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

4.3 牛顿第二定律同步练习 重点知识点讲解 一、牛顿第二定律的表达式 1、内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比。加速度的方向跟作用力的方向相同。 2、表达式为 F=kma。 二、力的单位 1、力的国际单位：牛顿，简称牛，符号为 N. 2、“牛顿”的定义：使质量为 1 kg 的物体产生 1 m/s2 的加速度的力叫做 1 N，即 1 N＝1kg·m/s2. 由 1N=1m/s2 可得 F = ma 三、对牛顿第二定律的理解 1、表达式 F＝ma的理解 （1）单位统一：表达式中 F、m、a 三个物理量的单位都必须是国际单位. （2）F的含义：F 是合力时，加速度 a 指的是合加速度，即物体的加速度；F 是某个力时，加速度 a 是该力产生的加速度. 2、牛顿第二定律的六个特性 性质 理解 因果性 力是产生加速度的原因，只要物体所受的合力不为 0，物体就具有加速度 矢量性 F＝ma 是一个矢量式.物体的加速度方向由它受的合力方向决定，且总与合力的方向相同 瞬时性 加速度与合外力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失 同体性 F＝ma 中，m、a 都是对同一物体而言的 独立性 作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实际加速度是这些加速度的矢量和 相对性 物体的加速度是相对于惯性参考系而言的，即牛顿第二定律只适用于惯性参考系 3、合力、加速度、速度之间的决定关系 （1）不管速度是大是小，或是零，只要合力不为零，物体都有加速度。 （2）a＝Δv/Δt 是加速度的定义式，a 与Δv、Δt 无必然联系；a＝F/m 是加速度的决定式，a∝F，a∝1/m。 （3）合力与速度同向时，物体加速运动；合力与速度反向时，物体减速运动。 四、牛顿第二定律的简单应用 1．应用牛顿第二定律解题的一般步骤 (1)确定研究对象． (2)进行受力分析和运动状态分析，画出受力分析图，明确运动性质和运动过程． (3)求出合力或加速度． (4)根据牛顿第二定律列方程求解． 2．应用牛顿第二定律解题的方法 (1)矢量合成法：若物体只受两个力作用，应用平行四边形定则求这两个力的合力，加速度的方向即物体所受合力的方向． (2)正交分解法：当物体受多个力作用时，常用正交分解法求物体所受的合外力． ①建立坐标系时，通常选取加速度的方向作为某一坐标轴的正方向(也就是不分解加速度)，将物体所受的力正交分解后，列出方程Fx＝ma，Fy＝0. ②特殊情况下，若物体的受力都在两个互相垂直的方向上，也可将坐标轴建立在力的方向上，正交分解加速度a.根据牛顿第二定律列方程求解． A组基础训练题 一、单选题 1．物体能够保持静止或匀速直线运动状态，这是因为该物体（    ）． A．位移为零 B．速度为零 C．速度大小不变 D．所受合外力为零 2．一个恒力单独作用在质量为m1的物体上产生的加速度为a1，单独作用在质量为m2的物体上，产生的加速度为a2，若这个力单独作用在质量为(m1＋m2)的物体上，则产生的加速度等于 (　　) A．a1＋a2 B．a1·a2 C． D． 3．物体所受的合外力为0，则（　　） A．加速度一定为0 B．速度一定为0 C．加速度可能不为0 D．速度一定不为0 4．一个内壁光滑的四角呈圆弧状的长方形管腔，放在竖直平面内，两个小球甲和乙同时自管口A放入，分别由路径ADC和ABC自由滑下，小球在对应边上的加速度大小相等，若B、D两点等高，即小球在B、D两点的速率相等，到达C点的速率也相等，则谁先到达底部（       ） A．甲球先到 B．乙球先到 C．两球同时到达 D．无法确定 5．如图，在光滑水平面上有一物块始终受水平向右恒力F的作用而运动，在其正前方固定一个较长的轻质弹簧，则在物块与弹簧接触后向右运动至弹簧压缩到最短的过程中（　　） A．物块接触弹簧后一直做减速运动 B．