山东省怀仁县巨子高中2020-2021学年鲁科版（2019）必修第一册：5.3牛顿第二运动定律 达标作业（含解析）

5.3牛顿第二运动定律 达标作业（含解析）
1．如图所示，一个物体由A点出发分别沿三条光滑轨道到达C1，C2，C3，则（ ）
A．物体到达C1点时的速度最大 B．物体分别在三条轨道上的运动时间相同
C．物体到达C3的时间最短 D．在C3上运动的加速度最大
2．如图甲所示，某人通过动滑轮将质量为m的货物提升到一定高处，动滑轮的质量和摩擦均不计，货物获得的加速度a与竖直向上的拉力T之间的函数关系如图乙所示．则下列判断正确的是(　　)
A．图线与纵轴的交点的绝对值为g
B．图线的斜率在数值上等于物体的质量m
C．图线与横轴的交点N的值TN＝mg
D．图线的斜率在数值上等于物体质量的倒数
3．如图所示，斜面固定在地面上，倾角为θ＝37°(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．质量为1 kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8)，则该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图像是选项图中的(取初速度v0的方向为正方向)(g=10 m/s2)(　　)
A． B． C．D．
4．如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，已知A、B、C都处于静止状态，则(　　)
A．B受C的摩擦力一定不为零
B．C受地面的摩擦力一定为零
C．C有沿地面向右滑的趋势，一定受到地面向左的摩擦力
D．将细绳剪断，若B依然静止在斜面上，此时地面对C的摩擦力水平向左
5．如图所示，轻杆AB可绕固定轴O转动，A端用弹簧连在小车底板上，B端用细绳拴一小球，车静止时，AB杆保持水平，当小车向左运动时，小球偏离竖直方向且保持偏角不变，则（ ）
A．小车做匀减速直线运动
B．AB杆将会倾斜
C．绳的张力减小
D．弹簧的弹力不变
6．下列哪一组单位都是国际单位制中的力学基本单位（　　）
A．m、N、s B．m、kg、s C．m、kg、N D．kg、m/s、s
7．如图所示，用力F推放在光滑水平面上的物体P，Q，R，使其一起做匀速运动．若P和Q之间的相互作用力为6N，Q和R之间的相互作用力为4N，Q的质量是2kg，那么R的质量是
A．1kg B．2kg C．3kg D．4kg
8．如图所示，质量为m1和m2的两物块放在不光滑的水平地面上，用轻质弹簧将两物块连接在一起．当用水平力F作用在m1上时，两物块均以加速度a做匀加速运动，此时，弹簧伸长量为x；若用水平力F′作用在m1上时，两物块均以加速度a′＝2a做匀加速运动，此时弹簧伸长量为x′．则下列关系正确的是
A．F′＝2F B．x′＝2x
C．F′>2F D．x′<2x
9．下面哪一组单位属于国际单位制中的基本单位的是（　　）
A．m、N、kg B．m/s2、s、N
C．m/s、kg、N D．m、kg、s
10．质量为m的物块A和质量为2m的物块B相互接触放在水平面上，如图所示．若对A施加水平推力F，则两物块沿水平方向做加速运动．关于A对B的作用力，下列说法正确的是
A．若水平面光滑，物块A对B的作用力大小为F
B．若水平面光滑，物块A对B的作用力大小为
C．若物块A、B与水平面的动摩擦因数均为μ，则物块A对B的作用力大小为
D．若物块A与水平面的动摩擦因数为μ，B与水平面的动摩擦因数为2μ，则物块A对B的作用力大小为
11．一质量为m=1kg的物体在水平恒力F作用下沿直线水平运动，1s末撤去恒力F，其v－t图象如图所示，则恒力F和物体所受阻力Ff的大小是（ ）
A．F=9N
B．F=8N
C．Ff=2N
D．Ff=3N
12．如图所示，物块A、B静止叠放在水平地面上，B受到大小从零开始逐渐增大的水平拉力作用。A、B间的摩擦力f1、B与地面间的摩擦力f2随水平拉力F变化的情况如图所示、已知物块A的质量 m=3kg，取g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则
A．两物块间的动摩擦因数为0.2
B．当0C．当4ND．当F>12N时，A的加速度随F的增大而增大
13．如图所示，用轻绳悬挂于运动小车里的小球向左偏离竖直方向θ角，则小车可能的运动情况是（　　）
A．向右加速运动 B．向右减速运动
C．向左加速运动 D．向左减速运动
14．如图甲所示，平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k，一端固定在倾角为θ的斜面底端，另一端与物块A连接，两物块A、B质量均为m，初始时均静止，现用平行于斜面向上的力F拉动物块B，使B做加速度为a的匀加速运动，A、B两物块在开始一段时间内的v-t关系分别对应图乙中A、B图线t1时刻A、B的图加速度为g，则下列说法正确的是（　　）
A．t1时刻,弹簧形变量为
