4.3 牛顿第二定律 同步练-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

· 4.3 牛顿第二定律 一、单选题 1．如图甲所示，可视为质点的小球,从固定在水平地面的光滑斜面上的某点，以2m/s的初速度向 上运动，恰好能到达斜面顶端,小球回到斜面底端时的速度大小为4m/s，若以沿斜面向下为正 方向，则此过程中小球的v-t图像如图乙所示，取 重力加速度大小g=10m/s2，斜面的高度为（　　） A．0.6m B．0.8m C．1.2m D．1.5m 2．伽利略在研究斜面实验时，利用滴水计时法标出了小球从某处由静止开始沿斜面向下做直线运 动的位置，如图所示,测得各时刻小球之间的距离（已在图中标出），若相邻两滴水之间的时间 间隔为0.1s,取重力加速度大小， 下列说法正确的是（    ） A．小球在B点时的速度大小为0.45m/s B．小球的初始位置到O点的距离为0.05m C．小球做匀加速直线运动的加速度大小 为 D．若斜面光滑，则斜面倾角的正弦值为0.2 3．地震后因道路中断，救援队用直升飞机向灾区投放救灾物资，某次投放时，直升机悬停在距离 水平地面上方h处，内装救灾物资的包裹从直升机上由静止释放后竖直下落，测得包裹经时间 t落到水平地面上,若包裹质量为m，重力加速度为g，包裹的运动为匀变速运动，则运动过程 中包裹受到的空气阻力大小为（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，a、d为两侧竖直墙壁上等高的两点，水平轻细线bc两端分别连接着质量相等的小 球甲、乙,再用轻细线ab和轻弹簧cd分别系在a、d两点，轻细线ab、轻弹簧cd与竖直方向 的夹角均为,重力加速度大小为g。现将轻细线bc剪断，在剪断瞬间，小球乙的加速度 大小为（    ） A． B． C． D．2g 5．如图,水平轻质弹簧一端固定在墙上,另一端与物块A相连,A的右端通过轻质细线连接物块B， B再与物块C通过轻质细线跨接在定滑轮两端。已知A、B、C质量相等，AB间以及B与滑轮间 的细线处于水平，不计所有摩擦，弹簧处于弹性限度内，初始时，A、B、C均处于静止状态。 现将AB间细线剪断，设剪断瞬间A、B的加速度大小分别为、，则（   ） A． B． C． D． 6．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、方向水平，重力加速度大小为，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． 7．在2024年8月11日的巴黎奥运会上,李雯雯成功卫冕了女子81公斤以上级举重冠军。如图甲 所示,在抓举阶段,运动员将杠铃从地面提升至头顶，杠铃运动的v-t图像如图乙所示。在M、 N、P、Q四点中,运动员对杠铃作用力 最大的点是（　　） A．M点 B．N点 C．P点 D．Q点 二、多选题 8．如图用三根细线a、b、c将两个小球1和2连接并悬挂,其中小球1的重力=7N，小球2的重 力=9N,两小球处于静止,已知细线a与竖直方向的夹角为， 细线c水平，重力加速度为g，sin=0.6，则（　　） A．细线a对小球1的拉力为20N B．细线b对小球2的拉力为12N C．细线c对小球2的拉力为10N D．剪断绳b后的瞬间，小球2的加速度为g 9．如图所示，完全相同的磁铁A、B分别位于铁质车厢竖直面和水平面上，A、B与车厢间的动摩 擦因数均为μ，小车静止时,A恰好不下滑。现使小车加速运 动，为保证A、B无滑动，则（　　） A．速度可能向左，加速度可小于μg B．速度一定向右，加速度不能超过（1＋μ）g C．