物块接触弹簧后先加速运动后减速运动 C．当物块的速度最大时，向右恒力F大于弹簧对物块的弹力 D．当物块的速度为零时，它所受的加速度为零 6．鸟撞飞机是导致空难的重要因素之一。假设在某次空难中，鸟的质量为0.8kg，飞行的速度为7m/s，迎面撞上速度为480km/h的飞机（假设小鸟撞上飞机后与飞机共速），鸟撞飞机的作用时间大约为s，对飞机的撞击力约为（　　） A．N B．N C．N D．N 二、填空题 7．用弹簧秤在水平桌面上沿水平方向拉动一个物体做匀速运动，弹簧秤读数为0.5牛。然后物体以1.5米/秒的加速度做加速运动时，弹簧秤读数为2.0牛，则此物体的质量为 ；若弹簧秤的读数为1.5牛，则此物体的加速度大小为 。 8．如图所示，小车中有两个固定的三角形光滑斜面，中间放有一个质量为的小球。当小车向右以加速度做匀加速直线运动时，两斜面对物体的合力大小为 。 9．如图所示的装置以加速度为竖直上升时，装置中质量为10kg的小球对斜面的压力为 N；对竖直墙的压力为 . 10．如图所示，吊篮A、物体B、物体C的质量相等，弹簧质量不计，B和C分别固定在弹簧两端，放在吊篮的水平底板上静止不动。将悬挂吊篮的轻绳剪断的瞬间，物体B的加速度大小为 ；物体C的加速度大小为 。（重力加速度为g） 三、解答题 11．如图所示，航空母舰上的水平起飞跑道长度L=160m。一架质量为m=2.0×104kg的飞机从跑道的始端开始，在大小恒为F=1.2×105N的动力作用下，飞机做初速度为零的匀加速直线运动，在运动过程中飞机受到的平均阻力大小为Ff=2×104N。飞机可视为质点，取g=10m/s2。求： （1）飞机在水平跑道运动的加速度大小； （2）若航空母舰静止不动，飞机加速到跑道末端时速度大小。 12．甲、乙两同学对半块砖和整块砖谁先落地的问题（假设从同一高度自由落下）发生了争执． 甲认为：半块砖的质量是整块砖质量的一半，因为加速度和质量成反比，故半块砖下落的加速度应比整块砖大一倍，所以半块砖先落地． 乙认为：半块砖受的重力是整块砖的一半，因为加速度和力成正比，半块砖下落的加速度也应是整块砖的一半，所以整块砖先落地． 请分析谁说得对？为什么？ 13．如图所示，一固定斜面的倾角为，若在斜面底端给物体一初速度使物体沿斜面上滑。 （1）若斜面光滑，求物体的加速度大小； （2）若斜面粗糙，已知物体与斜面间的动摩擦因数为μ，求物体的加速度大小。    14．一空间探测器从某一星球表面垂直升空，假设探测器的质量恒为，发动机的推进力为恒力，探测器升空过程中发动机突然关闭，如图所示的图线表示速度随时间的变化情况. （1）升空后、、，探测器做什么运动？ （2）求探测器在该行星表面达到的最大高度； （3）计算该行星表面的重力加速度； （4）假设行星表面没有空气，计算发动机的推进力； （5）题中对图线做了哪些理想化处理？真实情况下的图线应该是什么样子？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 B组能力提升训练题 一、单选题 1．一同学在升降机里用弹簧测力计测量一质量为1kg物体的重力，升降机加速下降，加速大小为2m/s2，重力加速度g取10m/s2，则弹簧测力计的示数为（　　） A．6N B．7N C．8N D．9N 2．趣味比赛“毛毛虫竞速”锻炼体能的同时，也考验班级的团队协作能力。溧水高中校运动会比赛中某班四位同学齐心协力，默契配合，发令后瞬间加速出发，加速度大小约为5.0m/s2。已知“毛毛虫”道具质量为10kg，重力加速度g取10m/s2。则在发令后瞬间平均每位同学对道具的作用力约为（　　）    A．12.5N B．25N C．28N D．100N 3．如图所示，一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与球接触面保持竖直，则（　　） A．机械臂受到的摩擦力方向向上 B．小球受到的压力与重力是一对平衡力 C．若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力变大 D．