B．t2时刻,弹簧形变量为
C．t1时刻,A,B刚分离时的速度为
D．从开始到t2时刻,拉力F先逐渐增大后不变
15．如图所示，在山体下的水平地面上有一静止长木板，某次山体滑坡，有石块从山坡上滑下后，恰好以速度v1滑上长木板，石块与长木板、长木板与水平地面之间都存在摩擦．设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力的大小，且石块始终未滑出长木板．下面给出了石块在长木板上滑行的v－t图象，其中可能正确的是(　　)
A． B．
C． D．
16．如图，将质量m=0.1kg的圆环套在固定的水平直杆上．环的直径略大于杆的截面直径．环与杆间动摩擦因数μ=0.8．对环施加一位于竖直平面内斜向上，与杆夹角θ=53°的拉力F，使圆环以a=4.4m/s2的加速度沿杆运动，求F的大小．
参考答案
1．C
【解析】
【分析】
【详解】
在沿斜面方向上，物体受重力沿斜面向下的分力，所以根据牛顿第二定律得，物体运动的加速度
斜面倾角越大，加速度越大，所以上运动的加速度最大，根据几何知识可得：物体发生位移为，物体的初速度为零，所以
解得
倾角越大，时间越短，物体到达的时间最短，根据得，，知到达底端的速度大小相等，故C正确。
故选C。
2．A
【解析】
试题分析：对货物受力分析，受重力和拉力2T，根据牛顿第二定律，有，即，当时，，即图线与纵轴交点M的值，所以图线与纵轴的交点的绝对值为g，故A正确；图线的斜率表示，故BD错误；当a=0时，，即图线与横轴交点N的值为，故C错误；
考点：考查了牛顿第二定律与图像
【名师点睛】本题关键是根据牛顿第二定律求出加速度的表达式，再根据数学知识进行讨论，体现了运用数学知识解决物理问题的能力．
3．B
【解析】
【分析】
【详解】
滑块上升过程中受滑动摩擦力，由Ff=μFN和FN＝mgcos θ，联立解得Ff=6.4 N，方向沿斜面向下；当滑块的速度减为零后，由于重力的分力mgsin θ＜μmgcos θ，滑块将保持静止，滑块受到的摩擦力为静摩擦力，由平衡条件得Ff=mgsin θ，代入可得静摩擦力Ff=6 N，方向沿斜面向上．
AB. 当滑块的速度减为零后，滑块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为6N，方向沿斜面向上，故选项A不合题意，选项B符合题意；
C. 滑块上升滑动过程中受的滑动摩擦力大小为6.4N，方向沿斜面向下；当滑块的速度减为零后，滑块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为6N，方向沿斜面向上，故选项C不合题意；
D. 滑块上升滑动过程中受的滑动摩擦力大小为6.4N，方向沿斜面向下，应取负值，故选项D不合题意．
4．C
【解析】
【分析】
【详解】
隔离B可知当mAg＝mBgsinθ时，B与C之间无摩擦，A错误；将B、C作为一个整体时，由A对B的拉力在水平与竖直两方向上的分力知C正确，B错误，将细绳剪断，若B依然静止在斜面上，系统受力平衡，此时水平面对C的摩擦力为零，D错误。
5．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．因为小球和小车保持相对静止，故小球与小车具有相同的加速度，设小球的质量为m，加速度为a，对小球进行受力分析有：
由图可知小球所受合力沿水平向左，加速度方向水平向左，又因小车向左运动，故小车向左做匀加速直线运动，故A错误；
BD．小球在竖直方向平衡，故绳中拉力：
同一根绳故B点受到绳的拉力大小也为：
此力在竖直方向的分力大小与mg相等，故AB杆仍保持水平，对弹簧，由于形变没有发生变化故弹簧的弹力不变，故B错误，D正确；
C．小球静止时，绳的张力大小和小球的重力相等，匀加速后绳的张力变为
故C错误。
故选D正确．
6．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．m和s分别是长度和时间的单位，都是国际单位制中的基本单位，N是力的单位，是导出单位，故A错误；
B．m、kg和s分别是长度、质量和时间的单位，都是国际单位制中的基本单位，故B正确；
C．N是力的单位，属于导出单位，故C错误；
D．m/s是速度的单位，属于导出单位，故D错误；
故选B。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
对Q受力分析由牛顿第二定律F=ma可得
即：
6-4=2a
解得：
a=1m/s2
对R分析，由牛顿第二定律可得：
其中a=1m/s2，所以
=4kg。
A. 1kg，与结论不相符，选项A错误；
B. 2kg ，与结论不相符，选项B错误；
C. 3kg，与结论不相符，选项C错误；
D. 4kg ，与结论相符，选项D正确；
故选D。
8．D
【解析】
【分析】
【详解】
拉力为F时，对两个物体整体，由牛顿第二定律得：
F-μ（m1+m2）g=（m1+m2）a ①；
假设弹簧弹力为F1，对质量为m2的物体，有：
