—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 同步练习题 (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 同步练习题 (Word版含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 544.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-09 12:25:45 | ||
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文档简介
4.3 牛顿第二定律
一、单选题
1．如图，沿水平直轨运行的地铁车厢中，拉环在某时刻与竖直方向的夹角为θ，已知重力加速度大小为g。则在该时刻（ ）
A．地铁的运动方向水平向右 B．地铁的加速度方向水平向左
C．地铁的加速度大小为gtanθ D．地铁的加速度大小为gcotθ
2．如图所示，两个足够长的斜面均固定在水平地面上，甲图中的斜面粗糙，乙图中的斜面光滑。用同种材料制成的A、两物体同时由静止开始沿斜面下滑。甲图中A、两物体间用平行于斜面的轻质细绳相连，乙图中A、两物体相对静止沿斜面下滑。关于A、两物体的下滑过程，下列说法中正确的是（ ）
A．甲图中A物体很快会撞上物体
B．甲图中A物体与物体的间距保持不变
C．乙图中物体对A物体的作用力方向为竖直向上
D．乙图中物体对A物体的弹力等于A物体所受的重力
3．如图甲所示，一可视为质点的滑块放置在倾角为粗糙且足够长的固定斜面体上，滑块压缩一轻弹簧并被锁定，且滑块与弹簧不相连。时刻解除锁定，描绘出滑块速度-时间的图像如图乙所示，其中段为曲线，段为直线，下列说法正确的是（ ）
A．滑块在内沿斜面向上做匀变速直线运动
B．在内，滑块受到的弹力逐渐增大
C．时弹簧恢复原长，此时滑块刚好脱离弹簧
D．滑块与斜面间的动摩擦因数
4．质量为1kg的物体，在四个恒力的共同作用下，从静止开始做匀加速直线运动。如果这四个力的合力是6N，则物体前2s内运动的位移大小是（ ）
A．16m B．14m C．12m D．9m
5．如图所示，有A、B两物体，mA＝2mB，用细绳连接后放在光滑的斜面上，在它们下滑的过程中（ ）
A．它们的加速度a＝gsinθ
B．它们的加速度aC．细绳的张力FT≠0
D．细绳的张力
6．如图所示，两个相同的滑块通过轻弹簧连接，静止在水平地面上。已知每个滑块与地面间的最大静摩擦力均为3N，弹簧的劲度系数为10N/m，开始时弹簧处于原长，现在滑块B上施加一个水平向右的力F，两滑块的质量均为1kg，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列判断正确的是（ ）
A．当时，滑块B的合力不为零
B．当时，两个物体均保持静止
C．当时，力F作用瞬间，滑块B的加速度大小为1.5m/s2
D．当时，两个滑块均能滑动，且它们保持相对静止时，弹簧的伸长量为0.4m
7．如图所示，质量为m2的物块B放在光滑的水平桌面上，其上放置质量为m1的物块A，用通过光滑的定滑轮的细线将A与质量为M的物块C连接，释放C，A和B一起以加速度大小a从静止开始运动，已知A、B间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，则细线中的拉力大小为（ ）
A．Mg B．M(g＋a)
C．(m1＋m2)a D．m1a＋μ m1g
8．如图甲所示，倾角为θ的粗糙斜面体固定在水平面上，初速度为v0＝10 m/s、质量为m＝1 kg的小木块沿斜面上滑，若从此时开始计时，整个过程中小木块速度的平方随路程变化的关系图象如图乙所示，取g＝10 m/s2，则下列说法不正确的是（ ）
A．0 ~ 5 s内小木块做匀减速运动
B．在t＝1 s时刻，摩擦力反向
C．斜面倾角θ＝37°
D．小木块与斜面间的动摩擦因数为0.5
二、多选题
9．如图所示，两个质量分别为m1＝3kg、m2＝2kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧秤连接．两个大小分别为F1＝30N、F2＝20N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则（ ）
A．弹簧秤的示数是50N
B．弹簧秤的示数是24N
C．在突然撤去F2的瞬间，m1的加速度大小为2m/s2
D．在突然撤去F2的瞬间，m2的加速度大小为12m/s2
