山东省东营市胜利第三十九中学2020-2021学年鲁科版（2019）必修第一册：5.3牛顿第二运动定律 课时作业（含解析）

5.3牛顿第二运动定律 课时作业（含解析）
1．一质量为m的质点沿x轴做直线运动，其v—t图像如图所示．质点在t＝0时位于x0＝1 m处开始沿x轴正向运动．则
A．当t＝0.5 s时，质点的加速度方向与运动方向相反
B．当t＝3 s时，质点在x轴上x=5 m处
C．当t＝5 s时，质点在x轴上x＜0 的某处
D．质点在t＝3.5 s时受到的合外力大于在t＝4.5 s时受到的合外力
2．如图所示，质量分别为m1=2kg、m2=3kg的两个物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧测力计连接，两个大小分别为F1=30N、F2=20N的水平拉力分别作用在m1、m2上，在弹簧秤示数达到稳定后，则
A．弹簧测力计的示数是10N
B．弹簧测力计的示数是50N
C．在突然撤去F2的瞬间，弹簧测力计的示数不变
D．在突然撤去F1的瞬间，m1的加速度不变
3．下列说法中正确的是（　　）
A．在完全失重的情况下，物体的惯性将消失
B．牛顿第一定律、牛顿第二定律都可以通实验来验证
C．单位m、kg、s是一组属于国际单位制的基本单位
D．长度、时间、力是一组属于国际单位制的基本单位的物理量
4．如图所示，木块A、B静止叠放在光滑水平面上，A的质量为m，B的质量为2m．现用水平力F拉B（如图甲所示），A、B刚好不发生相对滑动，一起沿水平面运动．若改用水平力拉A（如图乙所示），使A、B也保持相对静止，一起沿水平面运动，则不得超过（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示，带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动，小球A用细线悬挂于支架前端，质量为m的物块B始终相对于小车静止在小车右端。B与小车平板间的动摩擦因数为μ。若某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角，则此刻小车对物块B产生的作用力的大小和方向为（重力加速度为g）（ ）
A．mg，竖直向上 B．mg，斜向左上方
C．mgtan θ，水平向右 D．mg，斜向右上方
6．如图所示，两个质量分别为m1＝1kg、m2＝4kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧秤连接。两个大小分别为F1＝34N、F2＝24N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则达到稳定状态后，下列说法不正确的是（）
A．m1、m2以2m/s2的加速度向右运动
B．弹簧秤的示数是10N
C．在突然撤去F2的瞬间，m2的加速度大小为8m/s2
D．在突然撤去F1的瞬间，m1的加速度大小为32m/s2
7．如下图所示，物块M在静止的传送带上以速度v匀速下滑时，传送带突然启动，方向如图中箭头所示，若传送带的速度大小也为v，则传送带启动后(　　)
A．M静止在传送带上 B．M可能沿斜面向上运动
C．M受到的摩擦力不变 D．M下滑的速度变小
8．如图所示，质量为m1的物块放在车厢的水平底板上，用竖直细线通过光滑的定滑轮与质量为m2的小球相连。车厢正沿水平直轨道向右行驶，此时与小球相连的细线与竖直方向成θ角，小球、物块与车厢均保持相对静止，由此可知（重力加速度为g）（　　）
A．车厢的加速度大小为gsinθ
B．细线对物块的拉力大小为m2gcosθ
C．底板对物块的支持力大小为（m2－m1）g
D．底板对物块的摩擦力大小为m1gtanθ
9．如图所示，传送带与水平地面的夹角为，AB的长度为64 m，传送带以20 m/s的速度沿逆时针方向转动，在传送带上端A点无初速度地放上一个质量为8 kg的物体（可视为质点），它与传送带之间的动摩擦因数为0.5，（，，），则物体从A点运动到B点过程中，以下说法正确的是（　　）
A．一直做匀加速运动