若机械臂夹着小球在空中沿水平方向做匀加速直线运动，则机械臂对小球的作用力相比静止时的作用力一定变大 4．如图所示，轻弹簧一端固定，另一端自由伸长时恰好到达O点，将质量为m（视为质点）的物体P与弹簧连接，并将弹簧压缩到A由静止释放物体后，物体将沿水平面运动。若物体与水平面的摩擦力不能忽略，则关于物体运动的下列说法中正确的是（　　）    A．从A到O速度先增大后减小，从O到B速度不断减小 B．从A到O速度不断增大，从O到B速度不断减小 C．从A到O加速度不断减小，从O到B加速度先减小后增大 D．从A到O加速度不断减小，从O到B加速度不断增大 5．如图所示，轻质弹簧1一端与静止在倾斜木板上的物体A相连，另一端与细线相连，该弹簧与倾斜木板保持平行，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连，B、C通过轻质弹簧2连接，且B、C始终未触及地面。初始时系统处于静止状态，木板与水平面间的夹角为30°，若mA：mB：mC=3：1：2，发生以下变化时，物体A始终保持静止，则（　　） A．木板与水平面的夹角减小时，A受到的静摩擦力减小 B．木板与水平面夹角保持30°不变，剪断细线后，A所受摩擦力增大 C．剪断细线瞬间，B、C一起以加速度g自由下落 D．剪断细线瞬间，B的加速度为3g 6．如图所示，轻弹簧的一端固定，另一端连着小球A，小球A的下面用另一根相同的轻弹簧连着小球B，一根轻质细绳一端连接小球A，另一端固定在墙上，平衡时细绳水平，弹簧与竖直方向的夹角为，弹簧的形变量为弹簧形变量的3倍，重力加速度大小为g。将细绳剪断的瞬间，下列说法正确的是（　　）    A．小球A的加速度大小为 B．小球A的加速度大小为 C．小球B的加速度大小为 D．小球B的加速度大小为g 二、多选题 7．如图所示，一个小球O用1、2两根细绳连接并分别系于箱子上的A点和B点，OA与水平方向的夹角为θ，OB水平，开始时箱子处于静止状态，下列说法正确的是（　　） A．若使箱子水平向右加速运动，则绳1、2的张力均增大 B．若使箱子水平向右加速运动，则绳1的张力不变，绳2的张力增大 C．若使箱子竖直向上加速运动，则绳1、2的张力均增大 D．若使箱子竖直向上加速运动，则绳1的张力增大，绳2的张力不变 8．下列说法正确的是（　　） A．物体只有在受力的前提下才会产生加速度，因此加速度的产生要滞后于力的作用 B．F＝ma是矢量式，a的方向与F的方向相同，与速度方向无关 C．物体所受的合力减小，加速度一定减小，而速度不一定减小 D．由公式F＝ma可知，1 N＝1 kg·m/s2 9．如图所示，一水平轻质弹簧①左端固定在竖直墙壁上，另一端与小球相连。轻质弹簧②与竖直方向夹角，一端固定在天花板上，另一端也与小球相连。小球处于静止状态且与固定斜面恰好接触但无弹力。已知斜面倾角，小球质量为，与斜面间的动摩擦因数，重力加速度为，则（　　） A．剪断弹簧①的瞬间，小球的加速度大小为，方向水平向右 B．剪断弹簧①的瞬间，小球的加速度大小为，方向沿斜面向上 C．剪断弹簧②的瞬间，小球与斜面间的弹力会发生突变 D．剪断弹簧②的瞬间，小球的加速度大小为，方向沿斜面向下 10．如图所示，A、B、C三个物体分别用轻绳和轻弹簧连接，放置在倾角为的光滑斜面上，当用沿斜面向上的恒力作用在物体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。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．突然撤去外力的瞬间，A的加速度大小为 三、填空题 11．如图所示，质量为10 kg的物体拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为5N时，物体与小车均处于静止状态。若小车以1m/s2的加速度向右运动，g取10m/s2，物体受到的摩擦力为 N，方向 （选填“向左”或“向右”）。 四、实验题 12．用图甲所示的装置进行“探究加速度与力、质量之间的关系”实验，图乙是其俯视图。两个相同的小车放在平板上，车左端各系一条细绳，绳跨过定滑轮各挂一个相同的小盘。