山东省济南历城四中2020-2021学年鲁科版（2019）必修第一册：5.3牛顿第二运动定律 跟踪训练（含解析）

5.3牛顿第二运动定律
课时训练（含解析）
1．如图，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态．现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定的偏离竖直方向某一角度（橡皮筋在弹性限度内 ）．与稳定在竖直位置时相比，小球高度
A．一定升高 B．一定降低
C．保持不变 D．升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定
2．如图所示，传送带向上匀速运动，将一木块轻轻放在倾斜的传送带上瞬间，则关于木块受到的摩擦力，以下说法中正确的是（　　）
A．木块所受的摩擦力方向沿传送带向上
B．木块所受的合力可能为零
C．此时木块受到四个力的作用
D．木块所受的摩擦力方向有可能沿传送带向下
3．如图所示，一物体沿斜面加速下滑，关于物体的受力情况，下列说法中正确的是（　　）
A．物体受到重力、支持力、摩擦力和下滑力等四个力的作用
B．物体受到重力、支持力和下滑力等三个力的作用
C．物体所受合外力方向垂直于斜面向上
D．物体所受合外力方向平行于斜面向下
4．如图三条光滑斜轨道1、2、3，他们的倾斜角一次是60度、45度、30度；这些轨道交于O点，现有位于同一竖直线的三个小物体甲乙丙分别沿这三条轨道同时从静止自由下滑，物体滑到O点的先后顺序是（　　）
A．甲最先，乙稍后，丙最后 B．乙最先，然后甲丙同时到达
C．甲乙丙同时到达 D．乙最先，甲稍后，丙最后
5．如图所示，一夹子夹住木块，在力作用下向上提升，夹子和木块的质量分别为、，夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为，若木块不滑动，力的最大值是
A． B．
C． D．
6．航天员北京时间2013年6月20日上午10点在太空给地面的学生讲课．此次太空授课主要面向中小学生，其中有失重条件下物体运动的特点，及在失重的情况下如何测量物体的质量，第一次在太空中展示如何用牛顿定律测质量；测量的示意图如下图所示，测量的方法为：先把航天员固定在人体支架上，然后另一航天员将其向外拉到一定位置松手（图甲所示），最后支架会在弹簧恒定弹力的作用下拉回到初始位置（图乙所示）．假设支架向外伸长的位移为，弹簧对支架的作用力为恒力，大小为，支架回到初始位置所用时间为，则测量者的质量为：
A． B．
C． D．
7．如图所示，在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一原长为λ、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与地面间的动摩擦因数为μ，现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是（　　）
A． B．
C． D．
8．如图所示，E为斜面的中点，斜面上半段光滑，下半段粗糙，一个小物体由顶端静止释放，沿斜面下滑到底端时速度为零．以沿斜面向下为正方向，则物体下滑过程中的位移x、速度v、合力F、加速度a与时间t的关系图像可能正确的是(　　)
A． B． C． D．
9．如图所示的四位物理学家中，其名字被用作力的单位的是（　　）
A．牛顿
B．瓦特
C．帕斯卡
D．欧姆
10．一个质量为2kg的物体，在5个共点力作用下处于平衡状态．现同时撤去大小分别为15N和10N的两个力，其余的力保持不变，关于此后该物体的运动的说法中正确的是（ ）
A．一定做匀变速直线运动，加速度大小可能是5m/s2
B．一定做匀变速运动，加速度大小可能等于10 m/s2
C．可能做匀减速直线运动，加速度大小是5m/s2
D．可能做匀速圆周运动，向心加速度大小是5m/s2
11．如图所示，质量为m2的木块在质量为m1的长木板上，受到向右的拉力F的作用而向右滑动，长木板处于静止状态，已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ2，木板与地面间的动摩擦因数为μ1，则下列说法中正确的是（　　）
A．木板受到地面的摩擦力大小一定是μ2m2g
B．木板受到地面的摩擦力大小一定为μ1（m2+m1）g
C．当F＞μ1（m2+m1）g时，长木板便会开始运动
D．无论怎样改变F的大小，长木板都不可能运动
12．一质量为0.8kg的球固定在支杆AB的上端，支杆AB的下端固定在升降机上，今用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，如图所示，已知绳的拉力为6N，g取10m/s2，则以下说法正确的是
A．若升降机是静止状态，则AB杆对球的作用力大小为10N
B．若升降机是减速上升，加速度大小5m/s2，则AB杆对球的作用力大小为6N
