高一物理人教版必修一4.3《牛顿第二定律》同步练习(含答案)

第3节《牛顿第二定律》
一、选择题(1～9小题只有一个选项正确，10～13小题有多个选项正确)
(　　)1.物体在与其初速度方向相同的合外力作用下运动，取v0方向为正时，合外力F随时间t的变化情况如图所示，则在0～t1这段时间内
A.物体的加速度先减小后增大，速度也是先减小后增大
B.物体的加速度先增大后减小，速度也是先增大后减小
C.物体的加速度先减小后增大，速度一直在增大
D.物体的加速度先减小后增大，速度一直在减小
(　　)2.一物块静止在粗糙的水平桌面上.从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用.假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小.能正确描述F与a之间关系的图象是
(　　)3.物体在力F作用下运动，F的方向与物体运动方向一致，其F－t图象如图所示，则物体
A.在t1时刻速度最大
B.在0～t1时间内做匀加速运动
C.从t1时刻后便开始返回运动
D.在0～t2时间内，速度一直在增大
(　　)4.如图所示，质量m＝10kg的物体，在水平地面上向左运动，物体与水平地面间的动摩擦因数μ＝0.2，与此同时，物体受到一个水平向右的推力F＝20N的作用，则物体的加速度为(取g＝10m/s2)
A.0
B.4
m/s2，水平向右
C.2
m/s2，水平向右
D.2
m/s2，水平向左
(　　)5.如图所示，有一辆汽车满载西瓜在水平路面上匀速前进.突然发现意外情况，紧急刹车做匀减速运动，加速度大小为a，则中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的大小是
A.m
B.ma
C.m
D.m(g＋a)
6.在静止的车厢内，用细绳a和b系住一个小球，绳a斜向上拉，绳b水平拉，如图所示，现让车从静止开始向右做匀加速运动，小球相对于车厢的位置不变，与小车静止时相比，绳a、b的拉力Fa、Fb的变化情况是(　　)
A.Fa变大，Fb不变
B.Fa变大，Fb变小
C.Fa不变，Fb变小
D.Fa不变，Fb变大
(　　)7.三个完全相同的物块1、2、3放在水平桌面上，它们与桌面间的动摩擦因数均相同.现用大小相同的外力F沿图所示方向分别作用在1和2上，用F的外力沿水平方向作用在3上，使三者都做加速运动，用a1、a2、a3分别表示物块1、2、3的加速度，则
A.a1＝a2＝a3　　　　　　
B.a1＝a2，a2>a3
C.a1>a2，a2D.a1>a2，a2>a3
8.竖直起飞的火箭在推力F的作用下产生10m/s2的加速度，若推力增大到2F，则火箭的加速度将达到(g取10
m/s2)(　　)
A.20
m/s2　　　　　
B.25
m/s2
C.30
m/s2
D.40
m/s2
(　　)9.如图所示，在与水平方向成θ角、大小为F的力作用下，质量为m的物块沿竖直墙壁加速下滑，已知物块与墙壁间的动摩擦因数为μ.则下滑过程中物块的加速度大小为(重力加速度为g)
A.a＝g－μg
B.a＝g－
C.a＝g－
D.a＝g－
(　　)10.(多选)力F1单独作用在物体A上时产生的加速度a1大小为5
m/s2，力F2单独作用在物体A上时产生的加速度a2大小为2
m/s2，那么，力F1和F2同时作用在物体A上时产生的加速度a的大小可能是
A.5
m/s2
B.2
m/s2
C.8
m/s2
D.6
m/s2
(　　)11.
(多选)下列对牛顿第二定律的表达式F＝ma及其变形公式的理解，正确的是
A.由F＝ma可知，物体所受的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比
B.由m＝可知，物体的质量与其所受合力成正比，与其运动的加速度成反比
C.由a＝可知，物体的加速度与其所受合力成正比，与其质量成反比
D.由m＝可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合力求出
(　　)12.
(多选)下列关于牛顿第二定律的说法中正确的是
A.物体的加速度大小由物体的质量和物体所受的合力大小决定，与物体的速度无关
B.物体的加速度方向只由它所受的合力方向决定，与速度方向无关
C.物体所受的合力方向和加速度方向及速度方向总是相同的
D.一旦物体所受的合力为零，则运动物体的加速度立即为零，其运动也就逐渐停止了
(　　)13.