实验中可以通过增减车中的钩码改变小车的质量，通过增减盘中的砝码改变拉力。两个小车右端通过细线用夹子固定，打开夹子，小车在小盘和砝码的牵引下运动，合上夹子，两小车同时停止。 （1）实验中，小车通过的位移之比为1∶2，则两小车的加速度之比为 ； （2）探究“加速度与质量之间的关系”时，应在小盘中放质量 (选填“相同”或“不相同”)的砝码； （3）探究“加速度与质量之间的关系”时，事实上小车和平板间存在摩擦力，下列说法中正确的是 。 A．若平板保持水平，选用更光滑的平板有利于减小误差 B．平板右端适当垫高以平衡摩擦力有利于减小误差 C．因为两小车质量相同时与桌面的摩擦力相同，所以摩擦力不影响实验结果 13．某实验小组用如图甲所示的实验装置，结合牛顿第二定律与匀加速直线运动的规律来测量滑块与长木板之间的动摩擦因数及遮光条的宽度，动滑轮的重力忽略不计，轻质细线与滑轮之间的摩擦力忽略不计，重力加速度为g，主要实验步骤如下： a．用天平测量遮光条与滑块组成的整体的质量m，将带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，按图甲所示的情景来连接其他器材； b．从处静止释放滑块，稳定时记下力传感器的示数以及遮光条通过光电门的时间，用刻度尺测量与光电门所处的位置之间的距离； c．更换重物，重复步骤b，记录多组相对应的； d．利用实验所得到的数据，作出图像如图乙所示． 回答下列问题： （1）下列说法正确的是 。 A．长木板上方的细线与长木板可以不平行 B．要把长木板的左端适当的垫高来平衡摩擦力 C．轻质细线的拉力大小等于力传感器示数的二分之一 D．重物处于失重状态 （2）由图乙所给的信息可得遮光条的宽度为 ，滑块与长木板之间的动摩擦因数为 。 14．依据伽利略在《两种新科学的对话》中描述的实验方案，某实验小组设计了如图所示的装置，探究物体沿斜面下滑的运动特点，操作步骤如下： ①让滑块从距离挡板s处由静止下滑，同时打开水箱阀门， 让水流到量筒中（假设水流均匀稳定）； ②当滑块碰到挡板时关闭阀门； ③记录量筒收集的水量V； ④改变s，重复以上操作； ⑤将测得的数据记录在表格中。 次数 s/m V/mL 1 4.50 95 2 4.00 89 3 3.50 84 4 3.00 77 5 2.50 71 （1）该实验用量筒中收集的水量来表示滑块下滑的 。 A．位移         B．时间         C．速度            D．加速度 （2）若保持下滑的距离s不变，仅增大滑块的质量，水量V将 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。 （3）根据表中数据得到s与 （选填“”、“V”或“V²”）成正比，由此可得滑块沿斜面下滑做匀变速直线运动。 五、解答题 15．长征二号丁运载火箭质量m约为。已知火箭发动机点火后竖直向下喷出高温、高压的气体，气体对火箭产生的初始推力接近，请估算火箭启动时的加速度。 16．如图所示，一个质量为的棒球被球员接住的过程中，速度会在大约内从骤减到0，作用在这个棒球上的力约为多大？方向如何？ 17．如图所示，质量为的物体在水平恒力的作用下，从静止开始向右运动，5s时速度达到，此时撤掉拉力，取，求： （1）动摩擦因数； （2）从开始到停止，物体一共运动了多少距离？    18．如图所示，同一物体在拉力、推力的作用下均能沿水平地面匀速移动。已知拉力、推力大小相等记为F，拉力与水平方向夹角为，推力与水平方向夹角为，，与互余，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。求： （1）物体与地面间的动摩擦因数，及物体的质量m； （2）能使物体沿水平地面匀速移动的最小拉力； （3）力F能使物体沿水平地面产生的最大加速度。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 A组基础训练题答案 1．D 【详解】AB.如果物体保持匀速直线运动状态，则物体的位移与速度均不为零，故AB错误． CD. 