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．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
3．一个倾角为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。小物块返回斜面底端时的速度大小为（　　）
A．2 m/s B．2 m/s C．1 m/s D．3 m/s
4．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
5．关于单位制，下列说法正确的是（　　）
A．力学中的三个基本单位是米、秒、牛
B．
C．电学中只有“安培”是基本单位，其他单位都是导出单位
D．根据物理量的定义式，推导出来的物理量单位，可能是基本单位，可能是导出单位
6．如图所示，质量的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平推力。当小车向右运动的速度达到3m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计、质量为的小物块，小物块与小车间的动摩擦因数，小车足够长。求：从小物块放在小车上开始，经过小物块通过的位移大小为多少？（取）（　　）
A．1.25m B．1.75m C．2m D．2.25m
7．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
8．雨滴从空中由静止落下，若雨滴下落时空气对其阻力随雨滴下落速度的增大而增大，如图所示的图象能正确反映雨滴下落运动情况的是（　　）
A． B．
C． D．
9．如图甲所示，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，一端固定在墙壁上，另一端拴接物体A，质量均为1kg的物体A、B接触但不粘连。压缩弹簧至某一位置（弹性限度以内）后静止释放A、B，同时给物体B施加水平向右的力F的作用使之做匀加速直线运动，F与作用时间t的关系如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）
A．物体A、B分离时，弹簧刚好为原长状态
B．弹簧的劲度系数为100N/m
C．物体A、B分离时，物体B的速度为0.4m/s
D．开始有F作用时，弹簧压缩量为4cm
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，质量都为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止，现用大小等于mg的恒力F向上拉B，当运动距离h时B与A分离。已知重力加速度为g，则下列说法中正确的是（　　）
A．B和A刚分离时，弹簧处于原长
B．B和A刚分离时，它们的加速度大小为g
C．弹簧的劲度系数等于
D．在B与A分离之前，它们做匀加速运动
12．如图所示，甲乙两人在冰面上“拔河”，两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢，若绳子质量不计，冰面可看成光滑的，则下列说法正确的是（　　）
A．甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力
B．甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力
C．若甲的质量比乙小，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利
D．若甲的质量比乙小，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利
13．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θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球，重力加速度为g。现使小车以加速度a向右做匀加速直线运动，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mg
D．杆对小球的弹力大小为F＝
14．水平地面上有一质量为的长木板，木板的左边上有一质量为的物块，如图（a）所示。用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图（b）所示，其中F1、F2分别为t1、t2时刻F的大小。木板的加速度a1随时间t的变化关系如图（c）所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为，物块与木板间的动摩擦因数为，假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g。则（　　）
A．
B．
C．
D．在0~t2时间段物块的加速度大于木板的加速度
15．如图所示，在一光滑球面上有质量不计的力传感器通过轻绳连接在甲、乙两物体之间，甲、乙两物体的质量均为2kg，无初速度释放后某一瞬间位于图中位置，不计一切摩擦，g取10m/s2，则此时传感器的示数为（　　）
A．20N B．15N
C．10N D．5N
二、填空题
16．用的水平拉力，拉一静止在水平地面上的物体，可使它获得的加速度；用的水平力拉此物体沿原地面运动时，可使它获得的加速度。那么，此物体的质量为__________，物体与地面间的动摩擦因数为__________。
