第03讲 牛顿第二定律（分层练习）2024-2025学年高一物理同步课堂（人教版2019必修第一册）解析版

第第页第03讲牛顿第二定律1．质量为0.2kg的气球，用一竖直细绳拉住并保持静止，当把细绳突然放开的瞬间，气球的加速度大小为4m/s2、方向竖直向上，则原来细绳的拉力大小为（）A．0.8N B．1.2N C．2N D．2.8N【答案】A【详解】设气球的浮力为F，细线的拉力为T，静止时有当把细绳突然放开的瞬间，有联立解得故选A。2．如图所示，A、B两球质量均为m，A球上端用一根不可伸长的细绳和天花板连接，A球下端用一根轻弹簧和B球相连。求在剪去细绳的瞬间，A、B两球的加速度大小分别为（）A．0，0 B．g，g C．2g，0 D．0，2g【答案】C【详解】由受力分析可知，剪断绳子前细绳的拉力为弹簧的拉力为剪断绳子瞬间，拉力消失，弹簧弹力不变，则，故选C。3．如图所示，一个质量为100kg的沙发静止在水平地面上，甲、乙两人同时从背面和侧面分别用F1=300N、F2=400N的力推沙发，F1与F2相互垂直，且平行于地面。沙发与地面间的动摩擦因数μ=0.45。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（）A．沙发不会被推动B．沙发将沿着F1的方向移动，加速度为3m/s2C．沙发将沿着F2的方向移动，加速度为4m/s2D．沙发的加速度大小为0.5m/s2【答案】D【详解】A．两推力的合力最大静摩擦力由于F>f，所以沙发会被推动，故A错误；BCD．由牛顿第二定律得解得加速的方向跟F1、F2的合力F的方向一致，故BC错误，D正确。故选D。4．如图所示，有一箱装得很满的土豆，以一定的初速度在水平地面上滑行做匀减速直线运动，其加速度大小为a，已知土豆连同箱子的总质量为M，则其中一个质量为m的土豆A相对箱子静止，则A受其他土豆对它的作用力F的大小是（

）A． B．C． D．【答案】D【详解】对土豆分析，土豆受重力、其它土豆对它的作用力根据牛顿第二定律得根据平行四边形定则，其它土豆对它的作用力故选D。5．如图所示，小车在水平方向做直线运动，球A用细线悬挂车顶上，车内放一箱苹果，苹果箱和箱内的苹果相对于车厢始终静止，若观察到细线偏离竖直方向的夹角保持不变，则下列说法中正确的是（

）A．球A受到的合力为零B．汽车可能向右做匀减速直线运动C．车厢对苹果箱的摩擦力水平向右D．苹果箱中间的一个苹果受到的合力为零【答案】B【详解】A．由于小车在水平方向运动，则车内每个物体的运动状态均与小车的运动状态相同，对小球受力分析如图所示则有加速度可知球A所受合外力不为零，且合力与加速度方向水平向左，故A错误；B．球A加速度向左，则可知小车的加速度也向左，因此小车可能向右做匀减速运动或向左做匀加速直线运动，故B正确；C．苹果箱在竖直方向受重力与车厢对其的支持力而平衡，而水平方向随车一起运动，则可知其水平方向的合外力水平向左，而水平方向只可能受到摩擦力的作用，因此水平方向所受摩擦力即为合外力，即车厢对苹果箱的摩擦力水平向左，故C错误；D．苹果箱相对于车厢静止，箱内苹果也相对车厢静止，车所受合外力不为零，则车内苹果所受合外力不为零，故D错误。故选B。6．照片甲是临平一酒店自助餐厅的保温储盘装置，顾客拿走一个盘子后下面的盘子就上升到原来的位置，小明仔细观察其结构，发现原理的示意图如图乙所示，有三根完全相同的轻质弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接质量为m的托盘，托盘上放着n个质量均为m的盘子并处于静止状态．已知重力加速度大小为g，则某顾客快速取走1号盘子的瞬间，托盘对第n号盘子作用力的大小为（）A． B． C． D．【答案】B【详解】某顾客快速取走1号盘子的瞬间，托盘和剩余盘子所受合力为，则有设托盘对第n号盘子作用力的大小为，对剩余盘子有解得故选B。7．关于牛顿第二定律，下列说法正确的是（

）A．牛顿第二定律的表达式中，a与F的方向可能不同B．物体某一瞬间的加速度，由这一瞬间的合外力决定C．公式中若F为合力，a等于每一个分力单独作用在该物体上产生加速度的矢量和D．物体的运动方向一定与物体所受合力的方向相同【答案】BC【详解】ABC．牛顿第二定律的表达式为a与F的方向相同，公式中若F为合力，a等于每一个分力单独作用在该物体上产生加速度的矢量和；物体某一瞬间的加速度，由这一瞬间的合外力决定，故A错误，BC正确；D．物体的运动方向与加速度方向不一定相同，物体的运动方向一定与物体所受合力的方向不一定相同，故D错误。故选BC。8．一个质点从静止开始做直线运动，内做加速运动，加速度随时间变化的规律如图所示，则在内，下列说法正确的是（）A．质点受到的合外力越来越大B．质点的速度变化越来越快C．时，质点的速度大小为D．质点的平均速度大于【答案】AB【详解】AB．由图像可知，加速度越来越大，则质点的速度变化越来越快，根据牛顿第二定律可知质点受到的合外力越来越大，故AB正确；CD．根据图像与横轴围成的面积表示速度变化量，且初速度为0，可知时，质点的速度大小为由于质点做加速度逐渐增大的加速运动，则图像如图所示则在内，质点的平均速度应满足故CD错误。故选AB。9．如图所示，某商场一顾客站在斜向上匀加速运行的电动扶梯上（扶栏未画出），人和扶梯保持相对静止，其加速度a方向如图所示，则顾客在上升过程中（）A．受到3个力的作用B．受到的摩擦力方向水平向左C．受到的合力方向与a的方向相同D．受到的重力大于支持力【答案】AC【详解】ABD．顾客斜向上做匀加速直线运动时，受到重力、支持力和摩擦力这三个力的作用，产生斜向上的加速度，根据平行四边形定则可知，顾客的加速度可以分解为竖直向上和水平向右的加速度，由牛顿第二定律可知，竖直方向的合力沿竖直向上的方向，所以支持力大于重力，水平方向的合力沿水平向右的方向，所以摩擦力水平向右，故BD错误，A正确；C．由牛顿第二定律可知，加速度方向与合力方向相同，故C正确。故选AC。10．如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，那么小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中（弹簧一直保持竖直），下列说法中正确的是（）A．小球受到的弹力一直在增大 B．小球的速度一直在增大C．小球的速度先增大后减小 D．小球的加速度先减小后增大【答案】ACD【详解】A．小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中，弹簧的压缩量一直增大，则弹簧的弹力一直增大，因此小球受到的弹力一直在增大，A正确；BCD．小球从高处下落时做加速运动，速度逐渐增大，接触到弹簧时小球具有一定的速度，接触到弹簧后受到弹簧的弹力作用，开始弹力小于重力，小球受到的合力向下，由牛顿第二定律可知，小球的加速度向下，小球的速度仍逐渐增大，随弹力逐渐增大，小球向下运动的加速度逐渐减小，当弹力大小等于重力时，小球的加速度等于零，此时小球的速度达到最大，以后弹力大于重力，小球受合力方向向上，小球的加速度向上，小球做减速运动，弹力继续增大，小球向上的加速度继续增大，当小球的速度减到零时，弹簧压缩到最短，由此可知，小球的速度先增大后减小；小球的加速度先减小后增大，B错误，CD正确。故选ACD。11．质量m＝2kg、初速度的物体沿着粗糙水平面向右运动，物体与地面之间的动摩擦因数，同时物体还受到一个随时间变化的水平拉力F的作用，物体运动的v-t图像如图所示。