加速度一定向左，不能超过μg D．加速度一定向左，不能超过（1＋μ）g 10．如图甲所示，塔吊臂上有一个可以沿水平方向运动的小车A，小车通过钢索吊着物体B。前4秒内物体B水平方向的v-t图像和竖直方向的v-t图像分别如图乙、丙所示。不计空气阻力，则在这4秒内（　　） A．以地面为参考系，物体B的运动轨迹是一条抛物线 B．钢索中对物体B的拉力方向为倾斜向右上方 C．钢索对物体B的拉力大小大于物体B对钢索的拉力大小 D．以地面为参考系，t=4s时物体B的位移大小为m 11．如图，在双人花样滑冰运动中，有时会看到被男运动员拉着的女运动员离开地面在空中做圆锥摆运动的精彩场面。目测一质量为的女运动员做圆锥摆运动时手臂和水平冰面的夹角约为，重力加速度为，则该女运动员（　　） A．受到的拉力为 B．受到的合力为 C．向心加速度为 D．向心加速度为 12．质量为的物块A放在一个纵剖面为矩形的静止木箱内，物块A受到一根轻弹簧施加的 的水平拉力而保持静止，物块与木箱水平底面间的动摩擦因数为0.3。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度。现让木箱在竖直方向上运动，要使弹簧能拉动物块A相对木箱底面向右移动。木箱的加速度大小和方向可能是（　　） A．，方向向右 B．，方向向左 C．，方向向下 D．，方向向下 三、实验题 13．某同学用图甲所示装置测物块与长木板间的动摩擦因数．长木板固定在水平桌面上，连接物块的轻绳与长木板平行．实验时，每次都在长木板上同一位置将物块由静止释放，测得开始时物块上固定的遮光条到光电门中心的距离为，重力加速度为． (1)用游标卡尺测量遮光条的宽度，示数如图乙所示，则遮光条的宽度 mm； (2)某次实验时，测得物块经过光电门时遮光条的遮光时间为，则物块运动的加速度 ； (3)改变悬挂钩码的个数进行多次实验，记录每次物块经过光电门时遮光条的遮光时间,同时记录 弹簧测力计的示数，作出图像，如果图像为直线且斜率为，图像反向延长线与纵轴 的交点为,则物块与长木板间的动摩擦因数 ，物块与遮光条的总质 量 ． 四、解答题 14．如图所示，一质量为m=0.2kg的物块静置于矩形的木箱内，物块和箱底之间的动摩擦因数为μ=0.3，一劲度系数为20N/m的轻质弹簧的两端分别与物块右端、木箱右壁连接。初始时，木箱处于静止状态，弹簧长度为L=5cm并与木箱底面平行，弹簧的形变量未知。现在给木箱一加速度a，使物块恰好能相对木箱底面移动起来。若弹簧形变量始终在弹性限度范围内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，求 (1)若且方向竖直向下，则弹簧的原长为多少； (2)若加速度是水平方向，且初始时弹簧的伸长量为2cm， 则加速度a有多大？ 15．如图，质量为2kg的物块A和质量为1kg的物块B用轻弹簧相连，置于光滑的水平面上，在沿弹簧轴线方向，用力F拉动物块B，稳定后物块A和物块B以的加速度一起向右做匀加速直线运动，弹簧始终在弹性限度内。求稳定后： (1)拉力F、弹簧弹力的大小； (2)撤去力F后的瞬间，物块A、物块B的加速度大小。 · 4.3 牛顿第二定律参考答案 1．B 【详解】由图可知，小球运动过程中的加速度大小为 所以 根据牛顿第二定律可得 所以斜面的高度为 故选B。 2．D 【详解】A．根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度可得B点速度 故A错误； BC．根据匀变速直线运动相邻相等时间的位移差公式 可知 则B到初始位置距离 则O到初始位置 故BC错误； D．