C．若升降机是静止状态，则AB杆对球的作用力大小为8N
D．若升降机是加速上升，加速度大小5m/s2，则AB杆对球的作用力大小为6N
13．两个中间有孔的质量为M的小球用一轻弹簧相连，套在一水平光滑横杆上。两个小球下面分别连一轻弹簧。两轻弹簧下端系在同一质量为m的小球上，如图所示。已知三根轻弹簧的劲度系数都为k，三根轻弹簧刚好构成一个等边三角形。则下列判断正确的是（　　）
A．水平横杆对质量为M的小球的支持力为Mg+mg
B．连接质量为m小球的轻弹簧的弹力为
C．连接质量为m小球的轻弹簧的伸长量为
D．套在水平光滑横杆上的轻弹簧的形变量为
14．如图所示，质量为m2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m1的物体1，与物体1相连接的绳与竖直方向保持θ角不变，则(　　)
A．车厢的加速度为gtanθ
B．绳对物体1的拉力为
C．底板对物体2的支持力为(m2－m1)g
D．物体2所受底板的摩擦力为m2gtanθ, 方向水平向右
15．在平直轨道上运动的车厢中的光滑水平桌面上用弹簧拴着一个小球，弹簧处于自然长度，如图所示，当旅客看到弹簧的长度变长时，对火车运动状态的判断可能的是
A．火车向右运动，速度在增加中 B．火车向右运动，速度在减小中
C．火车向左运动，速度在增加中 D．火车向左运动，速度在减小中
16．水平地面上有质量分别为m和4m的物A和B，两者与地面的动摩擦因数均为μ．细绳的一端固定，另一端跨过轻质动滑轮与A相连，动滑轮与B相连，如图所示．初始时，绳处于水平拉直状态．若物块A在水平向右的恒力F作用下向右移动了距离s，重力加速度大小为g．求：
（1）物块B克服摩擦力所做的功；
（2）物块A、B的加速度大小．
参考答案
1．A
【解析】
【分析】
【详解】
试题分析：设L0为橡皮筋的原长，k为橡皮筋的劲度系数，小车静止时，对小球受力分析得：T1=mg，
弹簧的伸长x1＝，即小球与悬挂点的距离为L1=L0+，当小车的加速度稳定在一定值时，对小球进行受力分析如图，得：T2cosα=mg，T2sinα=ma，所以：T2=，弹簧的伸长：x2＝＝，则小球与悬挂点的竖直方向的距离为：L2=（L0+）cosα=L0cosα+＜L0+=L1，所以L1＞L2，即小球在竖直方向上到悬挂点的距离减小，所以小球一定升高，故A正确，BCD错误．
故选A．
2．A
【解析】
【分析】
【详解】
AD．将一木块轻轻放在倾斜的传送带上瞬间，木块相当于传送带有向下运动的趋势，从而会受到传送带对它向上的滑动摩擦力，故A正确，D错误；
B．轻轻放上木块后，木块由静止变为运动，要先做加速运动，所以合力不为零，故B错误；
C．木块受重力、支持力、滑动摩擦力三个力的作用，故C错误。
故选A。
3．D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．对物体进行受力分析，物体受到重力、支持力和斜面对物体向上的滑动摩擦力作用，无下滑力，物体加速下滑是重力的作用效果，故AB错误；
CD．物体沿斜面加速下滑，加速度沿斜面向下，而合力的方向与加速度的方向相同，所以合力也是沿斜面向下，故C错误，D正确。
故选D。
4．B
【解析】
【分析】
【详解】
设斜轨道底边的长度为，斜面的倾角为，则斜轨道的长度为
根据牛顿第二定律得，物体下滑的加速度为
则有
代入数据得
得到
根据数学知识得知
则甲和丙运动的时间相等，同时达到斜轨道的底端点；乙运动时间最短，乙最先到达点，故B正确，A、C、D错误；
故选B。
5．A
【解析】
【分析】
【详解】
对木块分析得：
解得木块的最大加速度为：
对整体分析得：
联立解得：
A.与分析相符，故A正确；
B.与分析不符，故B错误；
C.与分析不符，故C错误；
D.与分析不符，故D错误．
6．B
【解析】
【分析】
【详解】
设人运动过程中的加速度大小为，则有：
解得：
根据牛顿第二定律可得：
解得：
A.与分析不符，故A错误；
B.与分析相符，故B正确；
C.与分析不符，故C错误；
D.与分析不符，故D错误．
7．A
【解析】
【分析】
【详解】
对木块1研究。木块1受到重力、弹簧的拉力、地面的支持力和摩擦力。根据平衡条件弹簧的弹力
F＝μm1g
又由胡克定律得到弹簧伸长的长度
x
所以两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是
S＝+x＝ m1g
故选A。
8．B
【解析】
【分析】
【详解】
物体在光滑的斜面上做匀加速直线运动，位移—时间图像的开口向上，物体在粗糙的斜面上做匀减速直线运动，位移—时间图像的开口向下，故A错误；物体在斜面上半段做匀加速直线运动，在下半段做匀减速直线运动，由于到达底端的速度为零，则物体在上半段和下半段的平均速度相等，位移也相等，故物体在上半段和下半段的运动时间相等，物体做匀加速和匀减速直线运动的加速度大小相等，方向相反，故物体在上半段和下半段所受合外力大小相等，方向相反，B正确，CD错误；故选B.
