4.3牛顿第二定律 提优训练 -2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

2024-2025学年人教版高一物理（必修一）《4.3牛顿第二定律》提优训练 （时间：75分钟 满分：100分） 一、选择题：本题共14小题，每小题4分，共56分。 1．关于运动和力的关系，对于质量一定的物体，下列说法中正确的是(　　) A．物体运动的速度越大，它所受的合外力一定越大 B．物体某时刻的速度为零，它此时所受的合外力一定为零 C．物体所受的合外力越大，它的速度变化一定越大 D．物体所受的合外力越大，它的速度变化一定越快 2.牛顿定律不适用于下列哪些情况( ) A.研究原子中电子的运动 B.研究“嫦娥三号”的高速发射 C.研究地球绕太阳的运动 D.研究飞机从北京飞往纽约的航线 3.一质量为的物体静止在光滑的水平面上，在大小为沿水平向右的拉力F作用下运动，则物体的加速度是( ) A. B. C. D.0 4．静止在光滑水平面上的物体，在水平推力F作用下开始运动，推力随时间变化的规律如图所示，关于物体在0～t1时间内的运动情况，正确的描述是(　　) A．物体先做匀加速运动，后做匀减速运动 B．物体的速度一直增大 C．物体的速度先增大后减小 D．物体的加速度一直增大 第4题图 第5题图 第6题图 5.滑沙是能够放松和解压的新兴旅游项目游客坐在一块板上沿沙山斜坡下滑，其过程可以简化为一物块沿倾斜角为θ的斜面下滑，如图所示若物块所受阻力的大小与速度大小的关系满足（k为定值），则( ) A.物块做匀加速直线运动 B.如果斜面足够长，物块最后做匀速直线运动 C.物块做加速度逐渐增大的加速运动 D.物块初始时刻加速度最小 6.北方冬季有很多冰雪体育项目，其中滑雪运动被很多人青睐。若运动员从倾角为θ的斜坡自由下滑且雪杖不与雪道接触，如图所示。设滑板与雪面间的动摩擦因数恒为μ，重力加速度大小为g，忽略空气阻力。则该运动员下滑的加速度大小为( ) A. B. C. D. 7．物体运动的速度方向、加速度方向和所受合外力的方向的关系是(　　) A．速度方向、加速度方向和合外力方向总是相同的 B．加速度跟合外力总是同方向，速度方向与它们的方向可能相同，也可能不同 C．速度跟加速度总是同方向，但合外力的方向与它们可能相同，也可能不同 D．物体的速度是由合外力产生的，所以速度方向总跟合外力的方向相同 8. 如图所示，光滑的水平面上，有一木块以速度v向右运动，一根弹簧固定在墙上，木块从与弹簧接触直到弹簧被压缩到最短的这一段时间内，木块将做什么运动(　　) A．匀减速运动 B．速度减小，加速度减小 C．速度减小，加速度增大 D．速度增大，加速度增大 第8题图 第9题图 第10题图 9.如图所示，用水平恒力推小车使之与货物一起做匀加速直线运动，小车质量为M，货物的质量为m，它们的共同加速度为a。货物与小车间的动摩擦因数为μ，小车与地面间的摩擦力不计。在运动过程中( ) A.水平恒力的大小为 B.小车对货物的摩擦力大小一定为 C.小车对货物的作用力大小为 D.小车受到的合力为0 10．随着居民生活水平的提高，家庭轿车越来越多，行车安全就越发显得重要。在行车过程中规定必须要使用安全带。假设某次急刹车时，由于安全带的作用，使质量为70 kg的乘员具有的加速度大小约为6 m/s2，此时安全带对乘员的作用力最接近(　　) A．100 N　　　B．400 N C．800 N D．1 000 N 11．一个物体在几个力的作用下做匀速直线运动，当与速度方向相反的一个力逐渐减小时，物体的(　　) A．加速度减小，速度减小，位移减小 B．加速度减小，速度减小，位移增大 C．加速度增大，速度增大，位移减小 D．加速度增大，速度增大，位移增大 12．质量为m的物体静止在粗糙的水平面上，当用水平推力F作用于物体上时，物体的加速度为a，若作用力方向不变，大小变为2F时，物体的加速度为a′，则(　　) A．a′＝2a　　　B．a＜a′＜2a C．a′＞2a D．a′＝1.5a 13．