5.3牛顿第二运动定律 同步练习（Word版含解析）

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．放在光滑地面上的一个质量为2kg的物体，受到一个水平力后运动的v-t图像如图所示，则水平力的大小为（　　）
A．1N B．2N C．3N D．4N
2．《曹冲称象》是家喻户晓的典故，“置象大船之上，而刻其水痕所至，称物以载之，则校可知矣。”它既反映出少年曹冲的机智，同时也体现出重要的物理思想方法，这个故事中用到的物理方法是（　　）
A．等效替代法 B．极限法
C．控制变量法 D．理想模型法
3．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
4．质量为4kg的物体（可视为质点）静止放在光滑的水平地面上，当两个大小分别为10N和20N的水平力同时作用在该物体上时，物体的加速度大小可能为（　　）
A． B． C． D．
5．如图所示，木块A，B静止叠放在光滑水平面上，A的质量为m，B的质量为2m，现施水平力F拉B，A、B刚好不发生相对滑动，一起沿水平面运动。若改用水平力拉A，使A，B也保持相对静止，一起沿水平面运动，则不得超过（　　）
A．2F B． C．3F D．
6．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
7．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．
8．有研究发现，轿车的加速度变化情况将影响乘客的舒适度。若引入一个新物理量来表示加速度变化的快慢，则该物理量的单位应该是（　　）
A．m/s3 B．m2/s2 C．m/s2 D．m2/s
9．一个倾角为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
10．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
11．处于竖直平面内的某圆周的两条直径AB、CD间夹角为60°，其中直径AB水平，AD与CD是光滑的细杆，穿过细杆的两个小球分别从A点和C点由静止释放，它们下滑到D点的时间分别是t1、t2，则t1：t2是（ ）
A．1：1 B．2：1 C． D．
12．在国际单位制中，力学有三个基本单位，这三个基本单位所对应的物理量分别是（　　）
A．长度、时间、质量
B．千克、米、秒
C．力、时间、质量
D．加速度、力、质量
13．物理是来源于生活，最后应用服务于生活。在日常生活中，有下面一种生活情境。一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一边与桌的边重合，如图。已知盘与桌布间的动摩擦因数大小为0.1，盘与桌面间的动摩擦因数大小为0.2。现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面，加速度方向是水平的且垂直于边。若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度a至少为多大（g取）（　　）
A． B． C． D．
14．剂量当量是表示辐射效果的物理量，它的单位是Sv，1Sv 等于1kg受照射物质吸收了1J的辐射能量，即1Sv＝1 J/kg。则Sv用基本单位可表示为（　　）
A．N·m/kg B．N·kg/m C．s2/ m2 D．m2/s2
15．在梯井中，由钢索悬挂竖直电梯C，顶部用绳子悬挂了球A，A下方焊接一个弹簧，弹簧下端悬挂球B，整个装置处于静止状态，简化示意图如图所示。已知绳子、弹簧的质量远小于两球质量，两球质量又远小于电梯质量。若悬挂电梯的钢索突然断裂，在电梯下落瞬间，球A、球B、电梯C各自加速度约为（　　）
A．9.8m/s2，9.8m/s2，0 B．19.6m/s2，0，9.8m/s2
C．0，9.8m/s2，9.8m/s2 D．9.8m/s2，0，9.8m/s2
二、填空题
16．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。
17．某同学质量为50kg，站在电梯内的水平地板上，随电梯一起做竖直方向运动，测得人对电梯的压力为520N，则电梯运行的加速度大小为_______m/s2，方向为_______。
18．判断正误：（1）千克、秒、米、库仑、安培均为国际单位制的基本单位。( )
（2）力的单位牛顿，简称牛，属于导出单位。( )
19．如图所示，物体的质量m=4kg，与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.2，在倾角为37、大小为10N的恒力F的作用下，由静止开始加速运动，（g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8），则物体运动的加速度大小a=________m/s2；经过10s时间撤去恒力F，物体还能继续滑行的距离s=_________m；
三、解答题