速度大小不变，如果速度方向改变，则不是匀速直线运动状态；物体能够保持静止或匀速直线运动状态，这是因为该物体的加速度为零，根据牛顿第二定律可知，是因为所受合外力为零，故C错误D正确． 2．D 【详解】恒力单独作用于两个物体上时，根据牛顿第二定律得：F=m1a1；F=m2a2 解得 当F作用在质量为（m1+m2）的物体上时，根据牛顿第二定律得： 故选D。 3．A 【详解】物体所受的合外力为0，根据F=ma可知，加速度一定为零，但是速度不一定为零。 故选A。 4．A 【详解】由于内壁光滑，故根据机械能守恒定律得两球到达C点时的动能相同、速率相同，又长方形管的左侧倾角开始时比右侧小，假设左侧的倾角为（极限），而右侧倾角为（极限），那么左侧的小球就永远不能滑到点C，所以甲球先到达C点，故A正确，BCD错误． 5．B 【详解】AB．物块接触弹簧后弹簧的弹力逐渐增大，开始阶段，弹力小于水平恒力F，合力方向向右，与速度方向相同，物体做加速运动；后来弹力大于F，合力向左，与速度方向相反，物体开始做减速运动；所以物块接触弹簧后先加速后减速，故A错误，B正确； CD．当弹力与恒力F大小相等、方向相反时，加速度为零，此时速度最大；而当物块的速度为零时，合力向左，加速度向左且不等于零，故CD错误。 故选B。 6．B 【详解】以飞机作为参考系，则鸟向飞机撞过来的速度为 由牛顿第二定律可知，鸟对飞机的撞击力约为 故选B。 7． 1kg 1m/s2 【详解】[1]设物体与桌面的摩擦力为f，第一次拉物体时满足 第二次拉物体时满足 代入数据解得m=1kg。 [2]当拉力为1.5N时，由牛顿第二定律可得 解得。 8． 【详解】[1]小球随小车水平向右做加速运动，两斜面对物体的合力产生加速度，根据牛顿第二定律可知，两斜面对物体的合力大小为 9． 【详解】[1][2]．取小球为研究对象，小球受斜面对小球的支持力 N，挡板对小球的支持力F，重力G，如图所示： 在竖直方向上，由牛顿第二定律可得 代入数据解得 根据牛顿第三定律得：斜面所受的压力大小为 小球水平方向受到的弹力为 由牛顿第三定律可知，挡板对球的弹力为． 10． 零 【详解】[1][2]设A、B、C的质量均为m。剪断绳子前，B所受弹簧的弹力和重力平衡，大小为mg，方向竖直向上；C所受弹簧的弹力大小为mg，方向竖直向下。剪断绳子瞬间，弹簧弹力不会突变，B在此时所受合外力依然为零，故加速度为零。A、C此时拥有共同的加速度，设为a，则由牛顿第二定律可得 3mg=2ma 解得 11．（1）5m/s2（2）40m/s 【详解】（1）根据牛顿第二定律得，飞机在水平跑道上的加速度 （2）根据速度位移公式得 v2=2aL 解得 12．甲、乙两位同学的分析都错 【详解】结论“加速度和质量成反比”成立的条件是受力相同，甲没有看到半块砖受到的重力也是整块砖的一半；而结论“加速度和力成正比”成立的条件是质量相同，显然乙没有看到半块砖的质量也只有整块砖的一半．由牛顿第二定律可知：对半块砖有，所以；对整块砖有，所以．正确结论是两者下落的加速度一样，应该同时落地 13．（1）gsin θ；（2）gsin θ＋μgcos θ 【详解】（1）若斜面光滑，以物体为对象，设物体的质量为，根据牛顿第二定律可得 解得物体的加速度大小为 （2）若斜面粗糙，已知物体与斜面间的动摩擦因数为，以物体为对象，根据牛顿第二定律可得 又 联立解得物体的加速度大小为 14．（1）竖直方向上做初速度为零的匀加速运动，末的速度， 继续向上做匀减速运动，升到最高点，竖直向下做匀加速直线运动，末的速度大小是，此时回到原升空点   （2）  （3）  （4）  （5）质量减小，加速度逐渐增加，加速度不变 【详解】(1)由图像可知，竖直方向上做初速度为零的匀加速运动，末的速度， 继续向上做匀减速运动，升到最高点，竖直向下做匀加速直线运动，末的速度大小是，此时回到原升空点。 (2)v-t图像的面积表示位移，从图中可以看出，24s时，位移最大，此时位移为 (3)9s后关闭发动机，则 (4)对0~9s的过程中运用牛顿第二定律，有 解得 (5)由于探测器在制动阶段，消耗燃料，质量在不断减小，所以在加速度逐渐增加，而加速度不变。 