牛顿第二定律同步试题（有解析人教版必修一）
详细内容
牛顿第二定律同步试题（有解析人教版必修一）
基础夯实
一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)
1．关于速度、加速度、合力间关系的说法正确的是( )
A．物体的速度越大，则物体的加速度越大，所受合力也越大
B．物体的速度为零，则物体的加速度一定为零，所受合力也为零
C．物体的速度为零，加速度可能很大，所受的合力也可能很大
D．物体的速度很大，加速度可能为零，所受的合力不一定为零
答案：C
解析：根据牛顿第二定律表达式F＝ma和加速度公式a＝ΔvΔt可知：加速度与合力存在对应关系，一个确定的物体，加速度越大，则物体所受合力越大；加速度与物体的速度变化率有关，而与物体的速度无关。
2．随着居民生活水平的提高，家庭轿车越来越多，行车安全就越发显得重要。在行车过程中规定必须要使用安全带。假设某次急刹车时，由于安全带的作用，使质量为70kg的乘员具有的加速度大小约为6m/s2，此时安全带对乘员的作用力最接近( )
A．100N B．400N
C．800N D．1000N
答案：B
解析：由题意知F＝ma＝420N，最接近400N，B正确。
3.如图所示，质量m＝10kg的物体在水平面上向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，与此同时物体受到一个水平向右的推力F＝20N的作用，则物体产生的加速度是(g取10m/s2)( )
A．0 B．4m/s2，水平向右
C．2m/s2，水平向在 D．2m/s2，水平向右
答案：B
解析：物体受的合力的方向水平向右，且力F的方向和Ff的方向相同，则加速度大小a＝F＋Ffm＝F＋μmgm＝20＋0.2×10×1010m/s2＝4m/s2，故选项B确。
4．质量m的木块静止在粗糙的水平面上。如图甲所示，现对木块施加一水平推力F，F随时间t的变化规律如图乙所示，则图丙反映的可能是木块的哪两物理量之间的关系( )
A．x轴表示力F，y轴表示加速度a
B．x轴表示时间t，y轴表示加速度a
C．x轴表示时间t，y轴表示速度v
D．x轴表示时间t，y轴表示位移x
答案：AB
解析：物体水平方向受向右推力和向左的摩擦力，当推力小于物体最大静摩擦力时物体静止，当推力大于最大静摩擦力时物体加速运动，加速度a＝F－μmgm＝ktm－μg，a与t为线性关系可知，AB正确。
5． (大连市2013～2014学年高一上学期期末)在光滑水平面上有一物块受水平恒力F的作用而运动，在其前方固定一个足够长的轻质弹簧，如图所示，当物块与弹簧接触并将弹簧压至最短的过程中，下列说法正确的是( )
A．物块接触弹簧后立即做减速运动
B．物块接触弹簧后先加速后减速
C．当物块的速度最大时，物块的加速度等于零
D．当弹簧处于压缩量最大时，它受到的合力为零
答案：BC
解析：物块与弹簧接触并将弹簧压至最短的过程中，开始水平恒力大于弹簧的弹力，根据牛顿第二定律有：a＝F－kxm，知加速度向右，大小在减小，做加速运动，当弹力等于恒力F时，加速度为零，速度达到最大，然后弹力大于恒力F，则加速度a＝kx－Fm，弹力增大，则加速度增大，加速度方向与速度方向相反，做减速运动。知物体先做加速运动再做减速运动，弹簧压缩量最大时，合力最大，B、C正确。
二、非选择题
6．质量为1kg的物体静止在水平面上，若用4N的水平拉力拉它，刚好能匀速运动；若将此力增至6N，则物体加速度大小是多少？若撤去拉力，物体的加速度大小又是多少？
答案：2m/s2 4m/s2
解析：依题意，用4N的水平拉力拉物体刚好能匀速运动，则物体受到的滑动摩擦力为Ff＝4N
当用6N的水平拉力拉它时，根据牛顿第二定律有
F－Ff＝ma，代入数据得a＝2m/s2
若撤去拉力，物体只受摩擦力，则Ff＝ma′
代入数据得a′＝4m/s2。
7．如图所示，小球M处于静止状态，弹簧与竖直方向的夹角为θ，烧断BO绳的瞬间，试求小球M的加速度的大小和方向。
答案：gtanθ 方向水平向右
解析：烧断BO绳前，小球受力平衡，由此求得BO绳的拉力F′＝mgtanθ；烧断瞬间，BO绳的拉力消失，而弹簧还是保持原来的长度，弹力与烧断前相同。此时，小球受到的作用力是弹力和重力，如图所示，其合力方向水平向右，与烧断前BO绳的拉力大小相等，方向相反，即F合＝mgtanθ，由牛顿第二定律得加速度a＝F合m＝gtanθ，方向水平向右。