10．如图所示，A、B两物块的质量分别为和m，静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数为，B与地面间的动摩擦因数为。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F，则（ ）
A．当时，A、B都相对地面静止
B．当时，A的加速度为
C．当时，A相对B滑动
D．当时，B的加速度为
11．在粗糙水平地面上，有一质量为2kg的物体做直线运动，从时刻起受水平恒力F的作用，经一段时间后撤去力F，物体运动的v-t图像如图所示，取重力加速度大小，下列说法正确的是（ ）
A．物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2
B．物体4s末回到起始位置
C．F的大小为6N
D．F在物体上的作用时间为3s
12．如图所示，一传送带水平放置，以恒定的速度顺时针转动，一物块以某初速度滑上传送带左端，关于物块在传送带上运动的情况，下列说法正确的是（ ）
A．物块一定一直做匀加速直线运动
B．物块可能先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动
C．物块可能一直做匀速直线运动
D．物块可能先做匀减速直线运动，后做匀加速直线运动
13．如图甲所示，水平面上有一倾角为θ的光滑斜面，斜面上用一平行于斜面的轻质细绳系一质量为m的小球。斜面以加速度a水平向右做匀加速直线运动，当系统稳定时，细绳对小球的拉力和斜面对小球的支持力分别为T和FN。若T a图像如图乙所示，AB是直线，BC为曲线，重力加速度为g＝10 m/s2。则（ ）
A．a＝m/s2时，FN＝0
B．小球质量m＝0.1 kg
C．斜面倾角θ的正切值为
D．小球离开斜面之前，FN＝0.8＋0.06a(N)
三、实验题
14．小兰同学设计如图甲所示装置测量木块与水平桌面之间的动摩擦因数。打点计时器固定在水平桌面左端，纸带穿过打点计时器连接在木块上，连接木块的细线跨过桌面右端定滑轮后连接钩码，释放木块后，木块在细线的作用下运动，细线始终保持水平，打点计时器打出的部分纸带如图乙所示。已知乙图中纸带右端连接木块，A、B、C、D、E、F、G、H、I、J为计数点，相邻两计数点间有3个计时点未画出，打点计时器所用交流电源频率为50Hz，取重力加速度g＝10m/s2。
（1）下列实验操作或分析中正确的是_______。
A．实验中必须测出钩码释放时离地的高度
B．实验中应先释放木块再启动打点计时器
C．实验中必须保证钩码的质量远小于木块的质量
D．钩码落地发生在打点计时器打出E、F两点的时刻之间
（2）用图乙中所给数据求木块与桌面间的动摩擦因数，应选取______（选填“AE”、“AF”或“FJ”）段纸带进行计算，由此测得木块与桌面间的动摩擦因数μ＝______（结果保留两位有效数字）。
15．如图甲所示是某研究性学习小组探究小车加速度与力关系的实验装置，长木板置于水平桌面上，一端系有沙桶的细绳通过滑轮与固定的拉力传感器相连，拉力传感器可显示绳中拉力F的大小，改变桶中沙的质量进行多次实验，当地的重力加速度g＝9.8m/s2。完成下列问题：
（1）实验时，下列操作或说法正确的是_______。
A．需要用天平测出沙和沙桶的总质量
B．实验中必须要首先平衡摩擦力
C．实验中无须保证沙和沙桶的质量远小于小车的质量
（2）实验中得到一条纸带，图中A、B、C为相邻的计数点，相邻计数点间有四个点未标出，两相邻计数点间有4个计时点未标出，各计数点到O点的距离如图乙所示。电源的频率为50Hz，则由纸带可知小车的加速度大小为_______m/s2。（保留三位有效数字）
（3）以拉力传感器的示数F为横坐标，以小车加速度a为纵坐标，画出的a-F图像，测得图线的“斜率”为k，则小车的质量为_______。
（4）该小组同学不断增加沙子质量重复实验，发现小车的加速度最后会趋近于某一数值，从理论上分析可知，该数值应为_______m/s2。
四、解答题
16．质量为的物体，静止放在水平面上，它们之间的动摩擦因数，现对物体施加的作用力，方向与水平面成角斜向上，如图所示， ，，取求：
（1）物体运动的加速度；
（2）物体在力作用下内通过的位移；
（3）如果力的作用经后撤去，则物体在撤去力后还能滑行的距离。
17．如图所示，竖直挡板固定在倾角为θ的斜面上，斜面放在水平面上，质量为m的铁球放在挡板与斜面之间。不计一切摩擦，重力加速度大小为g。
（1）求挡板对铁球的支持力大小和斜面对铁球的支持力大小；
（2）若斜面水平向右做匀加速直线运动时，挡板对铁球的支持力恰好为零，求斜面对铁球的支持力大小F3以及斜面运动的加速度大小a。