20．如图，一竖直圆管质量为M，下端距水平地面的高度为H，顶端塞有一质量为m的小球。圆管由静止自由下落，与地面发生多次弹性碰撞，且每次碰撞时间均极短；在运动过程中，管始终保持竖直。已知M＝4m，球和管之间的滑动摩擦力大小为4mg， g为重力加速度的大小，不计空气阻力。
（1）求管第一次与地面碰撞后的瞬间，管和球各自的加速度大小；
（2）管第一次落地弹起后，在上升过程中球没有从管中滑出，求管上升的最大高度；
21．如图所示，光滑固定斜面的倾角为0=30°。一轻弹簧，下端与斜面底端的固定挡板相连，上端与质量为mB=1kg的物体B相连。在B的上方放上质量为mA=2kg的物体A。用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A，滑轮右侧轻绳与斜面平行，轻绳的另一端连接一轻质挂钩，整体都处于静止状态。已知轻弹簧的劲度系数为k=50N/m，轻弹簧与斜面平行。现在挂钩上加一个竖直向下的拉力，使物体A由静止开始以加速度大小为a=5m/s2沿斜面向上做匀加速直线运动。重力加速度大小为g取10m/s2求：
（1）当物体A和B分离的瞬间，拉力的大小；
（2）从物体A开始运动到物体A和B分离所经过的时间。
22．质量为的小孩的鞋子与水平地面间动摩擦因数为，一个质量的平板车，左端有固定立柱，车长为，与水平地面之间的动摩擦因数为。小孩可以推或拉使平板车运动，也可以在平板车上跑动使平板车运动。（本试题中滑动摩擦因数与最大静摩擦因数相等，，，）
（1）若小孩用水平向右的力推平板车，能否推动？
（2）若小孩用与水平方向成的斜向上的力去拉平板车，使平板车以的加速度向左前进，所需要提供的拉力是多少？可以实现吗？
（3）若小孩站在平板车上，小孩的鞋子与平板车上表面之间的动摩擦因数为，从右端开始以加速度向左匀加速跑动时，跑到最左端立即抱住立柱，小孩与平板车一起运动，问小孩与平板车能一起运动多少距离停下来？
23．如图所示，质量为4kg的物体静止于水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，物体受到大小为40N的水平拉力F作用时，沿水平面做匀加速直线运动，时撤去水平拉力F（g取），求：
(1)撤去水平拉力F前、后物体的加速度大小；
(2)撤去水平拉力F时物体的速度大小；
(3)撤去水平拉力F后物体还能滑行多远的距离？
24．如图所示，质量为3kg的物体在与水平面成37°角的拉力F作用下，沿水平桌面向右做直线运动，经过0.5m的距离速度由0.6m/s变为0.4m/s，已知物体与桌面间的动摩擦因数μ＝，求作用力F的大小。（g＝10m/s2）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
由v-t图像可得，物体的加速度大小为2m/s2，由牛顿第二定律可得
故选D。
2．A
【详解】
当物体和大象分别在船上时，船下沉的深度相同，则物体的重量与大象的重量相等，该方法为等效替代法。
故选A。
3．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。
4．B
【详解】
两个大小分别为10N和20N的水平力同时作用在该物体上时，其合力的大小取值范围为10N~30N，根据牛顿第二定律可知，加速度的取值范围为
故满足条件的加速度大小为5m/s2。
故选B。
5．B
【详解】
力F拉物体B时，A、B恰好不滑动，故A、B间的静摩擦力达到最大值，对物体A受力分析，受重力mg、支持力N1、向前的静摩擦力fm，根据牛顿第二定律，有
fm=ma
对A、B整体受力分析，受重力3mg、支持力和拉力F，根据牛顿第二定律，有
F=3ma
解得
fm=F
当F1作用在物体A上时，A、B恰好不滑动时，A、B间的静摩擦力达到最大值，对物体A，有
F1－fm=ma1
对整体有
F1=3ma1
由上述各式联立解得
F1=F
即F1的最大值是F，则使A、B也保持相对静止，一起沿水平面运动，则的可能值不超过F。
故选B。
6．A
【详解】
A．x在0 ~ 5m内由匀变速直线运动的速度位移公式
再根据乙图，有
又有
则小木块做匀减速运动的时间为
A错误，不符合题意；
B．在0 ~ 1s内木块做向上的匀减速运动，1s后木块做反向的匀加速运动，摩擦力反向，B正确，符合题意；
CD．木块做反向匀加速运动时的加速度为
对上滑过程，有
下滑过程中，有
联立解得
，
CD正确，符合题意。
故选A。
7．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。
8．A
【详解】
加速度变化的快慢表达式为 ，则单位等于
故选A。
9．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。
10．C
【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。
11．C
【详解】
由几何关系得，AD与水平面的夹角为30°，设圆周的半径为R
xAD = 2Rcos30° = R
根据牛顿第二定律得，小球在AD上运动的加速度
