第4章 第3节 牛顿第二定律-【创新教程】2025-2026学年高中物理必修第一册五维课堂Word课时作业（人教版2019）

第四章 第3节 一、单项选择题 1．由牛顿第二定律知，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是当我们用一个力推桌子没有推动时是因为(　　) A．牛顿第二定律不适用于静止的物体 B．桌子的加速度很小，速度增量很小，眼睛不易觉察到 C．推力小于摩擦力，加速度是负值 D．推力、重力、地面的支持力与摩擦力的合力等于零，物体的加速度为零，所以物体仍静止 解析：D　[牛顿第二定律中的力应理解为物体所受的合力．用一个力推桌子没有推动，是由于桌子所受推力、重力、地面的支持力与摩擦力的合力等于零，物体的加速度为零，所以物体仍静止，故选项D正确，选项A、B、C错误．] 2．来自北京工业大学的一群大学生，受“蜘蛛侠”的启发，研发出了独特的六爪攀壁机器人(如图甲)．六爪攀壁蜘蛛机器人如同排球大小，“腹部”底盘较低，并且安装了驱动风扇．假设所攀爬的墙体为一张纸，当纸靠近运转的电风扇时，由于压力差的改变，纸会被紧紧吸附在电扇表面．正是运用了这个原理，当机器人腹部的驱动风扇开始运转，它便可以稳稳地吸附于墙体上．假设“蜘蛛侠”在竖直玻璃墙面上由A点沿直线匀加速“爬行”到B点．在此过程中，重力之外的其他力的合力用F表示，则“机器人”受力情况分析正确的是(　　) 解析：C　[“蜘蛛侠”在竖直玻璃墙面上由A点沿直线匀加速“爬行”到B点，加速度从A指向B，根据牛顿第二定律可知，在竖直平面内“蜘蛛侠”的合力方向应该是从A指向B，结合平行四边形定则知：F与mg的合力沿A到B方向，故C正确，A、B、D错误．] 3.如图所示，放在光滑水平面上的一个物体，同时受到两个水平方向力的作用，其中水平向右的力F1＝5 N，水平向左的力F2＝10 N，当F2由10 N逐渐减小到零的过程中，物体的加速度大小是(　　) A．逐渐减小　　　　　　 B．逐渐增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小 解析：C　[一开始，物体所受合力为F＝10 N－5 N＝5 N，方向向左，当F2由10 N逐渐减小，F也逐渐减小，当F2减小到5 N时，F值变为0，随着F2的继续减小，F方向变为向右，从0逐渐增大，当F2变为0的时候，F变为最大5 N，由牛顿第二定律，物体的加速度也是先减小后增大，故C正确．] 4.“儿童蹦极”中，拴在腰间左右两侧的是弹性橡皮绳．质量为m的小丽静止悬挂时，两橡皮绳的拉力大小均恰为mg，若此时小丽左侧橡皮绳断裂，则小丽此时的(　　) A．加速度为零 B．加速度a＝g，沿断裂橡皮绳的方向斜向下 C．加速度a＝g，沿未断裂橡皮绳的方向斜向上 D．加速度a＝g，方向竖直向下 解析：B　[当小丽处于静止状态时，拉力F＝mg，两绳之间的夹角为120°，若小丽左侧橡皮绳断裂，则小丽此时所受合力沿断裂橡皮绳的方向斜向下，由牛顿第二定律F＝ma知mg＝ma，a＝g，故选项B正确．] 5.如图所示，一个小球从竖直立在地面上的轻弹簧正上方某处自由下落，在小球与弹簧开始接触到弹簧被压缩到最短的过程中，小球的速度和加速度的变化情况是(　　) A．加速度越来越大，速度越来越小 B．加速度和速度都是先增大后减小 C．速度先增大后减小，加速度方向先向下后向上 D．速度一直减小，加速度大小先减小后增大 解析：C　[在接触的第一个阶段mg>kx，F合＝mg－kx，合力方向竖直向下，小球向下运动，x逐渐增大，所以F合逐渐减小，由a＝得，a＝，方向竖直向下，且逐渐减小，又因为这一阶段a与v都竖直向下，所以v逐渐增大．