2019版物理新教材人教版必修一同步练习：4.3牛顿第二定律（解析版）

2019版物理新教材人教版必修一同步练习：4.3牛顿第二定律（word解析版)
1．如图，带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C的斜面上，在盒子内放有光滑球B，B恰与盒子前、后壁P、Q点相接触．若使斜劈A在斜面体C上由静止释放，以下说法正确的是
A．若C的斜面光滑，斜劈A由静止释放，则P点对球B有压力
B．若C的斜面光滑，斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行，则P点对球B有压力
C．若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面匀速下滑，则Q点对球B有压力
D．若C的斜面粗糙，斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行，则Q点对球B有压力
2．如图所示，一长木板放在斜面上，材料相同的两个小滑块P、Q放置在长木板上，且滑块P的质量大于滑块Q的质量，长木板在外力作用下向上运动，滑块P、Q和长木板相对静止。现使长木板突然停下来并保持不动，滑块P、Q始终在长木板上，则滑块P、Q之间的距离将
A．保持不变 B．一直增大 C．一直减小 D．条件不足，无法判断
3．由牛顿第二定律可知，无论多么小的力都可以使物体产生加速度，但是用较小的力去推地面上很重的物体时，物体仍然静止，这是因为（ ）
A.推力比静摩擦力小
B.物体有加速度，但太小，不易被察觉
C.物体所受推力比物体的重力小
D.物体所受的合外力仍为零
4．一条足够长的浅色水平传送带自左向右匀速运行，现将一块木炭无初速度地放在传送带的最左端，木炭在传送带上将会留下一段黑色的痕迹，下列说法正确的是(　 　)
A．黑色的痕迹将出现在木炭的左侧
B．木炭的质量越大，痕迹的长度越短
C．传送带运动的速度越大，痕迹的长度越长
D．木炭与传送带间的动摩擦因数越大，痕迹的长度越长
5．如图所示，质量均为m＝2.0kg的物块A、B紧挨着放置在粗糙的水平地面上，物块A的左侧连接一劲度系数为k＝100 N/m的轻质弹簧，弹簧另一端固定在竖直墙壁上。开始时，两物块压紧弹簧并都恰好处于静止状态。现使物块B在水平外力F（图中未画出）作用下向右做加速度大小为a=2m/s2的匀加速直线运动直至与A分离，已知两物块与地面间的动摩擦因数均为μ＝0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，g＝10 m/s2．则（ ）
A．开始时，弹簧的压缩量大小为8 cm
B．物块A、B分离时，所加外力F的大小为24 N
C．物块A、B由静止开始运动到分离所用的时间为0.4 s
D．物块A、B由静止开始运动到分离时，物块A的位移大小为4 cm
6．如图所示，木板与水平地面间的夹角θ＝30°，可视为质点的一小木块恰好能沿着木板匀速下滑。若让该小木块从木板的底端以初速度v0＝10 m/s 沿木板向上运动，取g＝10 m/s2。则以下结论正确的是(　　)
A．小木块与木板间的动摩擦因数为
B．小木块经t＝2 s沿木板滑到最高点
C．小木块在t＝2 s时速度大小为10 m/s，方向沿木板向下
D．小木块滑到最高点后将静止不动
7．如图所示，质量为 m2 的物块 B 放置在光滑水平桌面上，其上放置质量 m1 的物块 A， A 通过跨过定滑轮的细线与质量为 M 的物块 C 连接，释放 C，A 和 B 一起以加速度 a 从静止开始运动，已知 A、B 间动摩擦因数为 (1 ，则细线中的拉力大小为（ ）
A．Mg B．Mg+Ma C．Mg ( Ma D．(m1+m2)a
8．如图所示，光滑水平地面上的小车质量为M，站在小车水平底板上的人质量为m，且mA．人受到向左的摩擦力
B．人受到向右的摩擦力
C．人拉绳的力越大，人和车的加速度越大
D．人拉绳的力越大，人对车的摩擦力越大
9．如图甲所示，质量为的长木板A静止在光滑水平面上，在木板的左端放置-一个质量为的小铁块,铁块与木板间的动摩擦因数,对铁块施加水平向右的拉力大小随时间变化如图乙所示，4s时撤去拉力。可认为间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度.则下列说法错误的是( )
A．内，B的加速度大小
B．内，拉力做的功
C．相对滑行的最大距离
D．0~4s内系统产生的摩擦热
10．如图所示，质量m1=2kg的木板A静止在水平地面上，在木板的左端放置一个质量m2=4kg的铁块B(大小可忽略)，铁块与木板间的动摩擦因数μl=0.25，木板长L=1m，水平恒力F作用在铁块上，假设最大静摩擦力和滑动摩擦力相等，g取10m/s2。
(1)若水平地面光滑，计算铁块与木板相对静止的最大外力F等于多少?
