4.3 牛顿第二定律 同步作业中等版-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（同步作业中等版） 一、单选题 1．如图所示为课堂的演示实验，和为完全相同的较大刚性球，之间用轻质软弹簧连接，之间用轻质细线连接，与用细线挂到水平木杆上，且离地面高度相等，之间距离和之间距离均相等。现同时将与木杆相连的细线剪断，不计空气阻力，则（    ） A．和一定会同时落地 B．剪断瞬间与的加速度均为g C．与的落地时间差与与的落地时间差相等 D．落地前，之间可能碰撞，之间不会碰撞。 2．如图所示，A、B两物块质量分别为2m、m，用一轻弹簧相连，将A用长度适当的轻绳悬挂于天花板上，系统处于静止状态，B物块恰好与水平桌面接触而没有挤压，此时轻弹簧的伸长量为x，现将悬绳剪断，则下列说法正确的是（重力加速度为g）（　　） A．悬绳剪断后，A物块向下运动2x时速度最大 B．悬绳剪断后，A物块向下运动3x时速度最大 C．悬绳剪断瞬间，A物块的加速度大小为2g D．悬绳剪断瞬间，A物块的加速度大小为g 3．由牛顿第二定律可知，无论多小的力都能使物体产生加速度，可是当用很小的力去推很重的桌子时，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，速度增量也很小，眼睛观察不到 C．推力小于桌子所受到的静摩擦力，加速度为负值 D．桌子所受的合力为零，加速度为零 4．一辆洒水车的牵引力恒定，所受到的摩擦阻力跟车的质量成正比．此车在平直的粗糙路面上以一定的速度匀速行驶，在洒水的过程中，车的运动情况是（    ） A．保持原速做匀速直线运动 B．变为匀加速运动 C．变为加速度越来越小的变加速运动 D．变为加速度越来越大的变加速运动 5．以下有关运动和力的四种情况，不可能存在的是（    ）． A．物体所受合外力逐渐变小到零，物体速度也变小到零 B．物体所受合外力逐渐变小到零，物体速度却变到最大 C．物体所受合外力先变小到零再变大，物体的速度也先变小到零再变大 D．物体所受合外力逐渐变小到零，物体的运动速度却不变 6．一个质量为2kg的物体，在5个共点力的作用下保持静止．若同时撤销其中大小分别为15N和10N的两个力，其余的力保持不变，此时该物体的加速度大小可能是（ ） A．2m/s2 B．3m/s2 C．13m/s2 D．15m/s2 7．如图所示是某商场安装的智能化电动扶梯，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．一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程．那么下列说法中正确的是）（  ） A．顾客始终受到静摩擦力的作用 B．顾客受到的支持力总是大于重力 C．顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方，再竖直向下 D．顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下 8．如图所示，小球由细线AB、AC拉住静止，AB保持水平，AC与竖直方向成α角，此时AC对球的拉力为T1.现将AB线烧断，小球开始摆动，当小球返回原处时，AC对小球拉力为T2，则T1与T2之比为（　　） A．1：1 B．1：cos2α C．cos2α：1 D．sin2α：cos2α 9．用两根长度均为l的细线a、b将质量为m的小球悬挂起来，如图所示。小球处于静止状态，细线a与竖直方向的夹角为，细线b与水平方向的夹角为。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．细线a的拉力 B．细线b的拉力 C．如果剪断细线a，在剪断后的瞬间，小球的加速度方向是竖直向下 D．如果剪断细线a，在剪断后的瞬间，小球的加速度大小为 10．