4.3 牛顿第二定律（分层作业）

4.3牛顿第二定律1．（2023春·江苏扬州·高一统考开学考试）伽利略设计了如图所示的实验：让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将“冲”上另一个斜面．如果没有摩擦，小球将到达原来的高度。如果第二个斜面倾角减小，小球仍将到达原来的高度，但是运动的距离更长。由此可以推断，当斜面最终变为水平面时，小球要到达原有高度将永远运动下去。这说明（）A．力不是维持物体运动的原因 B．物体运动速度越大，惯性越大C．没有力的作用，物体只能静止 D．物体受到的外力一定时，质量越大，它的加速度越小2．对牛顿第二定律的理解正确的是（）A．由可知，m与F成正比，m与a成反比B．牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用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3．在牛顿第二定律的数学表达式中，有关于比例系数k的说法正确的是（  ）A．k的数值由F、m、a的数值决定 B．在任何情况下k都等于1C．在国际单位制中 D．k的数值与F、m、a的单位无关4．关于速度、加速度和合力之间的关系，下列说法正确的是（

）A．物体所受合力为0时，物体的速度一定为0B．物体的加速度为0时，其所受的合力也一定为0C．物体运动状态改变的难易程度取决于物体的加速度D．速度为10m/s的物体一定比速度为1m/s的物体受到的合力大5．关于牛顿第二定律，下列说法正确的是（）A．根据公式可知，物体所受的合外力跟其运动的加速度成正比B．根据可知，物体的质量与其运动的加速度成反比C．根据可知，物体的质量与其所受合外力成正比D．根据可知，物体的加速度大小与其所受合外力成正比6．（2023春·湖北十堰·高一十堰一中校考学业考试）一同学在升降机里用弹簧测力计测量一质量为1kg物体的重力，升降机加速下降，加速大小为2m/s2，重力加速度g取10m/s2，则弹簧测力计的示数为（）A．6N B．7N C．8N D．9N7．（2022秋·河北石家庄·高一石家庄精英中学校考阶段练习）2016年11月18日14点07分，神舟十一号载人飞船返回舱在内蒙古四王子旗预定区域安全着陆，航天员景海鹏、陈东状态良好，天宫二号与神舟十一号载人飞行任务取得圆满成功。若某质量为3000kg的太空飞行器，开动推进器后，受到的推力是900N，开动3s的时间，那么其速度的变化为（）A．0.1m/s B．0.3m/s C．0.9m/s D．1m/s8．（多选）（2023春·黑龙江绥化·高一校考开学考试）下列说法中正确的是（）A．力是改变物体运动状态的原因B．物体速度的方向与所受合外力方向一定相同C．惯性只在物体静止或匀速直线运动时存在D．作用力和反作用力一定是同种性质的力，同时产生，同时消失9．如图所示，在列车车厢的光滑水平面上有一个质量为的小球，正随车厢以20m/s的速度匀速前进。现在给小球一个水平向前的的拉力作用，求经10s时，车厢里的观察者和地面上的观察者看到小球的速度分别是多少？

10．质量为的物体，静止于水平地面上，在的水平拉力作用下，开始沿水平地面做匀加速直线运动，已知物体与地面间的动摩擦因数是0.3，重力加速度。求：（1）物体在末的速度大小；（2）物体在第内发生的位移大小。1．如图所示，一质量为m的物块P，沿质量为M的楔形物体Q的斜面向上做匀减速直线运动，加速度大小为a，楔形物体Q始终静止于水平地面上。已知重力加速度为g，物块P沿斜面上滑过程中，下列关于楔形物体Q的说法正确的是（

）

A．受到地面向左的摩擦力 B．受到地面向右的摩擦力C．对地面的压力大于（m+M)g D．对地面的压力等于（m+M)g2．（2023秋·山西晋城·高一晋城市第二中学校校考期末）如图所示，将两个质量分别为、的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧测力计连接。两个大小分别为、的水平拉力分别作用在、上，则（）

A．弹簧测力计的示数是 B．弹簧测力计的示数是C．在突然撤去的瞬间，的加速度为 D．在突然撤去的瞬间，的加速度为3．（2023秋·湖北襄阳·高一校考期末）如图所示，餐厅服务员水平托举菜盘给顾客上菜。若服务员托举菜盘先匀速前行，此时手对菜盘的作用力大小为；服务员快到餐桌前变为减速向前运动，此时手对菜盘的作用力大小为，下列说法正确的是（）

