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

高中物理人教版必修第一册 第四章《运动和力的关系》 4.3 牛顿第二定律 训练时间： 60分钟 试卷分值：100分 姓名： 班级： 考号： 成绩： 1、 单项选择题（共计6题，每小题6分，共计36分） 1.如图所示，一只空铁箱沿水平面运动，铁箱内一个木块恰好能静止在铁箱内壁上，下列说法正确的是(　　) A．铁箱一定向右做加速运动 B．铁箱可能向右做减速运动 C．铁箱可能向左做减速运动 D．铁箱可能做匀速运动 2.一质量为m的物体放在水平地面上，动摩擦因数为μ，用一水平拉力F作用在物体上，使其获得加速度a，如图所示，重力加速度为g。要使该物体的加速度变为3a，应采用的正确方法是(　　) A．将拉力变为3F B．将拉力变为3ma C．将拉力变为3ma＋μmg D．将拉力变为3ma－μmg 3．对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力，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．由于物体未来得及运动，所以速度和加速度都为零 4.如图所示,质量为m的小球用水平轻弹簧系住,并用倾角为θ＝30°的光滑木板AB托住,小球恰好处于静止状态。当木板AB突然向下撤离的瞬间,小球的加速度为(　　) A.零 B.大小为 g,方向竖直向下 C.大小为 g,方向垂直于木板向下 D.大小为 g,方向水平向右 5．如图所示，有一辆载满西瓜的汽车在水平路面上匀速前进。突然发现意外情况，紧急刹车做匀减速直线运动，加速度大小为a，则中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的大小是(重力加速度为g)(　　) A．m B．ma C．m D．m(g＋a) 6.如图所示,将两根原长为L的相同轻质橡皮筋,共同拴住一质量为m可视为质点的小球,然后水平固定在相距为2L的两根竖直杆上。初始时,用手托住小球,使两根橡皮筋均保持原长并处于水平位置,若橡皮筋伸长满足胡克定律,且劲度系数均为。突然放手,让小球从静止开始下落,当小球下落高度为L时其加速度大小为(　　) A.g　　B.g C.g　　D.g 2、 多项选择题（共计3题，每小题6分，选对但不全得3分，错选不得分，共计18分） 7.下列对牛顿第二定律的表达式F＝ma及其变形公式的理解，正确的是(　　) A．由F＝ma可知，物体所受的合外力与物体的质量和加速度成正比 B．由m＝可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比 C．由a＝可知，物体的加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比 D．由m＝可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得 8.如图所示,甲、乙、丙三个小球均处于静止状态,其中乙、丙间通过轻弹簧连接,甲、乙间及甲与天花板间均由轻绳连接,甲、乙、丙三个小球的质量分别为3m、2m、m,重力加速度为g,将甲与天花板间的轻绳剪断瞬间,三小球的加速度大小为(　　) A.a甲＝1.2g　　B.a甲＝g C.a乙＝1.5g　　D.a丙＝0 9.如图所示,质量为m的小球与弹簧Ⅰ和水平细绳Ⅱ相连,Ⅰ、Ⅱ的另一端分别固定于P、Q两点。小球静止时,Ⅰ中拉力的大小为F1,Ⅱ中拉力的大小为F2,当仅剪断Ⅰ、Ⅱ其中一根的瞬间,球的加速度a应是(　　) A.若剪断Ⅰ,则a＝g,方向竖直向下 B.若剪断Ⅱ,则a＝,方向水平向左 C.若剪断Ⅰ,则a＝,方向沿Ⅰ的延长线方向 D.若剪断Ⅱ,则a＝g,方向竖直向上 三、解答题（共计2题，共计46分） 10.如图所示,沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中,悬挂小球的悬线与竖直方向的夹角为37°,球和车厢相对静止,球的质量为1 kg(g取10 m/s2,sin 37°＝0.6,cos 37°＝0.8)。求: (1)车厢运动的加速度,并说明车厢的运动情况; (2)悬线对球的拉力大小。 11.如图，一个质量为20 kg的物体，从固定斜面的顶端由静止匀加速滑下，物体与斜面间的动摩擦因数为0.2，斜面与水平面间的夹角为37°(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。 (1)求物体沿斜面下滑过程中的加速度； (2)若给物体一个初速度，使之沿斜面上滑，求上滑的加速度。