物理人教版（2019）必修第一册 4.3 牛顿第二定律（含答案）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）必修第一册 4.3 牛顿第二定律（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 744.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-01-10 09:50:50 | ||
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文档简介
物理人教版（2019）必修第一册4.3 牛顿第二定律
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．如图所示，一物块在光滑的水平面上受一恒力F的作用而运动，其正前方固定一个足够长的轻质弹簧，当物块与弹簧接触后，则（ ）
A．物块立即做减速运动
B．物块在开始的一段时间内仍做加速运动
C．当弹簧的弹力等于恒力F时，物块静止
D．当弹簧处于最大压缩量时，物块的加速度为0
2．在牛顿第二定律公式中F=kma，关于比例系数k的数值，下列说法正确的是（ ）
①在任何情况下都等于1
②是由质量m、加速度a和力F三者的大小所决定的
③是由质量m、加速度a和力F三者的单位所决定的
④在国际单位制中一定等于1
A．①③ B．②④ C．①② D．③④
3．质量为m的人站在电梯里，电梯地板对人的支持力F=mg-ma，则可能的情况是（ ）
A．电梯以加速度a向下加速运动
B．电梯以加速度a向上加速运动
C．电梯在向上匀速直线运动
D．电梯处于静止状态
4．如果一个物体做匀速直线运动，则它的加速度是（ ）
A．一定为零
B．不可能为零
C．一定不为零
D．以上说法都不对
5．根据牛顿第二定律，物体加速度的方向（ ）
A．跟作用力的方向相反
B．跟作用力的方向垂直
C．跟作用力的方向相同
D．不能判断
6．物体在10N的外力作用下，产生2m/s2的加速度，求该物体的质量；对这道题，以下计算单位运用的正确，简洁而又规范的是（ ）
A． B．
C． D．
7．一质量为m的乘客站在倾角为的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯一起以大小为a0的加速度加速上行，如图所示。重力加速度大小为g。该过程中，乘客对踏板的摩擦力大小为（ ）
A． B．
C． D．
8．如图所示的油画描述了伽利略研究自由落体运动规律时设计的斜面实验。他让铜球沿倾斜的长直轨道由静止开始运动，利用滴水计时的方法记录铜球运动的时间，研究铜球的运动规律。某小组同学重做此实验，让小球从倾角为θ的斜面顶端由静止滚下。下列判断正确的是（ ）
A．斜面的倾角θ越大，小球运动的加速度越小
B．斜面的倾角θ越大，小球运动时的惯性越大
C．斜面的倾角θ一定时，小球通过的位移与所用时间的二次方成正比
D．斜面的倾角θ一定时，小球运动到底端时的速度与所用时间的二次方成正比
9．如图所示，一质量为的小球用轻弹簧竖直悬挂在天花板上，下端用另一轻弹簧与地面相连，小球静止时，两弹簧均处于拉伸状态，下方弹簧弹力为15N。重力加速度g取，则剪断上方弹簧瞬间，小球的加速度大小为（ ）
A． B． C． D．0
10．细绳拴着一个质量为m的小球，小球用固定在墙上的水平弹簧支撑，小球与弹簧不粘连，平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°，如图所示，已知cos53°=0.6，sin53°=0.8，以下说法正确的是（ ）
A．小球静止时弹簧的弹力大小为
B．小球静止时细绳的拉力大小为
C．细绳烧断瞬间小球的加速度立即为g
D．细绳烧断瞬间小球的加速度立即为
11．如图甲所示，水平面上竖直固定一个轻弹簧，一质量为m=0.20kg的小球，从弹簧上端某高度自由下落，从它接触弹簧到弹簧被压缩至最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内），其速度和弹簧压缩量之间的函数图像如图乙所示，其中A为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间能量损失不计。g取，下列说法正确的是（ ）
A．小球刚接触弹簧时速度最大
B．该弹簧的劲度系数为20N/m
C．当时，小球处于失重状态
D．从接触弹簧到最低点的过程中，小球的加速度逐渐增大
二、多选题
12．以下说法正确的是（ ）
A．人走在松软的土地上会下陷，人对地面的压力大小等于地面对人的支持力大小
