4.3 牛顿第二定律 同步作业基础版-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

4.3.牛顿第二定律（同步作业基础版） 一、单选题 1．为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯．无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转．一顾客乘扶梯下楼，如左下图所示，则在加速过程中，人受力的示意图为 A． B． C． D． 2．质量为1kg的物体仅受3N和4N两个共点力的作用，物体的加速度大小不可能是（   ） A． B． C． D． 3．下列关于速度、加速度、合外力之间的关系，正确的是（　 ） A．物体的速度越大，则加速度越大，所受的合外力也越大 B．物体的速度为0，则加速度为0，所受的合外力也为0 C．物体的速度为0，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大 D．物体的速度很大，但加速度可能为0，所受的合外力可能很大 4．某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”，可以用来测量竖直上下电梯运行时的加速度，其构造如图所示。把一根轻弹簧上端固定在小木板上，下端悬吊0.9N重物时，弹簧下端的指针指木板上刻度为a的位置，把悬吊1.0N重物时指针位置的刻度标记为0，以后该重物就固定在弹簧上，和小木板上的刻度构成了一个“竖直加速度测量仪”。g 取 10 m/s2。设加速度的方向向上为正、向下为负，则（   ） A．b点应标注的加速度数值为-1m/s2 B．b点应标注的加速度数值为1m/s2 C．a点应标注的加速度数值为0.1m/s2 D．a点应标注的加速度数值为-0.1m/s2 5．从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是当我们用一个微小的力去推很重的桌子时，却推不动它，这是因为（      ） A．牛顿第二定律不适用于静止的物体 B．桌子的加速度很小，速度增量极小，眼睛不易觉察到 C．推力小于静摩擦力，加速度是负的 D．桌子所受的合力为零 6．如图所示，质量为60kg的人站在水平地面上，用理想定滑轮将质量为40kg的重物送入井中。忽略绳子和定滑轮的质量，当重物以的加速度加速下落时，人对地面的压力大小为（）（   ） A．196N B．860N C．316N D．272N 7．如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t的变化图象如图乙所示，则（ ） A．t1时刻小球速度最大 B．t2至t3时间内，小球速度一直增大 C．t3时刻小球处于超重状态 D．t2至t3时间内，小球速度先增大后减小 8．在汽车内的悬线上挂着一个小球，实验表明当汽车做匀变速直线运动时，悬线将与竖直方向成某一固定角度，如图所示，若在汽车底板上还有一个跟它相对静止的物体，则关于汽车的运动情况和物体的受力情况分析正确的是（　　） A．汽车一定向右做加速运动 B．汽车的加速度大小为 C．只受到重力、底板的支持力作用 D．除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向右的摩擦力的作用 9．如图，小车上固定着三角硬杆，杆的端点处固定着一个质量为m的小球，当小车水平向右的加速度从零开始逐渐增大时，杆对小球作用力按时间先后用至变化表示，力的大小用线段长表示，则杆对小球的作用力的变化可能是下图中的（沿杆方向）（　　） A． B． C． D． 10．如图所示，物体A、B、C质量分别为、、，A与天花板间、B与C之间用轻弹簧连接，当系统平衡后，突然将A、B间绳烧断，在绳断的瞬间，A、B、C的加速度分别为（　　）（以向下的方向为正方向） A．，， B．，，0 C．，，0 D．，， 二、多选题 11．中国传统杂技“爬杆”屡获国际大奖，某次表演中杂技演员双手紧握竹竿匀速攀升和匀加速下滑时，所受的摩擦力分别是f1和f2，则（　　） A．f1向上， f2向上 B．f1向下， f2向上 C．f1、 f2的大小相等 D．f1是静摩擦力，数值上大于 f2 12．关于力和运动的关系，下列说法中正确的是（　　） A．物体受到的合力越大，其速度改变量越大 B．物体受到的合力不为零且不变，物体速度一定会改变 C．物体受到的合力变化，加速度就一定变化 D．物体受到的合力不变，其运动状态就不改变 13．如图甲、乙所示，图中细线均不可伸长，两小球质量相同且均处于平衡状态，细线和弹簧与竖直方向的夹角均为θ．如果突然把两水平细线剪断，则剪断瞬间(　　) A．图甲中小球的加速度大小为gsinθ，方向水平向右 B．图乙中小球的加速度大小为gtanθ，方向水平向右 C．图甲中倾斜细线与图乙中弹簧的拉力之比为1∶cos2θ D．图甲中倾斜细线与图乙中弹簧的拉力之比为cos2θ∶1 14．