(多选)在光滑的水平地面上放一个质量m＝2kg的物体，现对该物体同时施加两个力F1和F2，其中F1＝3N，方向水平向东，F2＝4N，方向水平向南，sin37°＝0.6，则下列说法正确的是
A.F1使物体产生大小为1.5m/s2、方向水平向东的加速度
B.F2使物体产生大小为2m/s2、方向水平向南的加速度
C.物体的加速度的大小为2.5m/s2，方向为东偏南37°
D.物体的加速度的大小为2.5m/s2，方向为南偏东37°
二、计算题
14.质量为40kg的物体放在水平面上，某人用绳子沿着与水平方向成37°角斜向上的方向拉着物体前进，绳子的拉力为200N，已知物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，物体的加速度是多少？若在拉的过程中突然松手，此时物体的加速度是多少？(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)
15.将质量为0.5kg的小球，以30m/s的速度竖直上抛，经过2.5
s小球到达最高点(取g＝10
m/s2).求：
(1)小球在上升过程中受到的空气阻力大小(视为恒定)；
(2)小球在最高点时的加速度大小；
(3)若空气阻力不变，小球下落时的加速度为多大？
16.
如图所示，一个物体从斜面的顶端由静止开始下滑，斜面倾角θ＝30°，斜面始终静止不动，重力加速度g＝10m/s2.
(1)若斜面光滑，求物体下滑过程的加速度有多大？
(2)若斜面不光滑，物体与斜面间的动摩擦因数μ＝，物体下滑过程的加速度又是多大？
17.
如图所示，质量为m的木块以一定的初速度沿倾角为θ的斜面向上滑动，斜面静止不动，木块与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g.
(1)求向上滑动时木块的加速度的大小和方向；
(2)若此木块滑到最大高度后，能沿斜面下滑，求下滑时木块的加速度的大小和方向.
参考答案
1C
2C
3D
4B
5C
6C
7C
8C
9D
10AD
11CD
12AB
13ABD
14.
答案　0.5
m/s2，方向与运动方向相同　5
m/s2，方向与运动方向相反
解析　物体受力如图所示，将拉力F沿水平方向和竖直方向分解.在两方向分别列方程：
Fcos37°－Ff＝ma.Fsin37°＋FN＝mg.又Ff＝μFN.
联立解得a＝0.5m/s2，方向与运动方向相同.
当突然松手时，拉力F变为零，此后摩擦力变为
Ff′＝μmg＝200N，
由牛顿第二定律得Ff′＝ma′
解得a′＝5m/s2，方向与运动方向相反.
15.
答案　(1)1
N　(2)10
m/s2　(3)8
m/s2
解析　(1)设小球上升时，加速度为a，空气阻力为F，则v＝at，mg＋F＝ma
把v＝30m/s，t＝2.5s，m＝0.5kg代入得F＝1N
(2)小球到达最高点时，因速度为零，故不受空气阻力，故加速度大小为g，即10m/s2
(3)当小球下落时，空气阻力的方向与重力方向相反，设加速度为a′，则
mg－F＝ma′，得a′＝8m/s2.
16.
解析　(1)根据牛顿第二定律得：mgsinθ＝ma1
所以a1＝gsinθ＝10×m/s2＝5
m/s2
(2)物体受重力、支持力和摩擦力，根据牛顿第二定律得
mgsinθ－Ff＝ma2
FN＝mgcosθ
Ff＝μFN
联立解得：a2＝gsinθ－μgcosθ＝2.5m/s2.
17.
答案　(1)g(sinθ＋μcosθ)，方向沿斜面向下(2)g(sinθ－μcosθ)，方向沿斜面向下
解析　(1)以木块为研究对象，木块上滑时对其受力分析，如图甲所示
根据牛顿第二定律有
mgsinθ＋Ff＝ma，FN－mgcosθ＝0
又Ff＝μFN
联立解得a＝g(sinθ＋μcosθ)，方向沿斜面向下.
(2)木块下滑时对其受力分析如图乙所示.
根据牛顿第二定律有
mgsinθ－Ff′＝ma′，FN′－mgcosθ＝0
又Ff′＝μFN′
联立解得a′＝g(sinθ－μcosθ)，方向沿斜面向下.
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