4.3 牛顿第二定律 分层作业 -2026-2027学年高一上学期物理同步备课系列（粤教版必修第一册）

第3节　牛顿第二定律 分层作业 　A　基础巩固　 1．质量为的物体，在地面受到一个竖直向上，大小恒为的拉力，向上做匀加速直线运动，则物体的加速度大小为（重力加速度)（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据牛顿第二定律 解得，故选C。 2．一滑雪者沿斜坡匀加速滑下，下列关于该滑雪者受力的说法，正确的是（　　） A．没有力作用在滑雪者身上 B．滑雪者所受的合力沿斜坡向上 C．滑雪者所受的合力沿斜坡向下 D．作用在滑雪者身上的合力为零 【答案】C 【详解】A．滑雪者始终受重力作用，还会受到斜坡的支持力、摩擦力，不可能不受力，故A错误； B．根据牛顿第二定律，合力方向与加速度方向一致，加速度沿斜坡向下，因此合力不可能沿斜坡向上，故B错误； C．加速度沿斜坡向下，由牛顿第二定律可知，滑雪者所受合力与加速度同方向，即沿斜坡向下，故C正确； D．合力为零时加速度为零，物体只能保持静止或做匀速直线运动，和匀加速运动的运动性质矛盾，故D错误。 故选C。 3．光滑水平桌面上有一个物体，质量是2kg，受到互成120°的两个水平方向的力和的作用，两个力的大小都是10N，这个物体的加速度大小是（    ） A． B． C．0 D． 【答案】A 【详解】两力等大且互成120°角，则由平行四边形定则可知，合力 由牛顿第二定律 解得，故BCD错误、A正确。 故选A。 4．如图所示，在推力作用下，质量为的物体沿水平面做加速度为的匀加速直线运动。已知推力大小为、方向与水平方向夹角为，物体与水平面间动摩擦因数为，重力加速度为。关于物体的受力，下列说法正确的是（　　） A．物体受到的合力大小为 B．物体受到的合力大小为 C．物体受到的摩擦力大小为 D．物体受到的摩擦力大小为 【答案】AD 【详解】AB．由牛顿第二定律得，物体受到的合力大小为，故A正确、B错误； CD．在竖直方向上，由平衡条件得 水平方向上，由牛顿第二定律得 又 联立解得， 故C错误、D正确。 故选AD。 5．一质量为2kg的物体，放在动摩擦因数为0.2的水平面上，在10N的水平拉力作用下，其获得的加速度大小是多少？（） 【答案】 【详解】滑动摩擦力大小为 由牛顿第二定律有 解得 6．某质量为1.0×103kg的汽车在平直的公路上试车，当速度达到20m/s时关闭发动机，汽车做加速度大小为0.5m/s2的匀减速直线运动，直到停下来。若汽车所受阻力不变，求： (1)汽车从关闭发动机到停下的时间； (2)汽车在减速过程中所受到的阻力大小； (3)汽车重新起步加速时的牵引力为2.0×103N，求产生的加速度大小。 【答案】(1)40s (2)500N (3)1.5m/s² 【详解】（1）汽车关闭发动机时的速度，关闭发动机后的加速度大小a＝0.5m/s2，故汽车从关闭发动机到停下所用的时间为 （2）汽车减速时关闭发动机，水平方向上只受阻力作用，故由牛顿第二定律可得汽车在减速过程中受到的阻力 （3）汽车重新起步加速时的牵引力为2.0×103N，由牛顿第二定律可得 可解得 　B　能力提升　 7．如图所示，10个完全相同的小球通过轻质弹簧（在弹性限度内）相连，在水平恒力作用下，一起沿光滑水平面向右运动，已知小球的质量为，，撤去瞬间（　　） A．小球1的加速度为0 B．小球10的加速度为0 C．小球1的加速度大小为 D．小球10的加速度大小为 【答案】C 【详解】撤去F前整体的加速度 撤去瞬间，弹簧的弹力不变，则此时小球1的受力不变，加速度仍为 撤去F前，对小球10 有 解得 撤去瞬间，对小球10 有 解得 故选C。 8．一轻质弹簧A原长10cm，第一次用它水平拉着质量为1kg的物体B沿水平地面运动时，弹簧长度为12cm，物体B获得的加速度。