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理人教版必修第一册 第四章《运动和力的关系》 4.3 牛顿第二定律 训练时间： 60分钟 试卷分值：100分 姓名： 班级： 考号： 成绩： 1、 单项选择题（共计6题，每小题6分，共计36分） 1.答案　C 解析　由题意可知，木块相对铁箱静止，木块受竖直向下的重力、竖直向上的静摩擦力、水平向右的支持力，则木块的加速度向右，铁箱可能向右加速或者向左减速运动，故A、B、D错误，C正确。 2.答案　C 解析　根据牛顿第二定律有F＝ma＋μmg， 该物体的加速度变为3a，则有F′＝3ma＋μmg， 故A、B、D错误，C正确。 3.答案　B 解析　根据牛顿第二定律F＝ma可知，加速度与合力是瞬时对应的关系，合力变化，加速度同时随之变化，当力刚开始作用的瞬间，物体所受的合力立即增大，则立即获得了加速度，而物体由于具有惯性，速度还没有改变，B正确。 4.解析:C　未撤离木板前,小球受到重力mg、弹簧的拉力F弹、木板的支持力F,如图所示。由平衡条件得Fcos θ＝mg,即F＝ ,当撤离木板的瞬间,弹簧的弹力不能突变,木板的支持力F突然消失,小球只受重力mg和弹簧的弹力F弹的作用,它们的合力大小等于F,方向与F的方向相反,故小球加速度方向垂直于木板向下,大小为a＝ ＝ ＝ g,故C正确。 5.答案　C 解析　西瓜与汽车具有相同的加速度a，对西瓜A受力分析如图所示， F表示周围其他西瓜对A的作用力，则由牛顿第二定律得：＝ma，解得：F＝m，故C对，A、B、D错。 6.解析:A　当小球下落高度为L时,设绳子与水平方向的夹角为θ,则有tan θ＝＝,解得θ＝60°,此时橡皮筋对小球的拉力为F＝k(-L)＝mg,以小球为研究对象,小球受到两个大小相等的拉力F与重力的作用,由牛顿第二定律可得2Fsin 60°-mg＝ma,联立解得a＝g,故选A。 2、 多项选择题（共计3题，每小题6分，选对但不全得3分，错选不得分，共计18分） 7.答案　CD 解析　牛顿第二定律的表达式F＝ma表明了各物理量之间的数量关系，即已知两个量，可求第三个量，作用在物体上的合外力，可由物体的质量和加速度计算，并不由它们决定，A错误；质量是物体本身的属性，由物体本身决定，与物体是否受力无关，B错误；由牛顿第二定律知加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比，m可由其他两量求得，故C、D正确。 8.解析:AD　剪断轻绳前,对丙由平衡条件可得弹簧弹力F＝mg,将甲与天花板间的轻绳剪断瞬间,弹簧弹力不变,则a丙＝0,甲、乙加速度相同,对甲、乙整体由牛顿第二定律可得5mg＋F'＝5ma,又F＝F',解得a＝1.2g,故A、D正确。 9.解析:AB　若剪断Ⅰ,绳子的拉力突然变为零,小球仅受重力,加速度为g,方向竖直向下,故A正确,C错误;若剪断Ⅱ,弹簧的弹力未变,绳子的拉力为零,此时小球受到的合力水平向左,大小等于F2,加速度方向水平向左,大小a＝,故B正确,D错误。 三、解答题（共计2题，共计46分） 10.解析　(1)小球和车厢相对静止,它们的加速度相同。以小球为研究对象,对小球进行受力分析如图所示,小球所受合力F合＝mgtan 37 °,由牛顿第二定律得小球的加速度为a＝＝gtan 37°＝7.5 m/s2,加速度方向水平向右。 车厢的加速度与小球的相同,车厢做的是向右的匀加速运动或向左的匀减速运动。 车厢的加速度与小球的相同,车厢做的是向右的匀加速运动或向左的匀减速运动。 (2)由图可知,悬线对球的拉力大小为 F＝＝12.5 N。 答案　(1)7.5 m/s2,方向水平向右　车厢可能向右做匀加速直线运动或向左做匀减速直线运动 (2)12.5 N 11.答案　(1)4.4 m/s2，方向沿斜面向下 (2)7.6 m/s2，方向沿斜面向下 解析　(1)沿斜面下滑时，摩擦力沿斜面向上，对物体受力分析如图甲： 由牛顿第二定律得： mgsin 37°－f＝ma1① FN＝mgcos 37°② f＝μFN③ 联立①②③得 a1＝gsin 37°－μgcos 37°＝4.4 m/s2，方向沿斜面向下。 (2)物体沿斜面上滑时，摩擦力沿斜面向下，对物体受力分析如图乙： 由牛顿第二定律得： mgsin 37°＋f′＝ma2④ f′＝μFN′⑤ FN′＝mgcos 37°⑥ 联立④⑤⑥得 a2＝gsin 37°＋μgcos 37°＝7.6 m/s2，方向沿斜面向下。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $