2019版物理新教材人教必修一练习牛顿第二定律 Word版含解析

　牛顿第二定律
题组一　对牛顿第二定律的理解
1．[2019·沭阳县高一月考](多选)关于速度、加速度、合外力之间的关系，正确的是(　　)
A．物体的速度越大，则加速度越大，所受的合外力也越大
B．物体的速度为零，则加速度为零，所受的合外力也为零
C．物体的速度为零，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大
D．物体的速度很大，但加速度可能为零，所受的合外力也可能为零
解析：加速度由合外力决定，加速度与速度无必然联系．物体的速度为零时，加速度可为零也可不为零；当加速度为零时，速度不变．
答案：CD
2．[2019·衡中周考]关于力的单位“牛顿”的理解，以下说法中正确的是(　　)
A．“N”这个单位是由质量1 kg的物体所受重力为9.8 N而规定下来的
B．“N”这个单位是由牛顿第二定律F＝kma，当k＝1时规定下来的
C．使质量为1 kg的物体产生9.8 m/s2的加速度的力为1 N
D．物体所受重力为19.6 N中“N”并不是规定的，而是测出来的
解析：在国际单位制中力的单位是牛顿，它属于导出单位，是根据牛顿第二定律F＝ma定义的，1 N就是使质量1 kg的物体产生1 m/s2加速度的力，故A、C、D错误，B正确．
答案：B
3．对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力，当力刚开始作用的瞬间(　　)
A．物体立即获得加速度
B．物体立即获得速度
C．物体同时获得速度和加速度
D．由于物体来不及运动，所以物体的速度和加速度都为零
解析：根据牛顿第二定律F＝ma知，加速度与合外力是瞬时对应的关系，合外力变化，加速度同时随着变化．当力刚开始作用的瞬间，立即获得了加速度；根据v＝at可知，物体获得速度需要一定的时间，故A正确，B、C、D错误．
答案：A
4．(多选)下列关于力和运动关系的几种说法中，正确的是(　　)
A．物体所受合力的方向，就是物体加速度的方向
B．物体所受合力的方向，就是物体运动的方向
C．物体所受合力不为零，则其加速度一定不为零
D．物体所受合力变小时，物体一定做减速运动
解析：由牛顿第二定律可知，物体所受合力的方向与加速度的方向是一致的，故A正确；但加速度的方向可能不是物体的运动方向，如当物体做减速直线运动时，物体的加速度的方向与运动方向相反，故B错误；物体所受的合力不为零时，其加速度一定不为零，故C正确；当物体所受合力变小时，其加速度也变小，但如果此时合力的方向与物体的运动方向相同，则物体做加速运动，故D错误．
答案：AC
题组二　牛顿第二定律的简单应用
5．随着居民生活水平的提高，家庭轿车越来越多，行车安全就越发显得重要．在行车过程中规定必须要使用安全带．假设某次急刹车时，由于安全带的作用，使质量为70 kg的乘员具有的加速度大小约为6 m/s2，此时安全带对乘员的作用力最接近(　　)
A．100 N　　　　　　　　　　B．400 N
C．800 N D．1 000 N
解析：根据牛顿第二定律：F＝ma＝70×6 N＝420 N，B正确．
答案：B
6．(多选)质量为1 kg的物体受3 N和4 N两个共点力的作用，物体的加速度可能是(　　)
A．5 m/s2 B．7 m/s2
C．8 m/s2 D．9 m/s2
解析：当F1＝3 N和F2＝4 N的两个力同向时，产生的加速度最大，amax＝＝ m/s2＝7 m/s2；当F1与F2反向时，产生的加速度最小，amin＝ m/s2＝1 m/s2.则amin≤a≤amax，即1 m/s2≤a≤7 m/s2.
答案：AB
7．如图所示，鸟沿虚线斜向上加速飞行，空气对其作用力可能是(　　)
A．F1 B．F2
C．F3 D．F4
解析：小鸟沿虚线斜向上加速飞行，说明合外力方向沿虚线斜向上，小鸟受两个力的作用，空气的作用力F和重力G，如图所示．故选B.
答案：B
8．一轻弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡时弹簧伸长了4 cm，再将重物向下拉1 cm，然后放手，则在释放瞬间重物的加速度是(g取10 m/s2)(　　)
A．2.5 m/s2 B．7.5 m/s2
C．10 m/s2 D．12.5 m/s2
解析：弹簧伸长量为4 cm时，重物处于平衡状态，故mg＝kΔx1；再将重物向下拉1 cm，则弹簧的伸长量变为Δx2＝5 cm，在重物被释放瞬间，由牛顿第二定律可得kΔx2－mg＝ma；由以上两式解得a＝2.5 m/s2，故选项A正确．
答案：A
9.
如图所示，一木块沿倾角θ＝37°的光滑固定斜面自由下滑．(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.)