【点睛】
本题虽然考查了物体的运动规律图线问题，但实际上是匀变速直线运动规律的运用，通过两段过程平均速度相等，位移相等得出时间相等是解决本题的关键．
9．A
【解析】
【分析】
【详解】
力的单位是牛顿N，其名字被用作力的单位的是物理学家是牛顿。
故选A。
10．BC
【解析】
【分析】
【详解】
根据平衡条件得知，余下力的合力与撤去的两个力的合力大小相等、方向相反，则撤去大小分别为和的两个力后，物体的合力大小范围为，物体的加速度范围为：．
、若物体原来做匀速直线运动，撤去的两个力的合力方向与速度方向不在同一直线上或与速度方向相同时，物体做曲线运动或匀减速直线运动．故错误．
、由于撤去两个力后其余力保持不变，则物体所受的合力不变，一定做匀变速运动．加速度大小可能等于10 ．故正确．
、若物体原来做匀速直线运动，撤去的两个力的合力方向与速度方向相同时，物体做匀减速直线运动．故正确．
、由于撤去两个力后其余力保持不变，恒力作用下不可能做匀速圆周运动．故错误．
故选．
11．AD
【解析】
【分析】
【详解】
A．以木板为研究对象，木板水平方向两个力：m2的向右的滑动摩擦力，大小为和地面向左的静摩擦力，根据平衡条件得
故A正确；
B．地面对木板的最大静摩擦力为，而题中条件不足，无法判断木板所受的静摩擦力是否达到最大值，所以木板受到地面的摩擦力的大小不一定是，故B错误；
C．当时，木块对木板的滑动摩擦力大小仍等于，没有变化，木板都不可能运动，故C错误；
D．无论怎样改变F的大小，木块对木板的滑动摩擦力大小不变，不会大于地面对木板的最大静摩擦力，木板都不可能运动，故D正确。
故选AD。
12．AD
【解析】
【分析】
【详解】
AC.升降机是静止的，球静止，处于平衡状态，由平衡条件可知，杆的作用力大小：
故A符合题意C不符合题意．
B.若升降机减速上升，对球，在竖直方向，由牛顿第二定律得：
mg-Fy=ma
解得：
Fy=4N
在水平方向，由平衡条件得：
Fx=F绳=6N
杆对球的作用力大小：
故B不符合题意．
D.若升降机加速上升，对球，在竖直方向，由牛顿第二定律得：
Fy-mg=ma
解得：
Fy=12N
在水平方向，由平衡条件得：
Fx=F绳=6N
杆对球的作用力大小：
故D符合题意．
13．CD
【解析】
【分析】
【详解】
A．对整体进行受力分析，由平衡条件可知，水平横杆对质量为M的小球的支持力为
故A错误；
B．对m进行受力分析，如图
由平衡条件可得
解得
故B错误；
C．由胡克定律可知，连接质量为m小球的轻弹簧的伸长量为
故C正确；
D．对横杆上的一个小球M进行受力分析，如图
由平衡条件可知，水平弹簧对小球M的作用力
由胡克定律可知，套在水平光滑横杆上的轻弹簧的形变量为
故D正确。
故选CD。
14．ABD
【解析】
【分析】
【详解】
AB. 以物体1为研究对象，重力m1g和拉力T，根据牛顿第二定律 ，得a=gtanθ，则车厢的加速度也为gtanθ．对1的拉力为 ，故AB正确．
CD. 对物体2研究，分析受力如图2，根据牛顿第二定律得2受摩擦力方向向右：
，
故C错误D正确．
15．BC
【解析】
【分析】
【详解】
由题意，弹簧处于自然长度，当旅客发现弹簧的长度变长时，弹簧伸长，小球受到向左的弹力，根据牛顿第二定律得知小球的加速度向左，火车向左做加速运动，或向右做减速运动。故AD错误，BC正确。
故选BC．
16．（1）；
（2），．
【解析】
试题分析：（1）物块A移动了距离s，则物块B移动的距离为s1=s①
物块B受到的摩擦力大小为f=4μmg②
物块B克服摩擦力所做的功为W=fs1=4μmg×s=2μmgs ③
（2）设物块A、B的加速度大小分别为aA、aB，绳中的张力为T．有牛顿第二定律得
F-μmg-T=maA④
2T-4μmg=4maB⑤
由A和B的位移关系得aA=2aB⑥
联立④⑤⑥式得⑦
⑧
考点：牛顿第二定律的应用
【名师点睛】本题考查牛顿第二定律以及功的计算，要注意明确研究对象的选取，正确受力分析，再根据牛顿第二定律列式求解．