人教版（2019）高一物理必修第一册同步练习：4.3牛顿第二定律（含答案）

牛顿第二定律
一、单项选择题
1.根据牛顿第二定律，下列叙述正确的是(　　)
A．物体加速度的方向可能跟它所受合力的方向相反
B．物体所受合力必须达到一定值时，才能使物体产生加速度
C．物体加速度的大小跟它所受的任一个力的大小都成正比
D．当物体的质量改变时，若所受合力的水平分力不变则物体水平加速度大小与其质量成反比
D
2.如图所示，一个小球从竖直立在地面上的轻弹簧正上方某处自由下落，在小球与弹簧开始接触到弹簧被压缩到最短的过程中，小球的速度和加速度的变化情况是(　　)
A．加速度越来越大，速度越来越小
B．加速度和速度都是先增大后减小
C．速度先增大后减小，加速度方向先向下后向上
D．速度一直减小，加速度大小先减小后增大
C
3.力F作用于甲物体(质量为m1)时产生的加速度为a1，此力作用于乙物体(质量为m2)时产生的加速度为a2，若将甲、乙两个物体合在一起，仍受此力的作用，则产生的加速度是(　　)
A.　　　　　　　　
B.
C.
D.
C
4.由牛顿第二定律知，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是当我们用一个力推桌子没有推动时是因为(　　)
A．牛顿第二定律不适用于静止的物体
B．桌子的加速度很小，速度增量很小，眼睛不易觉察到
C．推力小于摩擦力，加速度是负值
D．推力、重力、地面的支持力与摩擦力的合力等于零，物体的加速度为零，所以物体仍静止
D
5.如图，一小车上有一个固定的水平横杆，左边有一轻杆与竖直方向成θ角与横杆固定，下端连接一质量为m的小球P.横杆右边用一根细线吊一相同的小球Q.当小车沿水平面做加速运动时，细线保持与竖直方向的夹角为α，已知θ<α，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　)
A．小车一定向右做匀加速运动
B．轻杆对小球P的弹力沿轻杆方向
C．小球P受到的合力不一定沿水平方向
D．小球Q受到的合力大小为mgtan
α
D
6.如图所示，放在光滑水平面上的一个物体，同时受到两个水平方向力的作用，其中水平向右的力F1＝5
N，水平向左的力F2＝10
N，当F2由10
N逐渐减小到零的过程中，物体的加速度大小是(　　)
A．逐渐减小　　　　　　　
B．逐渐增大
C．先减小后增大
D．先增大后减小
C
7.如图所示，天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的质量相同的小球．两小球均保持静止．当突然剪断细绳时，上面的小球A与下面的小球B的加速度为(　　)
A．aA＝g，aB＝g
B．aA＝g，aB＝0
C．aA＝2g，aB＝0
D．aA＝0，aB＝g
C
8.小孩从滑梯上滑下的运动可看做匀加速运动，第一次小孩单独从滑梯上滑下，加速度为a1，第二次小孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下(小狗不与滑梯接触)，加速度为a2，则(　　)
A．a1＝a2　　　　　　　
B．a1C．a1>a2
D．无法判断a1与a2的大小
A
9.如图所示，质量相等的A、B两小球分别连在轻绳两端，A球的一端与轻弹簧相连，弹簧的另一端固定在倾角为30°的光滑斜面顶端，重力加速度大小为g.下列说法正确的是(　　)
A．剪断轻绳的瞬间，A的加速度为零，B的加速度大小为g
B．剪断轻绳的瞬间，A、B的加速度大小均为
C．剪断轻绳的瞬间，A、B的加速度均为零
D．剪断轻绳的瞬间，A的加速度为零，B的加速度大小为g
B
10.如图甲所示，某人正通过定滑轮将质量为m的货物提升到高处．滑轮的质量和摩擦均不计，货物获得的加速度a与绳子对货物竖直向上的拉力T之间的关系图象如图乙所示．由图可以判断下列说法错误的是(重力加速度为g)(　　)
A．图线与纵轴的交点M的值aM＝－g
B．图线的斜率等于物体质量的倒数
C．图线与横轴的交点N的值TN＝mg