(1)求木块的加速度大小；
(2)若木块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，求木块加速度的大小．
解析：(1)
分析木块的受力情况如图甲所示，木块受重力mg、支持力FN两个力作用，合外力大小为mgsin θ，
根据牛顿第二定律得mgsin θ＝ma1
所以a1＝gsin θ＝10×0.6 m/s2＝6 m/s2.
(2)
若斜面粗糙，木块的受力情况如图乙所示，建立直角坐标系．
在x轴方向上mgsin θ－Ff＝ma2①
在y轴方向上FN＝mgcos θ②
又因为Ff＝μFN③
由①②③得a2＝gsin θ－μgcos θ＝(10×0.6－0.5×10×0.8) m/s2＝2 m/s2.
答案：(1)6 m/s2　(2)2 m/s2
10.
如图所示，静止在水平地面上的小黄鸭质量m＝20 kg，受到与水平面夹角为53°的斜向上的拉力，小黄鸭开始沿水平地面运动．若拉力F＝100 N，小黄鸭与地面的动摩擦因数为0.2，g＝10 m/s2，求：(sin 53°＝0.8，cos 53 °＝0.6，g＝10 m/s2)
(1)把小黄鸭看做质点，作出其受力示意图；
(2)地面对小黄鸭的支持力；
(3)小黄鸭运动的加速度的大小．
解析：
(1)如图，小黄鸭受到重力、支持力、拉力和摩擦力作用．
(2)竖直方向有：Fsin 53°＋FN＝mg，
解得FN＝mg－Fsin 53°＝120 N，方向竖直向上．
(3)受到的摩擦力为滑动摩擦力，
所以Ff＝μFN＝24 N
根据牛顿第二定律得：
Fcos 53°－Ff＝ma，
解得a＝1.8 m/s2.
答案：(1)见解析图
(2)120 N，方向竖直向上
(3)1.8 m/s2
[素养提升练]
11．[2019·四川高一检测](多选)如图所示，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连，设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于伸长状态，若忽略小球与小车间的摩擦，则在这段时间内小车可能(　　)
A．向右做加速运动 B．向右做减速运动
C．向左做减速运动 D．向左做加速运动
解析：小球与小车相对静止且弹簧处于拉伸状态，知小球所受的合力向左，根据牛顿第二定律，小球的加速度方向向左，小球和小车具有相同的加速度，知小车具有向左的加速度，所以小车向左做加速运动或向右做减速运动，故B、D正确，A、C错误．
答案：BD
12．[2019·北京海淀区月考]在水平面上做匀加速直线运动的物体，在水平方向上受到拉力和阻力的作用．如果使物体的加速度变为原来的2倍．下列方法中可以实现的是(　　)
A．将拉力增大到原来的2倍
B．将阻力减少到原来的倍
C．将物体的质量增大到原来的2倍
D．将物体的拉力和阻力都增大到原来的2倍
解析：设物体的质量为m，拉力和阻力分别为F和Ff，根据牛顿第二定律得：F－Ff＝ma，将拉力增大到原来的2倍，2F－Ff＝ma′，分析得到a′>2a，即加速度大于原来的2倍，故A错误．将阻力减少到原来的，F－Ff＝ma′，分析得到a′>2a，加速度大于原来的2倍，故B错误．将物体的质量增大到原来的2倍，合力不变，加速度变为原来的一半，故C错误．将物体的拉力和阻力都增大到原来的2倍，2F－2Ff＝ma′，a′＝2a，即加速度等于原来的2倍，故D正确．故选D.
答案：D
13．如图所示，电梯与水平面的夹角为30°，当电梯向上加速运动时，人对梯面压力是其重力的，求人与梯面间的摩擦力．
解析：对人进行受力分析：人受到重力mg、支持力FN、摩擦力F(摩擦力的方向一定与接触面平行，由加速度的方向可推知F水平向右)．建立直角坐标系：取水平向右(即F的方向)为x轴正方向，如图甲所示，此时只需分解加速度，则ax＝
acos 30°，ay＝asin 30°，如图乙所示．
由牛顿第二定律得
x方向F＝macos 30°
y方向FN－mg＝masin 30°
又FN＝mg，所以F＝mg.
答案：mg　方向水平向右
14．[2019·河南洛阳高一检测]如图所示，将质量m＝1 kg的圆环套在固定的水平直杆上．环的直径略大于杆的截面直径．环与杆间的动摩擦因数为μ＝0.8.从某时刻开始计时，对环施加一位于竖直平面内斜向上且与杆夹角为θ＝53°的拉力F，使圆环从静止开始做匀加速直线运动并在第2 s内移动6.6 m，(取sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，g＝10 m/s2)．试求：
(1)圆环运动的加速度大小；
(2)拉力F的大小．
解析：(1)环做匀加速直线运动，由运动学公式可知x＝at2，则6.6 m＝a[(2 s)2－(1 s)2]，解得a＝4.4 m/s2.
(2)当Fsin θ>mg时，有Fcos θ－μ(Fsin θ－mg)＝ma，解得F＝90 N
当Fsin θ答案：(1)4.4 m/s2　(2)10 N或90 N