a1= gsin30° = g
根据
xAD = a1t12
得
t1=
xCD = 2R
小球在CD上运动的加速度
a2= gsin60° = g
根据
xCD = a2t22
得
t2=
则
=
故选C。
12．A
【详解】
在国际单位制中，力学有三个基本单位，分别是米、秒、千克，这三个基本单位所对应的物理量分别是长度、时间、质量，故A正确，BCD错误。
故选A。
13．B
【详解】
圆盘在桌布上时做匀加速运动，掉到桌面上后在桌面上做匀减速运动。圆盘在桌布上和桌面上受力情况如图所示
根据牛顿第二定律知，圆盘在桌布上加速运动时
解得加速度大小为
方向向右；圆盘在桌面上运动时，根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
方向向左 ；圆盘在桌布和桌面上运动的情境如下图所示
设圆盘从桌布上脱离瞬间的速度为v，由匀变速直线运动的规律知，圆盘离开桌布时
圆盘在桌面上运动时
盘没有从桌面上掉下的条件是
联立解得
圆盘刚离开桌布时，对桌布根据位移-时间关系可得
对圆盘有
而
由以上各式解得
带入数据解得
故B正确，ACD错误。
故选B。
14．D
【详解】
故选D。
15．D
【详解】
假设球A与电梯之间的绳子无弹力，则钢索突然断裂的瞬间，电梯只受重力其加速度为g，而A受到弹簧向下的拉力其加速度大于g，则假设不成立，可知球A与电梯之间的绳子有弹力，可得电梯与球A的加速度相同，因为电梯质量远大于两球质量，钢索断裂后，电梯可视为在自身重力下运动，因此加速度大小为g=9.8m/s2，弹簧形变量在瞬间不会发生突变，因此球B受力不变，其加速度为0。
故选D。
16． 加速度 所受合力 质量 受到的合力
略
17． 0.4##0.40 竖直向上##向上
【详解】
[1][2]由牛顿第三定律知电梯对人的支持力为
人的重力为
则电梯与人的加速度满足
解得
方向竖直向上。
18． 错误 正确
【详解】
（1）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，另四个都是基本量的单位，故说法错误；
（2）力是非基本量，其单位属于导出单位，由牛顿第二定律可知，1N=1kg˙m/s2，故说法正确。
19． 0.3 2.25
【详解】
[1]根据牛顿第二定律有
解得
[2]撤去拉力时物体的速度大小为
撤去拉力后物体做匀减速运动的加速度大小为
物体还能继续滑行的距离为
20．（1）2g，3g；（2）
【详解】
（1）管第一次落地弹起的瞬间，小球仍然向下运动。设此时管的加速度大小为a1，方向向下；球的加速度大小为a2，方向向上；球与管之间的摩擦力大小为f，由牛顿运动定律有
Ma1=Mg+f
ma2= f– mg
联立并代入题给数据，得
a1=2g
a2=3g
（2）管第一次碰地前与球的速度大小相同。由运动学公式，碰地前瞬间它们的速度大小均为
方向均向下、管弹起的瞬间，管的速度反向，球的速度方向依然向下。
设自弹起时经过时间t1，管与小球的速度刚好相同。取向上为正方向，由运动学公式
v0–a1t1= –v0+a2t1
联立得
设此时管下端的高度为h1，速度为v。由运动学公式可得
由上述各式式可判断此时
v>0
此后，管与小球将以加速度g减速上升h2，到达最高点。由运动学公式有
设管第一次落地弹起后上升的最大高度为H1，则
H1= h1+ h2
联立可得
21．（1）；（2）
【详解】
（1）当物体和分离的瞬间，两个物体之间恰好没有作用力，根据牛顿第二定律得
解得
（2）没有加力时，设弹簧的压缩量为，对、整体根据平衡条件得
解得
当物体和分离时，设弹簧的压缩量为，对根据牛顿第二定律得
解得
和分离的瞬间，设物体的速度大小为，对物体根据运动学公式得
解得
从物体开始运动到物体和分离时，设经过的时间为
解得
22．（1）不能；（2）150N，能够实现；（3）0.1m
【详解】
（1）小孩可提供水平方向的最大推力为
要推动车子需要克服的最大静摩擦力为
故不能推动。
（2）小孩用与水平方向成的斜向上的力F去拉平板车，对平板车
代入数据得
小孩所需的静摩擦力
小孩能取得的最大静摩擦力
所以能够实现。
（3）小孩在车上跑动时需要的摩擦力
故小车不运动。跑动时的速度为
抱住立柱一起运动时
得
一起运动的加速度
小孩与平板车能一起运动停下来的距离为
23．(1) ，；(2) ；(3)
【详解】
(1)撤去水平拉力F前物体的加速度大小为
撤去水平拉力F后物体的加速度大小为
(2)撤去水平拉力F时物体的速度大小为
(3)撤去水平拉力F后物体滑行距离为x
解得
24．9.4N
【详解】
对物体受力分析，建立直角坐标系如图
由
vt2－v02＝2ax
负号表示加速度方向与速度方向相反，即方向向左。
y轴方向
FN+Fsin30°＝mg
Fμ＝μ（mg-Fsin30°）
x轴方向，由牛顿第二定律得
Fcos30°－Fμ＝ma
即
Fcos30°－μ（mg－Fsin30°）＝ma
解得
F＝9.4N
答案第1页，共2页
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