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

**基本信息** 本同步练习按“理解-应用”分层，覆盖牛顿第二定律概念辨析与情境应用，梯度合理，适配新授课巩固。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |理解层|基本概念、公式理解、单一力与运动关系|基础判断与简单计算结合，强化物理观念| |应用层|多力合成、斜面/弹簧等情境应用、综合动态分析|情境化问题与图像分析，培养科学思维|

牛顿第二定律 一、牛顿第二定律的理解 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，我们用很小的力推很重的桌子时，却推不动，这是因为（　　） A．牛顿第二定律不适用于静止的物体 B．桌子加速度很小，肉眼观察不到 C．推力太小，速度增量也很小，肉眼观察不到 D．桌子所受合力大小为零，没有加速度 2．如图所示,物体在水平拉力F作用下沿水平地面做匀速直线运动，速度为 v．现让拉力逐渐减小，则物体的加速度和速度的变化情况是（ ） A．加速度逐渐变小，速度逐渐变大 B．加速度逐渐变大，速度逐渐变小 C．加速度和速度都在逐渐变大 D．加速度和速度都在逐渐变小 3．物体在与其初速度始终共线的合力F的作用下运动。取v0方向为正，合力F随时间t的变化情况如图所示，则在0～t1这段时间内(  ) A．物体的加速度先减小后增大，速度也是先减小后增大 B．物体的加速度先增大后减小，速度也是先增大后减小 C．物体的加速度先减小后增大，速度一直在增大 D．物体的加速度先减小后增大，速度一直在减小 4．已知A、B两物体的质量之比为5：3，所受合外力之比为2：1，则A、B的加速度之比为（  ） A．5：6 B．6：5 C．3：10 D．10：3 5．如图所示，一小球自空中自由落下，在与正下方的直立轻质弹簧接触直至速度为零的下落过程中，关于小球的运动状态，下列几种描述中正确的是（　　） A．接触后，小球做减速运动，速度越来越小，最后等于零 B．接触后，小球速度先增加后减小，直到为零 C．接触后，速度和加速度为零的地方都是弹簧被压缩最大之处 D．接触后，小球加速度最大的地方，速度为最大 6．（多选）初始时静止在光滑水平面上的物体，受到一个逐渐减小的水平力的作用，则这个物体运动情况为 A．速度不断增大，但增大得越来越慢 B．加速度不断增大，速度不断减小 C．加速度不断减小，速度不断增大 D．加速度不变，速度先减小后增大 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．牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用 8．设想如能创造一个理想的没有摩擦的环境，用一个人的力量去拖一艘万吨巨轮，由于巨轮惯性太大，则会出现的情况(   ) A．完全无法拖动巨轮 B．要经过较长时间才会产生明显的速度 C．一施力就会产生明显位移 D．要经过较长时间才会产生明显的加速度 9．（多选）一个物体在多个力的作用下处于静止状态．若仅使其中的一个力保持方向不变、大小均匀减小到零，然后又从零均匀恢复到原来的大小，在这个过程中其余各力均不变，则下列图象中能正确描述该过程中物体速度和加速度随时间变化情况的是(　　) A．B．C． D． 10．（多选）物体仅在力F作用下运动，F的方向与物体运动方向一致，其F－t图象如图所示，则物体(　    　) A．在t1时刻速度最大 B．从t1时刻后便开始返回运动 C．在t1时刻加速度最大 D．在0～t2时间内，速度一直在增大 11．（多选）力F1单独作用于某物体时产生的加速度是3 m/s2，力F2单独作用于此物体时产生的加速度是4 m/s2，两力同时作用于此物体时产生的加速度可能是(　　) A．1 m/s2 B．5 m/s2 C．4 m/s2 D．8 m/s2 12．下列对牛顿第二定律表达式F=ma及其变形公式的理解，正确的是 A．由可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成正比 B．由可知，物体的质量与其所受合外力成正比，与其运动加速度成反比 C．由可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，与其质量成反比 D．由可知，物体的质量是物体的固有属性，所以不可以通过测量它的加速度和它受到的合外力而求得 13．（多选）在光滑的水平地面上放一个质量m=2kg的物体，现对该物体同时施加两个力F1和F2，其中F1=3N，方向水平向东，F2=4N，方向水平向南，sin37°=0.6，则下列说法中正确的是（  ） A．F1使物体产生大小为1.5m/s2，方向水平向东的加速度 B．F2使物体产生大小为2 m/s2，方向水平向南的加速度 C．物体的加速度的大小为2.5 m/s2，方向为东偏南37° D．物体的加速度的大小为2.5 m/s2，方向为南偏东37° 二、牛顿第二定律的简单应用 14．如下图所示，水平面上质量相等的两木板A，B用一轻质弹簧相连，整个系统处于静止状态。现用一竖直向上的力F拉动木块A，使木块A向上做匀加速直线运动。研究从力F刚作用在木块A上的瞬间到木块B刚离开地面的瞬间这一过程，并且选定该过程中木块A的起点位置为坐标原点，则下列图中可以表示力F和木块A的位移x之间的关系的是（　　）   A．   B．   C．   D．   15．如图所示，在与水平方向成θ角、大小为F的力作用下，质量为m的物块沿竖直墙壁加速下滑，已知物块与墙壁的动摩擦因数为μ.则下滑过程中物块的加速度大小为(　　) A．a＝g－μg B．a＝g－ C．a＝g－ D．a＝g－ 16．一轻弹簧上端固定，一端提一重物，平衡时弹簧伸长了4cm。再将重物向下拉1cm，然后放手，g取10m/s2，则在刚释放的瞬间重物的加速度是（    ） A． B． C． D． 17．将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比。下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象，可能正确的是（  ） A．B．C．D． 18．如图所示，固定的斜面上一个质量为m的物块在沿斜面向下的拉力F1作用下匀速下滑，在下滑过程中的某时刻对物块再施加一个竖直向上的恒力F2，且F2<mg．则施加F2后较短时间内物块运动情况是（ ） A．仍匀速下滑 B．匀加速下滑 C．匀减速下滑 D．上述情况都有可能 19．如图，在倾角为的固定光滑斜面上，有一用绳子栓着的长木板，木板上站着一只猫。已知木板的质量是猫的质量的2倍。当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变。则此时木板沿斜面下滑的加速度为（　　） A． B． C． D． 20．如图所示，底板光滑的小车上用两个量程为30N、完全相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为2kg的物块。在水平地面上，当小车做匀速直线运动时，两弹簧测力计的示数均为15N。当小车做匀加速直线运动时，弹簧测力计甲的示数变为10N。这时小车运动的加速度大小是（　　） A．1m/s2 B．3m/s2 C．5m/s2 D．7m/s2 21．如图所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀加速直线运动(m1在光滑地面上，m2在空中)，力F与水平方向的夹角为θ.则m1的加速度大小为(　　) A． B． C． D． 22．如图所示，有一辆汽车满载西瓜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（　　） A． B．ma C． D． 23．在静止的车厢内，用细绳a和b系住一个小球，绳a斜向上拉，绳b水平拉，如图所示；让车从静止开始向右做匀加速运动，小球相对于车厢的位置不变，与小车静止时相比，绳a、b的拉力Fa、Fb变化情况是（  ） A． Fa变大，Fb不变 B． B．Fa变大，Fb变小 C． Fa不变，Fb变小 D． D．Fa不变，Fb变大 24．（多选）如图，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连。设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于伸长状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是（　　） A．向右做加速运动 B．向右做减速运动 C．向左做加速运动 D．向左做减速运动 25．（多选）如图所示，一折杆固定在小车上，端固定一个质量为的小球，设小车向右的加速度为，杆对小球的作用力大小为，则下列说法正确的是（　　） A．当时，，方向沿杆 B．当时，，方向沿杆 C．无论取何值，都等于，方向都沿杆 D．无论取何值，都等于，方向不一定沿杆 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《牛顿第二定律》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B C B B AC C B BC CD 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 ABC C ABD A D A C B C C 题号 21 22 23 24 25 答案 D C C BC BD 1．D 【详解】A．静止物体的加速度为零，合力为零，牛顿第二定律同样适用于静止的物体，故A错误； B．根据F=ma可知，物体的合力为零，加速度为零，而不是“加速度很小，肉眼观察不到”，故B错误； CD．由于水平推力不大于桌子的最大静摩擦力，则推不动桌子，桌子受到的合力等于零，由牛顿第二定律可知，加速度等于零，故C错误，D正确。 故选D。 2．B 【详解】开始物体在水平方向上受拉力和滑动摩擦力平衡，当拉力逐渐减小，根据牛顿第二定律，，知加速度逐渐增大，方向水平向左，方向与速度的方向相反，则速度逐渐减小． A．加速度逐渐变小，速度逐渐变大，与结论不相符，选项A错误； B．加速度逐渐变大，速度逐渐变小，与结论相符，选项B正确； C．加速度和速度都在逐渐变大，与结论不相符，选项C错误； D．加速度和速度都在逐渐变小，与结论不相符，选项D错误； 故选B. 考点：牛顿第二定律的应用 【名师点睛】此题是牛顿第二定律的应用问题；解决本题的关键知道根据合力的大小变化，可知道加速度大小的变化．以及知道当速度方向与加速度方向相同，物体做加速运动，当速度方向与加速度方向相反，物体做减速运动． 3．C 【详解】由F=ma可知物体的加速度先减小后增大，由于取v0方向为正，则F方向一直与速度方向相同，则速度一直增大，故ABD错误，C正确。 故选C. 4．B 【详解】根据牛顿第二定律 F=ma 代入数据可得 故B正确，ACD错误。 5．B 【详解】小球与弹簧接触后，开始重力大于弹簧的弹力，合力向下，加速度向下，小球做加速运动，加速度减小。当弹力等于重力时，加速度减小到零，此时速度最大，以后弹力大于重力，加速度向上，做减速运动到零；即小球先做加速度减小的加速运动再做加速度增加的减速运动，速度为零的地方就是弹簧被压缩最大之处，故B正确，错误。 故选B。 6．AC 【详解】物体在竖直方向上受力平衡，水平方向上只受到逐渐减小的外力作用，由牛顿第二定律可知，加速度在逐渐减小，加速度时衡量速度变化的快慢，所以速度虽然在增大，但增大得越来越慢，AC正确，故选AC。 7．C 【详解】AB．物体所受的合外力或物体的质量发生变化会导致加速度变化，F、m与a是因果关系，不能说物体所受的合外力与物体的质量和加速度成正比，也不能说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，且物体的质量是物体的基本属性，与物体受到的合外力和物体的加速度无关，AB错误； C．由可知，物体的加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比，C正确； D．牛顿第二定律说明当物体所受合外力不为零时，物体才有加速度，D错误。 故选C。 8．B 【详解】根据牛顿第二定律知，一旦有合力，巨轮立即产生加速度，物体的速度会发生变化，但由于质量较大，所以只能产生一个较小的加速度，要经过较长时间才会产生明显的速度和位移。 A．完全无法拖动巨轮，与结论不相符，A错误； B．要经过较长时间才会产生明显的速度，与结论相符，B正确； C．一施力就会产生明显位移，与结论不相符，C错误； D．要经过较长时间才会产生明显的加速度，与结论不相符，D错误。 故选B。 9．BC 【分析】据题，物体在多个力的作用下处于静止状态，物体所受的合力为零，其中的一个力与其他各力的合力大小相等、方向相反．分析物体的合力如何变化，确定物体的加速度如何变化，分析物体的运动情况，判断速度的变化情况，再选择图象． 【详解】物体在多个力的作用下处于静止状态，物体所受的合力为零，使其中的一个力的大小在一段时间内均匀减小到零，然后又从零均匀增大到原来的大小的过程中，物体的合力从开始均匀增大，又均匀减小恢复到零，则物体的加速度先均匀增大后均匀减小到零，故C正确D错误； 物体先做加速度增大的加速运动，后做加速度减小的加速度运动．根据速度图象的斜率等于加速度可知，速度-时间图象的斜率先增大后减小，故B正确A错误． 故选BC． 【点睛】本题考查根据物体的受力情况来分析物体运动情况的能力，要用到共点力平衡条件的推论：物体在几个力作用下平衡时，其中一个力与其他各力的合力大小相等、方向相反． 10．CD 【详解】C.根据牛顿第二定律得，力越大时，加速度越大，由图象可知t1时刻力F最大，所以加速度最大，则C正确； AB.由图象知，t1时刻力F开始减小，但方向未发生变化，所以物体继续向前加速运动，所以在t1时刻速度不是最大，AB错误； D.由图象可知在0-t2时间内F的方向没发生变化，又F的方向与物体运动方向一致，所以物体一直做加速运动，所以D正确； 11．ABC 【详解】设物体为质量为m，根据牛顿第二定律得：， 则F1和F2共同作用于该物体时合力范围为，代入得 又由牛顿第二定律得加速度的范围为：，故ABC正确，D错误． 