18．如图所示，固定在水平地面上的斜面体上有一木块A（到定滑轮的距离足够远），通过轻质细线和滑轮与铁块B连接，细线的另一端固定在天花板上，在木块A上施加一沿斜面向下的作用力F，使整个装置处于静止状态。已知连接光滑动滑轮两边的细线均竖直，木块A和光滑定滑轮间的细线和斜面平行，木块A与斜面间的动摩擦因数，斜面的倾角，铁块B下端到地面的高度，木块A的质量，铁块B的质量，不计空气阻力，不计滑轮受到的重力，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，，。
(1)求细线的拉力大小；
(2)当时，求木块A受到的摩擦力；
(3)撤去力F，设铁块B落地后不反弹，求木块A能沿斜面上滑的最大距离。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1-5CBACA 6-8DCA 9BCD 10BC 11ACD 12BC 13ABC
14．D AE 0.31
15．BC 1.00 4.9
16．（1）6m/s2，方向水平向右；（2）75m；（3）
解（1）对物体受力分析如图所示
水平方向有
Fcosθ－Ff=ma
竖直方向有
Fsinθ+FN=mg
另有
Ff=μFN
代入数据解得
a=6m/s2
方向水平向右；
（2）物体在5s内通过的位移
x=at2=×6×52m=75m
（3）5s末物体的速度
v=at=6×5m/s=30m/s
撤去力F后，物体运动的加速度大小
a'==μg=5m/s2
则物体在撤去力F后还能滑行的距离
x'=
17．（1），；（2），
解（1）铁球受力如图所示
由平衡条件得，挡板对铁球的支持力为
F1=mgtanθ
斜面对铁球的支持力为
由牛顿第三定律，得铁球对挡板的压力
铁球对斜面的压力
(2)挡板对铁球的支持力为零，对小球受力分析如图所示
此时铁球所受合外力水平向右，有
得
由
得
18．(1)5N；(2)0.8N；方向沿斜面向下；(3)1.75m
解(1)对铁块B和动滑轮整体受力分析有
解得
(2)对木块A受力分析，设斜面对木块A的摩擦力沿斜面向上
解得
即斜面对木块A的摩擦力大小为0.8N，方向沿斜面向下。
(3)撤去力F，设绳上的拉力为，铁块B下落的加速度大小为，木块A沿斜面上滑的加速度大小为，由题意可得
对铁块B由牛顿第二定律有
对木块A由牛顿第二定律有
解得
铁块B刚落地时由速度与位移关系得
此时木块A的速度大小
木块A的位移大小
此后木块A的加速度大小
木块A继续向上运动的位移大小
故木块A沿斜面向上运动的最大距离
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．如图，沿水平直轨运行的地铁车厢中，拉环在某时刻与竖直方向的夹角为θ，已知重力加速度大小为g。则在该时刻（ ）
A．地铁的运动方向水平向右 B．地铁的加速度方向水平向左
C．地铁的加速度大小为gtanθ D．地铁的加速度大小为gcotθ
2．如图所示，两个足够长的斜面均固定在水平地面上，甲图中的斜面粗糙，乙图中的斜面光滑。用同种材料制成的A、两物体同时由静止开始沿斜面下滑。甲图中A、两物体间用平行于斜面的轻质细绳相连，乙图中A、两物体相对静止沿斜面下滑。关于A、两物体的下滑过程，下列说法中正确的是（ ）
A．甲图中A物体很快会撞上物体
B．甲图中A物体与物体的间距保持不变
C．乙图中物体对A物体的作用力方向为竖直向上
D．乙图中物体对A物体的弹力等于A物体所受的重力
3．如图甲所示，一可视为质点的滑块放置在倾角为粗糙且足够长的固定斜面体上，滑块压缩一轻弹簧并被锁定，且滑块与弹簧不相连。时刻解除锁定，描绘出滑块速度-时间的图像如图乙所示，其中段为曲线，段为直线，下列说法正确的是（ ）
A．滑块在内沿斜面向上做匀变速直线运动
B．在内，滑块受到的弹力逐渐增大
C．时弹簧恢复原长，此时滑块刚好脱离弹簧
D．滑块与斜面间的动摩擦因数
4．质量为1kg的物体，在四个恒力的共同作用下，从静止开始做匀加速直线运动。如果这四个力的合力是6N，则物体前2s内运动的位移大小是（ ）
A．16m B．14m C．12m D．9m
5．如图所示，有A、B两物体，mA＝2mB，用细绳连接后放在光滑的斜面上，在它们下滑的过程中（ ）
A．它们的加速度a＝gsinθ
B．它们的加速度a
D．细绳的张力
6．如图所示，两个相同的滑块通过轻弹簧连接，静止在水平地面上。已知每个滑块与地面间的最大静摩擦力均为3N，弹簧的劲度系数为10N/m，开始时弹簧处于原长，现在滑块B上施加一个水平向右的力F，两滑块的质量均为1kg，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列判断正确的是（ ）
A．当时，滑块B的合力不为零
B．当时，两个物体均保持静止
C．当时，力F作用瞬间，滑块B的加速度大小为1.5m/s2
D．当时，两个滑块均能滑动，且它们保持相对静止时，弹簧的伸长量为0.4m
7．如图所示，质量为m2的物块B放在光滑的水平桌面上，其上放置质量为m1的物块A，用通过光滑的定滑轮的细线将A与质量为M的物块C连接，释放C，A和B一起以加速度大小a从静止开始运动，已知A、B间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，则细线中的拉力大小为（ ）
A．Mg B．M(g＋a)
C．(m1＋m2)a D．m1a＋μ m1g
8．如图甲所示，倾角为θ的粗糙斜面体固定在水平面上，初速度为v0＝10 m/s、质量为m＝1 kg的小木块沿斜面上滑，若从此时开始计时，整个过程中小木块速度的平方随路程变化的关系图象如图乙所示，取g＝10 m/s2，则下列说法不正确的是（ ）
A．0 ~ 5 s内小木块做匀减速运动
B．在t＝1 s时刻，摩擦力反向
C．斜面倾角θ＝37°
D．小木块与斜面间的动摩擦因数为0.5
二、多选题
9．如图所示，两个质量分别为m1＝3kg、m2＝2kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧秤连接．两个大小分别为F1＝30N、F2＝20N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则（ ）
A．弹簧秤的示数是50N
B．弹簧秤的示数是24N
C．在突然撤去F2的瞬间，m1的加速度大小为2m/s2
D．在突然撤去F2的瞬间，m2的加速度大小为12m/s2
10．如图所示，A、B两物块的质量分别为和m，静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数为，B与地面间的动摩擦因数为。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F，则（ ）
A．当时，A、B都相对地面静止
B．当时，A的加速度为
C．当时，A相对B滑动
D．当时，B的加速度为
11．在粗糙水平地面上，有一质量为2kg的物体做直线运动，从时刻起受水平恒力F的作用，经一段时间后撤去力F，物体运动的v-t图像如图所示，取重力加速度大小，下列说法正确的是（ ）
A．物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2
B．物体4s末回到起始位置
C．F的大小为6N
D．F在物体上的作用时间为3s
12．如图所示，一传送带水平放置，以恒定的速度顺时针转动，一物块以某初速度滑上传送带左端，关于物块在传送带上运动的情况，下列说法正确的是（ ）
A．物块一定一直做匀加速直线运动
B．物块可能先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动
C．物块可能一直做匀速直线运动
D．物块可能先做匀减速直线运动，后做匀加速直线运动
13．如图甲所示，水平面上有一倾角为θ的光滑斜面，斜面上用一平行于斜面的轻质细绳系一质量为m的小球。斜面以加速度a水平向右做匀加速直线运动，当系统稳定时，细绳对小球的拉力和斜面对小球的支持力分别为T和FN。若T a图像如图乙所示，AB是直线，BC为曲线，重力加速度为g＝10 m/s2。则（ ）
A．a＝m/s2时，FN＝0
B．小球质量m＝0.1 kg
C．斜面倾角θ的正切值为
D．小球离开斜面之前，FN＝0.8＋0.06a(N)
三、实验题
14．小兰同学设计如图甲所示装置测量木块与水平桌面之间的动摩擦因数。打点计时器固定在水平桌面左端，纸带穿过打点计时器连接在木块上，连接木块的细线跨过桌面右端定滑轮后连接钩码，释放木块后，木块在细线的作用下运动，细线始终保持水平，打点计时器打出的部分纸带如图乙所示。已知乙图中纸带右端连接木块，A、B、C、D、E、F、G、H、I、J为计数点，相邻两计数点间有3个计时点未画出，打点计时器所用交流电源频率为50Hz，取重力加速度g＝10m/s2。
（1）下列实验操作或分析中正确的是_______。
A．实验中必须测出钩码释放时离地的高度
B．实验中应先释放木块再启动打点计时器
C．实验中必须保证钩码的质量远小于木块的质量
D．钩码落地发生在打点计时器打出E、F两点的时刻之间