有人站在自动扶梯上，已知鞋底与扶梯地板间的动摩擦因数为μ，扶梯与水平面夹角为θ，假设人随同扶梯以加速度a一起向上运动，这时人所受的支持力大小和摩擦力大小分别为（　　） A．masinθ，macosθ B．（mg+masinθ），macosθ C．（mg+masinθ），μmg D．masinθ，μmg 二、多选题 11．如图所示，质量为m的开孔小球，套在与水平面成45°的、固定的光滑杆OA上，小球被水平绳拉着处于静止状态。现剪断绳子，下列说法正确的是（已知重力加速度为g）（　　） A．剪断绳子前绳子拉力大小为mg B．剪断绳子后OA杆对球的作用力大小为 C．剪断绳子后球的加速度大小为g D．剪断绳子后球的加速度大小为 12．如图所示，一个质量为m的物体在五个共点力的作用下处于平衡状态，下列说法正确的是（  ） A．除F1以外，其余四个力的合力大小与F1相等，方向与F1的方向相反 B．如果撤去力F1，而保持其余四个力不变，此时物体的加速度的大小为，方向与F1的方向相同 C．如果撤去力F1，而保持其余四个力不变，此时物体的加速度的大小为，方向与F1的方向相反 D．如果保持其余四个力不变，将F1的方向逆时针转90°，大小保持不变，此时物体的加速度大小为，方向与最初F1的方向成45°角 13．物体的运动状态发生改变，则（　　） A．一定有加速度 B．速度肯定发生了变化 C．所受的外力一定变化 D．肯定受外力但外力不一定改变 14．如图所示，物块沿固定斜面下滑，若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F，则（　　） A．若物块原来匀速下滑，施加力F后物块仍将匀速下滑 B．若物块原来匀速下滑，施加力F后物块将加速下滑 C．若物块原来以加速度a匀加速下滑，施加力F后物块仍将以加速度a匀加速下滑 D．若物块原来以加速度a匀加速下滑，施加力F后物块仍将匀加速下滑，加速度大于a 15．如图所示，在光滑斜面上，有一轻质弹簧的一端固定在斜面上，有一物体A沿着斜面下滑，当物体A刚接触弹簧的一瞬间到弹簧压缩到最低点的过程中，下列说法中正确的是（ ） A．物体的加速度将逐渐增大 B．物体的加速度将先减小，后增大 C．物体的速度将逐渐减小 D．物体的速度将先增大，后减小 16．如图所示，一质量为m的物体放在电梯内倾角为的固定斜面上，当电梯以加速度（，表示重力加速度大小）竖直向下做匀加速直线运动时，物体和斜面保持相对静止，下列说法正确的是（    ） A．斜面对物体的支持力大小为 B．斜面对物体的支持力大小为 C．斜面对物体的摩擦力大小为 D．斜面对物体的摩擦力大小为 三、解答题 17．用卡车运输质量为的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示。两斜面I、II固定在车上，倾角分别为30°和60°。重力加速度为g。求： （1）当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面I、II压力的大小F1、F2分别为多少？ （2）当卡车沿平直公路做匀加速直线运动，且加速度a大小为g时，斜面I、II对圆筒的压力的大小、分别为多少？ 18．我国自主研制了运-20重型运输机。飞机获得的升力大小F可用描写，k为系数；v是飞机在平直跑道上的滑行速度，F与飞机所受重力相等时的v称为飞机的起飞离地速度，已知飞机质量为时，起飞离地速度为66 m/s；装载货物后质量为，装载货物前后起飞离地时的k值可视为不变。 （1）求飞机装载货物后的起飞离地速度； （2）若该飞机装载货物后，从静止开始匀加速滑行1 521 m起飞离地，求飞机在滑行过程中加速度的大小和所用的时间。 19．如图所示，一同学用长为的细绳AB拉质量为的箱子，当B端距地面高度，绳间拉力时，箱子刚好沿水平地面做匀速直线运动。已知，重力加速度。 (1)求箱子与地面间的动摩擦因数； (2)若要以最小的力拉B端，使箱子以的加速度匀加速运动，求拉力的最小值。 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 D B D D D B D B C B 题号 11 12 13 14 15 16 答案 AD AC ABD AD BD BC 1．D 【详解】AB． 由于剪断绳子时弹簧的弹力不能突变，所以A2、A3的合力仍然等于零，其加速度也为零，而绳子的拉力可以突变，所以绳子剪断瞬间由于重力作用B1、B2、B3均做自由落体运动，所以B3比A3先着地，故AB错误； C． 由于B1、B2、B3均做自由落体运动，所以时间越长速度越大，而B1B2之间的距离和B2B3之间的距离相等，所以B1与B2的落地时间差小于B2与B3的落地时间差，故C错误； D． 由于B1、B2、B3均做自由落体运动，所以三小球的速度总是相同，不会相撞，而剪断绳子的瞬间A1具有向下的加速度，A2、A3之的加速度为零，所以之后A1比A2A3运动得快，A1、A2、A3之间可能碰撞，故D正确； 2．B 【详解】CD．剪断悬绳前，对B受力分析，B受到重力和弹簧的弹力，知弹力 剪断瞬间，对A分析，A的合力为 根据牛顿第二定律 CD错误； AB．弹簧开始处于伸长状态，弹力 当向下压缩 时，速度最大 所以下降的距离为3x，A错误，B正确。 故选B。 3．D 【详解】A．牛顿第二定律适用与宏观物体，低速运动，对于静止的物体同样适用，故A错误； BCD．当我们用一个很小的水平力去推很重的桌子时，却推不动它，因为推力和静摩擦力平衡，合力为零，根据牛顿第二定律知，加速度为零，故D正确，BC错误。 故选D。 4．D 【分析】根据题中洒水车摩擦阻力和质量成正比，洒水过程中，车的质量减小，可知本题考查牛顿第二定律，运用牛顿第二定律的知识进行分析求解． 【详解】洒水车开始洒水时，匀速行驶，牵引力等于其所受的摩擦阻力，合外力为零，在洒水的过程中，洒水车的质量减小，所以摩擦阻力也在逐渐减小，此时合外力逐渐增大，洒水车的加速度逐渐增大，所以洒水车做加速度越来越大的变加速运动，故D正确． 5．D 【详解】A.如果合外力方向与速度方向相反，物体减速运动，物体所受合外力逐渐变小到零，加速度逐渐减小到零，速度减小到零，可能发生，故A不符合题意． B. 如果合外力方向与速度方向相同，物体加速，物体所受合外力逐渐变小到零，加速度逐渐减小到零，物体做加速度减小的加速，可能发生，故B不符合题意． C. 物体所受合外力与速度方向相反先变小到零，物体速度可能减小到零，合外力再变大，物体从零开始加速，速度变大，可能发生，故C不符合题意． D. 物体所受合外力逐渐变小到零，则加速度减小到零，由于存在加速度，速度一定发生改变，故D符合题意． 6．B 【详解】撤掉的两个力的合力范围为：15N﹣10N≤F≤15N+10N，即：5N≤F≤25N． 物体受共点力保持静止，可知合力为零，撤掉大小分别为15N和10N的两个力，其余的力保持不变，则其余力的合力与撤掉的两个力等大反向，故剩余力的合力范围为：5N≤F′≤25N． 由牛顿第二定律可得 故加速度范围为 2.5m/s2≤a≤12.5m/s2 由选项给的数据可知，B正确，ACD错误。 故选B。 7．D 【详解】解：A、以人为研究对象，处于加速运动时，人受到静摩擦力、重力、支持力三个力；处于匀速运动时，只受到重力、支持力两个力；故A错误； B、开始顾客处于加速运动时，受到的支持力大于重力，后匀速运动，支持力等于重力；故B错误； CD、顾客处于加速运动时，人受到静摩擦力、重力、支持力三个力的作用下，则扶梯对顾客作用力的方向先指向右上方， 当处于匀速直线运动时，其作用力竖直向上；根据牛顿第三定律可知，人对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下，故C错；D对 故选D 【点睛】扶梯对顾客的作用力为摩擦力和支持力的合力，根据运动情况确定摩擦力的有无，再确定合力方向． 8．B 【详解】当AB没有剪断时,以小球为研究对象进行受力分析，绳子AC的弹力为，当绳子剪断回到原来位置时，圆周运动中沿半径方向的合力提供向心力，此时速度为零，绳子的拉力等于重力沿绳子方向的分力，所以两次绳子的拉力之比为1∶cos2α，B对； 9．C 【详解】AB．对小球受力分析，如图 根据平衡条件可得， 解得， 故AB错误； CD．如果剪断细线a，在剪断后的瞬间，两细线上的拉力瞬间消失，小球只受重力作用，其加速度大小为g，方向是竖直向下，故C正确；D错误。 故选C。 10．B 【详解】人的加速度为a，方向沿扶梯向上，人在水平方向上的加速度 a1=acosθ 竖直方向上的加速度 a2=asinθ 在水平方向上，根据牛顿第二定律得 f=ma1=macosθ 方向水平向右， 在竖直方向上，根据牛顿第二定律得 N-mg=ma2 则 N=mg+masinθ 方向垂直于支撑面向上；故选B。 11．AD 【详解】A．对小球受力分析如图； 剪断绳子前绳子拉力大小为 F=mgtan45°=mg 选项A正确； B．剪断绳子后OA杆对球的作用力大小为 选项B错误； CD．剪断绳子后球的加速度大小为 选项C错误，D正确。 故选AD。 12．AC 【详解】A．共点力作用下物体平衡的条件是合外力为零，除以外，其余四个力可用一个合力来代替，则物体等效为受两个力的作用，则这两个力大小相等，方向相反，故A正确； BC．根据牛顿第二定律，撤去力F1，其余四个力作用下，物体的加速度的大小为 方向与F1的方向相反，故B错误，C正确； D．将F1的方向逆时针转90°时，根据平行四边形定则，物体受到的合外力方向与最初F1的方向成135°角，则加速度也与最初F1的方向成135°角，故D错误。 故选AC。 13．ABD 【详解】AB．运动状态改变说明速度一定改变，则一定会产生加速度；故AB正确； CD．速度改变，加速度可能是恒定不变的，故一定受合外力，但合外力可能是恒定不变的；故C错误，D正确； 故选ABD。 14．AD 【详解】AB．设斜面倾角为θ，原来物体匀速下滑时有 施加力F后 解得，A正确，B错误； CD．若物块原来以加速度a匀加速下滑 施加力F后 解得，C错误，D正确。 故选AD。 15．BD 【详解】小球接触弹簧后，弹簧的弹力先小于重力沿斜面向下的分力，小球的合力沿斜面向下，加速度也沿斜面向下，与速度方向相同，故小球做加速运动，因弹力逐渐增大，合力减小，加速度减小；随着小球向下运动，弹簧的弹力增大，当弹簧的弹力大于重力沿斜面向下的分力后，小球的合力沿斜面向上，加速度沿斜面向上，与速度方向相反，小球做减速运动，弹力增大，合力增大，加速度也增大；综上可知，小球接触弹簧后速度先增大后减小，加速度先减小后反向增大，压缩过程中，小球所受合力先变小后变大．小球刚接触弹簧瞬间速度不是最大，当弹力与重力的分力平衡时，速度最大．故BD正确，AC错误。 故选BD。 16．BC 【详解】将加速度分解为沿斜面向下的分加速度和垂直斜面向下的分加速度，则有 以物体为对象，垂直斜面方向和沿斜面方向分布根据牛顿第二定律可得 联立解得 故选BC。 17．（1），；（2）， 【详解】（1）以工件为研究对象，受力分析如图所示。根据共点力的平衡条件可知，斜面I、II对圆筒的压力大小分别为 根据牛顿第三定律可知 （2）以工件为研究对象，受力分析如图所示。在水平方向上根据牛顿第二定律有 在竖直方向上根据平衡条件有 解得 18．(1)；（2）2m/s2， 【详解】（1）空载起飞时，升力正好等于重力： 满载起飞时，升力正好等于重力： 由上两式解得： （2）满载货物的飞机做初速度为零的匀加速直线运动，所以 解得： 由加速的定义式变形得： 解得： 19．(1)0.4；(2)65N 【详解】(1)对箱子受力分析，如图所示 因箱子做匀速直线运动，故箱子受力平衡，所以 由几何关系可知 sinθ=0.6 cosθ=0.8 代入数据解得 (2)箱子向右做匀加速直线运动，所以 化简得 令 整理得 所以时，取最小值 即 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 $