质量为m的物体从高处静止释放后竖直下落，在某时刻受到的空气阻力为F阻，加速度为a＝g，则F阻的大小是(　　) A．F阻＝mg B．F阻＝mg C．F阻＝mg D．F阻＝mg 14．一气球自身质量不计，载重为G，并以加速度a加速上升，欲使气球以同样大小的加速度加速下降，气球的载重应增加(　　) A. B. C. D. 二、非选择题(本题共4小题，共44分．按题目要求作答) 15．（8分）如图所示，物体A的质量为10 kg，放在水平地面上，物体A与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，如果用与水平面成30°的力拉它，为了产生1 m/s2的加速度，F需要多大？(g取10 m/s2) 16．（12分）水平面上有一质量为1 kg的木块，在水平向右、大小为5 N的力作用下，由静止开始运动．若木块与水平面间的动摩擦因数为0.2. (1)画出木块的受力示意图； (2)求木块运动的加速度； (3)求出木块4 s内的位移．(g取10 m/s2) 17．（12分）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，斜面静止不动且足够长，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。 18．（12分）如图所示，沿水平方向做匀加速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，小球和车厢相对静止，球的质量为1 kg.(g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8) (1)求车厢运动的加速度，并说明车厢的运动情况． (2)求悬线对球的拉力． 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年人教版高一物理（必修一）《4.3牛顿第二定律》提优训练 （时间：75分钟 满分：100分） 一、选择题：本题共14小题，每小题4分，共56分。 1．关于运动和力的关系，对于质量一定的物体，下列说法中正确的是(　　) A．物体运动的速度越大，它所受的合外力一定越大 B．物体某时刻的速度为零，它此时所受的合外力一定为零 C．物体所受的合外力越大，它的速度变化一定越大 D．物体所受的合外力越大，它的速度变化一定越快 【答案】D 【解析】A、根据牛顿第二定律F合=ma知物体受的合外力大则产生的加速度也大，即它的速度变化快，与速度大小无关。故A错误。 B、物体速度为零时，加速度不一定为零，故合外力不一定为零，故B错误。C、根据牛顿第二定律F合=ma合外力大则是速度变化率大，产生的加速度大，加速度大即速度变化快，而不是速度变化大，故C错误。D、物体所受的合外力越大，产生的加速度就大，它的速度变化一定越快。故D正确。故选D。 2.牛顿定律不适用于下列哪些情况( ) A.研究原子中电子的运动 B.研究“嫦娥三号”的高速发射 C.研究地球绕太阳的运动 D.研究飞机从北京飞往纽约的航线 【答案】A 【解析】A.牛顿第二定律不适用于微观原子，A正确；BCD.都是宏观低速运动的物体（与光速比速度较低），牛顿运动定律都适用，BCD错误。故选A。 3.一质量为的物体静止在光滑的水平面上，在大小为沿水平向右的拉力F作用下运动，则物体的加速度是( ) A. B. C. D.0 【答案】C 【解析】根据牛顿第二定律可得加速度为，故选C。 4．静止在光滑水平面上的物体，在水平推力F作用下开始运动，推力随时间变化的规律如图所示，关于物体在0～t1时间内的运动情况，正确的描述是(　　) A．物体先做匀加速运动，后做匀减速运动 B．物体的速度一直增大 C．物体的速度先增大后减小 D．物体的加速度一直增大 【答案】B 【解析】由F合＝ma得：F先增大后减小，则a先增大后减小，说明物体做变加速运动，A、D选项错．在0～t1时间内F的方向不变，F与v同向，则物体做加速运动，B对C错． 第4题图 第5题图 第6题图 5.