点睛：本题考查应用牛顿第二定律解题的基本能力，关键是确定合力的范围，得出加速度的范围． 12．C 【详解】A.物体的合外力与物体的质量和加速度无关，故A错误； BD.物体的质量与合外力以及加速度无关，由本身的性质决定，但可以通过测量它的加速度和它受到的合外力而求得，故BD错误； C. 由可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，与其质量成反比，故C正确。 故选C。 13．ABD 【详解】A．根据牛顿第二定律，使物体产生的加速度 方向与相同，水平向东，故A正确； B．根据牛顿第二定律，使物体产生的加速度 方向与相同，方向水平向南，故B正确； C．根据平行四边形定则得合力 方向南偏东θ，得 θ=37° 根据牛顿第二定律，物体的加速度即合力产生的加速度 故C错误，D正确。 故选ABD。 14．A 【详解】弹簧的形变量用x′表示，系统处于静止状态时，易知弹簧的压缩量为；研究从F刚作用在木板A上的瞬间到弹簧刚恢复原长的瞬间这个过程，由牛顿第二运动定律得 F＋kx′-mg=ma 又因为 x＋x′= 所以得 F=kx＋ma 研究从弹簧恢复原长时到木块B刚离开地面的瞬间这个过程，同理得到 F=kx＋ma 故选A。 15．D 【详解】将F分解可得，物体在垂直于墙壁方向上受到的压力为N=Fcosθ，则物体对墙壁的压力为N=N′=Fcosθ；物体受到的滑动摩擦力为f=μN′=μFcosθ，根据牛顿第二定律可得，解得；故选D. 【点睛】本题考查牛顿第二定律的基本应用，关键是对滑动摩擦力公式的掌握，注意公式里的正压力不一定是重力，而是垂直于接触面的压力． 16．A 【详解】设弹簧的劲度系数为，平衡时弹簧伸长量为，则 向下拉1cm后，，由牛顿第二定律 联立解得，故A正确； 故选A。 17．C 【详解】BD．皮球竖直向上抛出，受到重力和向下的空气阻力，根据牛顿第二定律，有 根据题意，空气阻力的大小与速度的大小成正比，有 联立解得 由于速度不断减小，故加速度不断减小，到最高点速度为零，阻力为零，加速度为g，不为零，故BD错误； AC．根据 有 由于加速度减小，则也减小，也减小，即a-t图象的斜率不断减小，故A错误，C正确。 故选C。 18．B 【详解】试题分析：物块在沿斜面向下的拉力F1作用下匀速下滑，则在沿斜面方向上有，即，即，当施加一个竖直向上的力后，在沿斜面向下方向上有，在沿斜面向上方向上有，故在沿斜面方向上的合力，因为，故合力大于零，即向下做匀加速直线运动，B正确； 考点：考查了牛顿第二定律的应用 【名师点睛】本题的关键是得出，根据根据力的合成分解，分析合力情况 19．C 【详解】木板沿斜面加速下滑时，猫保持相对斜面的位置不变，即相对斜面静止，加速度为零.将木板和猫作为整体，根据牛顿第二定律 (a为木板的加速度)， 整体受到的合力的大小为猫和木板沿斜面方向的分力的大小，即 解得 故选C。 20．C 【详解】因弹簧的弹力与其形变量成正比，当弹簧秤甲的示数由变为时，其形变量减少，则弹簧秤乙的形变量增大，且甲、乙两弹簧秤形变量变化的大小相等，所以，弹簧秤乙的示数应为。物体在水平方向所受到的合外力为： ； 根据牛顿第二定律，得物块的加速度大小为 ； 小车与物块相对静止，加速度相等，所以小车的加速度为，故C正确，ABD错误； 故选C。 21．D 【详解】对质量分别为m1、m2的两个物体整体受力分析，如图 根据牛顿第二定律，有 Fcosθ=（m1+m2）a 解得 故选D。 22．C 【详解】西瓜A受力分析如图所示 其中力F是其他西瓜对它的作用力，根据题意有 故选C。 23．C 【详解】以小球为研究对象，分析受力情况，作出力图，根据牛顿第二定律得： 水平方向 Fasinα-Fb=ma ① 竖直方向 Facosα-mg=0   ② 由题，α不变，由②分析得知Fa不变 由①得知，Fb=Fasinα-ma＜Fasinα，即Fb变小。 故选C。 24．BC 【详解】小球与小车相对静止且弹簧处于拉伸状态，知小球所受的合力向左，根据牛顿第二定律，小球的加速度方向向左，小球和小车具有相同的加速度，知小车具有向左的加速度，所以小车向左做加速运动或向右做减速运动，BC正确，AD错误。 故选BC。 25．BD 【详解】A．当a=0时，小球处于平衡状态，此时 方向竖直向上，并不沿AB方向，故A错误； B．当a=gtanθ时，在水平方向 竖直方向 则 方向沿AB方向，故B正确； CD．由牛顿第二定律得，在水平方向 竖直方向 则 设F与竖直方向夹角为β，则 当a=gtanθ时，力沿AB方向，否则F的方向不沿AB方向，故C错误，D正确。 故选BD。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $