5.3 牛顿第二定律 分层练习 -2025--2026学年高一上学期物理鲁科版必修第一册

5.3 牛顿第二定律 梯度分层 基础巩固：课堂衔接，回归教材，夯实根本 拔高提升：进阶训练，聚焦核心，提炼重难 思维拓展：情景构建，素养提升，高阶训练 ( 基础巩固 1 ) 1.关于牛顿第二定律，下列说法中正确的是( ) A.物体所受合外力发生改变时，其加速度可能不变 B.物体的运动方向一定与物体所受合力的方向一致 C.加速度方向与合力的方向总是一致的，但与速度的方向可能相同，也可能不同 D.牛顿第二定律的表达式可以写成，说明对某个物体来说，它的质量m跟合外力F成正比，跟它的加速度a成反比 2.质量相等的甲、乙、丙、丁四个物体均沿直线运动，其图像如图所示。则运动过程中所受合力逐渐减小的物体是( ) A. B. C. D. 3.小蜀同学乘坐轻轨回家时想到用随身的物品测量轻轨启动时的加速度。他用细绳的一端拴着圆珠笔，另一端固定在扶手杆上。当轻轨启动后稳定加速时用手机抓拍了一张照片，如图所示，细绳与竖直方向夹角为α，重力加速度为g，则此时对应的加速度为( ) A. B. C. D. 4.如图是我国一架第五代战斗机“歼-20”，演习中它正沿斜向上做匀加速直线运动，除了所受的重力以外，它还受到其它力的合力F，下图中F的示意图可能正确的是( ) A. B. C. D. 5.一同学将排球自O点垫起，排球竖直向上运动，随后下落回到O点.设排球在运动过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比，则该排球( ) A.上升时间等于下落时间 B.被垫起后瞬间的速度最大 C.达到最高点时加速度为零 D.下落过程中做匀加速运动 ( 拔高提升 2 ) 6.质量为1kg的物体置于光滑水平面上，水平方向受到方向相反的两个力和的作用，加速度大小为；现将的大小增加为原来的3倍（其它条件不变）， 物体加速度大小变为。则力原来的大小为( ) A.1N B.2N C.3N D.5N 7.质量为的物体置于水平地面上，在的水平力作用下做匀加速直线运动，运动过程中受到摩擦力的大小为，则该物体加速度的大小为( ) A. B. C. D. 8.弹射座椅是飞行员的“救命神器”，当飞机遇险时，座椅下的动力装置将座椅和飞行员一起弹射出机舱，然后座椅配置的降落伞张开，使飞行员安全降落。若某飞机意外故障竖直下坠，弹射座椅紧急弹出，弹射座椅弹出时的加速度大小为a、方向水平，重力加速度大小为g，则当弹射座椅弹出时。弹射座椅对飞行员的作用力大小与飞行员所受重力大小的比值为( ) A. B. C. D. 9.如图所示，用力F推放在光滑水平面上的物体P、Q、R，使其一起做匀加速运动。若P和Q之间的相互作用力为，Q和R之间的相互作用力为，Q的质量是，那么R的质量是( ) A. B. C. D. 10.如图，质量为M的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架顶端，下端固定一个质量为m的小球，小球上下振动时，框架始终没有弹起，重力加速度的符号为g。当框架对地面压力为零瞬间，小球的加速度大小和方向为( ) A.，竖直向下 B.，竖直向上 C.，竖直向上 D.，竖直向下 ( 思维拓展 3 ) 11.如图所示，质量的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的动摩擦因数，现对物体施加一个大小为40N、方向与水平成斜向上的拉力F，已知，，g取。求： (1)物体运动过程中所受摩擦力的大小； (2)物体的加速度a的大小； (3)10s内力对物体所做的功。 12.如图所示，小车沿水平方向做匀变速直线运动，车厢中悬挂小球A的悬线偏离竖直方向角，球和车厢相对静止.已知球的质量为.另外有质量均为的物块B和C分别位于车厢侧壁与底板上，都与车厢保持相对静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力.（g取10）求： （1）悬线上拉力的大小； （2）车厢侧壁与物体B之间的动摩擦因数μ应满足的条件； （3）车厢底板对物体C的作用力的大小. 13.民航客机都有紧急出口，是一条连接出口与地面的斜面，人员可沿斜面滑行到地面。若机舱口下沿距地面H，气囊所构成的斜面长度为L。一个质量为m的人沿气囊滑下。已知人与气囊间动摩擦因数μ，重力加速度g。