2019新人教版高一物理必修1　第四章 牛顿第二定律练习题

牛顿第/二定律练习题
一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）
某同学在粗糙水平地面上用水平力F向右推一木箱沿直线前进．已知推力大小是80N，物体的质量是20kg，物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2，取g=10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A. 物体受到地面的支持力是40NB. 物体受到地面的摩擦力大小是40NC. 物体沿地面将做匀速直线运D. 物体将做加速度为??=4???/
??
2
的匀加速直线运动
下列说法中正确的是（ ）
A. 物体所受合外力越大,则速度一定越大B. 物体在某时刻的速度方向与该时刻的加速度方向可能相反C. 只要物体所受合外力不为零,则物体的速率一定在改变D. 恒定的合外力作用在物体上,物体可能会作匀速运动
一物体质量为10kg，放在水平地面上，当用水平力F1=30N推它时，其加速度为1m/s2；当水平推力增为F2=45N时，其加速度为(??? )
A. 1.5??/
??
2
B. 2.5??/
??
2
C. 3.5??/
??
2
D. 4.5??/
??
2
如图所示，质量为M的木板放在水平桌面上，一个质量为m的物块置于木板上．木板与物块间、木板与桌面间的动摩擦因数均为μ．现用一水平恒力F向右拉木板，使木板和物块体共同向右做匀加速直线运动，物块与木板保持相对静止．已知重力加速度为g．下列说法正确的是（　　）
A. 木板与物块间的摩擦力大小等于0B. 木板与桌面间的摩擦力大小等于FC. 木板与桌面间的摩擦力大小等于??????D. 木板与桌面间的摩擦力大小等于??(???+???)??
关于牛顿运动定律的说法正确的是（　　）
A. 牛顿第一、第二、第三定律都可以通过实验进行检验B. 牛顿第一定律揭示了一切物体都具有惯性,因此又叫惯性定律C. 根据牛顿第二定律可知,物体沿某一方向运动,则在该方向上一定有力的作用D. 根据牛顿第三定律,跳高运动员起跳时,人对地面的压力就是人的重力
如图所示，两根完全相同的弹簧下挂一质量为m的小球，小球与地面间有细线相连，处于静止状态，细线竖直向下的拉力大小为2mg．若剪断细线，则在剪断细线的瞬间，小球的加速度a为（　　）
A. ??=???方向竖直向上 B. ??=???方向竖直向下C. ??=2???方向竖直向上 D. ??=3???方向竖直向上
如图所示，A，B球的质量相等，弹簧的质量不计，倾角为θ的斜面光滑，系统静止时弹簧与细线均平行于斜面，在细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是（ ）
A. 两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下,大小均为??????????B. B球的瞬时加速度沿斜面向下,大小为??????????C. A球的瞬时加速度沿斜面向下,大小为2??????????D. A,B两球的瞬时加速度均沿斜面向下,大小均为2??????????
倾角为θ的光滑斜面C固定在水平面上，将两物体A,B叠放在斜面上，且同时由静止释放，若A,B的接触面与斜面平行，则下列说法正确的是( )
A. 物体A相对于物体B向上运动B. 斜面C对水平面的压力等于A,B,C三者重力之和C. 物体A,B之间的动摩擦因数不可能为零D. 物体A运动的加速度大小为??????????
如图所示，从某一高处自由下落的小球，落至弹簧上端并将弹簧压缩到最短．问小球被弹簧弹起直至离开弹簧的过程中，小球的速度和所受合力变化情况是（　　）
A. 合力变大,速度变大B. 合力变小,速度变大C. 合力先变小后变大,速度先变大后变小D. 合力先变大后变小,速度先变小后变大
如图所示，A、B两物块的质量分别为m和M，把它们靠在一起从光滑斜面的顶端由静止开始下滑．已知斜面的倾角为θ，斜面始终保持静止．则在此过程中物块B对物块A的压力为（　　）
A. ???????????? B. ???????????? C. 0 D. (??+??)??????????
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
如图所示，小车向右运动的过程中，某段时间内车中悬挂的小球A和车水平底板上的物块B都相对车厢静止，悬挂小球A的悬线与竖直线有一定夹角，下述判断中正确的是（ ）
A. 小车向右加速运动 B. 小车向右减速运动C. 物体B受到2个力的作用 D. 物体B受到3个力的作用
一个质量为5kg的物体受到三个共点力，三个力大小分别为F1=4N、F2=8N、F3=17N，则该物体的加速度可能是（　　）
A. 0.5??/
??