B．先匀加速运动再匀速运动
C．先以较大的加速度匀加速运动，再以较小的加速度匀加速运动
D．一直匀速运动
10．如图甲所示，在光滑水平面上叠放着、两物体．现对施加水平向右的拉力，通过传感器可测得的加速度随拉力变化的关系如图乙所示．已知重力加速度取 ，由图线可知（ ）
A．的质量
B．的质量
C．、间的动摩擦因数
D．、间的动摩擦因数
11．质量为1 kg的物体静止在水平粗糙的地面上，在一水平外力F的作用下运动，如图甲所示．外力F和物体克服摩擦力Ff做的功W与物体位移x的关系如图乙所示，重力加速度g取10 m/s2.下列分析正确的是(　　)
A．物体与地面之间的动摩擦因数为0.2
B．物体运动的位移为13 m
C．物体在前3 m运动过程中的加速度为3 m/s2
D．x＝9 m时，物体的速度为3 m/s
12．如图所示，在光滑水平面上叠放着A、B两物体。现对A施加水平向右的拉力F，通过传感器可测得A的加速度a随拉力F变化的关系如图B所示。已知重力加速度g = 10 m/s2，由下列说法正确的是（ ）
A．A的质量mA=2?kg
B．A的质量mA=6?kg
C．A、B间的动摩擦因数μ=0.6
D．A、B间的动摩擦因数μ=0.2
13．一雨滴从空中由静止开始沿竖直方向落下，若雨滴下落过程中所受重力保持不变，且空气对雨滴阻力随其下落速度的增大而增大，则图所示的图象中可能正确反映雨滴整个下落过程运动情况的是（ ）
A． B． C． D．
14．关于速度、加速度、合力的关系，下列说法正确的是(　　)
A．原来静止在光滑水平面上的物体，受到水平推力的瞬间，物体立刻获得加速度
B．加速度的方向与合力的方向总是一致的，但与速度的方向可能相同，也可能不同
C．在初速度为0的匀加速直线运动中，速度、加速度与合力的方向总是一致的
D．合力变小，物体的速度一定变小
15．如图所示，A、B、C三个物体分别用轻绳和轻弹簧连接，放置在倾角为θ的光滑斜面上，当用沿斜面向上的恒力F作用在物体A上时，三者恰好保持静止，已知A、B、C三者质量相等，重力加速度为g．下列说法正确的是
A．在轻绳被烧断的瞬间，A的加速度大小为
B．在轻绳被烧断的瞬间，B的加速度大小为
C．剪断弹簧的瞬间，A的加速度大小为
D．突然撤去外力F的瞬间，A的加速度大小为
16．如图所示，斜面AC长L = 1m，倾角θ =37°，CD段为与斜面平滑连接的水平地面．一个质量m = 2kg的小物块从斜面顶端A点由静止开始滑下．小物块与斜面、地面间的动摩擦因数均为μ = 0.5．不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8．求：
（1）小物块在斜面上运动时的加速度大小a；
（2）小物块滑到斜面底端C点时的速度大小v；
（3）小物块在水平地面上滑行的时间t．
参考答案
1．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．在0?1s内，质点做匀加速直线运动，其加速度方向与运动方向相同，故A错误；
B．在0?1s内,质点的加速速度：
a1=△v/△t=2/1m/s2=2m/s2，
则匀加速运动的位移：
x1=a1t2=×2×12m=1m，
在1?3s内,质点做匀速直线运动,其位移
x2=vt=2m/s×2s=4m，
则当t=3s时,质点在x轴上的位移
x=x0+x1+x2=1m+1m+4m=6m
故B错误；
C．在3?4s内，质点的加速度
a2=△v/△t=?2m/s2，
其位移：
x3=vt+a2t2=2×1m+×(?2)×12m=1m，
在4?5s内,质点的加速度
a3=△v/△t=?1m/s2，
其位移：
x4=a3t2=×(?1)×12m=?0.5m，
当t=5s时,质点运动的总位移：
x总=x0+x1+x2+x3+x4=6.5m，
所以在x轴上x>0的某处，故C错误；
D．质点在t=3.5s时,其加速度
a2=?2m/s2
质点在t=4.5s时,其加速度
a3=?1m/s2，
根据牛顿第二定律可知
F合=ma，
因为a2>a3，所以
F合2>F合3
故D正确．
故选D.
