5.3牛顿第二运动定律同步练习 （word版含答案）

鲁科版 （2019）必修一 5.3 牛顿第二运动定律 同步练习
一、单选题
1．下列物理量的单位，在国际单位制中，不属于基本单位的是（　　）
A．长度的单位m B．质量的单位kg C．时间的单位s D．力的单位N
2．如图所示，光滑地面上并排放置A、B两物块，它们在F=10N的水平恒力作用下，一起向右匀加速运动，A、B的质量分别为m1=2kg、m2=3kg，则在运动过程中，A、B之间的作用力的大小为（　　）
A．4N B．5N C．6N D．8N
3．下列单位为国际单位制的基本单位的是（　　）
A．吨 B．牛顿 C．库仑 D．千克
4．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
5．如图所示为乘客在进入车站乘车时，将携带的物品放在以恒定速率运动的水平传送带上，使物品随传送带一起运动并通过检测仪接受检查时的情景。当乘客将携带的物品轻放在传送带上之后，关于物品受到的摩擦力，下列说法正确的是（　　）
A．当物品与传送带相对静止时，物品受到静摩擦力
B．当物品受到摩擦力作用时，摩擦力方向与物品运动方向相同
C．当物品受到摩擦力作用时，物品不一定受到弹力作用
D．由于物品相对于地面是运动的，物品一直受到滑动摩擦力
6．一个倾角为θ=37°的斜面固定在水平面上，一个质量为m=1.0kg的小物块（可视为质点）以v0=4.0m/s的初速度由底端沿斜面上滑，小物块与斜面的动摩擦因数μ=0.25。若斜面足够长，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。小物块沿斜面上滑时的加速度大小为（　　）
A．5 m/s2 B．4 m/s2
C．8 m/s2 D．10 m/s2
7．一质量为m的物体在水平恒力F的作用下沿水平面运动，在时刻撤去力F，其图像如下图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为，则力F的大小为（　　）
A． B． C． D．
8．如图甲所示，粗糙斜面与水平面的夹角为30°，质量为0.3kg的小物块静止在A点。现有一沿斜面向上的恒定推力F作用在小物块上，作用一段时间后撤去推力F，小物块能到达的最高位置为C点，小物块从A到C的v－t图像如图乙所示。g取10m/s2，则下列说法正确的是（　　）
A．小物块到C点后将沿斜面下滑
B．小物块加速时的加速度是减速时加速度的3倍
C．小物块与斜面间的动摩擦因数为
D．推力F的大小为4N
9．普通火车动力都在火车头上，车厢（头）与车厢之间通过挂钩连接在一起．火车在启动时，会先往后退，再启动，这样会使挂钩松弛，车厢（头）与车厢之间无作用力，再向前启动时，车厢会一节一节地依次启动，减少所需要的动力．一列火车共有15节车厢，火车头与每节车厢的质量相等，车厢（头）与轨道间的摩擦力均为，假设启动时每节车厢的加速度均为a，若火车不后退所有车厢同时启动，火车头提供的动力F，则下列分析正确的是（　　）
A．若车厢依次启动，当第3节车厢启动时火车头提供的动力为，此时第2节车厢对第3节车厢的作用力为
B．所有车厢同时启动时，第2节车厢对第3节车厢的作用力大小为
C．若第1节车厢中有质量为m的乘客，则启动时车厢对他的作用力大小为ma
D．所有车厢同时启动时，前两节车厢间与最后两节车厢间的相互作用力大小之比为2：1
10．两个质量均为m的小球放置在倾角为的光滑斜面上（斜面固定在地面上不动），如图所示，系统静止时，弹簧与细线均平行于斜面，在细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是（　　）
A． B．
C． D．
11．如图所示，一根弹簧一端固定在左侧竖直墙上，另一端连着A小球，同时水平细线一端连着A球，另一端固定在右侧竖直墙上，弹簧与竖直方向的夹角是60°，A、B两小球分别连在另一根竖直弹簧两端。开始时A、B两球都静止不动，A、B两小球的质量相等，重力加速度为g，若不计弹簧质量，在水平细线被剪断瞬间，A、B两球的加速度分别为（　　）
A． B．
C． D．
12．如图所示，滑轮A可沿倾角为θ的足够长光滑轨道下滑，滑轮下用轻绳挂着一个重力为G的物体B，下滑时，物体B相对于A静止，则下滑过程中（不计空气阻力）（　　）
A．绳的拉力为G B．绳的拉力为
C．绳的方向与光滑轨道不垂直 D．B的加速度为g sinθ
13．如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端与A物体相连接，将B物体放置在A物体的上面，A、B的质量都为m，初始时两物体都处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体B上，使物体B开始向上做匀加速运动，拉力F与物体B的位移x的关系如图乙所示，重力加速度g=10m/s2，则下列说法中正确的是（　　）