D．图线的斜率等于物体的质量m
D
二、多项选择题
11.关于牛顿第二定律，下列说法中正确的有(　　)
A．公式F＝ma中，各量的单位可以任意选取
B．某一瞬间的加速度只决定于这一瞬间物体所受合外力，而与这之前或之后的受力无关
C．公式F＝ma中，F表示物体所受合力，a实际上是作用于该物体上每一个力所产生的加速度的矢量和
D．物体的运动方向一定与它所受合外力方向一致
BC
12.如图所示，质量为m的小球与弹簧Ⅰ和水平细绳Ⅱ相连，Ⅰ、Ⅱ的另一端分别固定于P、Q两点．小球静止时，Ⅰ中拉力的大小为F1，Ⅱ中拉力的大小为F2，当仅剪断Ⅰ、Ⅱ其中一根的瞬间，球的加速度a应是(　　)
A．若剪断Ⅰ，则a＝g，方向竖直向下
B．若剪断Ⅱ，则a＝，方向水平向左
C．若剪断Ⅰ，则a＝，方向沿Ⅰ的延长线方向
D．若剪断Ⅱ，则a＝g，方向竖直向上
AB
13.初始时静止在光滑水平面上的物体，受到一个逐渐减小的水平力的作用，则这个物体运动情况为(　　)
A．速度不断增大，但增大得越来越慢
B．加速度不断增大，速度不断减小
C．加速度不断减小，速度不断增大
D．加速度不变，速度先减小后增大
AC
14.如图，物块a、b和c的质量相同，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O.整个系统处于静止状态．现将细线剪断，将物块a的加速度记为a1，S1和S2相对于原长的伸长分别记为Δl1和Δl2，重力加速度为g.在剪断的瞬间(　　)
A．a1＝3g　　　　　　　　　
B．a1＝0
C．Δl1＝2Δl2
D．Δl1＝Δl2
AC
15.如图所示，某旅游景点的倾斜索道与水平线夹角θ＝30°，当载人车厢以加速度a斜向上加速运动时，人对车厢的压力为体重的1.25倍，此时人与车厢相对静止，设车厢对人的摩擦力为Ff，人的体重为G，下面正确的是(　　)
A．a＝
B．a＝
C．Ff＝G
D．Ff＝G
BD
三、非选择题
16.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方向上(沿斜面方向)
mgsin
θ－Ff＝ma2①
在y方向上(垂直斜面方向)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
17.如图甲所示为四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用．一架质量m＝2
kg的无人机，能提供向上最大的升力为32
N．现让无人机在地面上从静止开始竖直向上运动，25
s后悬停在空中，执行拍摄任务．前25
s内运动的v－t图象如图乙所示，在运动时所受阻力大小恒为无人机重的0.2，g取10
m/s2.求：
(1)从静止开始竖直向上运动，25
s内运动的位移；
(2)加速和减速上升过程中提供的升力；
(3)25
s后悬停在空中，完成拍摄任务后，关闭升力一段时间，之后又重新启动提供向上最大升力．为保证安全着地，求无人机从开始下落到恢复升力的最长时间t.(设无人机只做直线下落)
解析：(1)由v－t图象面积可得，无人机从静止开始竖直向上运动，25
s内运动的位移为70
m.
(2)由图象的斜率知，加速过程加速度为a1＝0.8
m/s2，设加速过程升力为F1，
由牛顿第二定律得：F1－mg－0.2mg＝ma1
解得：F1＝25.6
N
由图象的斜率知，减速过程中加速度大小为a2＝0.4
m/s2，设减速过程升力为F2，
由牛顿第二定律得：mg＋0.2mg－F2＝ma2，
解得：F2＝23.2
N.
(3)设失去升力下降阶段加速度为a3，由牛顿第二定律得：mg－f＝ma3
解得：a3＝8
m/s2
恢复最大升力后加速度为a4，由牛顿第二定律得：
Fmax－mg＋0.2mg＝ma4，
解得：a4＝8
m/s2
根据对称性可知，应在下落过程的中间位置恢复升力，
由＝a3t2，得t＝
s.
答案：(1)70
m　
(2)25.6
N　23.2
N　
(3)
s