必修一5.3牛顿第二运动定律同步练习 （word版含答案）

必修一 5.3 牛顿第二运动定律 同步练习
一、单选题
1．速度与F的关系图像如图乙所示，则A的加速度与F的关系图像可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
2．下列物理量单位中不是国际制基本单位的是（　　）
A．千克 B．米 C．秒 D．牛顿
3．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
4．如图所示，倾角为的斜面固定在水平面上，在斜面上放着一质量为的物块A，物块A通过轻质细绳跨过定滑轮，细绳的另一端连接质量也为的物块B，已知物块A与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度，现由静止释放物块A，则物块A沿斜面运动的过程中细绳的张力大小为（　　）
A． B． C． D．
5．科技日新月异，下列提到的单位是国际制单位中的基本单位的是（　　）
A．四川到上海的特高压输电线路采用正负800V直流输电技术
B．上海建成世界最大规模超导电缆，设计电流可达2200A
C．冬奥会的高铁采用无人驾驶技术，时速可达350km/h
D．冬奥会的5G云转播背包非常轻便，质量大约930g
6．质量为3kg的物体，在0 ~ 4s内受水平力F的作用，在4 ~ 10s内因受摩擦力作用而停止，其v-t图像如图所示。在0 ~ 4s内物体所受的拉力为（　　）
A．5 N B．12 N C．10 N D．15 N
7．如图所示，某竖直弹射装置由两根劲度系数为k的轻弹簧以及质量不计的底盘构成，当将质量为m的物体竖直射向空中时，底盘对物体的支持力为6mg（g为重力加速度），已知两根弹簧与竖直方向的夹角为θ＝30°，则此时每根弹簧的伸长量为（　　）
A． B． C． D．
8．如图所示，两个斜面在地面上的投影相等，已知斜面的倾角为，斜面的倾角为。现将两个完全相同的小物块（可视为质点）同时在两点由静止释放，发现这两个小物块同时到达O点。若小物块与斜面之间的动摩擦因数为，则小物块与斜面之间的动摩擦因数为（　　）
A．0.6 B．0.4 C．0.3 D．0.1
9．如图所示，一截面为半圆形的容器内壁光滑，质量为2kg，置于光滑水平地面上，内有一质量为1kg的小球（视为质点），当容器受到一个水平向右的作用力F且整体达到稳定时，小球偏离竖直方向的夹角，取重力加速度大小，则力F的大小为（　　）
A． B． C．30N D．
10．一小物块从倾角为α＝30°够长的斜面底端以初速度v0＝10 m/s沿斜面向上运动（如图所示），已知物块与斜面间的动摩擦因数μ＝，g取10 m/s2，则物块在运动时间t＝1.5 s时离斜面底端的距离为（　　）
A．3.75 m B．5 m C．6.25 m D．15 m
11．一个倾角为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
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，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
14．如图所示为课堂的演示实验，A1、A2、A3和B1、B2、B3为完全相同的较大刚性球，A1、A2、A3之间用轻质软弹簧连接，B1、B2、B3之间用轻质细线连接，A1和B1用细线挂在水平木杆上，且离地面高度相等，A1、A2、A3之间距离和B1、B2、B3之间距离均相等．现同时将与木杆相连的细线剪断，不计空气阻力，重力加速度为g，则（　　）
A．A3和B3一定会同时落地
B．剪断瞬间A2与B2的加速度均为g
C．B1与B2的落地时间差与B2与B3的落地时间差相等
D．落地前，A1、A2、A3之间可能碰撞，B1、B2、B3之间不会碰撞
15．如图甲所示，倾角为θ的粗糙斜面体固定在水平面上，质量为m = 1kg的小木块以初速度为v0 = 10m/s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，则下列判断正确的是（ ）
A．在t = 5s时刻，摩擦力方向发生变化
B．0 ~ 13s内小木块做匀变速直线运动
C．斜面倾角θ = 30°
D．小木块与斜面间的动摩擦因数为0.5
二、填空题
16．（1）钢球由静止开始做自由落体运动，落地时的速度为40m/s，g=10m/s2。则它在最后1s内下落的高度为______m；
（2）动车车厢内悬吊着一个质量为m的小球，动车匀加速行驶时，悬线偏离竖直方向的角度为θ并相对车厢保持静止，重力加速度为g。则动车的加速度大小为______；