A．物体B位移为4cm时，弹簧处于原长状态
B．物体B的加速度大小为5m/s2
C．物体A的质量为4kg
D．弹簧的劲度系数为5N/cm
14．将倾角为θ的足够长的斜面体放在粗糙的水平地面上，现有一带固定支架的滑块正沿斜面加速下滑。支架上用细线悬挂质量为m的小球达到稳定（与滑块相对静止）后，悬线的方向与竖直方向的夹角为α，如图所示，已知斜面体始终保持静止，重力加速度为g，若α=θ，则下列说法正确的是（　　）
A．小球、滑块的加速度为，斜面体的上表面粗糙
B．小球、滑块的加速度为，斜面体的上表面光滑
C．地面对斜面体的摩擦力水平向右
D．地面对斜面体的摩擦力水平向左
15．如图所示，木盒中固定一质量为m的砝码，木盒和砝码在斜面上一起以一定的初速度滑行一段距离后停止。现拿走砝码，而持续加一个垂直于斜面向下的恒力F（F=mgcos θ），其他条件不变，则木盒滑行的距离将（　　）
A．不变 B．变小
C．变大 D．变大、变小均有可能
二、填空题
16．瞬时问题
（1）牛顿第二定律的表达式为：F合＝ma，加速度由物体所受_____决定，加速度的方向与物体所受_____的方向一致。当物体所受合外力发生突变时，加速度也随着发生突变，而物体运动的_____不能发生突变。
（2）轻绳、轻杆和轻弹簧（橡皮条）的区别
①轻绳和轻杆：剪断轻绳或轻杆断开后，原有的弹力将______。
②轻弹簧和橡皮条：当轻弹簧和橡皮条两端与其他物体连接时，轻弹簧或橡皮条的弹力不能发生突变。
17．方法一：利用牛顿第二定律
先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用天平测量物体的______，利用牛顿第二定律可得G＝______。
18．牛顿第二定律的表达式
（1）内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成____，跟它的质量成____，加速度的方向跟作用力的方向____。
（2）表达式F＝____，其中力F指的是物体所受的____。
19．两类基本问题
（1）从受力确定运动情况
如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的___________，再通过运动学的规律确定物体的___________情况。
（2）从运动情况确定受力
如果已知物体的运动情况，根据运动学规律求出物体的___________，结合受力分析，再根据牛顿第二定律求出___________。
（3）如图所示，一质量为8 kg的物体静止在粗糙的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，用一水平拉力F=20 N拉物体，使其由A点开始运动，经过8 s后撤去拉力F，再经过一段时间物体到达B点停止。则：（g取10 m/s2）
a.在拉力F作用下物体运动的加速度大小为___________ m/s2；
b.撤去拉力F瞬间物体的速度大小v=___________ m/s；
c.撤去拉力F后物体运动的距离x=___________ m。
三、解答题
20．由于月球的吸引，物体在月球附近也会受到“重力”。月球表面没有大气，探月探测器无法利用气动减速的方法着陆，只能依靠反推发动机向下喷气以获得向上的反作用力来实现可控着陆。我国研制的推力可调的变推力反推发动机，不仅能让探测器减速还能使它像直升机一样悬停，如图所示。已知嫦娥三号登月探测器质量为3700kg，在月球表面附近某一高度悬停时，发动机向下的推力大小为5920N。不计燃料消耗，近似认为探测器的质量保持不变。求：
（1）月球表面的“重力加速度”g月为多大？
（2）发动机的推力调整为多大才能控制探测器以a=0.6m/s2匀加速下降？
21．如图所示，水平传动带以v0=4m/s的速率顺时针匀速运转，传动带左、右两端的距离为8m，把一可以看作质点的小物块轻放在传动带左端，物块与传动带之间的动摩擦因数为μ=0.2，重力加速度g取10m/s2，则：
（1）经多长时间物块会与传动带共速。
（2）经多长时间物块会从传动带右端掉下来。
22．如图所示，用与水平方向成37°的恒力F＝10N将质量为m＝1kg的物体由静止开始从A点拉到B点撤去力F，已知A、B间距L＝2m，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.5。求撤去外力后物体还能滑行多远？
23．邢台机场，又名邢台市褡裢机场，能飞大型军用运输飞机。假设其某起飞跑道可视为由长度的水平跑道和长度的倾斜跑道两部分组成，水平跑道和倾斜跑道末端的高度差，如图所示。已知质量的飞机的总推力大小恒为，方向始终与速度方向相同，若飞机起飞过程中受到的摩擦阻力和空气阻力的合力大小恒为飞机所受重力的0.15倍，飞机质量视为不变，飞机可看成质点，取重力加速度大小，不计连接处的速度损失。
