5.3 牛顿第二运动定律 同步练习 -2025-2026学年高一上学期物理鲁科版必修第一册

第3节　牛顿第二运动定律 一、必备知识基础 1.在解一道文字计算题(由字母表达结果的计算题)时,甲同学解得s=(t1+t2),乙同学解得m=,其中s表示位移,F表示力,m表示质量,t1、t2表示时间,用单位制的方法检查,这个结果(　　) A.甲、乙可能是正确的 B.甲、乙一定是错误的 C.甲一定错误、乙可能正确 D.甲可能正确、乙一定错误 2.如图所示,弹弓将飞箭以竖直向上的初速度v0弹出,飞箭上升到最高点后返回,再徐徐下落,已知飞箭上升过程中受到的空气阻力越来越小,下落过程中受到的空气阻力越来越大,则飞箭(　　) A.上升过程中,速度越来越大 B.上升过程中,加速度越来越小 C.下落过程中,速度越来越小 D.下落过程中,加速度越来越大 3.对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力F,当力刚开始作用的瞬间(　　) A.物体立即获得速度 B.物体立即获得加速度 C.物体同时获得速度和加速度 D.由于物体没有来得及运动,所以速度和加速度都为零 4.如图所示,物体在与水平方向成θ角的拉力F作用下,在水平面上做加速度大小为a的匀加速直线运动。如果改用力F'=Fcos θ代替力F,沿水平方向拉物体,则该物体的加速度大小为a',那么比较a与a'的大小关系,下列说法正确的是(　　) A.a'一定等于a B.a'一定小于a C.a'可能小于a D.a'可能大于a 5.雨滴从空中由静止落下,若雨滴受到的空气阻力随雨滴下落速度的增大而增大,图中能大致反映雨滴运动情况的是(　　) 6.现有下列物理量或单位,按下面的要求选择填空。(填字母序号) A.密度　B.米/秒　C.牛顿　D.加速度　E.质量 F.秒　G.厘米　H.长度　I.时间　J.千克 (1)属于物理量的是　　　　　。  (2)在国际单位制中,作为基本单位对应的物理量有　　　　　。  (3)在物理量的单位中不属于国际单位的是　　　　　。  (4)在国际单位中属于基本单位的是　　　　,属于导出单位的是　　　　。  7.列车沿平直的道路做匀变速直线运动,在车厢顶部用细线悬挂一个小球,小球相对车厢静止时,细线与竖直方向的夹角为θ。下列说法正确的是(　　) A.列车加速度的大小为gtan θ B.列车加速度的大小为gsin θ C.细线拉力的大小为mgsin θ D.细线拉力的大小为mgcos θ 8.如图所示,质量为4 kg的物体静止在水平面上。现用大小为40 N、与水平方向夹角为37°的斜向上的力拉物体,使物体沿水平面做匀加速运动。g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。 (1)若水平面光滑,求物体的加速度大小。 (2)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,求物体的加速度大小。 二、关键能力提升 9.声音在空气中的传播速度v与空气的密度ρ、压强p有关。下列速度的表达式(k为比例系数,无单位)正确的是(　　) A.v=k B.v= C.v= D.v= 10.(2025甘肃卷)2025年4月24日,在甘肃酒泉卫星发射中心成功发射了搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭。若在初始的1 s内燃料对火箭的平均推力约为6×106 N。火箭质量约为500吨且认为在1 s内基本不变,则火箭在初始1 s内的加速度大小约为(重力加速度g取10 m/s2)(　　) A.2 m/s2 B.4 m/s2 C.6 m/s2 D.12 m/s2 11.(2025安徽卷)如图所示,装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上,木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动,木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为1.0 kg,甲与木箱之间的动摩擦因数为0.5,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,则在乙下落的过程中(　　) A.甲对木箱的摩擦力方向向左 B.地面对木箱的支持力逐渐增大 C.甲运动的加速度大小为2.5 m/s2 D.乙受到绳子的拉力大小为5.0 N 12.(多选)如图所示,一辆位于水平面上的小车,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆下端固定有质量为m的小球。下列关于杆对球的作用力F的判断正确的是(　　) A.小车静止时,F=mgsin θ,方向沿杆向上 B.小车静止时,F=mgcos θ,方向垂直于杆向上 C.小车向右匀速运动时,一定有F=mg,方向竖直向上 D.小车向右匀加速运动时,一定有F>mg,方向可能沿杆向上 13. 如图所示,质量为2 kg的物体在40 N水平推力作用下,从静止开始1 s内沿竖直墙壁下滑3 m。g取10 m/s2。求: (1)物体运动的加速度大小; (2)物体受到的摩擦力大小; (3)物体与墙壁间的动摩擦因数。 14.竖直上抛的物体,初速度是30 m/s,经过2.0 s、3.0 s、4.0 s,物体的位移大小分别是多少?通过的路程分别是多长?