一个物体受到几个力的作用而处于静止状态，若使其中一个力逐渐减小到零后，又逐渐恢复到原来的状况，则物体在这个过程中（  ） A．速度从零增大到某一数值后，又逐渐减小到零 B．速度从零增大到某一数值后不变 C．加速度从零增大到某一数值后，又逐渐减小到零 D．加速度从零增大到某一数值后不变 15．质量为m的球置于斜面上，被一个竖直挡板挡住。现用一个力F拉斜面，使斜面在水平面上向右做加速度为a的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，下列说法不正确的是（　　） A．若加速度增大，竖直挡板对球的弹力不变 B．若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为0 C．斜面和挡板对球的弹力均等于ma D．无论加速度大小如何，斜面对球一定有弹力的作用，而且该弹力是一个定值 16．两个质量均为m的小球，用两条轻绳连接，处于平衡状态（图1）；若只将A、B间的轻绳换成轻质弹簧（图2），其他不变。现突然迅速剪断两图中的轻绳OA，让小球下落，在剪断轻绳的瞬间（图1中小球A和B球的加速度大小分别为a1和a2，图2中小球A和B球的加速度大小分别为和），则正确的是（　　） A．a1=g B．=0 C．=0 D．=2g 三、解答题 17．如图所示，圆环的质量为M，经过环心的竖直钢丝AB上套有一个质量为m的小球，若小球沿钢丝AB以初速度v0竖直向上运动时，圆环对地面恰无压力（设小球不会到达A点），重力加速为g，求∶ (1)小球的加速度； (2)小球能达到的最大高度。 18．如图所示，足够长的倾角θ=37°的斜面底端有一质量m=1.0kg的小木块A，木块A处于静止状态。现用轻质动滑轮给木块A施加一沿斜面向上、大小随时间t变化的力F=kt（k=2.0N/s），A与斜面间的动摩擦因数μ=0.75，设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g=10 m/s2，sin 37°=0.6。 （1）经过多长时间木块A开始滑动？ （2）求t=8.0s时，木块A的加速度大小。 19．一辆质量为4×103kg的汽车在水平地面上匀速行驶，某个时刻关闭发动机，经过20s滑行40m而停止下来，求汽车所受阻力为多大？ 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 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A D C B D C D D B B 题号 11 12 13 14 15 16 答案 AD BC BD BC ABC ACD 1．A 【详解】试题分析：加速过程中，因为人的加速度有竖直向下和水平向左的分量，故人受力为：重力、水平面的支持力以及水平方向的摩擦力，故选A． 考点：牛顿第二定律． 2．D 【详解】B．当和的两个力同向时，产生最大加速度 B有可能，故B不符合题意； C．当与反向时，产生最小加速度 C有可能，故C不符合题意； AD．其他的加速度应该在最大和最小之间， 即，所以A可能，A不符合题意；D不可能，D符合题意． 3．C 【详解】物体的速度大小和加速度大小没有必然联系，一个很大，另一个可以很小，甚至为0，物体所受合外力的大小决定加速度的大小，同一物体所受合外力越大，加速度一定也越大，当加速度为0时，合外力也一定为0。 故选C。 4．B 【详解】由题意可知，下端悬吊0.9N重物时，弹簧下端的指针指木板上刻度为a的位置，把悬吊1.0N重物时指针位置的刻度标记为0，可知每小格代表0.01N；当电梯加速度向上时，指针在b点，则由牛顿第二定律 其中m=0.1kg，解得 a1=1m/s2 当电梯加速度向下时，指针在a点，则由牛顿第二定律 解得 a2=-1m/s2 故选B。 5．D 【详解】AB、当用很小的力去推很重的桌子时，却推不动，这是因为推力小于最大静摩擦力，桌子受到的合外力为零，加速度为零，牛顿第二定律F＝ma中的F为合外力，牛顿第二定律照样适用；故AB错误； CD、并不是推力小于桌子所受到的静摩擦力，而是小于最大静摩擦力，此时物体不会运动，推力和静摩擦力等大反向，合力为零，加速度为零；故C错误D正确。 故选D 6．C 【详解】重物以的加速度加速下落，对重物受力分析，由牛顿第二定律有 解得绳子上的拉力大小为 对人受力分析由平衡条件有 代入数据解得地面对人的支持力大小为 由牛顿第三定律可知人对地面的压力大小为 C正确。 故选C。 7．D 【详解】A、t1时刻小球刚与弹簧接触；当弹簧弹力与重力平衡时速度最大，故A错误； B、D、t2时刻小球受到的弹力最大，处于最低点，合力向上，速度为零，故先加速向上运动，当重力与弹力平衡时，速度最大，之后做减速运动，故B错误，D正确； C、t3时刻弹力为零，合力向下，故小球处于失重状态，重物C错误． 故选D． 【点睛】关键要将小球的运动分为自由下落过程、向下的加速和减速过程、向上的加速和减速过程进行分析处理，同时要能结合图象分析． 8．D 【详解】A．小球所受的合外力方向向右，可知汽车的加速度向右，则汽车可能向右做加速运动，也可能向左做减速运动，选项A错误； B．汽车的加速度大小为 选项B错误； CD．M除受到重力、底板的支持力作用外，因加速度向右，则还一定受到向右的摩擦力的作用，选项C错误，D正确。 故选D。 9．B 【详解】小球沿水平方向运动， 竖直方向一直处于平衡状态，故杆对小球的作用力在竖直方向的分量始终等于mg，小球的水平加速度逐渐增大，由牛顿第二定理可知，杆对小球的作用力在水平方向的分量逐渐增大，故选B。 10．B 【详解】A、B间绳烧断前，由平衡条件得知，下面弹簧的弹力大小为 F1=mCg=3mg 上面弹簧的弹力大小为 F2=（mA+mB+mC）g=6mg A、B间绳的拉力大小为 T=（mB+mC）g=5mg A、B间绳烧断瞬间，两根弹簧的弹力都没有变化，则对A：此瞬间A所受的合力大小与原来绳子的拉力T大小相等，方向相反，即方向向上，则 -5mg=maA 得 aA=-5g 对B：此瞬间B所受的合力大小与原来绳子的拉力T大小相等，方向相反，即方向向下，则 5mg=2maB 得 aB=2.5g 对C：由于弹簧的弹力没有变化，则C的受力情况没有变化，所以aC=0。 故选B。 11．AD 【详解】当杂技演员匀速攀升时，f1与重力平衡，即f1向上，在这种情况下演员的双手不可能相对杆向上滑动，所以f1是静摩擦力，且根据平衡条件可得 当杂技演员匀加速下滑时，f2与相对杆的运动方向相反，即f2向上，根据牛顿第二定律有 比较以上两式可知 综上所述可知AD正确，BC错误。 故选AD。 12．BC 【详解】AC．由牛顿第二定律知，物体受到的合力发生变化，加速度就一定变化，物体受到的合力越大，加速度就越大，而速度改变量不仅与加速度有关，还与时间有关，所以A错误；C正确； BD．物体受到的合力不为零且不变时，加速度不为零且不变，其速度（运动状态）一定变化，所以B正确；D错误； 故选BC。 13．BD 【详解】A. 甲图中，剪断细线的瞬间，沿细绳方向的合力为零，小球的合力为 F合A=mgsinθ，由牛顿第二定律得： ，方向垂直于细绳向下，故A错误． B. 乙图中，剪断细线的瞬间，弹簧的弹力没有变化，小球的合力等于原来细线的拉力，为 F合B=mgtanθ，由牛顿第二定律得：，方向水平向右，故B正确． CD. 剪断细绳瞬间图甲中倾斜细线OA的拉力： ；图乙中弹簧的拉力为： ，剪断瞬间图甲中倾斜细线OA与图乙中弹簧的拉力之比为cos2θ∶1，故C错误D正确． 14．BC 【详解】一个物体受到几个力作用而处于静止状态，若使其中一个力逐渐减小到零后，又逐渐恢复到原状，知合力先逐渐增大，后逐渐减小，根据牛顿第二定律知，加速度先增大后减小，因为加速度的方向不变，所以速度一直增大，当加速度减小到零时，做匀速直线运动。 AB．由上分析可知，速度从零增大到某一数值后不变，故A错误，B正确； CD．由上分析可知，加速度从零增大到某一数值后，又逐渐减小到零，故C正确，D错误。 故选BC。 15．ABC 【详解】ABD．以小球为研究对象，受重力mg、竖直挡板对球的弹力F2和斜面的弹力F1。如图所示 设斜面的加速度大小为a，根据牛顿第二定律，竖直方向 F1cosθ=mg 水平方向 F2-F1sinθ=ma 解得 可知斜面的弹力F1大小不变，与加速度无关，不可能为零。 由上解得 F2=F1sinθ+ma 若加速度增大时，F2增大，故D不符合题意，AB符合题意； C．根据牛顿第二定律知道，重力、斜面和挡板对球的弹力三个力的合力等于ma，故C符合题意。 故选ABC。 16．ACD 【详解】图1中，在剪断轻绳的瞬间，A、B两球由于用绳连接，一起下落，对A、B整体，根据牛顿第二定律得 或者 图2中，在剪断绳前，根据平衡条件得知，弹簧的弹力大小等于mg，绳OA对A物体的拉力2mg。在剪断绳的瞬间，弹簧的弹力没有来得及变化，B的受力情况没有变化，则B所受的合力为0，则 A所受的合力大小等于绳的拉力大小2mg，由牛顿第二定律可得 解得 故选ACD。 17．（1）；（2）。 【详解】(1)由题意可知圆环对地面恰无压力，则对圆环有： 对小球根据牛顿第二定律有： 联立可解得： (2)小球速度为零时达到最高点，则有： 结合(1)可得： 答：(1)小球的加速度； (2)小球能达到的最大高度。 18．（1）3s；（2）20m/s2 【详解】（1）由题意，根据平衡条件可知A开始滑动瞬间受到的拉力大小为 F1=mgsin 37°+μmgcos 37° 设经过t1时间A开始滑动，有 F1=2kt1 解得 t1=3s （2）在t=8.0s时，外力 F2=kt=16N 设木块A的加速度大小为aA，以A为研究对象，根据牛顿第二定律，有 2F2−mgsin 37°−μmgcos 37°=maA 解得 aA=20m/s2 19．800N 【详解】选汽车为研究对象，设汽车减速运动的加速度大小为a，则根据速度公式和位移公式可得 根据位移公式 由以上两式解得 a＝ 则 a＝＝0.2 根据牛顿第二定律，汽车所受阻力大小 F＝ma＝4×103×0.2N＝800N 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 $