图象的斜率表示加速度，由图可知，图中9~10s加速度最大，所以该段时间合外力最大。
故选D。
5．A
【详解】
使1kg的物体产生1m/s2的力定义为1牛顿的力，所以，故A正确，BCD错误。
故选A。
6．A
【详解】
当物体不受外力静止时，有
当用外力向下拉物体，物体保持静止，有
当撤去外力时，有
解得
故选A。
7．D
【详解】
ABC．根据牛顿第三定律可知，环对杆的摩擦力大小为F，方向向下，箱子对地面的压力为Mg+F。故ABC错误；
D．对环利用牛顿第二定律，得
解得
代入A项可得
（M＋m）g－ma
故D正确。
故选D。
8．C
【详解】
只有丙段点距间隔均匀且为直线，说明在丙段可能做匀速直线运动，即合力为零。
故选C。
9．B
【详解】
设力F与水平方向夹角为θ，由牛顿第二定律可知
Fcosθ=ma
则
故选B。
10．B
【详解】
对物体A分析可知，水平方向受合力为零，则不受B的摩擦力；对B分析可知，受重力、A对B的压力、地面对B的支持力和摩擦力以及力F，共5个力作用。
故选B。
11．C
【详解】
设小球的质量为m，所受重力为G，F1与水平面的夹角为θ，对小球受力分析如图所示
设小球向上运动的加速度大小为a，由牛顿第二定律得
水平方向上受力平衡得
由于θ大小不变，则加速度增大时，F1一定增大，则 F2随之增大。
故选C。
12．A
【详解】
把飞船与空间站看成一整体，其加速度大小为
设飞船质量m，空间站质量M，对整体由牛顿第二定律可得
解得空间站的质量为
M=9.7×104kg
故选A。
13．C
【详解】
AC．C球做直线运动，对其受力分析，如图所示
由牛顿第二定律，得到
Mgsinθ=Ma
解得
a=gsinθ
细线拉力为
T=Mgcosθ
再对A环受力分析，如下图
根据牛顿定律，有
mgsinθ-f=ma
N=mgcosθ+T
联立解得
f=0
N=（M+m）gcosθ
故C正确，A错误；
BD．对D球受力分析，受重力和拉力，由于做直线运动，合力与速度在一条直线上，故合力为零，物体做匀速运动，细线拉力等于Mg；
再对B环受力分析，如图，受重力、拉力、支持力，由于做匀速运动，合力为零，故必有向后的摩擦力
根据平衡条件，有
（M+m）gsinθ=f
N=（M+m）cosθ
故BD错误。
故选C。
14．C
【详解】
A．在0-t1时间内，图象切线的斜率不断减小，说明物体的加速度不断减小，由牛顿第二定律得
F-f=ma
解得
F=f+ma
可知外力F大小不断减小，故A错误；
B．在t1时刻，物体的加速度为0，根据平衡条件则有
F=f≠0
故B错误；
CD．在t1～t2时间内，反方向的加速度逐渐增大，说明向后的合力一直增大，外力可能方向不变，一直减小，也可能外力减小到零后反向增加，故D错误，C正确。
故选C。
15．A
【详解】
AB．对列车整体根据牛顿第二定律可得列车的加速度为
故A正确，B错误；
CD．设第2节车厢对第3节车厢的作用力大小为F′，对1、2两节车厢根据牛顿第二定律有
解得
故CD错误。
故选A。
16．B
【详解】
A．0~5s内电梯竖直向上做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有
可知电梯对人的支持力N不变，故A错误；
B．由于0~5s内和10~20s内电梯都做匀变速直线运动，根据匀变速直线运动规律的推论
可知0~5s内与10~20s内的平均速度相等，故B正确；
C．t=10s时电梯开始竖直向上做匀减速直线运动，t=20s时电梯开始下降，故C错误；
D．v-t图像的斜率表示加速度，所以10~25s内电梯的加速度为
则25s时电梯的速度为
v-t图像与t轴所围的面积表示位移，且t轴上方表示位移为正，t轴下方表示位移为负，所以前内电梯上升的位移为
故D错误。
故选B。
17．（1）；（2）
【详解】
（1）物体所受滑动摩擦力大小为
①
设物体加速度的大小为a，根据牛顿第二定律有
②
联立①②解得
③
（2）物体受力分析如图所示，设物体的加速度大小为a′，在水平方向上由牛顿第二定律得
④
在竖直方向上根据平衡条件得
⑤
又
⑥
联立④⑤⑥解得
⑦
18．（1）0.75；（2）1s
【详解】
（1）当时木块恰好静止，垂直斜面方向上有
平行斜面方向上有
解得
（2）当时，木块沿长木板匀加速下滑，设物体加速度为a
即
木块下滑过程有
解得
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