求 （1）人下滑的加速度a； （2）人滑至气囊底端时的速度v。 14.如图所示，一辆货车运载着完全相同的圆柱形光滑空油桶。在车厢底，一层油桶平整排列，相互紧贴并被固定，桶C自由地摆放在桶A、B之间。已知每只油桶质量为m，重力加速度为g。 (1)当汽车匀速行驶时，求B对C的支持力大小； (2)为避免C脱离B而发生危险，求汽车刹车的最大加速度a的大小。 15.如图为同学进行抽桌布比赛的示意图，比赛中在边长为L的方桌上平铺桌布，桌布左侧边缘恰好和方桌边缘重合，距方桌左边缘距离为x（未知处放置小螺母，比赛时站在方桌右侧的同学突然匀加速抽离桌布，加速度方向水平且垂直方桌右侧边。螺母离开桌布后在桌面上继续滑动，最终螺母离开桌面，落在水平地面，螺母水平位移大的为胜利者。已知螺母与桌布、桌面间的动摩擦因数均为μ，小螺母可视为质点，重力加速度为g。求： （1）当时，桌布以多大加速度抽离时，螺母恰好滑到方桌右边缘停止； （2）保持第（1）问所求桌布加速度不变，当x为多大时，螺母离开桌面后的水平位移最大。 答案以及解析 基础巩固 1.答案：C 解析：A.根据牛顿第二定律 可知，当物体所受合外力发生变化时，其加速度一定变化，A错误； BC.根据牛顿第二定律 可知物体的加速度方向一定与物体所受合力方向一致，但运动方向不一定与所受合力方向一致，B错误C正确； D.物体质量是物体的本质属性，与所受的合外力无关，与物体的加速度无关，D错误。 故选C。 2.答案：C 解析：ABCD.在图像中，斜率表示加速度，丙的加速度逐渐减小，四个物体质量相同，根据牛顿第二定律 可知丙运动过程中所受合力逐渐减小，ABD错误，C正确。 故选C。 3.答案：B 解析：以圆珠笔为对象，根据牛顿第二定律可得 解得此时对应的加速度为 故选B。 4.答案：B 解析：由题意，其它力的合力F与重力的总合力应与速度方向相同，则只有B正确。 故选B。 5.答案：B 解析：排球达到最高点时的速度为零，此时排球受到的合力即为其重力，由牛顿第二定律得，排球达到最高点时加速度为g，C错误；排球上升时重力和阻力方向均向下，下落时阻力方向向上，所以上升时的加速度大于下落时的加速度，故位移大小相等情况下，上升时间小于下落时间，A错误；对全过程，阻力一直做负功，由功能关系可知，排球刚被垫起后瞬间的速度最大，B正确；下落过程中，阻力增大，合外力变小，排球做加速度减小的加速运动，D错误. 拔高提升 6.答案：C 解析：设物体在和作用下产生的加速度大小为，则有 设的大小增加为原来的3倍后产生的加速度大小为，则有 解得 故选C。 7.答案：B 解析:根据牛顿第二定律可得，代人数据，可得，故选B。 8.答案：C 解析：设飞行员的质量为m，当弹射座椅弹出时，座椅对飞行员的作用力大小为F，由牛顿第二定律有 解得 可得，C正确。 故选C。 9.答案：A 解析：对Q受力分析由牛顿第二定律 则 解得 对R分析，由牛顿第二定律可得 解得 故选A。 10.答案：A 解析：当框架对地面压力为零瞬间，弹簧对框架的弹力和其重力平衡，则有 对小球分析，根据牛顿第二定律得 解得 方向竖直向下 故选A。 思维拓展 11.答案：(1)4N (2) (3)11200J 解析：（1）对物体受力如图所示 物体与地面间的摩擦力大小为 （2）水平方向，由牛顿第二定律有 解得 （3）10s内物体运动的位移为 则10s内力对物体所做的功为 12.答案：（1）；（2）；（3） 解析：（1）对小球受力分析得 解得 （2）对小球分析 解得 对B分析 对B竖直方向受力平衡有 解得 （3）对C分析，竖直方向 水平方向 车厢底板对C的作用力大小为 13.答案：（1），方向沿斜面向下 （2），方向沿斜面向下 解析：（1）令斜面倾角为θ，对人进行分析，根据牛顿第二定律有 其中 解得 （2）根据速度与位移的关系有 解得 14.答案：(1) (2) 解析：（1）以C为研究对象，受力分析如图 货车匀速行驶时，有 解得 （2）如图所示 当汽车刹车C恰好脱离B时，有 竖直方向有 水平方向有 解得 即汽车刹车的最大加速度 15.答案：（1）3μg（2） 解析：（1）螺母在桌面和桌布上加速度相同，设加速度为a，根据牛顿第二定律 即 因为螺母最终停在方桌右边缘，所以螺母在桌布上加速和在桌面上减速的时间、位移均相等。 桌布位移 螺母位移 解得 （2）为使螺母以水平最大速度抛出，螺母需在到达方桌右边缘时恰好离开桌布。 桌布位移 螺母位移 解得 学科网（北京）股份有限公司 $