F1-μm2g=m2a ②；
拉力为F’时，a’=2a，对两个物体整体而言，由牛顿第二定律得：
F’-μ（m1+m2）g=（m1+m2）2a ③；
假设弹簧弹力为F1′，对质量为m2的物体，有：
F1′-μm2g=2m2a′④；
由①③两式可解得：F’＜2F ⑤；故AC错误；
由②④⑤三式可解得，F1′＜2F1；
由胡克定律公式得，F1=kx，F1′=kx′，因而有x′＜2x，故B错误，D正确．
故选D．
9．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．牛顿是由牛顿第二定律公式推导得出的单位，为导出单位，故A错误；
B．m/s2是由加速度的定义式推导得出的单位，为导出单位，牛顿是由牛顿第二定律公式推导得出的单位，为导出单位，故B错误；
C．m/s是由推导得出的速度单位，为导出单位，牛顿是由牛顿第二定律公式推导得出的单位，为导出单位，故C错误；
D．力学中基本物理量分别是长度、质量、时间，它们的单位分别为m、kg、s，故D正确。
故选D。
10．BD
【解析】
【分析】
【详解】
AB．若水平面光滑，则对AB整体受力分析可知；
F=（m+2m）a
解得：
再对B分析，B水平方向只受A的作用力，由牛顿第二定律可得：
T=2ma
故A错误，B正确．
C．若物块A、B与地面间的动摩擦因数均为μ，则对AB整体受力分析可知；
F-3μmg =（m+2m）a
解得
再对B分析，B水平方向只受A的作用力和滑动摩擦力，由牛顿第二定律可得：
T-μ?2mg=2ma
所以
故C错误．
D．若物块A与地面间的动摩擦因数均为μ，B与地面间的动摩擦因数均为2μ，则对AB整体受力分析可知；
F-μmg-4μmg=（m+2m）a
解得
再对B分析，B水平方向只受A的作用力和滑动摩擦力，由牛顿第二定律可得：
T-2μ?2mg=2ma
所以
故D正确．
11．AD
【解析】
【分析】
【详解】
由图线知,匀加速直线运动的加速度
a1=6/1 m/s2=6m/s2
匀减速直线运动的加速度大小
a2=6/(3?1) m/s2=3m/s2.
根据牛顿第二定律得
F?f=ma1，F?f=6
f=ma2，f=3N.
解得F=9N，f=3N.
故选AD。
12．AB
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图中可知，A、B之间的滑动摩擦力为6N，故摩擦因数为
A正确；
B．有图中可知，当0C．当F>12N时，A、B之间的摩擦力为滑动摩擦力，故当F>12N时，A、B发生相对滑动，C错误；
D．当F>12N时，A受到的滑动摩擦力不变，故其加速度不在变化，D错误；
故选AB。
13．AD
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图可知，小球的加速度与小车的加速度相同，小球受绳子的拉力与重力，两个力的合力与小车合力相同沿水平方向向右，所以小车的加速度水平向右，故选项A正确；
BC.向右减速运动和向左加速运动，加速度都向左，与题意不符，故选项BC错误；
D.向左匀减速运动，加速度也向右，故选项D正确。
故选AD。
14．BD
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图读出，t1时刻A、B开始分离，对A根据牛顿第二定律：
，
则
，
故A错误；
B.由图知，t2时刻A的加速度为零，速度最大，根据牛顿第二定律和胡克定律得：
，
则得：
，
故B正确；
C.由图读出，t1时刻A、B开始分离，对A根据牛顿第二定律：
开始时有：
，
又
速度
，
故C错误；
D.从开始到t1时刻，对AB整体，根据牛顿第二定律得：
，
得
，
x减小，F增大；t1时刻到t2时刻，对B，由牛顿第二定律得：
，
得
，
可知F不变，故D正确；
15．BD
【解析】
【分析】
【详解】
A．由于石块与长木板、长木板与地面之间都有摩擦，故石块不可能做匀速直线运动，故A错误；
BC．设石块与长木板之间的动摩擦因数为μ1，长木板与地面之间的动摩擦因数为μ2，石块的质量为m，长木板的质量为M，当:
μ1mg＞μ2(M＋m)g
最终石块与长木板将一起做匀减速直线运动，此时的加速度为μ2g，由:
μ1mg＞μ2(M＋m)g
可得：
μ1mg＞μ2mg
即石块刚开始的加速度大于石块与长木板一起减速时的加速度，即μ1g＞μ2g，也就是说图象的斜率将变小，故C错误，B正确．
D．若石块对长木板向右的滑动摩擦力小于地面对长木板的最大静摩擦力，则长木板将静止不动，石块将在长木板上做匀减速直线运动，故D正确；
16．1N或9N
【解析】
【分析】
【详解】
令Fsin53°＝mg，F＝1.25N，
当F＜1.25N时，杆对环的弹力向上，受力如图
由牛顿定律Fcosθ－μFN＝ma，
FN＋Fsinθ＝mg，
解得F＝1N；
当F＞1.25N时，杆对环的弹力向下，
受力如图
由牛顿定律Fcosθ－μFN＝ma，
Fsinθ＝mg＋FN，
解得F＝9N．