滑沙是能够放松和解压的新兴旅游项目游客坐在一块板上沿沙山斜坡下滑，其过程可以简化为一物块沿倾斜角为θ的斜面下滑，如图所示若物块所受阻力的大小与速度大小的关系满足（k为定值），则( ) A.物块做匀加速直线运动 B.如果斜面足够长，物块最后做匀速直线运动 C.物块做加速度逐渐增大的加速运动 D.物块初始时刻加速度最小 【答案】B 【解析】AC.根据牛顿第二定律，得可知，随速度增加，加速度减小。故AC错误；B.由A选项可知，当物块受力平衡，做匀速直线运动。故B正确；D.由A选项可知，初始时物块加速度最大。故D错误。故选B。 6.北方冬季有很多冰雪体育项目，其中滑雪运动被很多人青睐。若运动员从倾角为θ的斜坡自由下滑且雪杖不与雪道接触，如图所示。设滑板与雪面间的动摩擦因数恒为μ，重力加速度大小为g，忽略空气阻力。则该运动员下滑的加速度大小为( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】由题意，根据牛顿第二定律，得,解得,故选A。 7．物体运动的速度方向、加速度方向和所受合外力的方向的关系是(　　) A．速度方向、加速度方向和合外力方向总是相同的 B．加速度跟合外力总是同方向，速度方向与它们的方向可能相同，也可能不同 C．速度跟加速度总是同方向，但合外力的方向与它们可能相同，也可能不同 D．物体的速度是由合外力产生的，所以速度方向总跟合外力的方向相同 【答案】B 【解析】加速度由合外力产生，加速度的方向与合外力的方向总是相同的，而加速度与物体速度方向无直接联系，可能相同，也可能不同，B正确；速度方向与加速度以及合外力方向不一定相同，A错．速度方向跟加速度方向可能相同，可能相反，也可能成任意角，C错．速度不是由合外力产生的，由于物体受力从而产生了加速度，使物体的速度发生变化． 8. 如图所示，光滑的水平面上，有一木块以速度v向右运动，一根弹簧固定在墙上，木块从与弹簧接触直到弹簧被压缩到最短的这一段时间内，木块将做什么运动(　　) A．匀减速运动 B．速度减小，加速度减小 C．速度减小，加速度增大 D．速度增大，加速度增大 【答案】C 【解析】木块向右运动至弹簧压缩到最短的这一段时间内，木块受到的弹力逐渐变大，因此，木块的加速度向左，且逐渐增大，速度逐渐减小． 第8题图 第9题图 第10题图 9.如图所示，用水平恒力推小车使之与货物一起做匀加速直线运动，小车质量为M，货物的质量为m，它们的共同加速度为a。货物与小车间的动摩擦因数为μ，小车与地面间的摩擦力不计。在运动过程中( ) A.水平恒力的大小为 B.小车对货物的摩擦力大小一定为 C.小车对货物的作用力大小为 D.小车受到的合力为0 【答案】A 【解析】A.对小车和货物的整体，由牛顿第二定律可得水平恒力的大小为， 选项A正确；B.小车与货物间的摩擦力为静摩擦力，即小车对货物的摩擦力大小不一定为，选项B错误；C.对货物分析可知，小车对货物的摩擦力大小为车对货物的作用力大小，选项C错误；D.小车做加速运动，则受到的合力不为0，选项D错误。故选A。 10．随着居民生活水平的提高，家庭轿车越来越多，行车安全就越发显得重要。在行车过程中规定必须要使用安全带。假设某次急刹车时，由于安全带的作用，使质量为70 kg的乘员具有的加速度大小约为6 m/s2，此时安全带对乘员的作用力最接近(　　) A．100 N　　　B．400 N C．800 N D．1 000 N 【答案】B 【解析】由题意知F＝ma＝420 N，故最接近400 N，故B正确。 11．一个物体在几个力的作用下做匀速直线运动，当与速度方向相反的一个力逐渐减小时，物体的(　　) A．加速度减小，速度减小，位移减小 B．加速度减小，速度减小，位移增大 C．加速度增大，速度增大，位移减小 D．加速度增大，速度增大，位移增大 【答案】D 【解析】当该力逐渐减小时，物体所受合力逐渐增大，且与v同向，故物体做加速度变大的加速运动，所以D对． 12．质量为m的物体静止在粗糙的水平面上，当用水平推力F作用于物体上时，物体的加速度为a，若作用力方向不变，大小变为2F时，物体的加速度为a′，则(　　) A．