B．物体的加速度不变，则物体所受力的合力大小一定不变，方向可以改变
C．运动的物体可能受到静摩擦力的作用
D．物体速度变化量越大，则物体所受力的合力越大
13．关于力和运动的关系，下列说法正确的有（ ）
A．物体所受的合力为零，其速度一定保持不变
B．物体所受的合力为零，其速度也一定为零
C．物体所受合力越大，其速度就越大
D．物体所受合力越大，其加速度就越大
三、解答题
14．用细绳拉住所受重力为G=1N的氢气球，在浮力F1和水平风力F2的作用下，细绳与竖直方向间的夹角θ=37°时氢气球保持平衡，若浮力的大小为F1=1.8N，求：
（1）细绳的拉力T大小。
（2）风力F2的大小。
（3）某时刻细绳突然断开，求断裂瞬间气球加速度a的大小和方向。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）
15．如图所示，一位滑雪者以2m/s的初速度从A点沿山坡匀加速直线滑下，经10s到达坡底B点。已知山坡与水平面的夹角为θ，山坡长AB为70m，滑雪装备与人的总质量为80kg，g取10m/s2，sinθ=0.2，cosθ=0.98，求：
（1）滑雪者的加速度大小a；
（2）滑雪者受到的平均阻力大小f。
16．如图所示，用F=8.0N的水平拉力，使质量m=2.0kg的物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动。求：
（1）物体的加速度大小a；
（2）物体5.0s末的速度大小v。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】A．物体与弹簧接触后，物体受到弹力，但开始时弹力小于推力，物体继续加速，直到弹力等于推力为止，故A错误；
B．物体与弹簧接触后，物体受到弹力，但开始时弹力小于推力，物体继续加速，直到弹力等于推力为止，故B正确；
C．物体与弹簧接触后，物体受到弹力，但开始时弹力小于推力，物体继续加速，当弹力增加到等于推力时，物体速度达到最大，此后由于惯性，物体继续向左运动，弹力大于推力，物体开始减速，故C错误；
D．弹簧处于最大压缩量时，速度为零，弹力大于推力，故合力不为零，加速度也不为零，故D错误。
故选B。
2．D
【详解】在牛顿第二定律的表达式F=kma中，只有质量m、加速度a和力F的单位是国际单位时，比例系数k才为1，k的大小与m、a、F的大小无关，与三者的单位有关。①②错误；③④正确。
故选D。
3．A
【详解】由F=mg-ma，移项得
mg-F=ma
公式是以向下为正方向列的，可见
F人合力方向向下，处于失重状态，可得电梯以加速度向下加速运动或者以加速度向上减速运动。
故选A。
4．A
【详解】根据牛顿第二定律可知，如果一个物体做匀速直线运动，处于受力平衡状态。则它的加速度一定是零。
故选A。
5．C
【详解】牛顿第二定律的内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。
故选C。
6．C
【详解】在运用公式计算时，各物理量的单位要采用同一单位制中的单位，且运算过程中只代已知量的数值，数值后面直接写同一单位制中待求量的单位即可，这种运算属于正确且简洁的运算。故题中运算过程有
故选C。
7．A
【详解】对乘客受力分析，如图所示，在水平方向，由牛顿第二定律则有
又有
解得
由牛顿第三定律可知，乘客对踏板的摩擦力大小为，A正确，BCD错误。
故选A。
8．C
【详解】A．斜面的倾角θ越大，小球运动的加速度越大，因为小球滚动时所受的滚动摩擦力一般远小于滑动摩擦力，可以认为几乎不变，但重力沿斜面向下的分力在增大，所以小球加速度增大，A错误；
B．小球质量不变，惯性不变，B错误；
C．斜面的倾角θ一定时，小球做初速度为0的匀加速直线运动，由位移时间关系
得到小球通过的位移与所用时间的二次方成正比，C正确；
D．斜面的倾角θ一定时，小球做初速度为0的匀加速直线运动， 由速度时间关系得
小球运动到底端时的速度与所用时间成正比，D错误。
故选C。
9．A
【详解】剪断上方弹簧瞬间，下方弹簧弹力保持不变，根据牛顿第二定律可得
故选A。
10．D
【详解】AB．小球静止时，分析受力分析，如图所示
由平衡条件可得弹簧的弹力大小为
细绳的拉力大小为
故AB错误；
CD．细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变，则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反，则此瞬间小球的加速度大小为
故C错误，D正确。
故选D。
11．B