（1）求飞机在水平跑道上运动的时间；
（2）求飞机在倾斜跑道上的加速度大小；
（3）若起飞跑道是一条水平直跑道，则要使达到原起飞速度的大小，求水平直跑道的长度（结果保留到小数点后一位）。
24．物理课外小组在一长为L的水平方桌上放置一块质地均匀、质量为 的硬塑料板，塑料板的左边缘与方桌左边缘相距 ，在塑料板上靠近方桌的边缘处放一个可看作质点、质量为 的重锤，如图所示。已知塑料板与方桌上表面间的动摩擦因数为，重锤与塑料板、方桌上表面间的动摩擦因数均为，空气阻力不计，重力加速度 。
（1）若L足够大，则给塑料板水平向右至少多大的初速度才能使重锤脱离塑料板？
（2）若，则给塑料板水平向右多大的恒定推力才能使重锤刚好不从方桌上掉下？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
ABC．长度的单位m，质量的单位kg，时间的单位s均属于基本单位，ABC错误；
D．力的单位N属于导出单位，D正确。
故选D。
2．C
【解析】
【详解】
整体由牛顿第二定律可得
对B由牛顿第二定律可得
联立解得，A对B的作用力大小为
故选C。
3．D
【解析】
【详解】
A．吨是质量的单位，但不是质量的国际单位，故A错误；
B．牛顿是力的单位，力不是基本量，所以牛顿不是基本单位，故B错误；
C．库仑是电荷量的单位，电荷量不是基本量，所以库仑不是基本单位，故C错误；
D．千克是质量的单位，是基本单位，也是质量在国际单位制中的单位，故D正确。
故选D。
4．C
【解析】
【详解】
AB．以C为研究对象，有
解得
故AB错误；
C．以A、B整体为研究对象，根据牛顿第二定律可知
故C正确；
D．A、B间为静摩擦力，根据牛顿第二定律，对B可知
对A可知
联立解得
故D错误。
故选C。
5．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．当物品与传送带相对静止时，物品不受摩擦力作用，A错误；
B．当把物品放上传送带时，物品相对传送带有向后运动的趋势，受到向前的摩擦力，B正确；
C．有摩擦力，一定有弹力，C错误；
D．物品虽然相对地面是运动的，但相对传送带静止时，物品不受摩擦力作用，D错误。
故选B。
6．C
【解析】
【详解】
对物块分析，根据牛顿第二定律有
代入数据解得
故ABD错误C正确。
故选C。
7．C
【解析】
【详解】
设加速阶段加速度大小为a1，减速阶段加速度大小为a2，由牛顿第二定律可得
由图像可知
则
故选C。
8．D
【解析】
【详解】
ABC．由题图乙所示可知，物块匀加速直线运动的加速度大小
a1＝＝m/s2
匀减速直线运动的加速度大小
a2＝＝10m/s2
在匀减速直线运动过程中，根据牛顿第二定律
mgsin30°＋μmgcos30°＝ma2
解得
μ＝
在最高点，有
mgsin30°＝μmgcos30°
所以物块达到最高点C后不会下滑，故ABC错误；
D．在匀加速过程中，由牛顿第二定律可得
F－mgsin30°－μmgcos30°＝ma1
解得
F＝4N
故D正确。
故选D。
9．A
【解析】
【详解】
A．设每节车厢质量为M，则根据牛顿第二定律，对火车整体分析得
火车头依次带动前3节车厢，此时后面12节车厢静止，车厢与车厢间无作用力，对车头和前3节受力分析得
解得
以第3节车厢为研究对象，则
解得
A正确；
B．所有车厢同时启动时，分析第2节车厢对第3节车厢的作用力，以后面13节车厢为研究对象，则
解得
B错误；
C．对质量为m的乘客分析：沿运动方向车厢作用力
竖直方向支持力
根据力的合成可知，车厢对他的作用力大小为
C错误；
D．所有车厢同时启动时，第1节车厢对第2节车厢的作用力，以后面14节车厢为研究对象得
第14节车厢对第15节车厢的作用力，以第15节车厢为研究对象得
相互作用力大小之比为14：1，D错误。
故选A。
10．C
【解析】
【详解】
细线烧断前，分析整体受力可知弹簧的拉力为
细线烧断瞬间，小球A受的合力沿斜面向下，大小为
由牛顿第二定律知，小球A的瞬时加速度为
小球B受的合力沿斜面向上，大小为
小球B的瞬时加速度为
故C正确，ABD错误。
故选C。
11．D
【解析】
【详解】
水平细线被剪断前对A、B两小球进行受力分析，如图所示，静止时，由平衡条件得
又
解得
水平细线被剪断瞬间，消失，弹力不能突变，A所受合力与等大反向，，所以可得
ABC错误，D正确。
故选D。
12．D
【解析】
【详解】
D．对整体分析，根据牛顿第二定律得：
加速度为
则B的加速度为gsinθ。故D正确。
ABC．隔离对B分析，根据牛顿第二定律知，B的合外力沿斜面向下，大小为