A． B． C． D．大小关系不确定4．（2023秋·浙江金华·高一校联考期末）如图所示静止在水平面上的小车内有一质量m=1kg的物体通过两根细绳悬挂在车顶，AC绳与水平面成53°，BC绳与水平面成37°，g取10m/s2。若小车在水平面上向右作直线运动，下列说法正确的是（）

A．若小车作匀速直线运动，则AC绳拉力为6NB．若小车作加速度a=7.5m/s2的匀加速运动，则BC绳拉力为C．若小车作加速度的匀加速运动，则AC绳拉力为零D．若小车作加速度a=15m/s2的匀加速运动，则BC绳拉力为18.75N5．（2023秋·吉林长春·高一长春市实验中学校考期末）如图所示，容器里盛满水，水中放入铁球P和木球Q，它们用细线分别系于容器的顶部和底部，当容器静止时，细线均处于竖直方向，现使容器以一定的加速度a向右做匀加速直线运动，则此时P、Q两球所处位置正确的是（）

A．

B．

C．

D．

6．（2022秋·黑龙江牡丹江·高一牡丹江一中校考期末）纳米技术（1纳米=10-9米）是在纳米尺度（10-9m～10-7m）范围内通过直接操纵分子、原子或分子团，使其重新排列从而形成新的物质的技术。用纳米材料研制出一种新型涂料喷涂在船体上，能使船体在水中航行形成空气膜，从而使水的阻力减小为原来的三分之二。设一货轮的牵引力不变，喷涂该纳米材料后航行加速度变为原来的1.5倍，则牵引力与喷涂纳米材料后的阻力之间大小关系是（）A． B． C． D．7．（多选）（2023春·福建莆田·高一福建省仙游县华侨中学校考期中）如图所示，当小车向右加速运动时，物块M相对车厢静止于坚直车厢壁上，当车的加速度增大时，下列说法正确的是（）

A．M受静摩擦力增大 B．M对车厢壁的压力不变C．M对车的力等于车对M的力 D．M受静摩擦力不变8．（多选）（2023秋·江苏泰州·高一兴化市周庄高级中学校考开学考试）建筑工人利用轻质动滑轮提升建筑材料的情景如图甲所示。绕过轻滑轮的轻绳一端固定，通过拉动另一端使水桶由静止开始竖直上升，两侧轻绳始终保持竖直，水桶的加速度a随水桶上升的高度h的变化关系图像如图乙所示。已知水桶及桶内材料的总质量为，重力加速度，不计一切阻力及摩擦，以下说法正确的是（）

A．水桶上升时的速度大小为 B．水桶上升时的速度大小为C．水桶上升时，人对绳的拉力大小为 D．水桶上升时，滑轮受到绳子的拉力大小为9．（2023春·湖南湘潭·高一统考期末）湖南某景区的彩虹滑道的结构简图如图所示，该滑道由倾角的倾斜轨道AB和水平轨道BC组成，其中AB与BC轨道在B点处平滑连接。游客坐在垫子上（整体可视为质点）从A点由静止开始匀加速下滑，进入水平轨道BC后运动至D点（图中未画出）停下，整个运动过程的时间。已知垫子与倾斜轨道AB、水平轨道BC间的动摩擦因数，取重力加速度大小，，，求：（1）游客在倾斜轨道AB上运动时的加速度大小；（2）游客运动到B点时的速度大小。

10．（2021秋·贵州黔西·高一统考期末）如图所示，一个人用与水平方向成θ=37°角的斜向下的推力F推一个质量为m=10kg的箱子匀速前进，箱子与地面间的动摩擦因数为μ=0.5（g取10m/s2）。（1）求推力F的大小；（2）若人不改变推力F的大小，只把力的方向变为水平去推这个静止的箱子，推力作用4s后撤去，求撤去推力F后箱子还能滑行多远停下来？

11．（2023秋·云南昆明·高一统考期末）如图所示，一辆货车运载着圆柱形光滑的空油桶，每个空油桶质量为21kg。在车厢底，一层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，上一层只有一只桶C，自由地摆放在桶A、B之间，没有用绳索固定。桶C受到桶A和桶B的支持力，和汽车一起向右做匀速直线运动，g取，求：（1）当汽车向右以加速度加速时，A对C的支持力大小和B对C的支持力大小；（2）当汽车紧急刹车时，为保证桶C不发生滚动，最大刹车加速度。

4.3牛顿第二定律1．（2023春·江苏扬州·高一统考开学考试）伽利略设计了如图所示的实验：让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将“冲”上另一个斜面．如果没有摩擦，小球将到达原来的高度。如果第二个斜面倾角减小，小球仍将到达原来的高度，但是运动的距离更长。由此可以推断，当斜面最终变为水平面时，小球要到达原有高度将永远运动下去。这说明（）A．力不是维持物体运动的原因 B．物体运动速度越大，惯性越大C．没有力的作用，物体只能静止 D．物体受到的外力一定时，质量越大，它的加速度越小【答案】A【详解】伽利略的理想斜面实验得到的结论是，当斜面最终变为水平面时，小球要到达原有高度将永远运动下去，即力不是维持物体运动的原因；本实验不能说明惯性大小的有关因素，也不能说明物体的加速度与力、质量间的关系，故BCD错误，A正确。故选A。2．对牛顿第二定律的理解正确的是（）A．由可知，m与F成正比，m与a成反比B．牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用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【答案】C【详解】A．物体的质量是物体的固有属性，与物体所受的合外力和加速度无关，故A错误；B．力是产生加速度的原因，而不是因为有了加速度，物体才受到外力的作用，故B错误；CD．牛顿第二定律表达式为表示质量为m的物体所受外力F时产生的加速度为a，a是由m和F共同决定的，即即物体的加速度跟它所受的作用力成正比，跟它的质量成反比。a与F同时产生、同时消失、同时存在、同时改变；a与F的方向永远相同，故C正确，D错误。故选C。3．在牛顿第二定律的数学表达式中，有关于比例系数k的说法正确的是（  ）A．k的数值由F、m、a的数值决定 B．在任何情况下k都等于1C．在国际单位制中 D．k的数值与F、m、a的单位无关【答案】C【详解】物理公式在确定物理量数量关系的同时，也确定了物理量的单位，在F＝kma中，只有“m”的单位取kg，“a”的单位取m/s2，“F”的单位取N时，k＝1故选C。4．关于速度、加速度和合力之间的关系，下列说法正确的是（

）A．物体所受合力为0时，物体的速度一定为0B．物体的加速度为0时，其所受的合力也一定为0C．物体运动状态改变的难易程度取决于物体的加速度D．速度为10m/s的物体一定比速度为1m/s的物体受到的合力大【答案】B【详解】A．物体所受合力为0时，物体处于静止状态或匀速直线运动状态，速度不一定为0，故A错误；B．物体的加速度为0时，由牛顿第二定律F=ma，可知其所受的合力也一定为0，故B正确；C．物体运动状态改变的难易程度取决于物体的质量，故C错误；D．物体受到的合力大小与物体的速度大小无关，故D错误。故选B。5．关于牛顿第二定律，下列说法正确的是（）A．根据公式可知，物体所受的合外力跟其运动的加速度成正比B．根据可知，物体的质量与其运动的加速度成反比C．根据可知，物体的质量与其所受合外力成正比D．根据可知，物体的加速度大小与其所受合外力成正比【答案】D【详解】A.力是产生加速度的原因，故不能说物体所受的合外力跟其运动的加速度成正比，故A错误；BC.质量是物体的固有属性，物体的质量与其运动的加速度和所受合外力无关，故BC错误；D.是加速度的决定式，物体的加速度大小与其所受合外力成正比，与物体质量成反比，故D正确。故选D。6．（2023春·湖北十堰·高一十堰一中校考学业考试）一同学在升降机里用弹簧测力计测量一质量为1kg物体的重力，升降机加速下降，加速大小为2m/s2，重力加速度g取10m/s2，则弹簧测力计的示数为（）A．6N B．7N C．8N D．9N【答案】C【详解】以物体为研究对象，取向下为正方向，根据牛顿第二定律得，解得故选C。7．（2022秋·河北石家庄·高一石家庄精英中学校考阶段练习）2016年11月18日14点07分，神舟十一号载人飞船返回舱在内蒙古四王子旗预定区域安全着陆，航天员景海鹏、陈东状态良好，天宫二号与神舟十一号载人飞行任务取得圆满成功。若某质量为3000kg的太空飞行器，开动推进器后，受到的推力是900N，开动3s的时间，那么其速度的变化为（）A．0.1m/s B．0.3m/s C．0.9m/s D．1m/s【答案】C【详解】根据牛顿第二定律得则飞船速度的变化为故选C。8．（多选）（2023春·黑龙江绥化·高一校考开学考试）下列说法中正确的是（）A．力是改变物体运动状态的原因B．物体速度的方向与所受合外力方向一定相同C．惯性只在物体静止或匀速直线运动时存在D．作用力和反作用力一定是同种性质的力，同时产生，同时消失【答案】AD【详解】A．根据牛顿第一定律知，力是改变物体运动状态的原因，根据牛顿第二定律知，力是物体产生加速度的原因，A正确；B．物体的合外力方向与加速度方向相同，物体的速度方向与合外力方向没有必然联系，B错误；C．惯性是物体的固有属性，任何情况下物体都具有惯性，C错误；D．作用力和反作用力一定是同种性质的力，根据牛顿第三定律，总是同时产生，同时消失，D正确。故选AD。9．如图所示，在列车车厢的光滑水平面上有一个质量为的小球，正随车厢以20m/s的速度匀速前进。现在给小球一个水平向前的的拉力作用，求经10s时，车厢里的观察者和地面上的观察者看到小球的速度分别是多少？

【答案】，【详解】①对车上的观察者：初始状态车上的观察者与小球相对静止，则观察到物体的初速，加速度10s时车厢里的观察者看到小球的速度为，②对地上的观察者：物体初速度，加速度10s时地面上的观察者看到小球的速度为10．质量为的物体，静止于水平地面上，在的水平拉力作用下，开始沿水平地面做匀加速直线运动，已知物体与地面间的动摩擦因数是0.3，重力加速度。求：（1）物体在末的速度大小；（2）物体在第内发生的位移大小。【答案】（1）；（2）【详解】（1）根据牛顿第二定律可知，，解得根据匀加速直线运动中速度与时间的关系可知，解得（2）根据匀变速直线运动中的位移时间关系可知第内发生的位移大小为解得1．如图所示，一质量为m的物块P，沿质量为M的楔形物体Q的斜面向上做匀减速直线运动，加速度大小为a，楔形物体Q始终静止于水平地面上。已知重力加速度为g，物块P沿斜面上滑过程中，下列关于楔形物体Q的说法正确的是（

）

A．受到地面向左的摩擦力 B．受到地面向右的摩擦力C．对地面的压力大于（m+M)g D．对地面的压力等于（m+M)g【答案】B【详解】AB．设斜面倾角为，对整体受力分析，整体有水平向右的加速度，水平方向上的合力由地面对Q的摩擦力提供，所以Q受到地面向右的摩擦力，A错误，B正确；CD．竖直方向，整体有竖直向下的加速度，由牛顿第二定律得，解得地面对Q的支持力小于（m+M)g，根据牛顿第三定律得，Q对地面的压力小于（m+M)g，CD错误。故选B。2．（2023秋·山西晋城·高一晋城市第二中学校校考期末）如图所示，将两个质量分别为、的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧测力计连接。两个大小分别为、的水平拉力分别作用在、上，则（）

A．弹簧测力计的示数是 B．弹簧测力计的示数是C．在突然撤去的瞬间，的加速度为 D．在突然撤去的瞬间，的加速度为【答案】A【详解】AB．轻质弹簧测力计示数一定，令示数为F，对两物体整体有，对物体有，解得故A正确，B错误；C．在突然撤去的瞬间，弹簧弹力不变，对物体有，解得，故C错误；D．在突然撤去的瞬间，弹簧弹力不变，对物体有，解得，故D错误。故选A。3．（2023秋·湖北襄阳·高一校考期末）如图所示，餐厅服务员水平托举菜盘给顾客上菜。若服务员托举菜盘先匀速前行，此时手对菜盘的作用力大小为；服务员快到餐桌前变为减速向前运动，此时手对菜盘的作用力大小为，下列说法正确的是（）

A． B． C． D．大小关系不确定【答案】A【详解】若服务员托举菜盘先匀速前行，此时手对菜盘的作用力大小为服务员快到餐桌前变为减速向前运动，如图

则手对菜盘的作用力大小为，即故选A。4．（2023秋·浙江金华·高一校联考期末）如图所示静止在水平面上的小车内有一质量m=1kg的物体通过两根细绳悬挂在车顶，AC绳与水平面成53°，BC绳与水平面成37°，g取10m/s2。若小车在水平面上向右作直线运动，下列说法正确的是（）

A．若小车作匀速直线运动，则AC绳拉力为6NB．若小车作加速度a=7.5m/s2的匀加速运动，则BC绳拉力为C．若小车作加速度的匀加速运动，则AC绳拉力为零D．若小车作加速度a=15m/s2的匀加速运动，则BC绳拉力为18.75N【答案】C【详解】A．若小车作匀速直线运动，对物体进行分析有，故A错误；B．若小车作加速度7.5m/s2的匀加速运动，对物体分析有，，解得，故B错误；C．若小车作加速度的匀加速运动，对物体分析有，，解得，故C正确；D．若小车作加速度15m/s2的匀加速运动，由于结合上述可知，此时AC绳弹力为0，BC绳稳定后，对物体分析有，解得，故D错误。故选C。5．（2023秋·吉林长春·高一长春市实验中学校考期末）如图所示，容器里盛满水，水中放入铁球P和木球Q，它们用细线分别系于容器的顶部和底部，当容器静止时，细线均处于竖直方向，现使容器以一定的加速度a向右做匀加速直线运动，则此时P、Q两球所处位置正确的是（）

A．

B．

C．

D．

【答案】C【详解】根据题意，假设把P球拿掉，用同样体积的水球来替代，很显然，当这个水球随容器以加速度向右做匀加速直线运动时，由牛顿第二定律可得，水球受到的水平合力为且水球相对于容器的原来位置不会改变，我们知道，同样体积的实心铁球质量要比水球质量大，即由牛顿第二定律可得，铁球做加速运动需要的合力，可知，单靠水的作用力不够，需绳子提供向右的拉力，则P向左偏移，同理可求，向右偏移。故选C。6．（2022秋·黑龙江牡丹江·高一牡丹江一中校考期末）纳米技术（1纳米=10-9米）是在纳米尺度（10-9m～10-7m）范围内通过直接操纵分子、原子或分子团，使其重新排列从而形成新的物质的技术。用纳米材料研制出一种新型涂料喷涂在船体上，能使船体在水中航行形成空气膜，从而使水的阻力减小为原来的三分之二。设一货轮的牵引力不变，喷涂该纳米材料后航行加速度变为原来的1.5倍，则牵引力与喷涂纳米材料后的阻力之间大小关系是（）A． B． C． D．【答案】D【详解】喷涂纳米材料后的阻力为，则与喷涂纳米材料前的阻力的关系是喷涂纳米材料前，由牛顿第二定律，则有喷涂纳米材料后，则有联立解得故选D。7．（多选）（2023春·福建莆田·高一福建省仙游县华侨中学校考期中）如图所示，当小车向右加速运动时，物块M相对车厢静止于坚直车厢壁上，当车的加速度增大时，下列说法正确的是（）

A．M受静摩擦力增大 B．M对车厢壁的压力不变C．M对车的力等于车对M的力 D．M受静摩擦力不变【答案】CD【详解】AD．物块M相对车厢静止于坚直车厢壁上，竖直方向受力平衡，则M受静摩擦力等于重力，当车的加速度增大时，M受静摩擦力不变，选项A错误，D正确；B．M对车厢壁的压力FN=ma，当车的加速度增大时，M对车厢壁的压力增大，选项B错误；C．根据牛顿第三定律可知，M对车的力等于车对M的力，选项C正确；故选CD。8．（多选）（2023秋·江苏泰州·高一兴化市周庄高级中学校考开学考试）建筑工人利用轻质动滑轮提升建筑材料的情景如图甲所示。绕过轻滑轮的轻绳一端固定，通过拉动另一端使水桶由静止开始竖直上升，两侧轻绳始终保持竖直，水桶的加速度a随水桶上升的高度h的变化关系图像如图乙所示。已知水桶及桶内材料的总质量为，重力加速度，不计一切阻力及摩擦，以下说法正确的是（）

A．水桶上升时的速度大小为 B．水桶上升时的速度大小为C．水桶上升时，人对绳的拉力大小为 D．水桶上升时，滑轮受到绳子的拉力大小为【答案】AD【详解】AB．由初速为零的匀加速直线运动规律可知，v2=2ah结合图象面积可求得水桶上升4m时的速度大小，故A正确，B错误。CD．由图象可知，水桶上升4m时加速度为1m/s2，根据牛顿第二定律2F-mg=ma，解得F=27.5N，故C错误，D正确。故选AD。9．（2023春·湖南湘潭·高一统考期末）湖南某景区的彩虹滑道的结构简图如图所示，该滑道由倾角的倾斜轨道AB和水平轨道BC组成，其中AB与BC轨道在B点处平滑连接。游客坐在垫子上（整体可视为质点）从A点由静止开始匀加速下滑，进入水平轨道BC后运动至D点（图中未画出）停下，整个运动过程的时间。已知垫子与倾