【详解】A．小球刚接触弹簧时，重力大于弹力，合力向下，小球会继续向下加速，直到弹力等于重力，此时速度最大，故A错误；
BC．由图可知最高点对应弹簧压缩量为0.1m，此时速度最大，加速度为零，弹力等于重力，则有
解得
则可知当时，弹力大于重力，合力向上，小球处于超重状态，故B正确，C错误；
D．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，当速度达到最大值之前有
重力大于弹力，弹力逐渐增大，加速度逐渐减小，当速度达到最大值后，小球开始减速，有
重力不变，弹力大于重力且逐渐增大，则加速度增大，综合可得加速度先减小后增大，故D错误。
故选B。
12．AC
【详解】A．人对地面的压力与地面对人的支持力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律可知，相互作用力等大反向，可知两个力的大小相等。故A正确；
B．加速度是矢量，物体的加速度不变，即加速度的大小和方向均不变。由可知，加速度方向与合力方向一致，即物体所受力的合力大小和方向均不变。故B错误；
C．运动的物体也可能受到静摩擦力的作用，例如在倾斜的传送带上随传送带一起（没有相对运动）匀速运动的物体，受到沿斜面向上的静摩擦力。故C正确；
D．由B选项分析可知，对于同一物体，加速度越大，合力越大。根据定义式可知越大，不一定大，还要考虑的大小。故物体速度变化量越大，物体所受力的合力不一定越大。故D错误。
故选AC。
13．AD
【详解】A．物体所受的合力为零，则物体处于平衡状态，即物体处于静止或者匀速直线运动状态，即其速度一定保持不变，A正确；
B．根据上述可知，物体所受的合力为零，物体可能做匀速直线运动，此时物体速度不为零，B错误；
CD．根据
解得
可知，物体所受合力越大，其加速度就越大，而速度的大小与加速度的大小无关，即与合力的大小无关，故C错误，D正确。
故选AD。
14．（1）1N；（2）0.6N；（3）10m/s2，方向与竖直方向成37°斜向右上方
【详解】（1）对气球受力分析，如图所示
根据平衡条件，竖直方向，有
解得
（2）水平方向，有
解得
（3）某时刻细绳突然断开，气球受重力、浮力和水平风力的作用，其合力与原来细绳的拉力大小相等，方向相反，所以
方向与竖直方向的夹角为37°，斜向右上方。
15．（1）；（2）
【详解】（1）设A点的速度为，B点速度为，由运动学公式
加速度大小
（2）由牛顿第二定律
16．（1）；（2）
【详解】（1）对物体进行受力分析可知，物体水平方向只受拉力，由牛顿第二定律可知
解得
（2）根据匀变速直线运动速度时间关系可知，物体5.0s末的速度大小为
答案第1页，共2页
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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．如图所示，一物块在光滑的水平面上受一恒力F的作用而运动，其正前方固定一个足够长的轻质弹簧，当物块与弹簧接触后，则（ ）
A．物块立即做减速运动
B．物块在开始的一段时间内仍做加速运动
C．当弹簧的弹力等于恒力F时，物块静止
D．当弹簧处于最大压缩量时，物块的加速度为0
2．在牛顿第二定律公式中F=kma，关于比例系数k的数值，下列说法正确的是（ ）
①在任何情况下都等于1
②是由质量m、加速度a和力F三者的大小所决定的
③是由质量m、加速度a和力F三者的单位所决定的
④在国际单位制中一定等于1
A．①③ B．②④ C．①② D．③④
3．质量为m的人站在电梯里，电梯地板对人的支持力F=mg-ma，则可能的情况是（ ）
A．电梯以加速度a向下加速运动
B．电梯以加速度a向上加速运动
C．电梯在向上匀速直线运动
D．电梯处于静止状态
4．如果一个物体做匀速直线运动，则它的加速度是（ ）
A．一定为零
B．不可能为零
C．一定不为零
D．以上说法都不对
5．根据牛顿第二定律，物体加速度的方向（ ）
A．跟作用力的方向相反
B．跟作用力的方向垂直
C．跟作用力的方向相同
D．不能判断
6．物体在10N的外力作用下，产生2m/s2的加速度，求该物体的质量；对这道题，以下计算单位运用的正确，简洁而又规范的是（ ）
A． B．
C． D．
7．一质量为m的乘客站在倾角为的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯一起以大小为a0的加速度加速上行，如图所示。重力加速度大小为g。该过程中，乘客对踏板的摩擦力大小为（ ）
A． B．
C． D．