（3）如图所示，光滑斜面上有一个重力为70N的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上，已知绳子与竖直方向的夹角为45°，斜面倾角为37°，整个装置处于静止状态。sin37°=0.6，cos37°=0.8。则斜面对小球支持力的大小为______N。
17．如图所示，质量为2kg的物体在水平面上向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2，与此同时，物体还受到一个水平向右的推力F=12N，则物体运动的加速度大小为（g取10m/s2）______。
18．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________。
19．以＝10m/s的速度竖直向上抛出一个质量m＝0.1kg的物体，物体所受的空气阻力大小恒为f＝0.25N，则物体能上升的最大高度为__________m，物体落回原处时的速度大小为__________m/s。（取g＝10m/s2）
三、解答题
20．某无人机在田间实施喷洒农药的任务，无人机和携带的农药总质量为，无人机完成某块地的喷洒任务后，悬停在离地高处，然后先匀加速上升，再匀减速上升，到高处速度刚好为零，在离地面高处再做水平方向的匀速直线运动，到达另一块地上空，先匀加速下降，再匀减速下降，到离地面高度为处速度刚好为零，已知无人机上升和下降过程中受到的空气阻力大小均为重力的0.1倍，重力加速度为，上升过程中的最大速度与下降过程中的最大速度之比为3：2，求：
（1）无人机上升过程和下降过程所用时间之比；
（2）若无人机在上升过程中加速运动时的升力为其重力的1.6倍，减速运动时的升力为其重力的0.7倍，则上升过程加速的时间为多少。
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。
23．如图1所示，一滑沙者从倾角的坡顶A处由静止开始下滑，滑至坡底B（B处为一平滑小圆弧）后又滑上一段水平地面，最后停在C处。已知滑板与斜坡和水平地面的动摩擦因数分别为、，AB坡长，，不计空气阻力，求滑沙者：
（1）到B处时的速度大小；
（2）从开始运动到停止过程中运动的总时间。
24．用一原长为、劲度系数为轻质弹簧水平拉动一质量为的木箱，当弹簧伸长到时（在弹性限度内），木箱在水平地面上匀速滑动，求此时
（1）这个弹簧的弹力大小和木箱与地面之间的动摩擦因数；
（2）若将拉力增大到，木箱做匀加速直线运动，求加速度的大小。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
设A的质量为，B的质量为，AB间的动摩擦因数为，B与地面间的动摩擦因数为，则
当，AB处于静止状态，加速度都为0；
当，AB开始一起加速运动，设当，AB刚好要发生相对运动，以AB为整体，由牛顿第二定律
以B为对象，由牛顿第二定律
联立解得
则当，AB一起做匀加速直线运动，加速度为
当，AB发生相对滑动，对A由牛顿第二定律
解得
由上分析可知的斜率小于的斜率，故A的加速度与的关系图像可能为C。
故选C。
2．D
【详解】
米、千克和秒都是国际单位制的基本单位，牛顿是导出单位。
故选D。
3．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。
4．C
【详解】
对物块A由牛顿第二定律可得
对AB整体由牛顿第二定律可得
可得
故ABD错误，C正确。
故选C。
5．B
【详解】
A. 电压单位“V”是国际制单位中的导出单位，A错误；
B. 电流单位“A”是国际制单位中的基本单位，B正确；
C. 速度单位是基本单位，但在国际制单位中的单位是“m/s”，不是“km/h”，C错误；
D. 质量单位是基本单位，但在国际制单位中的单位是“kg”，不是“g”，D错误；
故选B。
6．D
【详解】
在0 ~ 4 s内，由牛顿第二定律
在4 ~ 10s内，物体因受摩擦力作用减速到零，由牛顿第二定律
v-t图像的斜率表示加速度，则前后两个阶段的加速度分别为
联立以上各式可得
故ABC错误，D正确。
故选D。
7．D
【详解】
物体受重力和支持力，根据牛顿第二定律，有
N－mg＝ma
其中N＝6mg，解得
a＝5g
再对质量不计的底盘和物体m整体受力分析，整体受重力和两个拉力，根据牛顿第二定律，在竖直方向满足
2Fcos 30°－mg＝ma
解得
根据胡克定律，有
故选D。
8．D
【详解】
设c点与O点间的距离为L，小物块的质量为m，斜面倾角为θ，由牛顿第二定律，有
由运动学规律，有
根据题意可得
代入数据解得