mBa=mBgsinθ=Gsinθ
由平行四边形定则知，绳的方向与轨道垂直，拉力大小为
T=Gcosθ
选项ABC错误。
故选D。
13．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．当物体B位移为4cm时，物体A、B仍有向上的加速度，此时弹簧产生的向上的弹力大于物体A的重力，所以弹簧处于压缩状态，选项A错误；
BC．设力F未作用时弹簧的压缩量为x0，则有
kx0＝2mg
设物体A、B的共同加速度大小为a，则当
F＝F1＝20N
时，由牛顿第二定律得
F1＋kx0－2mg＝2ma
当
F＝F2＝50N
时，物体A、B刚好分离，对物体B有
F2－mg＝ma
以上各式联立可解得
a＝2.5m/s2，m＝4kg
选项B错误，C正确；
D．当物体A、B刚好分离时，对物体A有
k（x0－x）－mg＝ma
将x＝0.04m代入解得
k＝7.5N/cm
选项D错误。
故选C。
14．D
【解析】
【详解】
AB．小球受到沿绳的拉力和竖直向下的重力，合力平行斜面向下，满足
可得加速度
故斜面一定是光滑的，故AB错误；
CD．对整个系统，水平方向有向左的加速度，水平方向有向左的合外力，则地面对斜面体的摩擦力水平向左，故C错误，D正确。
故选D。
15．B
【解析】
【分析】
【详解】
设木盒的质量为M且向上滑行，放有砝码时由牛顿第二定律有
换成垂直于斜面向下的恒力F时由牛顿第二定律有
可知a2>a1，再由
x=
可得x2＜x1.同理可知，若木盒向下滑行，放有砝码时，有
换成垂直于斜面向下的恒力F时，有
可知a2′>a1′，再由
x′=
可得x2′＜x1′，故B正确，ACD错误。
故选B。
16． 合外力 合外力 速度 突变为0
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2][3] 牛顿第二定律的表达式为
加速度由物体所受合外力决定，加速度的方向与物体所受合外力的方向一致。当物体所受合外力发生突变时，加速度也随着发生突变，而物体运动的速度不能发生突变。
（2）[4] 轻绳和轻杆：剪断轻绳或轻杆断开后，原有的弹力将突变为0
17． 质量m mg
【解析】
【分析】
【详解】
略
18． 正比 反比 相同 kma 合力
【解析】
【分析】
【详解】
略
19． 加速度 运动 加速度 合外力 0.5 4 4
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1] 如果已知物体的受力情况，可以求出合力，根据牛顿第二定律，可以求出物体的加速度。
[2]结合运动学规律公式，可以求出物体的运动情况。
(2)[3] 如果已知物体的运动情况，根据运动学规律求出物体的加速度。
[4]结合牛顿第二定律，可以求出物体受到的合外力。
(3)[5]受力分析得
解得
[6]根据速度公式得
[7] 撤去拉力F后，受力分析得
解得
物体运动的位移为
20．（1）1.6m/s2；（2）3700N
【解析】
【详解】
（1）根据平衡条件
解得
（2）根据牛顿第二定律
解得
21．（1）2s；（2）3s
【解析】
【详解】
（1）物块刚放上传动带时做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得
μmg=ma
解得物块的加速度为
a=2m/s2
物块与传送带共速所需时间为
（2）物块匀加速运动的位移为
之后匀速运动到右端的时间为
物块从传动带左端到右端的时间为
t=t1+t2=3s
即经3s物块会从传动带右端掉下来。
22．2.4m
【解析】
【详解】
在A→B过程中，物体受力如图所示
其中
前进
后，速度设为v，则
撤去外力后，则
再前进位移设为x，则
联立解得
23．（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）设飞机在水平跑道的加速度大小为，由牛顿第二定律得
解得
由加速度直线运动公式
解得
（2）设飞机沿斜面反向的加速大小为，在倾斜跑道上对飞机受力分析
由牛顿第二定律得
解得
（3）要达到原起飞速度的大小，飞机在直跑道增加部分的速度增量应与在原倾斜跑道的速度增量的大小相等，设直跑道增加的长度为，则
24．（1）；（2）1.58N
【解析】
【详解】
（1）塑料板的加速度大小
重锤的加速度大小
塑料板与重锤刚好脱离时二者的速度相同，以塑料板为参考系，则
据
得
（2）因重锤与塑料板、方桌表面的动摩擦因数相同，其在塑料板上相对滑动时的加速度与在方桌表面运动时的加速度大小相等、方向相反，设重锤刚滑离塑料板时的速度为v，则有
，，
得
重锤在塑料板上的运动时间
故重锤在塑料板上运动时有
即
联立解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页