当mg＝kx时，F合＝0，a＝0，此时速度达到最大．之后，小球继续向下运动，mg<kx，合力F合＝kx－mg，方向竖直向上，小球向下运动，x继续增大，F合增大，a＝，方向竖直向上，随x的增大而增大，此时a与v方向相反，所以v逐渐减小．综上所述，小球向下压缩弹簧的过程中，F合的方向先向下后向上，大小先减小后增大；a的方向先向下后向上，大小先减小后增大；v的方向向下，大小先增大后减小．] 6．如图，一小车上有一个固定的水平横杆，左边有一轻杆与竖直方向成θ角与横杆固定，下端连接一质量为m的小球P.横杆右边用一根细线吊一相同的小球Q.当小车沿水平面做加速运动时，细线保持与竖直方向的夹角为α，已知θ<α，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　) A．小车一定向右做匀加速运动 B．轻杆对小球P的弹力沿轻杆方向 C．小球P受到的合力不一定沿水平方向 D．小球Q受到的合力大小为mgtan α 解析：D　[对细线吊的小球研究，根据牛顿第二定律，得mgtan α＝ma，得到a＝gtan α.故加速度向右，小车向右加速，或向左减速，故A错误；对P球，设受到杆的拉力与竖直方向夹角为β，由牛顿第二定律得：mgtan β＝ma′，得β＝α>θ，则轻杆对小球的弹力方向与细线平行，故B错误；小球P和Q的加速度相同，水平向右，则两球的合力均水平向右，大小F合＝ma＝mgtan α，故C错误，D正确．] 7.如图所示，质量相等的A、B两小球分别连在轻绳两端，A球的一端与轻弹簧相连，弹簧的另一端固定在倾角为30°的光滑斜面顶端，重力加速度大小为g.下列说法正确的是(　　) A．剪断轻绳的瞬间，A的加速度为零，B的加速度大小为g B．剪断轻绳的瞬间，A、B的加速度大小均为 C．剪断轻绳的瞬间，A、B的加速度均为零 D．剪断轻绳的瞬间，A的加速度为零，B的加速度大小为g 解析：B　[设小球的质量为m，对整体分析，弹簧的弹力F＝2mgsin 30°＝mg，剪断细线的瞬间，弹簧的弹力不变，对A分析，aA＝＝g，B的加速度为：aB＝＝g，故B正确，A、C、D错误．] 8．如图甲所示，某人正通过定滑轮将质量为m的货物提升到高处．滑轮的质量和摩擦均不计，货物获得的加速度a与绳子对货物竖直向上的拉力T之间的关系图像如图乙所示．由图可以判断下列说法错误的是(重力加速度为g)(　　) A．图线与纵轴的交点M的值aM＝－g B．图线的斜率等于物体质量的倒数 C．图线与横轴的交点N的值TN＝mg D．图线的斜率等于物体的质量m 解析：D　[对货物受力分析，受mg和拉力T，根据牛顿第二定律，有：T－mg＝ma，得：a＝T－g；当a＝0时，T＝mg，故图线与横轴的交点N的值TN＝mg，故C正确；当T＝0时，a＝－g，即图线与纵轴的交点M的值aM＝－g，故A正确；图线的斜率表示质量的倒数，故B正确，D错误．] 二、多项选择题 9．下列对牛顿第二定律的理率正确的是(　　) A．合外力小的物体加速度一定小 B．比例式F＝kma中的k一定为1 C．两单位N/kg和m/s2是等价的 D．比例式F＝kma中的k可以是其他常数 答案：CD 10.如图所示，某旅游景点的倾斜索道与水平线夹角θ＝30°，当载人车厢以加速度a斜向上加速运动时，人对车厢的压力为体重的1.25倍，此时人与车厢相对静止，设车厢对人的摩擦力为Ff，人的体重为G，下面正确的是(　　) A．a＝ B．a＝ C．Ff＝G D．Ff＝G 解析：BD　[由于人对车厢底的正压力为其重力的1.25倍，所以在竖直方向上有FN－mg＝ma上，解得，a上＝0.25g，设水平方向上的加速度为a水，则＝tan 30°＝，a水＝g，a＝ ＝，Ff＝ma水＝G，故B、D正确．] 