故ABC错误，D正确。
故选D。
9．D
【详解】
小铁球受两个力：重力、支持力，且两力的合力方向水平向右，对小铁球受力分析如图所示
根据牛顿第二定律可得
联立代入数据解得
对整体根据牛顿第二定律可得
代入数据解得
故选D。
10．B
【详解】
小物块沿斜面向上运动时加速度大小为
a＝gsin α＋μgcos α＝10 m/s2
物块运动到最高点的时间
t＝＝1 s<1.5 s
由于
mgsin α＝μmgcos α
小物块运动到最高点速度为0时即停止，故此时小物块离斜面底端的距离为
x＝＝5m
故选B。
11．C
【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。
12．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。
13．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。
14．D
【详解】
AB．由于剪断细线时弹簧的弹力不能突变，所以A2、A3的合力仍然等于零，其加速度也为零，而细线的拉力可以突变，所以细线剪断瞬间由于重力作用B1、B2、B3均做自由落体运动，所以B3比A3先着地，故AB错误；
C．由于B1、B2、B3均做自由落体运动，所以时间越长速度越大，而B1、B2之间的距离和B2、B3之间的距离相等，所以B1与B2的落地时间差小于B2与B3的落地时间差，故C错误；
D．由于B1、B2、B3均做自由落体运动，所以三小球的速度总是相同，不会相撞，而剪断细线的瞬间A1具有向下的加速度，A2、A3的加速度为零，所以之后A1比A2、A3运动得快，A1、A2、A3之间可能碰撞，故D正确。
故选D。
15．D
【详解】
A．x在0—5m内，由匀变速直线运动的速度位移公式
v2﹣v02 = 2ax
结合图象看出在0—5m
a = = m/s2 = ﹣10m/s2
由图示图象可知v02 = 100(m/s)2得，v0 = 10m/s，则小木块匀减速运动的时间
t = = = 1s
1s后物体反向做匀加速运动，t = 1s时摩擦力反向，A错误；
B．由图示图象可知，物体反向加速运动时的加速度
结合A选项可知，在0—1s内物体向上做匀减速运动，1s后物体反向做匀加速运动，整个过程加速度a发生变化，所以整个过程不是匀变速直线运动，B错误；
CD．由牛顿第二定律得，小木块上滑有
mgsinθ + μmgcosθ = ma
下滑有
mgsinθ﹣μmgcosθ = ma′
代入数据解得
μ = 0.5，θ = 37°
C错误、D正确。
故选D。
16． 35 50
【详解】
（1）[1] 因为钢球由静止开始做自由落体运动，落地时的速度为40m/s，则钢球落地前最后一秒初的速度为
所以落地前最后一秒的平均速度为
所以落地前最后一秒的位移为
（2）[2]对小球受力分析，由牛顿第二定律得
故
（3）[3]对小球受力分析如图，将拉力和支持力沿水平方向和竖直方向分解得
联立解得
17．
【详解】
物体受到水平向右的摩擦力
根据牛顿第二定律
解得
18． 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”。
19． 4 7.75
【详解】
[1]由牛顿第二定律
代入数据可得
a=12.5m/s2
则物体能上升的最大高度为
[2]物体下落过程，由牛顿第二定律
代入数据可得
a’=7.5m/s2
则落回原处时的速度大小为
20．（1）；（2）
【详解】
（1）由题意可知，上升过程与下降过程的位移大小相同，则
由题意知
解得
（2）设上升过程中加速上升的加速度为，根据题意有
解得
设减速时的加速度大小为，根据题意有
解得
根据运动学公式有
解得
因此加速的时间
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）2s；（2）3s
【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。
23．（1）；（2）
【详解】
（1）滑沙者在斜坡上时，由牛顿第二定律得
代入数据解得
由速度位移公式得
代入数据解得
（2）滑沙者在水平面上时，由牛顿第二定律得
代入数据解得
运动总时间
代入数据解得
24．（1），；（2）
【详解】
（1）弹簧原长为
x0=20cm=0.2m
伸长后长度为
x=30cm=0.3m
根据胡克定律得
木箱匀速运动，受力平衡，则有
则动摩擦因数为
（2）木箱做匀加速直线运动时，根据牛顿第二定律可得
代入数据解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页