a′＝2a　　　B．a＜a′＜2a C．a′＞2a D．a′＝1.5a 【答案】C 【解析】设摩擦力为Ff，由牛顿第二定律得：解得a′＞2a，故C对． 13．质量为m的物体从高处静止释放后竖直下落，在某时刻受到的空气阻力为F阻，加速度为a＝g，则F阻的大小是(　　) A．F阻＝mg B．F阻＝mg C．F阻＝mg D．F阻＝mg 【答案】B 【解析】mg－F阻＝ma＝m·g，F阻＝mg.故B对． 14．一气球自身质量不计，载重为G，并以加速度a加速上升，欲使气球以同样大小的加速度加速下降，气球的载重应增加(　　) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】设气球受到的浮力为F，加速上升时，F－G＝·a① 载重增加G′时，加速下降，则(G＋G′)－F＝·a② 联立①②解得：G′＝，D项正确． 二、非选择题(本题共4小题，共44分．按题目要求作答) 15．（8分）如图所示，物体A的质量为10 kg，放在水平地面上，物体A与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，如果用与水平面成30°的力拉它，为了产生1 m/s2的加速度，F需要多大？(g取10 m/s2) 解：物体A受力情况如图所示， 根据牛顿第二定律列方程Fcos30°－μFN＝ma FN＋Fsin30°－mg＝0 联立以上两式解得 F＝， 代入数据解之得F＝31 N. 答案：31 N 16．（12分）水平面上有一质量为1 kg的木块，在水平向右、大小为5 N的力作用下，由静止开始运动．若木块与水平面间的动摩擦因数为0.2. (1)画出木块的受力示意图； (2)求木块运动的加速度； (3)求出木块4 s内的位移．(g取10 m/s2) 解：(1)木块的受力示意图如图所示 (2)根据题意知F－Ff＝ma FN＝G，Ff＝μFN， a＝3 m/s2. (3)x＝at2＝×3×42 m＝24 m. 答案：(1)如解析图所示　(2)3 m/s2　(3)24 m 17．（12分）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，斜面静止不动且足够长，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。 解：(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 mgsin θ＋Ff＝ma，FN＝mgcosθ 又Ff＝μFN 联立解得a＝g(sin θ＋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 mgsin θ－Ff′＝ma′，FN′＝mgcos θ 又Ff′＝μFN′ 联立解得a′＝g(sin θ－μcos θ)，方向沿斜面向下。 答案：(1)g(sin θ＋μcos θ)　方向沿斜面向下 (2)g(sin θ－μcos θ)　方向沿斜面向下 18．（12分）如图所示，沿水平方向做匀加速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，小球和车厢相对静止，球的质量为1 kg.(g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8) (1)求车厢运动的加速度，并说明车厢的运动情况． (2)求悬线对球的拉力． 解：(1)车厢的加速度与小球的加速度相同，由小球的受力分析知(如图所示)：a＝＝gtan37°＝g＝7.5 m/s2.加速度大小为7.5 m/s2，方向向右，车厢向右做匀加速运动或向左做匀减速运动． (2)由图可知，线对小球的拉力的大小为：F＝＝ N＝12.5 N. 悬线对小球的拉力为12.5 N. 答案：(1)7.5 m/s2，方向向右，车厢向右做匀加速运动或向左做匀减速运动　(2)12.5 N 学科网（北京）股份有限公司 $$