若斜面光滑，根据牛顿第二定律 可得 则 故D正确 故选D。 3．B 【详解】 解得加速度 包裹受重力（向下）和空气阻力（向上），根据牛顿第二定律 代入得 故选B。 4．B 【详解】未剪断bc前，小球乙处于平衡状态，由平衡条件有 在剪断bc瞬间，bc弹力突变为0，cd上的弹力不变，故此时小球乙的合力与等大方向反向，则小球乙的加速度大小为 故选B。 5．C 【详解】剪断前，对B分析可知，A、B间绳子拉力为 对A分析可知弹簧弹力 剪断后，弹簧弹力不变，对A根据牛顿第二定律有 对BC整体分析可知 联立解得 故选C。 6．C 【详解】设飞行员的质量为，当弹射座椅弹出时，座椅对飞行员的作用力大小为，由牛顿第二定律有 解得 可得，C正确。 故选C。 7．A 【详解】由图乙可知，M点杠铃的加速度向上，N点加速度为零，P、Q点加速度向下，根据牛顿第二定律可知，运动员施加的力需满足 可知在M点 在N点 在P、Q点 故选A。 8．AD 【详解】AC．将两小球和细线b视为整体，对整体受力分析如图所示 根据共点力的平衡条件有， 故A正确，C错误； B．对小球2进行受力分析如下 根据共点力的平衡条件有 故B错误； D．剪断绳b后的瞬间，b、c两条绳子的拉力均变为零，小球2只受重力作用，加速度为g，故D正确。 故选AD。 9．AD 【详解】小车静止时，A恰好不下滑，所以对A有 当小车加速运动时，为了保证A不下滑，则FN≥F吸引，则 加速时加速度一定向左，则小车向左加速，对B有 解得 故选AD。 10．AD 【详解】A．图乙可知，物体B沿水平方向做匀速直线运动，图丙可知，在竖直方向物体B向上做加速运动，以地面为参考系，有， 联立可得 所以物体B的运动轨迹是一条抛物线，故A正确； B．由图乙可知，物体B沿水平方向做匀速直线运动，即在水平方向处于平衡状态，受到的合外力等于0，所以可知绳子沿水平方向的作用力为0，则绳索中拉力方向一定沿竖直向上，故B错误； C．根据牛顿第三定律，物体B对绳索的拉力大小等于绳索对B拉力大小，与运动状态无关，故C错误； D．由图乙可知，物体B沿水平方向的位移 图丙可知， 在竖直方向的位移 则物体B的位移，故D正确。 故选AD。 11．AD 【详解】A．经分析知，女运动员受重力和拉力作用，合力提供向心力，运动员受到的拉力，故A正确； B．运动员受到的合力即向心力向，故B错误； CD．向心加速度向，故C错误，D正确。 故选AD。 12．BD 【详解】若木箱在水平方向运动，规定向左为正方向，若物块A相对木箱底面向右移动，由牛顿第二定律有 代入题中数据，解得 若木箱在竖直方向运动，规定向下为正方向，若物块A相对木箱底面向右移动，由牛顿第二定律有 且 代入题中数据，联立解得 综合以上可知，BD符合题意， 故选BD。 13．(1)2.55 (2) (3) 【详解】（1）10分度游标卡尺的精确值为，由图乙可知，遮光条的宽度为 （2）测得物块经过光电门时遮光条的遮光时间为，则物块经过光电门时的速度为 根据运动学公式可得 联立解得物块运动的加速度为 （3）[1][2]对物块研究，据牛顿第二定律有 变形得 则有， 解得， 14．(1)7.7cm或2.3cm (2)见解析 【详解】（1）对物块，竖直方向上 水平方向上 联立解得 所以弹簧原长为 或者 （2）对物块，竖直方向上 水平方向上，若摩擦力向右 联立解得 水平向右； 若摩擦力向左 联立解得 水平向左。 15．(1)； (2)； 【详解】（1）对A、B两物块及弹簧当整体研究，则 解得 再对物块A分析，有 解得 （2）撤去外力F后，弹簧弹力不发生突变，即A物块受力不发生变化，所以A物块的加速度仍为 对物块B分析， 解得 答案第6页，共13页 第4页 学科网（北京）股份有限公司 $