(2)若水平恒力F=20N，木板与水平地面间的动摩擦因数μ2=0.1，求铁块运动到木板右端所用的时间。
11．如图所示，倾角为θ＝37°的斜面固定在水平面上，在斜面底端垂直斜面固定一挡板。质量为m＝1kg的小滑块P紧靠挡板放置，P与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5。现对P施加一个沿斜面向上的拉力F，拉力大小为F0＝6N，作用s后改变力F的大小和方向(F始终平行斜面)，使P沿斜面做匀变速运动，又经过s后发现P恰好与挡板相碰。已知重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：
(1)改变F前小滑块的位移；
(2)F改变后的最大值和最小值。
12．传送带被广泛应用于各行各业。如图所示，一倾斜放置的传送带与水平面的夹角=37°，在电动机的带动下以v=2m/s的速率顺时针方向匀速运行。M、N为传送带的两个端点，M、N两点间的距离L=7m，N端有一离传送带很近的挡板P可将传送带上的物块挡住。在传送带上的O处由静止释放质量为m=1kg的木块，木块可视为质点，若木块每次与挡板P发生碰撞时间极短，碰后都以碰前的速率反方向弹回，木块与传送带间的动摩擦因数=0.5，O、M间距离L1=3m。sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦。
(1)木块轻放上传送带后瞬间的加速度大小；
(2)木块第一次反弹后能到达的最高位置与挡板P的距离。
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
AB.当斜面光滑，斜劈静止释放或者以一定的初速度沿斜面向上滑行时，斜劈和球整体具有相同的加速度gsinθ，方向沿斜面向下。根据牛顿第二定律，知B球的合力方向沿斜面向下，所以B球受重力、底部的支持力、以及Q对球的弹力，知P点对球无压力，Q点对球有压力，故AB错误；
C.斜劈A沿斜面匀速下滑，知B球处于平衡状态，受重力和底部的支持力平衡，所以P、Q对球均无压力，故C错误；
D. 若C的斜面粗糙，斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行时，斜劈和球这个整体具有相同的加速度，方向沿斜面向下，根据牛顿第二定律，知B球的合力方向沿斜面向下，所以B球受重力、底部的支持力以及Q对球的弹力，故D正确.
2．A
【解析】
【详解】
根据牛 顿第二定律可知，长木板停止运动后，滑块P、Q的加速度大小均为，又两滑块的初速度相同，则在相同的时间内两滑块运动的位移相同，则滑块P、Q之间的距离将保持不变。
A.由上分析可知滑块P、Q之间的距离将保持不变，A正确；
BCD.由上分析可知滑块P、Q之间的距离将保持不变，BCD错误。
3．D
【解析】
【详解】
牛顿第二定律中的力F指合外力，用很小的力推桌子时，桌子由于受到地面摩擦的作用，推力与静摩擦力大小相等方向相反，合外力仍然为零，故无加速度。
A. 推力比静摩擦力小，与结论不相符，选项A错误；
B. 物体有加速度，但太小，不易被察觉，与结论不相符，选项B错误；
C. 物体所受推力比物体的重力小，与结论不相符，选项C错误；
D. 物体所受的合外力仍为零，与结论相符，选项D正确；
4．C
【解析】
【详解】
A．刚放上木炭包时木炭包的速度慢，传送带的速度快，木炭包向后滑动，所以黑色的径迹将出现在木炭包的右侧，所以A错误.
BCD．木炭包在传送带上运动靠的是与传送带之间的摩擦力，摩擦力作为它的合力产生加速度，所以由牛顿第二定律知：
所以：
当达到共同速度时，不再有相对滑动，由
得木炭包位移：
设相对滑动的时间为t，由
得
此时传送带的位移为：
所以滑动的位移是：
由此可以知道黑色的痕迹与木炭包的质量无关；传送带运动的速度越大，痕迹的长度越长；木炭包与传送带间动摩擦因数越大，痕迹的长度越短；所以B错误，C正确，D错误.
5．D
【解析】
【详解】
A.开始时，两物块压紧弹簧并恰好处于静止状态，根据平衡条件可得：
kx0=μ?2mg
解得：
x0=0.16m=16cm
故A错误；
B.物块A、B分离时，此时A和B之间的弹力为零，以B为研究对象，根据牛顿第二定律可得：
F-μmg=ma
解得所加外力
F=12N
故B错误；
CD.以A为研究对象，分离时弹簧压缩量为x，则
kx-μmg=ma
解得
x=0.12m
此过程A运动的位移为x0-x=0.04m=4cm，根据位移时间关系可得
x0-x=at2
解得物块A、B由静止开始运动到分离所用的时间为
t=0.2s
故C错误、D正确。
6．AD
【解析】
【详解】
A.木块沿斜面匀速下滑，由平衡条件得：
μmgcosθ=mgsinθ，
解得：
故A正确；
B.木块向上滑行时，由牛顿第二定律得：
μmgcosθ+mgsinθ=ma
解得：
a=10m/s2
木块滑到最高点需要的时间：
故B错误；
CD.木块沿面向上做匀减速直线运动，到达最高点时速度为零，由于μmgcosθ=mgsinθ，木块到达最高点速度为零时受到的合力为零，木块将静止在斜面上不会下滑，木块向上滑行的时间为1s，则t=2s时木块的速度为零，故C错误，D正确.
7．CD
【解析】
【详解】
ABC．以C为研究对象，则Mg﹣T=Ma，解得T=Mg﹣Ma，故AB错误C正确。
D．以AB为整体根据牛顿第二定律可知T=（m1+m2）a，故D正确。
8．ACD
【解析】
【详解】
AB.设绳子拉力为T，人与车间的静摩擦力为f，假设车对人的静摩擦力向左，人对车的静摩擦力向右，根据牛顿第二定律，有
对人：
T-f=ma
对车：
T+f=Ma
解得
T＝(M+m)a①f=(M?m)a?②
③
由②式可知，当M＞m时，即车对人的静摩擦力向左，人对车的静摩擦力向右；选项A正确，B错误；
C.由③式，加速度与拉力成正比。拉力越大，加速度越大，选项C正确；
D.人拉绳的力越大，加速度越大，由②式得，加速度越大，则摩擦力越大。故D正确。
9．BD
【解析】
【分析】
考查物体加速度，功的计算，摩擦力做功生热，根据牛顿第二定律，功能关系计算可得。
【详解】
A．内，B受到向右的拉力6N，摩擦力
由牛顿第二定律可得
解得B的加速度大小
故A不符合题意；
B．前1s物体B以4m/s2做匀加速运动，1s末时速度为
，
物体A的加速度为
，
1s末时的速度，
1s-2s时，B做匀速运动，A做匀加速运动，2s时两者达到共速，一起做匀加速直线运动
加速度大小 ，
4s末时速度
取B分析，前1s运动位移是
拉力做功
1s-2s时间内，B做匀速运动，位移
拉力做功
2S-4S时间内B做匀加速直线运动，加速度大小为1m/s2，位移
拉力做功
所以整个过程中拉力做的功总功
故B符合题意。
C．前2s相对滑行的最大距离
,
2s-4s两者相对静止，故最大距离为2m，故C不符合题意。
D． 0~4s内系统产生的摩擦热，故D符合题意。
【点睛】
用隔离法对物体AB分别受力分析，判断运动性质，前1sB以4m/s2做匀加速运动，A以1 m/s2加速匀运动，1s-2s，物体B做匀速运动，物体A以1 m/s2做匀加速运动，2s-4s时间内，二者以1 m/s2做匀加速直线运动。
摩擦生热数值上等于摩擦力和相对距离的乘积。
10．（1）F=30N （2）t=2s
【解析】
【详解】
（1）A、B之间的最大静摩擦力：
f=μ1m2g ①
相对静止时：
f=m1a ②
对整体：
F=(m1+m2)a ③
由①~③得，
F=30N
（2）由牛顿第二定律，对B：
F－μ1m2g=m2aB ④
对A：
μ1m2g－μ2(m1+m2)g=m1aA ⑤
根据题意：
L=xB－xA ⑥
⑦
⑧
由④~⑧，解得
t=2s
11．(1) m (2) F最大值为16N，最小值为8N
【解析】
【详解】
(1)应用牛顿第二定律可知施加推力F0时P的加速度
m/s2
改变F时P的速度为m/s
此段时间内运动位移m
(2)在改变F的△t时间内，小滑块P做匀变速直线运动，设加速度为a2
则有
又有
联立解得m/s2
改变推力F后，小滑块P向上运动的过程中，设推力大小为F1
应用牛顿第二定律有:
解得F1 =8N，方向沿斜面向下。
小滑块P向下运动的过程中，设推力大小为F2
应用牛顿第二定律有
解得F2=16N，方向沿斜面向下
所以改变推力F后，F最大值为16N，最小值为8N。
12．(1)2m/s2 (2)1.6m
【解析】
【详解】
(1)放上的后瞬间，根据牛顿第二定律：
，
解得木块轻放上传送带后瞬间的加速度
；
(2)设木块与挡板P碰撞前的速度v1，由运动学知识：
解得
；
木块与挡板P碰后向上减速到共同速度之前：
解得
木块向上的位移
共同速度之后，摩擦力反向，加速度为
木块向上的位移
木块第一次反弹后能到达的最高位置与挡板P的距离
答：(1)木块轻放上传送带后瞬间的加速度大小为；
(2)木块第一次反弹后能到达的最高位置与挡板P的距离为1.6m。