17．现有以下一些物理量和单位，按下面的要求选择填空。（均选填字母代号）
A．密度 B．米/秒 C．牛顿 D．加速度 E.质量
F.秒 G.厘米 H.长度 I.时间 J.千克
（1）属于物理量的有____________；
（2）在国际单位制中，被选定的基本量有________；
（3）在国际单位制中的基本单位有________，属于导出单位的有________。
18．牛顿第二定律确定了物体______和力的关系：加速度的大小与物体______的大小成正比，与物体的______成反比；加速度的方向与物体______的方向相同。
19．如图所示，有一倾角的斜面体B固定于水平地面上，质量为m的物体A放置于B上，其左侧面与水平轻弹簧接触。现对轻弹簧施加一个水平作用力，A和B始终保持静止，弹簧始终在弹性限度内。当A、B之间的摩擦力为0时，弹簧弹力大小为______；当弹簧弹力大小为时，A所受摩擦力大小为______。
三、解答题
20．如图所示，水平传送带A、B两端相距s=2m，工件（可以看作质点）与传送带间的滑动摩擦因数μ=0.1。（g=10m/s2）问：
（1）若传送带不转动，要使工件达到B端，工件水平滑上A端瞬时速度至少多大？
（2）若传送带以v=1m/s的速度顺时针匀速转动，将工件轻轻放于传送带A端，经过多长时间工件与传送带速度一致呢？工件由A端被传送到B端所用时间为多少？
21．一质量为m=1kg的物块原来静止在水平地面上，物块与地面之间的动摩擦因数为μ=0.2，现在施加给物块一个水平方向的恒力F，使物块开始做匀加速直线运动，要求在5s内前进25m，则施加的水平恒力F为多大？（重力加速度g取10m/s2）
22．如图是消防滑梯示意图，滑行时，人双臂双腿并拢时只受到底面的摩擦力，张开双臂双腿时增加了人与侧壁的摩擦。已知该滑梯斜坡部分全长，最顶端到滑梯斜坡末端的竖直高度为，人与滑梯底面之间的动摩擦因素。若人在滑梯中的运动可视为直线运动，刚开始双臂双腿并拢由静止下滑，当速度过快时张开双臂双腿，人受到摩擦力的最大值为并拢时的两倍，不计空气阻力，人可以近似看成质点，。为了确保安全，人滑到底端的速度不能超过，求：
（1）人双臂双腿并拢下滑时的加速度大小和人双臂双腿张开下滑时的加速度大小分别为多少？
（2）人在滑梯上下滑的最短时间t为多少？
23．平直的公路上有两个停止线相距187.5m的红绿灯，在沿某一方向行驶时前一个红绿灯变为绿灯后经10s，后一个红绿灯变为红灯，该路段限速为108km/h。一辆汽车在前一红绿灯停止线处停车等红绿灯，在该红绿灯变为绿灯时立即加速向前驶出，达到限速后匀速行驶，在后一个红绿灯变为红灯时恰好通过。汽车的质量为1.0t，行驶时所受阻力为车重的0.05倍，加速和减速过程中可近似看成是匀变速直线运动，且加速过程中所受牵引力与减速过程中所受制动力大小恒定且相等，汽车遵守交通规则行驶。重力加速度g取10m/s2，忽略汽车自身长度。
（1）汽车加速时的加速度为多大？
（2）若该汽车司机因为低头看手机并未及时驶出，只能在后一个红绿灯停止线前减速停车，请问汽车减速时的加速度为多大？
（3）在（2）问中请问该司机在两红绿灯间行驶的时间为多长？
24．2021年9月18日，第十四届全运会赛艇女子四人单桨无舵手决赛在陕西杨凌举行。赛艇运动的推进力是不连续的，当运动员拉桨时，桨叶在水里可以产生恒定推进力F，回桨时没有推进力，假设一个周期内回桨时间是拉桨时间的2倍，赛艇所受阻力大小恒定，且。某次比赛中，在赛艇获取2m/s的初速度后，运动员开始拉浆，在第一个周期内赛艇前进了9m，周期s。
（1）该次比赛中，若经过10个与第一个周期完全相同的周期，求赛艇前进的距离；
（2）求10个周期内赛艇获得的最大速度。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【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．A
【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。
3．B
【详解】
物块上滑时，根据牛顿第二定律有
设上滑的最大位移为，根据速度与位移的关系式有
物块下滑时，根据牛顿第二定律有
设物块滑到底端时的速度为，根据速度与位移的关系式有
联立代入数据解得
故ACD错误B正确。
故选B。
4．A
【详解】
AB．A、B整体由牛顿第二定律可得
(mA+mB)gsinθ＝(mA+mB)a
解得
a＝gsinθ
A正确，B错误；
B．对B受力分析，由牛顿第二定律可得
解得
故细绳的张力为零，CD错误。
故选A。
5．C
【详解】
A．力学中的三个基本单位是米、秒、千克，牛顿是导出单位，A错误；
B．根据牛顿第二定律
可知
即
B错误；
C．电学中只有“安培”是基本单位，其他单位都是导出单位，C正确；
D．根据物理量的定义式，推导出来的物理量单位是导出单位，D错误。
故选C。
6．D
【详解】
小物块放到小车上后，根据题意，对小物块由牛顿第二定律得
对小车由牛顿第二定律得
设经过时间两者速度相等，根据速度与时间的关系式有
解得
则小物块在内，一直做匀加速直线运动，根据位移与时间的关系式
代入数据解得，经过小物块通过的位移大小为
故ABC错误D正确。
故选D。
7．D
【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。
8．C
【详解】
当雨滴刚开始下落时，阻力较小，远小于雨滴的重力，即，故雨滴做加速运动；由于雨滴下落时空气对它的阻力随雨滴下落速度的增大而增大，由
可知加速度随时间减小，图像斜率减小；故当速度达到某个值时，阻力会增大到与重力相等，即，此时雨滴受到平衡力的作用，将保持匀速直线运动。