2
B. 2.5??/
??
2
C. 4.5??/
??
2
D. 6.5??/
??
2
质量不等的两物块A和B其质量分别为mA和mB，置于光滑水平面上。如图所示，当水平恒力F作用于左端A上，两物块一起加速运动时，AB间的作用力大小为N1；当水平力F作用于右端B上两物块一起加速运动时，AB间作用力大小为N2，则（ ）
A. 两次物体运动的加速度大小相等 B.
??
1
+
??
2
??
1
+
??
2
=?? D.
??
1
：
??
2
=
??
??
：
??
??
如图所示，当小车水平向右加速运动时，物块M相对车厢静止于车厢后竖直壁上，当小车的加速度增大时（ ）
A. M所受静摩擦力增大 B. M对车厢壁的压力增大C. M仍相对于车厢静止 D. M在竖直方向上所受合外力为零
三、实验题（本大题共1小题，共7.0分）
(1)光滑水平桌面上有一个物体，质量是2kg，受到互成
120
°
角的两个水平力
??
1
和
??
2
的作用，两个力的大小都是10N，这个物体的加速度是____??/
??
2
。
(2)在光滑的水平面上，有一静止的物体，其质量为7kg，它在一大小为14N的水平拉力作用下从静止开始运动，则物体开始运动5s所通过的位移大小_____??，运动5s末速度大小是_____??/??。
(3)在做“研究匀变速直线运动”实验中，打点计时器打出的一条纸带中的某段如图所示，若A、B、??……点间的时间间隔均为0.10??，根据图中给定的长度，计算小车加速度大小为_________??/
??
2
，打下C点时小车的速度大小为____________??/??。/? (4)为了探究加速度与力、质量的关系，某同学利用如图所示的实验装置，探究小车质量一定时加速度与合外力之间的关系，图中上下两层水平轨道，细线跨过滑轮并挂上砝码盘。若可将砝码和砝码盘的总重力作为小车所受合力，须满足条件____________________________________________________________________；两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，并同时停止。该同学测量了两小车的位移为
??
1
,
??
2
，则
??
1
??
2
=__________。
四、计算题（本大题共4小题，共37.0分）
如下图所示，一个质量m=40kg的物块在斜向上F=200N的拉力作用下沿水平方向向右做匀加速直线运动，F与水平方向的夹角为37o，物块与地面间的动摩擦因数??=0.5( g取10m/s2，sin37o=0.6，cos37o=0.8)求：（1）在F作用下t=10s时，物块的速度是多少？（2）若t=10s撤去F，物体还能运动多远？（3）若保持F与水平方向的夹角不变，仅改变F的大小，问F为何值时地面对物块的支持力恰好为零，并求此时物块的加速度？


质量为5kg的物体受到水平推力F的作用，沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，由于受摩擦力作用，最后停止运动．其运动的v-t图象所示．g取10m/s2，求：（1）物体与水平面间的动摩擦因数μ；（2）水平推力F的大小。

如图所示，水平地面上有一质量m=2kg的物块，物块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2，在与水平方向成θ=37°角斜向下的推力F=10N作用下由静止开始向右做匀加速直线运动。已知sin37o=0.6，cos37o=0.8，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。求：
（1）物块运动过程中所受滑动摩擦力的大小；
（2）物块运动过程中加速度的大小；
（3）物块运动5s所通过的位移大小

如图所示，质量为2kg的金属块放在水平地面上，在大小为20N、方向与水平方向成37°角的斜向上拉力F作用下，从静止开始做匀加速直线运动．已知金属块与地面间的动摩擦因数μ=0.5，力F持续作用2s后撤去．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2）．求：（1）在F作用下，金属块的加速度为多大？（1）撤去F瞬间，金属块的速度为多大？（2）金属块在地面上总共滑行了多远？
答案和解析
1.【答案】B
【解析】A.物体沿水平面运动，则在竖直方向受到的支持力与重力大小相等，方向相反，所以支持力是：FN=20×10N=200N，故A错误；B.物体受到地面的摩擦力大小是：f=μFN=0.2×200N=40N，故B正确；C.推力大小是80N，所以物体沿水平方向受到的合外力：F合=F-f=80N-40N=40N，所以物体做匀变速直线运动，故C错误；D.物体的加速度：a=
??
合
??
=
40
20
??/
??
2
=2??/
??
2
，故D错误。故选B。2.【答案】B
【解析】A.物体速度的大小与受力无关，物体所受合外力越大，速度不一定越大，故A错误；B.物体的速度与加速度无关；物体在某时刻的速度方向与该时刻的加速度方向可能相反，故B正确；C.物体所受合外力不为零，则物体的速度一定变化，但速率不一定在改变，如匀速圆周运动，故C错误；D.恒定的合外力作用在物体上，物体有加速度，一定不可能会作匀速运动，故D错误。故选B。3.【答案】B
【解析】解：物体在竖直方向受力平衡，水平方向受到推力和滑动摩擦力，设滑动摩擦力大小为f。根据牛顿第二定律得：第一种情况：F1-f=ma1，得：f=F1-a1=30N-10×1N=20N第二种情况：F2-f=ma2，得：a2=
??
2
???
??
=
45?20
10
=2.5m/s2。故选：B。4.【答案】D
【解析】解：A、由题意知，木板和物块共同向右做匀加速直线运动，且物块与木板保持相对静止，可知木板与物块间存在相互作用的静摩擦力，物块在静摩擦力作用下产生向右的加速度，故A错误；B、因为物块向右加速运动，故物块受到木板向右的摩擦力，根据牛顿第三定律可知，物块对木板有向左的摩擦力，对木板受力分析可知，如果木板与桌面间的摩擦力大小为F方向水平向左，则木板所受合力向左，故不可能向右加速运动，故B错误；C、因为木板在竖直方向上除了受到重力还受到M向下的压力，由于M在竖直方向上受力平衡可知，桌面对M的支持力大小为FN=（m+M）g，故摩擦力大小为μ（m+M）g，故C错误；D、因为桌面对木板的支持力为FN=（m+M）g，且木板与桌面间是滑动摩擦力，所以f=μFN=μ（m+M）g，故D正确。故选：D。5.【答案】B
【解析】A、牛顿第二、第三定律是实验定律，牛顿第一定律不是实验定律，是在实验事实的基础上通过合理的推理得出的结论，故A错误；B、牛顿第一定律揭示了力与运动的关系，它反映了任何物体都具有惯性，牛顿第一定律又叫惯性定律，故B正确；C、由牛顿第二定律可知，加速度的方向与合外力的方向相同，物体的运动方向与力的方向没有关系，故C错误；D、由牛顿第三定律可知，跳高运动员起跳时，地面对人的支持力大小等于人对地面的压力大小，故D错误；故选：B6.【答案】C
【解析】解：开始小球处于平衡状态，两根弹簧弹力的合力等于重力和绳子的拉力之和，即两根弹簧弹力的合力F1=T+mg=3mg．剪断细线的瞬间，弹簧弹力不变，根据牛顿第二定律得，a=
??
1
?????
??
=2??，方向竖直向上．故C正确，A、B、D错误．故选C．7.【答案】C
【解析】?设两球的质量均为m，在细线烧断前，以B球为研究对象，根据平衡条件得到弹簧的弹力F=mgsinθ，在细线被烧断的瞬间，弹簧的弹力没有变化，则B球的受力情况没有变化，瞬时加速度为零，而此瞬间A球所受的合力大小为F+mgsinθ=2mgsinθ，方向沿斜面向下，根据牛顿第二定律得：A球的加速度大小为
??
??
=
2????????????
2??
=2??????????，方向沿斜面向下，故ABD错误，C正确。
故选C。8.【答案】D
【解析】由于斜面光滑，所以A和B一起加速向下运动，根据牛顿第二定律可得二者的加速度大小为??=??????????；AC.物体A相对于物体B没有运动趋势，二者之间的摩擦力为零，A和B之间的动摩擦因数可以为零、也可以不为零，故AC错误；B.由于AB加速下滑，AB在竖直方向上处于失重状态，所以斜面C对水平面的压力小于A、B、C三者重力之和，故B错误；D.物体A和B运动的加速度大小均为??????????，故D正确。故选D。9.【答案】C
【解析】解：小球被弹簧弹起直至离开弹簧的过程中，弹力一直减小，开始时，弹力大于重力，合力向上，弹起的过程中，合力减小，加速度减小，但是加速度的方向与速度方向相同，做加速运动，当重力和弹力相等后，重力大于弹力，合力方向向下，合力增大，加速度增大，但加速度的方向与速度方向相反，做减速运动。所以合力先变小后变大，速度先变大后变小。故C正确，A、B、D错误。故选：C。10.【答案】C
【解析】对A、B组成的整体受力分析可知，整体受重力、支持力而做匀加速直线运动；由牛顿第二定律可知，a=
(??+??)??????????
(??+??)
=gsinθ；则再对B由牛顿第二定律可知：F合=Ma=Mgsinθ；合力等于B的重力沿斜面向下的分力；故说明AB间没有相互作用力，故ABD错误，C正确。故选C。11.【答案】BD
【解析】AB.小球A受重力和拉力的作用，其合力恒定水平向左，故加速度恒定，方向水平向左，由于小球A相对车厢静止，因此小车的加速度水平向左，即小车向右减速运动，故A错误，B正确；CD.由于物块B相对车厢静止，所以物块B随小车一起向右减速运动，物块B受到水平向左的摩擦力，竖直方向上受到重力和支持力作用，故物体B受到3个力的作用，故C错误，D正确。故选BD。12.【答案】BC
【解析】【解答】已知F1=4N、F2=8N、F3=17N，则三个力合力的最大值等于三个力之和，即为F合max=29N，F1、F2两个力的合力最大为12N，最小为4N，而F3=17N，所以三个力合力的最小值不可能是0N，应为F合min=F3-（F1+F2）=17N-（4N+8N）=5N，所以合力的范围为5N≤F合≤29N，根据牛顿第二定律F合=ma得：加速度的范围为1m/s2≤a≤5.8m/s2，故AD错误，BC正确。故选BC。13.【答案】ACD
【解析】A.根据牛顿第二定律得：对整体：??=
??
??
??
＋
??
??
，则两次物体运动的加速度大小相等，故A正确；BCD.分别隔离B和A得：N1=mBa，N2=mAa，则得到N1+N2=（mA+mB）a=F，N1：N2=mB：mA，故B错误，CD正确。故选ACD。14.【答案】BCD
【解析】解：以物块为研究对象，分析受力，作出力图如图。/A、物块竖直方向受力平衡，合外力等于零，摩擦力f=Mg，保持不变。故A错误，D正确。B、小车的加速度增大时，弹力N=ma增大，物块受到的最大静摩擦力增大，物块不可能沿壁下滑，所以M仍相对于车厢静止。故BC正确。故选：BCD。15.【答案】（1）5；（2）?25；10；（3）4.0 ；1.1 ；?（4）砝码和砝码盘的总质量远小于小车质量且平衡摩擦力；??
??
1
??
2
。
【解析】（1）根据并行四边形法则可知物体受到互成 120°角的两个水平力F1和F2的作用的合力F为10N，根据牛顿第二定律可知??=
??
??
=
10??
2????
=5??/
??
2
。故答案为：5。（2）根据题意可知物体所受水平拉力即为合力，所以物体所受合力F=14N，根据牛顿第二定律可知??=
??
??
=
14??
7????
=2??/
??
2
，则物体从静止开始运动开始运动5s所通过的位移大小??=
1
2
??
??
2
=
1
2
×2×
5
2
??=25??运动5s末速度大小??=????=2×5??/??=10??/??。故答案为：25；10。（3）根据 △x=aT2
小车加速度大小??=
??
?
????
?
??
????
4
??
2
=
44.0?2×14.0
×0.01
4×0.
1
2
??/
??
2
=4.0??/
??
2
，打下C点时小车的速度大小
??
??
=
??
????
2??
=
??
????
?
??
????
2??
=
27.0?5.0
×0.01
2×0.01
??/??=1.1??/??故答案为：4.0；1.1。（4）先平衡摩擦力，由牛顿第二定律可知绳的拉力
??
??
=
??
??+??
????，当m即砝码和砝码盘的总质量远小于M即小车质量时，
??
??
=????；?两小车同时开始运动，并同时停止，两小车的位移
??
1
=
1
2
??
1
??
2
，
??
2
=
1
2
??
2
??
2
，则
??
1
??
2
=
??
1
??
2
。故答案为：?砝码和砝码盘的总质量远小于小车质量且平衡摩擦力；??
??
1
??
2
。16.【答案】解：（1）物块的受力情况如图所示，/由牛顿第二定律得Fcos37°-f=ma1? Fsin37°+FN=mg又f=μFN?代入数据解得a1＝0.5m/s2；由公式v=at得t=10s时物块的速度：v=a1t1=0.5×10m/s=5m/s（2）由牛顿第二定律得，撤去外力后木块运动的加速度为：Ff＝μmg＝ma2解得：a2＝5m/s2由运动学公式v2?v02＝2ax得物块滑行的位移为??=
??
2
2
??
2
=
5
2
2×5
??=2.5??；（3）由牛顿第二定律得：F合=mgcot37o=ma0解得：a0=13.3m/s2竖直方向上由平受力平衡得：Fsin37o=mg解得：??=
2000
3
??。答：（1）在F作用下t=10s时，物块的速度是5m/s；（2）若t=10s撤去F，物体还能运动2.5m；（3）F为
2000
3
??时地面对物块的支持力恰好为零，此时物块的加速度为13.3m/s2。
17.【答案】解：（1）由题中图象知，t=6?s时撤去外力F，此后6～10?s内物体做匀减速直线运动直至静止，其加速度为a2=
???
???
=
0?8
10?6
=-2m/s2，又因为a2=-
??????
??
=-μg═-2m/s2联立得μ=0.2．（2）由题中图象知0～6?s内物体做匀加速直线运动其加速度大小为a1=
???
???
=
8?2
6
=1m/s2，由牛顿第二定律得F-μmg=ma1联立得，水平推力F=15?N答：（1）物体与水平面间的动摩擦因数μ是0.2；（2）水平推力F的大小是15N。18.【答案】解：（1）物块沿竖直方向所受合力为零，设物块受地面的支持力为
??
??
，因此有
/? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??
物块运动过程中所受的滑动摩擦力大小??=??
??
??
=5.2?????? ? ? ? ? ??
（2）设物块的加速度大小为a，由牛顿第二定律有
Fcos37o－f=ma ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
解得：??=1.4??/
??
2
???????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（3）物块运动5s所通过的位移大小??=
1
2
??
??
2
=17.5???????答：（1）5.2N；（2）1.4??/
??
2
；（3）17.5m.19.【答案】解：（1）金属块受力如下图所示．/根据牛顿第二定律得：水平方向：Fcos37°-f=ma竖直方向：N=mg-Fsin37°其中f =μN得：Fcos37°-μ（mg-Fsin37°）=ma1解得?a1=6m/s2（2）撤去F瞬间，金属块的速度v1=at=6×2=12m/s（3）撤去F前金属块的位移x1=
1
2
at2=
1
2
×6×22=12m撤去力F后金属块的加速度大小a2=
??????
??
=μg=5m/s2由02-v02=2a2x2代入数据解得x2=14.4m则：金属块在地面上总共滑行了x=x1+x2=26.4m答：（1）在F作用下，金属块的加速度为6m/s2．（1）撤去F瞬间，金属块的速度为12m/s．（2）金属块在地面上总共滑行26.4m．