（2）用图乙中所给数据求木块与桌面间的动摩擦因数，应选取______（选填“AE”、“AF”或“FJ”）段纸带进行计算，由此测得木块与桌面间的动摩擦因数μ＝______（结果保留两位有效数字）。
15．如图甲所示是某研究性学习小组探究小车加速度与力关系的实验装置，长木板置于水平桌面上，一端系有沙桶的细绳通过滑轮与固定的拉力传感器相连，拉力传感器可显示绳中拉力F的大小，改变桶中沙的质量进行多次实验，当地的重力加速度g＝9.8m/s2。完成下列问题：
（1）实验时，下列操作或说法正确的是_______。
A．需要用天平测出沙和沙桶的总质量
B．实验中必须要首先平衡摩擦力
C．实验中无须保证沙和沙桶的质量远小于小车的质量
（2）实验中得到一条纸带，图中A、B、C为相邻的计数点，相邻计数点间有四个点未标出，两相邻计数点间有4个计时点未标出，各计数点到O点的距离如图乙所示。电源的频率为50Hz，则由纸带可知小车的加速度大小为_______m/s2。（保留三位有效数字）
（3）以拉力传感器的示数F为横坐标，以小车加速度a为纵坐标，画出的a-F图像，测得图线的“斜率”为k，则小车的质量为_______。
（4）该小组同学不断增加沙子质量重复实验，发现小车的加速度最后会趋近于某一数值，从理论上分析可知，该数值应为_______m/s2。
四、解答题
16．质量为的物体，静止放在水平面上，它们之间的动摩擦因数，现对物体施加的作用力，方向与水平面成角斜向上，如图所示， ，，取求：
（1）物体运动的加速度；
（2）物体在力作用下内通过的位移；
（3）如果力的作用经后撤去，则物体在撤去力后还能滑行的距离。
17．如图所示，竖直挡板固定在倾角为θ的斜面上，斜面放在水平面上，质量为m的铁球放在挡板与斜面之间。不计一切摩擦，重力加速度大小为g。
（1）求挡板对铁球的支持力大小和斜面对铁球的支持力大小；
（2）若斜面水平向右做匀加速直线运动时，挡板对铁球的支持力恰好为零，求斜面对铁球的支持力大小F3以及斜面运动的加速度大小a。
18．如图所示，固定在水平地面上的斜面体上有一木块A（到定滑轮的距离足够远），通过轻质细线和滑轮与铁块B连接，细线的另一端固定在天花板上，在木块A上施加一沿斜面向下的作用力F，使整个装置处于静止状态。已知连接光滑动滑轮两边的细线均竖直，木块A和光滑定滑轮间的细线和斜面平行，木块A与斜面间的动摩擦因数，斜面的倾角，铁块B下端到地面的高度，木块A的质量，铁块B的质量，不计空气阻力，不计滑轮受到的重力，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，，。
(1)求细线的拉力大小；
(2)当时，求木块A受到的摩擦力；
(3)撤去力F，设铁块B落地后不反弹，求木块A能沿斜面上滑的最大距离。
试卷第1页，共3页
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参考答案
1-5CBACA 6-8DCA 9BCD 10BC 11ACD 12BC 13ABC
14．D AE 0.31
15．BC 1.00 4.9
16．（1）6m/s2，方向水平向右；（2）75m；（3）
解（1）对物体受力分析如图所示
水平方向有
Fcosθ－Ff=ma
竖直方向有
Fsinθ+FN=mg
另有
Ff=μFN
代入数据解得
a=6m/s2
方向水平向右；
（2）物体在5s内通过的位移
x=at2=×6×52m=75m
（3）5s末物体的速度
v=at=6×5m/s=30m/s
撤去力F后，物体运动的加速度大小
a'==μg=5m/s2
则物体在撤去力F后还能滑行的距离
x'=
17．（1），；（2），
解（1）铁球受力如图所示
由平衡条件得，挡板对铁球的支持力为
F1=mgtanθ
斜面对铁球的支持力为
由牛顿第三定律，得铁球对挡板的压力
铁球对斜面的压力
(2)挡板对铁球的支持力为零，对小球受力分析如图所示
此时铁球所受合外力水平向右，有
得
由
得
18．(1)5N；(2)0.8N；方向沿斜面向下；(3)1.75m
解(1)对铁块B和动滑轮整体受力分析有
解得
(2)对木块A受力分析，设斜面对木块A的摩擦力沿斜面向上
解得
即斜面对木块A的摩擦力大小为0.8N，方向沿斜面向下。
(3)撤去力F，设绳上的拉力为，铁块B下落的加速度大小为，木块A沿斜面上滑的加速度大小为，由题意可得
对铁块B由牛顿第二定律有
对木块A由牛顿第二定律有
解得
铁块B刚落地时由速度与位移关系得
此时木块A的速度大小
木块A的位移大小
此后木块A的加速度大小
木块A继续向上运动的位移大小
故木块A沿斜面向上运动的最大距离
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