第二次用它水平拉着物体B沿原水平地面运动时，弹簧长度为13cm，物体B获得的加速度，不考虑空气阻力，则弹簧的劲度系数为（　　） A．100N/m B．10N/m C．1N/m D．0.1N/m 【答案】A 【详解】设物体受到地面的摩擦力为f，第一次拉物体B时，根据牛顿第二定律可得 其中 第二次拉物体B时，根据牛顿第二定律可得 其中 联立解得弹簧的劲度系数为 故选A。 9．如图所示，质量为的物块A放在一箱子内，A和箱子水平底面之间的动摩擦因数为0.4。A与箱子左壁之间有一根压缩了的轻弹簧。已知弹簧的劲度系数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，要使物块A能相对于木箱移动，则下列运动情况可能的是（     ） A．木箱以的加速度水平向左加速运动 B．木箱以的加速度水平向右加速运动 C．木箱以的加速度竖直向下加速运动 D．木箱以的加速度竖直向上加速运动 【答案】A 【详解】弹簧的弹力大小为 方向水平向右 A．木箱以 的加速度水平向左加速运动。竖直方向受力平衡，支持力 N=mg=20N，最大静摩擦力 假设物块相对木箱静止，则物块加速度也为 ，方向向左。根据牛顿第二定律，水平方向合力应向左，大小为 此时物块受向右的弹力，故静摩擦力 f 应向左，且满足 解得 可见物块无法保持相对静止，将相对于木箱向右滑动，故A正确； B．木箱以的加速度水平向右加速运动。最大静摩擦力为。假设物块相对静止，加速度向右，所需合力向右，大小为 物块受向右弹力 4N，则需静摩擦力 f 向右，满足 解得 物块可以保持相对静止，故B错误。 C．木箱以 的加速度竖直向下加速运动，竖直方向根据牛顿第二定律有 解得 最大静摩擦力 水平方向木箱无加速度，因为，物块保持静止，故C错误； D．木箱以 的加速度竖直向上加速运动，竖直方向根据牛顿第二定律 解得 最大静摩擦力 水平方向，物块保持静止，故D错误。 故选A。 10．如图，擦窗机器人在竖直玻璃窗上沿直线A向B运动。已知F为机器人除重力外的其他力的合力，则擦窗机器人在此过程中在竖直平面内的受力分析不可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．擦窗机器人沿直线从A向B运动，图中的合外力为零，做匀速直线运动，符合要求，故A错误； B．图中的合外力肯定和速度不共线，要做曲线运动，不符合要求，故B正确； C．图中的合力可能与速度共线，可能做加速直线运动，符合要求，故C错误； D．图中的合力可能与速度共线相反，从而做减速直线运动，符合要求，故D错误 故选B。 11．如图a、b所示，是一辆质量为kg的公共汽车在t＝0和t＝5s末两个时刻的两张照片。当t＝0时，汽车刚启动，在这段时间内汽车的运动可看成匀加速直线运动。图c是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的图像，轻绳与竖直方向的夹角为，。根据题中提供的信息，不能计算出的物理量有（　　） A．汽车的位移 B．第5s末汽车的速度 C．汽车的牵引力 D．汽车所受合外力 【答案】C 【详解】AB．由c图根据牛顿第二定律有 解得 根据匀变速直线运动规律， 可求出汽车的位移和5s末汽车的速度，故AB正确，不符合题意； CD．通过加速度可以求出汽车所受的合力，但是阻力未知，无法求出牵引力的大小，故C错误，符合题意，D正确，不符合题意。 本题选择错误选项，故选C。 12．如图所示，一辆汽车在沿水平面做直线运动，质量为m的小球用轻质细线悬挂于车厢顶部，细线与竖直方向成固定角度θ，且与车厢保持相对静止。质量为M的物块放在汽车底板上与汽车相对静止，重力加速度为g。则下列说法正确的是（     ） A．汽车可能向右做减速运动 B．汽车可能向左做减速运动 C．物块可能受到汽车底板向左的摩擦力 D．物块受到汽车底板的摩擦力大小一定为Mgtanθ 【答案】BD 【详解】AB．以小球为研究对象。小球相对车厢静止，水平方向的运动由加速度描述。由牛顿第二定律，水平方向有 竖直方向平衡，有 联立得 方向水平向右。因此汽车向左运动时可做减速运动，向右运动时做加速运动，故A错误，B正确； CD．以物块为研究对象。物块相对汽车静止，水平方向只受底板静摩擦力，且加速度水平向右，所以摩擦力方向向右，由牛顿第二定律，物块水平方向有 代入前述加速度结果得，故C错误，D正确。 故选BD。 13．如图，光滑斜面的倾角为，质量相等的A、B两小球用轻弹簧相连，系统静止时，挡板C与斜面垂直，轻弹簧与斜面平行，重力加速度大小为g，在突然撤去挡板的瞬间（　　） A．A球的加速度大小为 B．A球的加速度大小为零 C．B球的加速度大小为 D．B球的加速度大小为 【答案】BC 【详解】AB．撤去挡板前，以A球为研究对象进行受力分析，则根据平衡条件可得弹簧的弹力为 在突然撤去挡板的瞬间，弹簧的弹力保持不变，故A球的受力保持不变，所以A球的加速度大小为零，故A错误，B正确； CD．突然撤去挡板的瞬间，对B球进行受力分析，根据牛顿第二定律有 解得此时B球的加速度大小为，故C正确，D错误。 故选BC。 14．如图所示，质量的物体静止于水平面上，现用一水平向右的恒力拉物体，物体运动16m后撤去拉力F，已知物体与水平面之间的动摩擦因数，g取。求： (1)物体在恒力作用下运动时的加速度大小a； (2)撤去外力时速度大小v。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）物体刚开始运动时，受到四个力的作用，如图所示 根据牛顿第二定律可得 又因为 解得 （2）撤去外力时，根据匀加速运动速度和位移的关系可得 解得 15．质量为2kg的物体静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2。现对物体施加一个大小F=10N、与水平方向成=37°角斜向上的拉力，使物体做匀加速直线运动。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s²。求： (1)物体运动的加速度大小； (2)物体在2s末的速度大小； (3)若2s末撤去拉力，物体还能滑行多远？ 【答案】(1)2.6m/s² (2)5.2m/s (3)6.76m 【详解】（1）对物体受力分析，将拉力正交分解： 竖直方向受力平衡，得： 滑动摩擦力： 水平方向由牛顿第二定律： 解得 （2）物体从静止开始做匀加速直线运动，由匀变速速度公式 得： （3）撤去拉力后，支持力变为 由牛顿第二定律得减速加速度： 负号表示加速度与运动方向相反， 物体最终减速到0 由速度位移关系 得滑行距离： 【点睛】 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节　牛顿第二定律 分层作业 　A　基础巩固　 1．质量为的物体，在地面受到一个竖直向上，大小恒为的拉力，向上做匀加速直线运动，则物体的加速度大小为（重力加速度)（    ） A． B． C． D． 2．一滑雪者沿斜坡匀加速滑下，下列关于该滑雪者受力的说法，正确的是（　　） A．没有力作用在滑雪者身上 B．滑雪者所受的合力沿斜坡向上 C．滑雪者所受的合力沿斜坡向下 D．作用在滑雪者身上的合力为零 3．光滑水平桌面上有一个物体，质量是2kg，受到互成120°的两个水平方向的力和的作用，两个力的大小都是10N，这个物体的加速度大小是（    ） A． B． C．0 D． 4．如图所示，在推力作用下，质量为的物体沿水平面做加速度为的匀加速直线运动。已知推力大小为、方向与水平方向夹角为，物体与水平面间动摩擦因数为，重力加速度为。关于物体的受力，下列说法正确的是（　　） A．物体受到的合力大小为 B．物体受到的合力大小为 C．物体受到的摩擦力大小为 D．物体受到的摩擦力大小为 5．一质量为2kg的物体，放在动摩擦因数为0.2的水平面上，在10N的水平拉力作用下，其获得的加速度大小是多少？（） 6．某质量为1.0×103kg的汽车在平直的公路上试车，当速度达到20m/s时关闭发动机，汽车做加速度大小为0.5m/s2的匀减速直线运动，直到停下来。若汽车所受阻力不变，求： (1)汽车从关闭发动机到停下的时间； (2)汽车在减速过程中所受到的阻力大小； (3)汽车重新起步加速时的牵引力为2.0×103N，求产生的加速度大小。 　B　能力提升　 7．如图所示，10个完全相同的小球通过轻质弹簧（在弹性限度内）相连，在水平恒力作用下，一起沿光滑水平面向右运动，已知小球的质量为，，撤去瞬间（　　） A．小球1的加速度为0 B．小球10的加速度为0 C．小球1的加速度大小为 D．小球10的加速度大小为 8．一轻质弹簧A原长10cm，第一次用它水平拉着质量为1kg的物体B沿水平地面运动时，弹簧长度为12cm，物体B获得的加速度。第二次用它水平拉着物体B沿原水平地面运动时，弹簧长度为13cm，物体B获得的加速度，不考虑空气阻力，则弹簧的劲度系数为（　　） A．100N/m B．10N/m C．1N/m D．0.1N/m 9．如图所示，质量为的物块A放在一箱子内，A和箱子水平底面之间的动摩擦因数为0.4。A与箱子左壁之间有一根压缩了的轻弹簧。已知弹簧的劲度系数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，要使物块A能相对于木箱移动，则下列运动情况可能的是（     ） A．木箱以的加速度水平向左加速运动 B．木箱以的加速度水平向右加速运动 C．木箱以的加速度竖直向下加速运动 D．木箱以的加速度竖直向上加速运动 10．如图，擦窗机器人在竖直玻璃窗上沿直线A向B运动。已知F为机器人除重力外的其他力的合力，则擦窗机器人在此过程中在竖直平面内的受力分析不可能是（　　） A． B． C． D． 11．如图a、b所示，是一辆质量为kg的公共汽车在t＝0和t＝5s末两个时刻的两张照片。当t＝0时，汽车刚启动，在这段时间内汽车的运动可看成匀加速直线运动。图c是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的图像，轻绳与竖直方向的夹角为，。根据题中提供的信息，不能计算出的物理量有（　　） A．汽车的位移 B．第5s末汽车的速度 C．汽车的牵引力 D．汽车所受合外力 12．如图所示，一辆汽车在沿水平面做直线运动，质量为m的小球用轻质细线悬挂于车厢顶部，细线与竖直方向成固定角度θ，且与车厢保持相对静止。质量为M的物块放在汽车底板上与汽车相对静止，重力加速度为g。则下列说法正确的是（     ） A．汽车可能向右做减速运动 B．汽车可能向左做减速运动 C．物块可能受到汽车底板向左的摩擦力 D．物块受到汽车底板的摩擦力大小一定为Mgtanθ 13．如图，光滑斜面的倾角为，质量相等的A、B两小球用轻弹簧相连，系统静止时，挡板C与斜面垂直，轻弹簧与斜面平行，重力加速度大小为g，在突然撤去挡板的瞬间（　　） A．A球的加速度大小为 B．A球的加速度大小为零 C．B球的加速度大小为 D．B球的加速度大小为 14．如图所示，质量的物体静止于水平面上，现用一水平向右的恒力拉物体，物体运动16m后撤去拉力F，已知物体与水平面之间的动摩擦因数，g取。求： (1)物体在恒力作用下运动时的加速度大小a； (2)撤去外力时速度大小v。 15．质量为2kg的物体静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2。现对物体施加一个大小F=10N、与水平方向成=37°角斜向上的拉力，使物体做匀加速直线运动。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s²。求： (1)物体运动的加速度大小； (2)物体在2s末的速度大小； (3)若2s末撤去拉力，物体还能滑行多远？ 学科网（北京）股份有限公司 $