8．如图所示的油画描述了伽利略研究自由落体运动规律时设计的斜面实验。他让铜球沿倾斜的长直轨道由静止开始运动，利用滴水计时的方法记录铜球运动的时间，研究铜球的运动规律。某小组同学重做此实验，让小球从倾角为θ的斜面顶端由静止滚下。下列判断正确的是（ ）
A．斜面的倾角θ越大，小球运动的加速度越小
B．斜面的倾角θ越大，小球运动时的惯性越大
C．斜面的倾角θ一定时，小球通过的位移与所用时间的二次方成正比
D．斜面的倾角θ一定时，小球运动到底端时的速度与所用时间的二次方成正比
9．如图所示，一质量为的小球用轻弹簧竖直悬挂在天花板上，下端用另一轻弹簧与地面相连，小球静止时，两弹簧均处于拉伸状态，下方弹簧弹力为15N。重力加速度g取，则剪断上方弹簧瞬间，小球的加速度大小为（ ）
A． B． C． D．0
10．细绳拴着一个质量为m的小球，小球用固定在墙上的水平弹簧支撑，小球与弹簧不粘连，平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°，如图所示，已知cos53°=0.6，sin53°=0.8，以下说法正确的是（ ）
A．小球静止时弹簧的弹力大小为
B．小球静止时细绳的拉力大小为
C．细绳烧断瞬间小球的加速度立即为g
D．细绳烧断瞬间小球的加速度立即为
11．如图甲所示，水平面上竖直固定一个轻弹簧，一质量为m=0.20kg的小球，从弹簧上端某高度自由下落，从它接触弹簧到弹簧被压缩至最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内），其速度和弹簧压缩量之间的函数图像如图乙所示，其中A为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间能量损失不计。g取，下列说法正确的是（ ）
A．小球刚接触弹簧时速度最大
B．该弹簧的劲度系数为20N/m
C．当时，小球处于失重状态
D．从接触弹簧到最低点的过程中，小球的加速度逐渐增大
二、多选题
12．以下说法正确的是（ ）
A．人走在松软的土地上会下陷，人对地面的压力大小等于地面对人的支持力大小
B．物体的加速度不变，则物体所受力的合力大小一定不变，方向可以改变
C．运动的物体可能受到静摩擦力的作用
D．物体速度变化量越大，则物体所受力的合力越大
13．关于力和运动的关系，下列说法正确的有（ ）
A．物体所受的合力为零，其速度一定保持不变
B．物体所受的合力为零，其速度也一定为零
C．物体所受合力越大，其速度就越大
D．物体所受合力越大，其加速度就越大
三、解答题
14．用细绳拉住所受重力为G=1N的氢气球，在浮力F1和水平风力F2的作用下，细绳与竖直方向间的夹角θ=37°时氢气球保持平衡，若浮力的大小为F1=1.8N，求：
（1）细绳的拉力T大小。
（2）风力F2的大小。
（3）某时刻细绳突然断开，求断裂瞬间气球加速度a的大小和方向。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）
15．如图所示，一位滑雪者以2m/s的初速度从A点沿山坡匀加速直线滑下，经10s到达坡底B点。已知山坡与水平面的夹角为θ，山坡长AB为70m，滑雪装备与人的总质量为80kg，g取10m/s2，sinθ=0.2，cosθ=0.98，求：
（1）滑雪者的加速度大小a；
（2）滑雪者受到的平均阻力大小f。
16．如图所示，用F=8.0N的水平拉力，使质量m=2.0kg的物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动。求：
（1）物体的加速度大小a；
（2）物体5.0s末的速度大小v。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】A．物体与弹簧接触后，物体受到弹力，但开始时弹力小于推力，物体继续加速，直到弹力等于推力为止，故A错误；
B．物体与弹簧接触后，物体受到弹力，但开始时弹力小于推力，物体继续加速，直到弹力等于推力为止，故B正确；
C．物体与弹簧接触后，物体受到弹力，但开始时弹力小于推力，物体继续加速，当弹力增加到等于推力时，物体速度达到最大，此后由于惯性，物体继续向左运动，弹力大于推力，物体开始减速，故C错误；
D．弹簧处于最大压缩量时，速度为零，弹力大于推力，故合力不为零，加速度也不为零，故D错误。
故选B。
2．D
【详解】在牛顿第二定律的表达式F=kma中，只有质量m、加速度a和力F的单位是国际单位时，比例系数k才为1，k的大小与m、a、F的大小无关，与三者的单位有关。①②错误；③④正确。
故选D。
3．A
【详解】由F=mg-ma，移项得
mg-F=ma
公式是以向下为正方向列的，可见
F
故选A。
4．A
