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

**基本信息** 分层覆盖牛顿第二定律的概念理解、辨析应用及图像综合，梯度从基础认知到复杂情境，适配新授课知识巩固与科学思维培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|定律内容、表达式、单位定义|填空题1-3、判断题8直接考查核心概念，强化运动与相互作用观念| |概念辨析|加速度与力、速度关系|选择题4-7、9-16通过反例辨析易混点，培养科学推理能力| |简单计算|公式应用、单位换算|计算题17-19基础定量训练，衔接课堂例题| |综合应用|图像分析、多过程问题|图像题20-26结合v-t/a-t图及实际情境，提升科学探究能力|

4.3牛顿第二定律 一、牛顿第二定律的内容和表达式 1．物体在恒力作用下做______直线运动，物体的加速度跟受到的恒力成______比，跟物体本身质量______比。 2．由牛顿第二定律可知，物体的加速度与______是瞬时对应的关系，同时产生、同时消失、同时增大、同时减小，加速度的方向与方向始终相同，加速度随______的变化而同时变化。 3．为使牛顿第二定律的表达式F=kma更为简洁，重新定义了力的单位。“1牛（N）”是如何定义的？_______________；如果力F的单位用牛（N）、质量m的单位用克（g）、长度单位用厘米（cm）、时间单位用秒（s），试通过推导得出这种情况下k=___________。 4．某人用力推原来静止在水平面上的小车，使小车开始运动，此后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动，可见（　　） A．力是使物体产生运动的原因 B．力是维持物体运动速度的原因 C．力是使物体产生加速度的原因 D．力是使物体惯性改变的原因 5．由牛顿第二定律表达式F = ma可知（   ） A．质量m与合外力F成正比，与加速度a成反比 B．合外力F与质量m和加速度a都成正比 C．加速度的方向总跟合外力的方向一致 D．当外力停止作用时，加速度不会消失 6．下列说法符合物理史实的是（　　） A．亚里士多德认为物体下落快慢与物体轻重无关 B．牛顿三个定律都是牛顿通过实验直接验证得到 C．胡克研究发现弹簧弹力大小与形变量之间的关系 D．伽利略用实验直接证实了自由落体运动是匀加速直线运动 7．牛顿的三大运动定律构成了物理学和工程学的基础，它的推出、地球引力的发现和微积分的创立使得牛顿成为过去一千多年中最杰出的科学巨人之一。下列说法中正确的是（　　） A．牛顿第一定律是牛顿第二定律的一种特例 B．牛顿第一定律可以用实验验证 C．牛顿第二定律在非惯性系中不成立 D．为纪念牛顿，人们把“力”定为基本物理量，其基本单位为“牛顿” 8．判断正误： (1)速度大的物体不能很快停下来，是因为速度大时惯性也大。( ) (2)根据物体加速度的方向可以判断物体所受合外力的方向。( ) (3)惯性指的是物体处于匀速直线运动或者静止时的一种状态。( ) (4)力是物体运动状态发生改变的原因，即产生加速度的原因。( ) (5)在利用F=ma计算物体运动的加速度时，质量可以以克为单位。( ) (6)物体受到的合外力方向发生变化的瞬间，速度的方向立即随之改变。( ) (7)一个系统内两个物体之间的作用力不能改变系统整体的加速度。( ) (8)物体加速度的大小和方向既与受到的合外力有关，也与自身的质量大小有关。( ) 二、速度、速度变化量与加速度的区别 9．（多选）一个物体在几个共点力作用下静止在光滑的水平面上，当其中一个向东的力逐渐减小为零，随后突然恢复原值的过程中，以下对物体运动情况的判断正确的是（　　） A．速度逐渐增大，加速度逐渐减小到零时，速度达到最大值 B．速度逐渐增大，加速度逐渐增大，加速度达到最大时突变为零 C．最后，物体将以全过程中的最大速度做匀速直线运动 D．物体始终向西运动，最后一定停止不动 10．关于做变速直线运动的物体，下列说法中正确的是（　　） A．加速度越大时，速度也一定越大 B．速度变化量变大时，加速度也一定变大 C．合外力增大时，速度也一定增大 D．合外力增大时，加速度也一定增大 11．关于物体的加速度，下列说法正确的是（　　） A．物体的位置变化越快，加速度越大 B．物体的速度变化越快，加速度越大 C．物体的加速度减小，速度一定减小 D．物体受到的合力变化，加速度可能不变 12．下列说法中正确的是（　　） A．加速度a的方向由△v的方向决定 B．加速度a与△v成正比，与△t成反比 C．物体的速度方向一定与物体受到的合外力的方向一致 D．物体的加速度方向一定与物体所受到的合外力方向一致 13．（多选）下列说法正确的是（　　） A．速度变大，加速度可能不变 B．速度为零，加速度一定为零 C．加速度的方向一定跟速度方向相同 D．加速度的方向一定跟合外力的方向相同 14．直线运动中，最常见的是变速直线运动，变速直线运动物体的速度变化也有快慢之分，速度变化的快慢程度用加速度描述。伽利略研究落体运动速度变化的慢快时提出加速度的概念，到牛顿定量研究力与运动的关系，人类还没有严格定义出加速度，直到后来，物理学家才运用速度变化与速度变化所经历的时间给出了加速度的确切定义。关于加速度的下列说法正确的是（　　） A．加速度不由速度变化及速度变化经历的时间决定 B．速度变化越大，加速度越大 C．速度变化经历的时间越短，加速度越大 D．速度越大，加速度越大 15．下列叙述正确的是（　　） A．物体重心的建立采用的物理方法是放大法 B．由可知，越大，v就越大 C．牛顿在总结前人经验的基础上，提出了牛顿第一定律 D．由可知，合力越大，加速度就越大 16．关于运动和力的关系，下列说法中正确的是（　　） A．物体的速度为零时，它受到的合外力一定为零 B．运动的物体受到的合外力突然反向，则物体的加速度立即反向 C．运动的物体受到的合外力突然反向，则物体的速度立即反向 D．物体所受的合外力不为零时，其速度一定增大 三、牛顿第二定律的表达式的简单计算 17．（多选）以下表达式中m为质量，a为加速度，F为力，则下列表达式中代表力的是（　　） A．F1+ B．ma C． D． 18．2020年12月3日23时10分，嫦娥五号上升器月面点火，发动机工作约6分钟后，顺利将携带月壤的上升器送入到预定环月轨道，成功实现我国首次地外天体起飞。若用国际单位制基本单位的符号来表示文中提到的单位，正确的是（　　） A．； B．； C．； D．； 19．甲、乙两辆小车放在光滑的水平面上，在相同的拉力F作用下甲车产生的加速度为4m/s2，乙车产生的加速度为9m/s2，力F的方向如图所示，则甲、乙两车的质量之比m1：m2为（　　） A．1：2 B．9：4 C．1：4 D．4：1 四、牛顿第二定律的图像 20．下列图像，表示质点做匀变速直线运动的是（　　） A． B． C． D． 21．（多选）在物理学发展过程中，最初把相等位移内速度变化相同的直线运动称为“匀变速直线运动”，这种运动的“加速度”定义式为“”，其中表示某段位移上的速度变化量。下列关于这种定义下的“匀变速直线运动”物体所受的合外力F、速度v、位移x、运动时间t等物理量间的关系图线可能正确的是（　　） A． B． C． D． 22．图示为一物体做直线运动的v﹣t图象，下列说法正确的是（    ） A．0﹣4s内物体始终向同一方向运动 B．物体在0﹣4s内平均速度大小为1m/s C．0﹣2s内物体的位移比0﹣4s内物体的位移大 D．0﹣2s内物体受到的合力比2s﹣4s内物体受到的合力大 23．（多选）如图甲所示，一个质量为3kg的物体放在粗糙水平地面上，从零时刻起，物体在水平力F作用下由静止开始做直线运动。在时间内物体的加速度a随时间t的变化规律如图乙所示，则（　　） A．和内物体加速度方向相同 B．F的最大值为12N C．3s末物体的速度最大，最大速度为 D．在内物体做匀加速运动，内物体做匀减速运动 24．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 25．小明练习滑冰时，某次运动的x-t图像如图所示，图像由两段抛物线平滑衔接。其中t=10s时曲线与x轴相切，t=30s时曲线的斜率最大，t=40s后曲线与x轴平行。已知小明的质量为60kg。前40s内，小明运动的加速度a、速度v、平均速度和所受外力F随时间t变化的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 26．物体的运动情况或所受合外力的情况如图所示，四幅图的图线都是直线，从图中可以判断这四个质量一定的物体的某些运动特征．下列说法正确的是 A．甲物体受到不为零且恒定的合外力 B．乙物体受到的合外力越来越大 C．丙物体受到的合外力为零 D．丁物体的加速度越来越大 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 4 5 6 7 9 10 11 12 13 14 答案 C C C C BC D B D AD A 题号 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 答案 C B ABC C B B AC C AC B 题号 25 26 答案 B D 1． 匀变速 正 反 【详解】[1]如果恒力与速度方向相同，物体做匀加速直线运动，如果恒力与速度方向相反，物体就会做匀减速直线运动，这两种均为匀变速直线运动。 [2][3]根据 可知物体的加速度跟受到的恒力成正比，跟物体本身质量成反比。 2． 物体所受合力 合力 【详解】[1] [2]根据 可知，物体的加速度与物体所受合力是瞬时对应的关系，加速度随合力的变化而同时变化。 3． 见解析 1×105 【详解】[1]F=kma中k的数值取决于F、m和a的单位，当k=1时，质量为1kg的物体在某力的作用下获得1m/s2的加速度，则这个力为1N，即 [2] 如果力F的单位用牛（N）、质量m的单位用克（g）、长度单位用厘米（cm）、时间单位用秒（s），则有 解得 4．C 【详解】ABC．力是物体运动状态改变的原因，即产生加速度的原因，物体的运动不需要力来维持，故AB错误；C正确； D．惯性的唯一量度是质量，力不会改变物体的惯性，故D错误。 故选C。 5．C 【详解】A．物体质量是物体的固有属性，不随外界条件的变化而变化，A错误； B．合外力F与质量m和加速度都无关，B错误； C．物体的加速度的方向总是跟它所受合外力的方向一致，C正确； D．合外力与加速度具有同时性，则物体所受的合外力F改变时，物体的加速度a一定马上改变，D错误。 故选C。 6．C 【详解】A．亚里士多德认为物体下落快慢与物体轻重有关，重物下落更快，故A错误； B．牛顿第一定律不是实验定律，故B错误； C．胡克研究发现弹簧弹力大小与形变量之间的关系，故C正确； D．伽利略用斜面实验再结合逻辑推理确定自由落体运动是匀加速直线运动，故D错误。 故选C。 7．C 【详解】AB．牛顿第一定律是实验定律，揭示的是物体在不受外力或者合力为零的情况下物体所处的状态，不是牛顿第二定律的特例，牛顿第一定律是理想实验加逻辑推导出来的，不能通过实验验证，选项AB错误； C．牛顿第二定律适用范围是在惯性系中，选项C正确； D．力不是基本物理量，选项D错误。 故选C。 考点：考查了对牛顿运动定律的理解 【名师点睛】牛顿第一定律揭示了物体不受力时的运动规律，牛顿第二定律给出了加速度与力和质量的关系，牛顿第三定律揭示了作用力与反作用力的关系，牛顿第一定律是基础，说明力不需要运动来维持，第二定律给出了力与运动的具体关系。 8．(1)错误 (2)正确 (3)错误 (4)正确 (5)错误 (6)错误 (7)正确 (8)错误 【详解】（1）速度大的物体不能很快停下来，不是因为速度大时惯性大，惯性的大小只与物体的质量有关，故题目说法错误。 （2）由于加速度的方向与合外力的方向相同，所以根据物体加速度的方向可以判断物体所受合外力的方向，故题目说法正确。 （3）惯性是物体的固有属性，指的是物体能够保持原来静止或者匀速直线运动状态的性质，故题目说法错误。 （4）力是物体运动状态发生改变的原因，即产生加速度的原因，故题目说法正确。 （5）在利用F=ma计算物体运动的加速度时，质量可以以千克为单位，故题目说法错误。 （6）物体受到的合外力方向发生变化的瞬间，即合外力变化，则可能物体的速度大小变化，方向不变，也可能速度方向变化，故题目说法错误。 （7）一个系统内两个物体之间的作用力属于系统内力，不能改变系统整体的加速度，故题目说法正确。 （8）根据牛顿第二定律可知，物体加速度的大小既与受到的合外力有关，也与自身的质量大小有关，而加速度的方向只与合外力有关，故题目说法错误。 9．BC 【详解】AB．物体在几个共点力作用下静止在光滑的水平面上，根据平衡条件可知，这几个力的合力为0，当其中一个向东的力逐渐减小为零过程中，这几个力的合力逐渐增大，物体的加速度逐渐增大，加速度方向向西，物体开始向西做加速度增大的变加速运动，当向东的力突然恢复原值时，物体所受合力为0，加速度也变为0，物体开始向西做匀速直线运动，故A错误，B正确； CD．结合上述可知物体先向西做加速度增大的变加速直线运动，后向西做匀速直线运动，故C正确，D错误。 故选BC。 10．D 【详解】A．根据加速度定义式有 可知，加速度越大时，速度的变化率越大，速度不一定越大，故A错误； B．根据加速度的定义式可知，速度变化量变大时，当经历时间也很大时，加速度可能变小，故B错误； CD．根据牛顿第二定律可知，合外力增大时，加速度一定增大，根据加速度定义式可知，此时，速度不一定增大，故C错误，D正确。 故选D。 11．B 【详解】A．物体的位置变化越快，即速度越大，故A错误； B．加速度定义为速度的变化率，速度变化越快，加速度越大，故B正确； C．加速度减小仅表示速度变化率减小，但速度方向与加速度同向时，速度仍增大，故C错误； D．根据牛顿第二定律可知，合力变化时加速度必然变化，故D错误。 故选B。 12．D 【详解】AB．加速度的定义式 不是决定式，加速度是采用比值法定义的，与、无关，a的方向不由△v的方向决定，也不与△v成正比，与△t成反比，故A错误，B错误； 正确； C．根据牛顿第一定律知，力能改变物体的运动状态，但与物体的速度方向无关，故C错误； D．根据牛顿第二定律知，物体的加速度方向一定与物体所受到的合外力方向一致，故D正确。 故选D。 13．AD 【详解】A．速度变大，则加速度方向与速度方向相同，但加速度大小可能不变，故A正确； B．速度为零，加速度可能为零，也可能不为零，故B错误； C．当加速度的方向跟速度方向相同时，速度增大，当加速度方向与速度方向相反时，速度减小，故C错误； D．加速度的方向一定跟合外力的方向相同，故D正确。 故选AD。 14．A 【详解】加速度反映速度变化快慢及方向的物理量，加速度越大，说明物体速度变化越快，与速度、速度变化、速度变化经历的时间无关，其大小由合外力与物体的质量决定。 故选A。 15．C 【详解】A．物体重心的建立采用的物理方法是等效法，故A错误； B．是速度的定义式，速度是用位移与时间的比值来定义的，速度与位移，时间无关，不能说越大，v就越大，故B错误； C．牛顿第一定律是牛顿在总结伽利略、笛卡尔等科学家经验的基础上，提出的，故C正确； D．由可知，当物体质量一定时，所受的合力越大，加速度就越大，故D错误。 故选C。 16．B 【详解】A．物体的速度为零与合外力并没有直接的关系，速度为零时，合外力也可以很大，故A错误； BC．加速度与合外力是瞬时对应的，运动的物体受到的合外力突然反向，则物体的加速度立即反向，而速度不会立即反向，故B正确，C错误； D．物体所受的合外力不为零时，加速度不为零，但加速度方向不一定与速度方向相同，则速度不一定增大，故D错误。 故选B。 17．ABC 【详解】A．两个力相加还是表示力。A正确； B．根据牛顿第二定律，ma表示物体受到的合外力。B正确； C．没有单位，根据牛顿第二定律，表示力，所以代表力。C正确； D．根据牛顿第二定律可知，的单位为加速度单位。D错误。 故选ABC。 18．C 【详解】题述中的物理量分别是时间、力，时间的国际单位制的基本单位是s，由可知，，所以C正确；ABD错误； 故选C。 19．B 【详解】由牛顿第二定律F=ma，可得车的质量为 则两车质量之比为 故选B。 20．B 【详解】A．质点的位移随时间均匀增大，表示质点做匀速直线运动，故A错误； B．质点的加速度保持不变，则表示质点做匀变速直线运动，故B正确； C．质点的速度保持不变，表示质点做匀速直线运动，故C错误； D．质点所受合力随时间均匀增大，则质点的加速度均匀增大，表示质点做加速度增大的变速运动，故D错误。 故选B。 21．AC 【详解】A．根据题意可知图像的斜率不变，A正确； BC．图像的斜率为 如果是减速，则斜率逐渐减小，如果是加速，则斜率逐渐增大。B错误，C正确； D．根据牛顿第二定律得 故力与速度成正比。D错误。 故选AC。 22．C 【详解】A．0〜2 s内物体物体的速度为负值，2-4s物体的速度为正，则0-4s内物体不是始终向同一方向运动，A错误； B．物体在0〜4 s内位移为零，则平均速度大小为0，B错误； C．0〜4 s内物体的位移为零，0-2s内物体的位移不为零，则 0〜2 s内物体的位移比0〜4 s内物体的位移大，C正确； D．直线的斜率等于物体的加速度，则0〜2 s内与2 s〜4 s内物体的加速度相同，则0〜2 s内物体受到的合力与2 s〜4 s内物体受到的合力相等，D错误； 故选C。 【点睛】根据速度图象直接速度加速度的方向，由斜率大小求出加速度的大小、由“面积”求出位移是基本能力，要熟练掌握。 23．AC 【详解】A．在图象中，时间轴上方表示加速度为正，方向不变，所以和内物体加速度方向相同，故A正确； B．根据牛顿第二定律知 可知质量一定时，加速度越大则合外力越大，第2s内物体加速度最大且恒为，F的最大值为 故作用力F最大值大于12N，故B错误； C．因为物体速度始终增加，故3s末物体的速度最大，再根据 知速度的增加量等于加速度与时间的乘积，在图象上即为图象与时间轴所围图形的面积为，物体由静止开始加速运动，故最大速度为，故C正确； D．第1s内的物体的加速度增大，物体做加速度增大的加速直线运动，在内物体的加速度减小，但加速度方向仍与速度方向相同，物体做加速度减小的加速运动，故D错误。 故选AC。 24．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。 25．B 【详解】AB．由图可知0~10s内，小明处于静止状态，速度为零，加速度为零；10~30s内小明做匀加速直线运动，则， 代入数据解得， 30~40s内小明做匀减速直线运动，且40s时速度减为零，则 解得 故A错误，B正确； C．0~10s内，平均速度为零； 10~30s、30~40s内平均速度均为 故C错误； D．0~10s内，由于加速度为零，则外力为零； 10~30s内，外力为 30~40s内，外力为 故D错误。 故选B。 26．D 【详解】甲图中物体做匀速直线，处于平衡状态，此时所受合力为零，A错误； 乙图中物体做匀加速直线运动，加速度恒定，根据牛顿第二定律，所受合外力恒定，B错误； 丙图中加速度恒定，同样所受合包力恒定不变，C错误； 丁图中，根据牛顿第二定律，F=ma，所受合外力越来越大，因此加速度越来越大，D正确． 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 $