能力提升
一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)
1．一个质量为2kg的物体，在5个共点力的作用下保持静止。若同时撤消其中大小分别为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不可能是( )
A．2.5m/s2 B．3m/s2
C．12m/s2 D．15m/s2
答案：D
解析：物体所受合力范围为5N≤F合≤25N，因m＝2kg，故2.5m/s2≤a≤12.5m/s2，故不可能为15m/s2。
2．五个质量相等的物体置于光滑水平面上，如图所示，现向右施加大小为F、方向水平向右的恒力，则第2个物体对第3个物体的作用力等于( )
A．15F B．25F
C．35F D．45F
答案：C
解析：对五个物体整体由牛顿第二定律得F＝5ma，对3、4、5三个物体由牛顿第二定律得F23＝3ma，解以上两式得F23＝35F，C正确。
3.如图所示，天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的质量相同的小球，两小球均保持静止。当突然剪断细绳的瞬间，上面小球A与下面小球B的加速度分别为(以向上为正方向)( )
A．a1＝g a2＝g B．a1＝2g a2＝0
C．a1＝－2g a2＝0 D．a1＝0 a2＝g
答案：C
解析：分别以A、B为研究对象，分析剪断前和剪断时的受力。剪断前A、B静止，A球受三个力：绳子的拉力FT、重力mg和弹簧弹力F，B球受两个力；重力mg和弹簧弹力F′
A球：FT－mg－F＝0
B球：F′－mg＝0 F＝F′
解得FT＝2mg，F＝mg
剪断瞬间，A球受两个力，因为绳无弹性，剪断瞬间拉力不存在，两弹簧瞬间形状不可改变，弹力不变。如图，A球受重力mg、弹簧的弹力F。同理B球受重力mg和弹力F′。
A球：－mg－F＝ma1，B球：F′－mg＝ma2
解得a1＝－2g，a2＝0
4．如图甲所示，在粗糙水平面上，物体A在水平向右的外力F的作用下做直线运动，其速度―时间图象如图乙所示，下列判断正确的是( )
A．在0～1s内，外力F不断增大
B．在1s～3s内，外力F的大小恒定
C．在3s～4s内，外力F不断减小
D．在3s～4s内，外力F的大小恒定
答案：BC
解析：0～1s内物体做匀加速直线运动，F不变，A错；1～3s内物体做匀速直线运动，F不变，B正确；3～4s内做加速度增大的减速运动，F不断减小，C对D错。
5．(临朐一中2013～2014学年高一上学期期末)如图(a)所示，某人正通过定滑轮将质量为m的货物提升到高处。滑轮的质量和摩擦均不计，货物获得的加速度a与绳子对货物竖直向上的拉力FT之间的函数关系如图(b)所示。由以下判断正确的是( )
A．图线与纵轴的交点M的值aM＝－g
B．图线与横轴的交点N的值FT＝mg
C．图线的斜率等于物体的质量m
D．图线的斜率等于物体质量的倒数1m
答案：ABD
解析：以货物为研究对象，
由牛顿第二定律得：FT－mg＝ma
所以a＝1mFT－g
由以上函数关系式，根据所给图象可判定A、B、D选项正确。
二、非选择题
6．跳伞运动员在下落过程中(如图所示)，假定伞所受空气阻力的大小跟下落速度的平方成正比，即F＝kv2，比例系数k＝20N•s2/m2，跳伞运动员与伞的总质量为72kg，起跳高度足够高，则：
(1)跳伞运动员在空中做什么运动？收尾速度是多大？
(2)当速度达到4m/s时，下落加速度是多大？(g取10m/s2)
答案：(1)做加速度越来越小的加速运动；vm＝6m/s
(2)a＝5.6m/s2
解析：(1)以伞和运动员作为研究对象，开始时速度较小，空气阻力F小于重力G，v增大，F随之增大，合力F合减小，做加速度a逐渐减小的加速运动；当v足够大，使F＝G时，F合＝0，a＝0，开始做匀速运动，此时的速度为收尾速度，设为vm。
由F＝kv2m＝G，得vm＝Gk＝mgk＝6m/s。
(2)当v＝4m/s
答案：4.5×103kg
解析：直升机取水前，水箱受力平衡T1sinθ1－f＝0①
T1cosθ1－mg＝0②
由①②得f＝mgtanθ1③
直升机返回，由牛顿第二定律
T2sinθ2－f＝(m＋M)a④
T2cosθ2－(m＋M)g＝0⑤
由④⑤得，水箱中水的质量M＝4.5×103kg