故选C。
9．C
【详解】
A．物体A、B分离瞬间，两者间的相互作用力为零，但加速度仍相同，此时B只受拉力F作用，加速度大于零，A的加速度应该与B相同，则弹簧弹力大于零，故弹簧处于压缩状态，A错误；
C．物体A、B分离后，B加速度不变，拉力不变，由乙图可知，分离时B受到的拉力为2N，则加速度为
A、B的速度均为
C正确；
BD．开始有F作用时，弹簧弹力作为两物体的合力，产生加速度，可得
运动0.2s后，弹簧压缩量为
此时对A由牛顿第二定律可得
联立解得
k=50N/m，
BD错误。
故选C。
10．C
【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．C
【详解】
AB．B和A刚分离时，B受到重力mg和恒力F，B的加速度为零，A的加速度也为零，说明弹力对A有向上的弹力，与A的重力平衡，弹簧处于压缩状态，AB错误；
C．B和A刚分离时，弹簧的弹力大小为mg，原来静止时弹簧弹力大小为2mg，则弹簧弹力减小量为
两物体向上运动的距离为h，则弹簧压缩量减小为
由胡克定律得
C正确；
D．B与A分离之前，以AB整体为研究对象，重力2mg不变，弹簧弹力在减小，恒力F不变，合力减小，整体做变加速运动，D错误。
故选C。
12．D
【详解】
A．甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对作用力与反作用力，选项A错误；
B．甲对绳的拉力与乙对绳的拉力同时作用在同一物体（绳子）上，不是作用力与反作用力，选项B错误；
CD．因两人受到的力大小相等，根据
可知，质量小的加速度大，则若甲的质量比乙小，则甲加速度较大，会先越过分界线，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利，选项C错误，D正确。
故选D。
13．D
【详解】
ABC．对小球受力分析如图
由图可知，当a大小变化时，杆上的弹力与竖直方向夹角变化，方向不一定沿杆，但一定是斜向上，且F>mg，故ABC错误；
D．由几何关系可知
F＝
故D正确。
故选D。
14．B
【详解】
A．由题图（c）可知，时刻物块、木板一起刚要在水平地面滑动，物块与木板相对静止，此时以整体为研究对象有
A错误；
BC．由题图（c）可知，时刻物块与木板刚要发生相对滑动，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律有
以木板为研究对象，根据牛顿第二定律，有
解得
B正确，C错误；
D．由题图（c）可知，0~t2时间段物块与木板相对静止，所以有相同的加速度，D错误。
故选B。
15．B
【详解】
对甲、乙整体进行受力分析，由牛顿第二定律可知绳上的加速度
对乙有
联立解得
故选B。
16． 1 0.1
【详解】
[1]根据牛顿第二定律
当时，，当时，，可得
m=1kg
f=1N
[2]根据
可得动摩擦因数
17． A、D、E、H、I E、H、I F、J B、C
【详解】
（1）此题中给定的选项内，属于物理量的有密度、加速度、质量、长度、时间，故此空填“A、D、E、H、I”。
（2）此题中给定的选项内，在国际单位制中，被选定的基本量有质量、长度、时间，故此空填“E、H、I”。
（3）此题中给定的选项内，在国际单位制中是基本单位的有千克、秒，属于导出单位的有米/秒、牛顿，故第一个空填“F、J”，第二个空填“B、C”。
18． 加速度 所受合力 质量 受到的合力
略
19．
【详解】
[1]对物体A受力分析，受重力、支持力、弹簧的弹力，可能会有平行斜面的静摩擦力，设弹簧弹力大小为为F；如果A所受的摩擦力为零，则
即
[2]当弹簧弹力大小为
时，A有向上的运动趋势，A受到的摩擦力沿着斜面向下，受到的摩擦力大小为
20．（1）2m/s； （2）1s，2.5s
【详解】
（1）若传送带不转动，要使工件达到B端，工件在A端的速度最小时达到B端速度为零，根据速度位移关系可得
得
（2）若传送带以v=1m/s的速度顺时针匀速转动，将工件轻轻放于传送带A端，则达到与传送带共速所经过得时间为
位移为
匀速运动的时间为
工件由A端被传送到B端所用时间为
21．4N
【详解】
由位移公式可得
由牛顿第二定律可得
联立解得水平拉力大小为
F=4N
22．（1），；（2）
【详解】
（1）设滑梯与水平面夹角θ，由题意可得
则
当双臂双腿并拢加速下滑时，设加速度大小为，根据牛顿第二定律得

解得
当张开双臂双腿减速下滑时，设加速度大小为，根据牛顿第二定律得

解得
（2）设人下滑最大速度为，最短时间为t，由题意可知滑到底端的速度为
滑梯斜坡长
则由运动学方程可得
解得

23．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）加速和匀速总位移
加速和匀速总时间
解得
加速段加速度为
（2）加速段由牛顿第二定理可得
减速段由牛顿第二定理可得
可得
（3）若加速和减速过程能达到最大速度30m/s，则加速和减速阶段总位移为
因此不能加速到最大速度30m/s，且中间没有匀速阶段
在两红绿灯间行驶时间为
24．（1）；（2）
【详解】
（1）在拉桨、回桨过程中，根据牛顿第二定律分别有
解得
一个周期内经过加速后，赛艇速度
经过回桨减速后，赛艇速度
且
联立各式解得
因此经过一个周期赛艇速度变为初始的初速度，各个周期内赛艇运动过程完全一致，位移大小相等。
所以经过10个与第一个周期完全相同的周期，赛艇前进的距离
（2）由（1）可知，赛艇的最大速度为，赛艇加速、减速过程的平均速度均为，因此
解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页