速度大小分别是多少?(g取10 m/s2) 参考答案 1.B　根据公式s=(t1+t2),由于力的单位是N,时间单位是s,质量单位是kg,故等号右边的单位是,等号左边的单位是m,即等号左右单位不同,故公式不成立;根据公式m=,由于力的单位是N,时间单位是s,位移单位是m,故等号右边的单位是,等号左边的单位是kg,即等号左右单位不同,故公式不成立。故选B。 2.B　由牛顿第二定律可知,上升过程飞箭所受的合力F上=mg+F阻=ma,飞箭上升过程中受到的空气阻力越来越小,合力F上变小,加速度也越来越小,故飞箭做加速度逐渐减小的减速运动,B正确,A错误;由牛顿第二定律可知,下落过程飞箭所受的合力F下=mg-F阻=ma',飞箭下落过程中受到的空气阻力越来越大,合力F下变小,加速度越来越小,故飞箭做加速度逐渐减小的加速运动,C、D错误。 3.B　物体受重力、支持力和水平拉力F三个力的作用,重力和支持力的合力为零,因此物体所受的合力即水平拉力F。由牛顿第二定律可知,力F作用的同时物体立即获得了加速度,但是速度还是零,因为合力F与速度无关,而且速度只能渐变不能突变。因此B正确,A、C、D错误。 4.C　设物体质量为m,与地面间的动摩擦因数为μ,受拉力F作用时,加速度a=,f=μ(mg-Fsin θ),解得a=,当用力F'=Fcos θ代替力F后,加速度a'=,当μ=0时a'=a;当μ≠0时a'<a。故选C。 5.C　对雨滴进行受力分析可得mg-kv=ma,则雨滴做加速度减小的加速运动。 6.解析 (1)题中所有各项中,属于物理量的是:密度、加速度、质量、长度、时间,故此空填“A、D、E、H、I”。 (2)在国际单位中,作为基本单位对应的物理量有:质量、长度、时间。故此空填“E、H、I”。 (3)题中所给的单位中,不属于国际单位的是厘米,故此空填“G”。 (4)在国际单位制中属于基本单位的是秒和千克,属于导出单位的是米/秒,牛顿。故应填“F、J”;“B、C”。 答案 (1)A、D、E、H、I　(2)E、H、I　(3)G　(4)F、J　B、C 7.A　设列车的加速度大小为a,根据力的合成与分解以及牛顿第二定律有F合=mgtan θ=ma,得列车加速度的大小为a=gtan θ,故A正确,B错误;对小球受力分析可得Fcos θ=mg,整理得F=,故C、D错误。 8.解析 (1)水平面光滑时,物体的受力情况如图甲所示 由牛顿第二定律有Fcos 37°=ma1 解得a1=8 m/s2。 甲 乙 (2)水平面不光滑时,物体的受力情况如图乙所示 Fcos 37°-f=ma2 N'+Fsin 37°=mg f=μN' 联立得a2=6 m/s2。 答案 (1)8 m/s2　(2)6 m/s2 9.B　国际单位制中p的单位是N/m2,1 N=1 kg·m/s2,ρ的单位是kg/m3,代入可得=m/s,而m/s即为速度的单位,故B正确,同理可得A、C、D错误。 10.A　根据题意,由牛顿第二定律可得F-mg=ma,代入数据解得a= m/s2=2 m/s2,故选A。 11.C　因为物块甲相对木箱向右运动,木箱静止,根据相对运动,甲对木箱的摩擦力方向向右,故A错误;设乙运动的加速度为a,在竖直方向上,只有乙有向下的恒定加速度,对甲、乙和木箱,由整体法,竖直方向受力分析有N=m总g-ma,则地面对木箱的支持力大小不变,故B错误;设绳子的弹力大小为F,对甲受力分析有F-μmg=ma,对乙受力分析有mg-F=ma,联立解得a=2.5 m/s2,F=7.5 N,故C正确,D错误。 12.CD　小车静止时,小球所受外力的合力为0,根据物体的平衡条件可知,此时杆对球的作用力方向竖直向上,大小等于球的重力mg,故A、B错误;小车向右匀速运动时,小车和小球的加速度均为0,小球所受外力的合力为0,根据物体的平衡条件可知,杆对小球的作用力方向竖直向上,大小为mg,故C正确;当小车向右做匀加速运动时,小球有水平向右的加速度,对小球进行分析,杆对球的作用力F水平方向与竖直方向的分力分别为Fx=ma,Fy=mg,则有F=>mg,当=tan θ,即a=gtan θ时,杆对小球的作用力F沿杆向上,故D正确。 13.解析 (1)由h=at2,可得a= m/s2=6 m/s2。 (2)对物体受力分析如图所示 水平方向物体所受合外力为零,N=F=40 N 竖直方向,取向下为正方向,由牛顿第二定律得 mg-f=ma,可得f=mg-ma=8 N。 (3)物体与墙壁间的滑动摩擦力f=μN 所以μ==0.2。 答案 (1)6 m/s2　(2)8 N　(3)0.2 14.解析 物体上升的最大高度h= m=45 m 由s=v0t-gt2得 当t1=2.0 s时 位移s1=30×2.0 m-×10×2.02 m=40 m,小于h,所以路程s1'=40 m 速度v1=v0-gt1=30 m/s-10×2.0 m/s=10 m/s 当t2=3.0 s时,位移s2=30×3.0 m-×10×3.02 m=45 m,等于h,所以路程s2'=45 m 速度v2=v0-gt2=30 m/s-10×3.0 m/s=0 当t3=4.0 s时,位移s3=30×4.0 m-×10×4.02 m=40 m,小于h,所以路程 s3'=45 m+(45-40) m=50 m 速度v3=v0-gt3=30 m/s-10×4.0 m/s=-10 m/s,负号表示速度方向与初速度方向相反。 答案 40 m,45 m,40 m　40 m,45 m,50 m　10 m/s,0,10 m/s 学科网（北京）股份有限公司 $