2．C
【解析】
【分析】
【详解】
AB．对整体运用牛顿第二定律得到：
代入数据解得：
a=2m/s2
对物体m2，运用牛顿第二定律得到：
代入数据解得：
F=26N
故AB错误；
C．在突然撤去F2的瞬间，弹簧测力计的弹力不变，故C正确；
D．在突然撤去F1的瞬间，对m1受力分析可得F=m1a′，代入数据解得
a′=13m/s2
故D错误；
故选C.
3．C
【解析】
【详解】
A．惯性只与质量有关，惯性不会消失，与物体所处的状态无关，故A错误；
B．牛顿第一定律是指在物体不受力的情况下，生活中不存在物体不受外力的作用，因此牛顿第一定律无法通过实验验证，但是可以通过实验推理出来。牛顿第二定律则可以通实验来验证。故B错误；
C．单位m、kg、s是一组属于国际单位制的基本单位，故C正确；
D．长度、时间、质量是一组属于国际单位制的基本单位的物理量，力不属于。故D错误。
故选C。
4．B
【解析】
【分析】
【详解】
力F拉木块B时，A、B恰好不滑动，故A、B间的静摩擦力达到最大值，对木块A受力分析，受重力mg、支持力、向前的静摩擦力，根据牛顿第二定律，有
对A、B整体受力分析，受重力、支持力和拉力F，根据牛顿第二定律，有
联立解得
当作用在木块A上，A、B恰好不滑动时，A、B间的静摩擦力达到最大值，对木块A，有
对整体，有
联立解得
即的最大值是，故B正确。
5．D
【解析】
【分析】
【详解】
以A为研究对象，分析受力如图：
根据牛顿第二定律得
解得
方向水平向右。
小车对B的摩擦力为
方向水平向右
小车对B的支持力大小为
N=mg
方向竖直向上
则小车对物块B产生的作用力的大小为
方向斜向右上方
选项D正确，ABC错误。
故选D。
6．B
【解析】
【分析】
【详解】
A.以整体为研究对象，由牛顿第二定律得
解得，故A正确；
B.以m2为对象，可得
解得，故B错误；
C.撤去时，弹簧的弹力还未发生改变，故的加速度为
C正确；
D.撤去时，弹簧的弹力还未发生改变，故的加速度为
故D正确；
故选B。
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
由M匀速下滑可知其处于平衡状态，受重力、摩擦力、支持力，传送带启动以后对M的受力情况没有影响，自然也不会影响其运动状态，
ABD．根据以上分析可知M仍以原来的速度v沿斜面向下做匀速直线运动，ABD错误；
C．综上分析M受到的摩擦力恒定不变，C正确；
故选C。
8．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知整个系统一起做匀加速直线运动，以m2为为研究对象，受力如图所示，由牛顿第二定律得
解得：
则车厢的加速度也为，故A错误；
B．如图所示，绳子的拉力
故B错误；
C．对物体m1研究，受力如图所示，在竖直方向上由平衡条件得
故C错误；
D．由图所示，由牛顿第二定律得
故D正确。
故选D。
9．C
【解析】
【分析】
【详解】
物体轻放在逆时针转动的皮带顶端，受滑动摩擦力向下，设加速度为，有
可得
物体开始时匀加速向下运动，已知传送带速度，物块初速度，设与传送带速度相同时物体位移为，根据运动学公式有
联立并带入数据解得
物块将继续运动，由于重力沿斜面的分力小于最大静摩擦力，物块将继续向下做匀加速运动，设加速度为，根据牛顿第二定律有
带入数据解得
故物体先以较大的加速度匀加速运动，再以较小的加速度匀加速运动。
故选C。
10．BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB、由图象可以看出,当力时加速度较小,A、B相对静止,加速度相同.