B组能力提升训练题答案 1．C 【详解】以物体为研究对象，取向下为正方向，根据牛顿第二定律得 解得 故选C。 2．C 【详解】设平均每位同学对道具的作用力为F，对“毛毛虫”道具受力分析，该道具受到重力和四位同学的作用力，如图    由几何关系和牛顿第二定律得 解得 故选C。 3．D 【详解】A．机械臂受到的摩擦力和小球受到的摩擦力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反，即机械臂受到的摩擦力方向竖直向下，故A错误； B．小球受到的压力在水平方向上，重力在竖直方向上，压力与重力不是一对平衡力，故B错误； C．小球处于平衡状态，受到的摩擦力等于小球的重力，增大铁夹对小球的压力，增大的是最大静摩擦力，而小球受到的摩擦力不变，故C错误； D．若机械臂夹着小球在空中沿水平方向做匀加速直线运动，在竖直方向上机械臂对小球的作用力不变，但在水平方向上由牛顿第二定律F＝ma，可知机械臂对小球的作用力增大，则机械臂对小球的作用力相比静止时的作用力一定变大，故D正确。 故选D。 4．A 【详解】AB． 从A到O物块受合力先减小后反向增加，所以速度先加速后减速，从O到B受到的合外力始终朝左，所以速度不断减小。故选项A正确，选项B错误； CD． 从A到O加速度先减小后增加，从O到B加速度一直增加，故选项CD错误， 故选A。 5．D 【详解】A．设A、B、C质量分别为3m、m、2m，初始时对A物体受力分析有 则木板与水平面的夹角减小时，由三角函数单调性知，A物体受到的静摩擦力f增大，故A错误； B．初始时对A物体受力分析有 剪断细线后，对A物体受力分析有 联立可得 故B错误； CD．剪断细线瞬间，2弹簧弹力没有突变，大小为F=2mg，则C的加速度为零，B的加速度为 解得 故C错误，D正确。 故选D。 6．B 【详解】细绳剪断之前，对整体受力分析    满足 对B受力分析    满足 又因为两轻弹簧劲度系数相同，且弹簧的形变量为弹簧形变量的3倍，故有 联立解得 剪断细绳后瞬间，两轻弹簧上弹力保持不变，细绳上拉力变为0，此时小球A所受合外力大小与原绳上拉力相等，小球B所受合外力为零，由牛顿第二定律可知 解得 故B正确，ACD错误。 故选B。 7．BC 【详解】AB．箱子静止时，对小球，根据平衡条件得 若使箱子水平向右加速运动，则在竖直方向上合力为零，有 所以绳1的张力不变，绳2的张力增大，A错误，B正确； CD．若使箱子竖直向上加速运动，则 所以绳1的张力增大，绳2的张力也增大，C正确，D错误。 故选BC。 8．BCD 【详解】A．物体的加速度a与合力F有瞬时对应关系，加速度与力同时产生，故A错误； B．a的方向与F的方向相同，与速度方向无关，故B正确； C．由牛顿第二定律可知，当合力减小时，加速度一定减小，但速度不一定减小，故C正确； D．物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系，同时也确定了物理量间的单位关系，由公式F＝ma中各量的单位可知，1 N＝1 kg·m/s2，故D正确。 故选BCD。 9．BD 【详解】AB．剪断弹簧之前，斜面与小球间无弹力，小球受力如图1 根据平衡条件可得 剪断弹簧①瞬间，立即消失，和不变，小球和斜面间产生弹力和摩擦力，受力分析如图2    根据牛顿第二定律，有 解得 方向沿斜面向上，故A错误，B正确； CD．剪断弹簧②瞬间，消失，和不变，受力分析如图3   和在垂直斜面方向上的分力等大、反向，即 故小球和斜面之间仍无弹力和摩擦力，则加速度为 方向沿斜面向下，故C错误，D正确。 故选BD。 10．CD 【详解】A．把ABC看成是一个整体进行受力分析，根据平衡条件可得拉力 在轻绳被烧断的瞬间，AB之间的绳子拉力为零，对A由牛顿第二定律 解得 故A错误； B．在轻绳被烧断前，对于C根据平衡条件可得弹簧弹力 在轻绳被烧断的瞬间，对于B分析，由于绳子拉力为零，弹簧弹力不变，根据牛顿第二定律 解得 故B错误； C．剪断弹簧的瞬间，对于整体AB，弹簧弹力为零，根据牛顿第二定律 解得 而A的加速度大小 故C正确； D．