【详解】根据牛顿第二定律可知，如果一个物体做匀速直线运动，处于受力平衡状态。则它的加速度一定是零。
故选A。
5．C
【详解】牛顿第二定律的内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。
故选C。
6．C
【详解】在运用公式计算时，各物理量的单位要采用同一单位制中的单位，且运算过程中只代已知量的数值，数值后面直接写同一单位制中待求量的单位即可，这种运算属于正确且简洁的运算。故题中运算过程有
故选C。
7．A
【详解】对乘客受力分析，如图所示，在水平方向，由牛顿第二定律则有
又有
解得
由牛顿第三定律可知，乘客对踏板的摩擦力大小为，A正确，BCD错误。
故选A。
8．C
【详解】A．斜面的倾角θ越大，小球运动的加速度越大，因为小球滚动时所受的滚动摩擦力一般远小于滑动摩擦力，可以认为几乎不变，但重力沿斜面向下的分力在增大，所以小球加速度增大，A错误；
B．小球质量不变，惯性不变，B错误；
C．斜面的倾角θ一定时，小球做初速度为0的匀加速直线运动，由位移时间关系
得到小球通过的位移与所用时间的二次方成正比，C正确；
D．斜面的倾角θ一定时，小球做初速度为0的匀加速直线运动， 由速度时间关系得
小球运动到底端时的速度与所用时间成正比，D错误。
故选C。
9．A
【详解】剪断上方弹簧瞬间，下方弹簧弹力保持不变，根据牛顿第二定律可得
故选A。
10．D
【详解】AB．小球静止时，分析受力分析，如图所示
由平衡条件可得弹簧的弹力大小为
细绳的拉力大小为
故AB错误；
CD．细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变，则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反，则此瞬间小球的加速度大小为
故C错误，D正确。
故选D。
11．B
【详解】A．小球刚接触弹簧时，重力大于弹力，合力向下，小球会继续向下加速，直到弹力等于重力，此时速度最大，故A错误；
BC．由图可知最高点对应弹簧压缩量为0.1m，此时速度最大，加速度为零，弹力等于重力，则有
解得
则可知当时，弹力大于重力，合力向上，小球处于超重状态，故B正确，C错误；
D．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，当速度达到最大值之前有
重力大于弹力，弹力逐渐增大，加速度逐渐减小，当速度达到最大值后，小球开始减速，有
重力不变，弹力大于重力且逐渐增大，则加速度增大，综合可得加速度先减小后增大，故D错误。
故选B。
12．AC
【详解】A．人对地面的压力与地面对人的支持力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律可知，相互作用力等大反向，可知两个力的大小相等。故A正确；
B．加速度是矢量，物体的加速度不变，即加速度的大小和方向均不变。由可知，加速度方向与合力方向一致，即物体所受力的合力大小和方向均不变。故B错误；
C．运动的物体也可能受到静摩擦力的作用，例如在倾斜的传送带上随传送带一起（没有相对运动）匀速运动的物体，受到沿斜面向上的静摩擦力。故C正确；
D．由B选项分析可知，对于同一物体，加速度越大，合力越大。根据定义式可知越大，不一定大，还要考虑的大小。故物体速度变化量越大，物体所受力的合力不一定越大。故D错误。
故选AC。
13．AD
【详解】A．物体所受的合力为零，则物体处于平衡状态，即物体处于静止或者匀速直线运动状态，即其速度一定保持不变，A正确；
B．根据上述可知，物体所受的合力为零，物体可能做匀速直线运动，此时物体速度不为零，B错误；
CD．根据
解得
可知，物体所受合力越大，其加速度就越大，而速度的大小与加速度的大小无关，即与合力的大小无关，故C错误，D正确。
故选AD。
14．（1）1N；（2）0.6N；（3）10m/s2，方向与竖直方向成37°斜向右上方
【详解】（1）对气球受力分析，如图所示
根据平衡条件，竖直方向，有
解得
（2）水平方向，有
解得
（3）某时刻细绳突然断开，气球受重力、浮力和水平风力的作用，其合力与原来细绳的拉力大小相等，方向相反，所以
方向与竖直方向的夹角为37°，斜向右上方。
15．（1）；（2）
【详解】（1）设A点的速度为，B点速度为，由运动学公式
加速度大小
（2）由牛顿第二定律
16．（1）；（2）
【详解】（1）对物体进行受力分析可知，物体水平方向只受拉力，由牛顿第二定律可知
解得
（2）根据匀变速直线运动速度时间关系可知，物体5.0s末的速度大小为
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