对整体法,由牛顿第二定律:
则得
由数学知识得: ,
故
当时,A的加速度较大,采用隔离法,
由牛顿第二定律:
对A有:
则得
由数学知识得:
可得 ,则 ，故A错误；B正确；
CD、当 时, ,计算得出.故C正确；D错误；
故选BC
11．ACD
【解析】
【分析】
【详解】
在W-x图中，斜率是力．
A．由：
Wf＝Ffx
对应题图乙可知，物体与地面之间的滑动摩擦力Ff＝2 N，由
Ff＝μmg
可得：
μ＝0.2
A正确；
C．由：
WF＝Fx
对应题图乙可知，前3 m内，拉力F1＝5 N，3～9 m内拉力F2＝2 N，物体在前3 m内的加速度：
a1＝＝3m/s2
C正确；
D．由动能定理得：
WF－Ffx＝mv2
可得x＝9 m时，物体的速度为v＝3m/s
D正确；
B．物体的最大位移：
xm＝＝13.5 m
B错误．
12．BD
【解析】
【分析】
【详解】
AB．由图象可以看出，当力F＜48N时加速度较小，A、B相对静止，加速度相同。
对整体法，由牛顿第二定律：
F=（mA+mB）a
则得
由数学知识得：
故
mA+mB=8kg
当F＞48N时，A的加速度较大，采用隔离法，
由牛顿第二定律：
对A有：
F-μmAg=mAa
则得
由数学知识得：
可得
mA=6kg
mB=2kg
选项A错误，B正确；
CD．由 当F=60N时，a=8m/s2
解得
μ=0.2．
故C错误，D正确。
故选BD。
13．AC
【解析】
考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系．
专题：牛顿运动定律综合专题．
分析：雨滴下落的过程中受重力和阻力，阻力随速度增大而增大，根据牛顿第二定律，判断加速度的变化，以及根据加速度方向与速度的方向关系判断速度的变化．
解答：解：根据牛顿第二定律得，a=，速度增大，阻力增大，加速度减小，雨滴做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零，雨滴做匀速直线运动．故A、C正确，B、D错误．
故选AC．
点评：解决本题的关键会通过牛顿第二定律，根据物体的受力情况判断物体的运动情况．
14．ABC
【解析】
【分析】
【详解】
力和加速度存在瞬时对应关系，则原来静止在光滑水平面上的物体，受到水平推力的瞬间，物体立刻获得加速度，选项A正确；加速度的方向与合力的方向总是一致的，加速度的方向与速度的方向可能相同，也可能不同，选项B正确；在初速度为0的匀加速直线运动中，加速度与合力的方向一致，速度与加速度方向一致，选项C正确；合力变小，加速度变小，若加速度和速度同向，则物体的速度仍然变大，选项D错误．
15．AC
【解析】
【分析】
【详解】
A. 把看成是一个整体进行受力分析，有:
在轻绳被烧断的瞬间，之间的绳子拉力为零，对，由牛顿第二定律得：
解得：
故A正确；
B. 对于，由牛顿第二定律得：
弹
在轻绳被烧断的瞬间，对于，绳子拉力为零，弹力不变，根据牛顿第二定律：
弹
解得：
故B错误；
C. 剪断弹簧的瞬间，对于整体，弹簧弹力为零，根据牛顿第二定律：
解得：
的加速度大小：
故C正确；
D. 突然撤去外力的瞬间，对于整体，一起做匀减速直线运动，由牛顿第二定律：
弹
解得：
的加速度大小：
故D错误．
16．（1）；（2）；（3）
【解析】
（1）根据牛顿第二定律得：
（2）根据匀变速直线运动规律得：v=2m/s
（3）根据动量定理，得：t=0.4s