突然撤去外力F的瞬间，对整体AB，由牛顿第二定律 解得 故D正确。 故选CD。 11． 5 向右 【详解】[1]设弹簧的形变量为x，当物体和小车都静止时，根据平衡条件得 当小车向右加速运动时，根据牛顿第二定律得 解得 [2]方向向右 12． 1∶2 相同 AB 【详解】(1)[1]小车做初速度为零的匀加速直线运动，由匀变速直线运动的位移公式 x＝at2 可知 a＝ 两小车的运动时间t相等，则两车的加速度之比等于位移之比，为1∶2. (2)[2]本实验是控制变量法的实验，探究“加速度与质量之间的关系”时，要保证拉力不变，则应在小盘中放质量相同的砝码。 (3)[3]A．若平板保持水平，选用更光滑的平板，摩擦力近似等于0，此时合力即为轻绳的拉力，可以认为合力不变，则有利于减小误差，A正确； B．平板右端适当垫高以平衡摩擦力，此时合力即为轻绳的拉力，可认为合力不变，则有利于减小误差，B正确； C．若存在摩擦力，则合力为拉力与摩擦力的合力，当小车的质量发生变化，摩擦力也会变，则合力会变化，此时就不能保证小车受到的合力不变，则误差较大，C错误。 故选AB。 13． D 【详解】（1）[1] A．如果长木板上方的细线与长木板不平行，需要将细线的拉力分别沿着水平方向和竖直方向来分解来计算传感器与滑块的合力，这就无法实现对物理量的测量，所以长木板上方的细线与长木板一定要平行，选项A错误； B．本实验需要测量动摩擦因数，因此不需要平衡摩擦力，选项B错误； C．轻质细线的拉力大小等于力传感器示数，选项C错误； D．重物向下加速运动，则重物处于失重状态，选项D正确。 故选D。 （2）[2][3]对遮光条与滑块组成的整体进行受力分析，由牛顿第二定律可得 由匀加速直线运动速度一位移关系式可得 设遮光条的宽度为，遮光条通过光电门的速度为 综合可得 对比乙图可得 纵轴的截距为 综合解得 14． B 不变 【详解】（1）[1]物块从静止开始加速下滑，设加速度为，位移已知为，下滑时间为，则对滑块有 设量筒的横截面积为，水速恒为，因此量筒中收集的水量为 滑块的运动和水的收集具有等时性，因此可用量筒中收集的水量来表示滑块下滑的时间。 故选B。 （2）[2]设滑块的质量为，斜面的倾角为，斜面与滑块间的动摩擦因数为，则根据牛顿第二定律有 可得滑块的加速度 显然，即使滑块的质量改变，但滑块加速度不变，若保持下滑的距离s不变，由匀变速直线运动规律有 可知，滑块运动时间不变，与滑块的质量无关，而水量 将不变。 （3）[3]由表中数据，在误差允许范围内，可发现s与V2成正比，即 式中为比例常数，而为定值，则可知与成正比，由此可得滑块沿斜面下滑做匀变速直线运动。 15．2.7m/s2，方向竖直向上 【详解】以火箭为研究对象，受力分析如图所示 根据牛顿第二定律有 解得 加速度为正，说明其方向与F相同，为竖直向上。 16．90N，棒球运动方向相反 【详解】设棒球运动方向为正方向，由加速度定义式可得 对棒球由牛顿第二定律可得 所以作用在这个棒球上的力约为90N，方向与棒球运动方向相反。 17．（1）0.5；（2）35m 【详解】（1）物体在0~5秒的加速度为 根据牛顿第二定律得 解得 （2）物体在0~5秒的位移为 物体在撤去拉力F后的加速度大小为 物体在撤去拉力F后的位移为，则有 从开始到停止，物体一共运动了 18．（1），；（2） ；（3） 【详解】解法一： （1）根据平衡条件有 联立解得 （2）设物体在与地面成角的拉力作用下恰好能匀速运动，则有 解得 根据辅助角公式有 （3）设力F与地面的夹角为时物体的加速度大小为a，则有 整理得 根据助角公式有 解法二： （1）（2）把物体受到地面的支持力和摩擦力等效为一个力（记为地面对物体的作用力），该力与竖直方向的夹角记为，显然，根据三力平衡条件有如图甲所示的关系 当作用在物体上的拉力与地面对物体的作用力垂直时存在最小值，显然最小值为，而 即 （3）如图乙所示，力F的末端落在图中的圆上，当力F与地面对物体的作用力垂直时，物体受到的合力存在最大值，根据几何关系有 解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$