11.半圆形光滑圆槽内放一质量为m的小球，今用外力拉着圆槽在水平面上匀加速运动，稳定后小球位置如图所示，则小球受圆槽的支持力FN和加速度a为(　　) A．FN＝mg B．FN＝mg C．a＝g D．a＝g 解析：BD　 [小球受力如图，由牛顿第二定律得：F合＝mgtan 30°＝ma a＝gtan 30°＝g， 则FN＝＝mg 故B、D正确．] 12.如图所示，物块沿固定斜面下滑，若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F，则(　　) A．若物块原来匀速下降，施加力F后物块仍将匀速下滑 B．若物块原来匀速下滑，施加力F后物块将加速下滑 C．若物块原来以加速度a匀加速下滑，施加力F后物块仍将以加速度a匀加速下滑 D．若物块原来以加速度a匀加速下滑，施加力F后物块仍将匀加速下滑，加速度大于a 解析：AD　[设斜面倾角为θ，原来物体匀速下滑时有：mgsin θ＝μmgcos θ，即sin θ＝μcos θ，与物体的重力无关，则施加竖直向下的力F，物体仍匀速下滑，故A正确，B错误；若物块A原来加速下滑，有mgsin θ>μmgcos θ，将F分解，则Fsin θ>μFcos θ，动力的增加大于阻力的增加，加速度变大，故C错误，D正确．] 三、非选择题 13.如图所示，一木块沿倾角θ＝37°的光滑固定斜面自由下滑．g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8. (1)求木块的加速度大小； (2)若木块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，求木块加速度大小． 解析：(1)分析木块的受力情况如图甲所示，木块受重力mg、支持力FN两个力作用，合外力大小为mgsin θ，根据牛顿第二定律得mgsin θ＝ma1，所以a1＝gsin θ＝10×0.6 m/s2＝6 m/s2. (2)若斜面粗糙，木块的受力情况如图乙所示，建立直角坐标系． 在x方向上(沿斜面方向) mgsin θ－Ff＝ma2① 在y方向上(垂直斜面方向)FN＝mgcos θ② 又因为Ff＝μFN③ 由①②③得a2＝gsin θ－μgcos θ＝(10×0.6－0.5×10×0.8) m/s2＝2 m/s2. 答案：(1)6 m/s2　(2)2 m/s2 14．2020年12月6日12时35分，“嫦娥五号”轨道器和返回器组合体与上升器成功分离，进入环月等待阶段，准备择机返回地球．“嫦娥五号”探测器在距离月面100 m高度的A点时，利用发动机的反推力作用悬停，用自身的三维成像敏感器对着陆区进行障碍检测，选出月面C点为最安全的着陆点．此时，探测器调整发动机的反推力，沿水平方向从静止匀加速直线运动，然后再以相同加速度大小匀减速直线运动，刚好在C点正上方的B点减速为零．已知AB长10 m，从A到B的运动时间为20 s，探测器总质量为300 kg(忽略喷气对探测器质量的影响)，探测器在月球表面的重力为地球表面的，求探测器： (1)从A运动到B过程中的最大速率； (2)匀加速运动时的加速度大小； (3)匀减速运动时发动机的反推力大小． 解析：(1)探测器从A运动到B的平均速度为 ＝＝ m/s＝0.5 m/s 最大速度vm＝2＝1.0 m/s； (2)加速时间t1＝＝10 s 加速度大小a＝＝0.1 m/s2； (3)x轴方向的合力：Fx＝ma＝30 N 根据力的平行四边形定则可得： F＝ ＝10 N≈500 N. 答案：(1)1.0 m/s　(2)0.1 m/s2　(3)500 N 学科网（北京）股份有限公司 $$