设水平向右为速度的正方向，且物体在t＝0时刻开始运动，g取，则以下结论正确的是（）A．0～1s内，物体的加速度大小为B．1～2s内，物体的位移为5mC．0～1s内，拉力F＝6N，方向水平向左D．1～2s内，拉力F＝4N，方向水平向右【答案】BC【详解】A．由图像的斜率可知，内物体的加速度为加速大小为，A错误；B．由图像的面积可知，内物体的位移为，B正确；C．内，根据牛顿第二定律可知解得拉力大小为，方向水平向左，C正确；D．由图像的斜率可知，内物体的加速度为根据牛顿第二定律可知解得拉力大小为，方向水平向右，D错误。故选BC。12．如图所示，质量为0.5kg的物块A放在一个纵剖面为矩形的静止木箱内，A和木箱水平底面之间的动摩擦因数为0.2。A的左边被一根轻弹簧用0.5N的水平拉力向左拉着而保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，则让木箱从静止开始做下列哪种运动时，可使弹簧能拉动物块A相对木箱底面向左移动（）A．以的加速度竖直向上加速B．以的加速度竖直向下加速C．以的加速度水平向右加速D．以的加速度水平向左加速【答案】BC【详解】A．当物块竖直向上匀加速运动时，根据牛顿第二定律此时最大静摩擦故此时物块不可能相对木箱底面水平移动，故A错误；B．当物块竖直向下匀加速运动时，根据牛顿第二定律此时最大静摩擦弹簧能拉动物块A相对木箱底面向左移动，故B正确；C．当物块竖直向右匀加速运动时，根据牛顿第二定律解得所以弹簧为原长，则弹簧能拉动物块A相对木箱底面向左移动了，故C正确；D．当物块竖直向左匀加速运动时，根据牛顿第二定律解得所以弹簧伸长量增加，物块A相对木箱底面向右移动了，故D错误。故选BC。13．如图所示，小球A置于固定在水平面上的光滑半圆柱体（O1为其横截面圆心）上，小球B用水平轻弹簧拉着，弹簧固定在竖直板上。小球A、B通过光滑滑轮用轻质细线相连，两球均处于静止状态。已知小球B的质量为m，O点在半圆柱体圆心O1的正上方，OA与竖直方向成30°角，OB与竖直方向成45°角。小球A、B均可视为质点，OA的长度与半圆柱体的半径相等，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（）A．小球A的质量为B．小球A对半圆柱体的压力大小为C．剪断细线瞬间小球A的加速度大小为D．剪断细线瞬间小球B的加速度大小为0【答案】AC【详解】AB．对小球B受力分析，有，解得，对小球A受力分析，其受到的重力、半圆柱体的支持力、细线的弹力构成的矢量三角形恰与相似，有结合题图中几何关系解得，故A正确，B错误；C．剪断细线瞬间小球A将沿半圆柱体的切线方向运动，有解得故C正确；D．剪断细线瞬间小球B受到的重力和弹簧弹力保持不变，因此小球B的加速度大小为，故D错误。故选AC。14．如图所示，光滑的水平地面上静止放置一辆小车，在小车的内部用两根细绳拴一个可视为质点的小球，其中a绳水平，b绳倾斜且与a绳之间的夹角为150°，下列说法中正确的是（

）A．小车静止时，a、b两绳上的拉力大小之比为1∶2B．小车静止时，a、b两绳上的拉力大小之比为C．若小球随着小车一起水平向左做匀加速直线运动，随着加速度的逐渐增大，两绳上的拉力也逐渐增大D．若小球随着小车一起水平向右做匀加速直线运动的加速度等于时，a绳上的拉力恰好为0【答案】BD【详解】AB．小车静止时，根据几何关系可得故B正确，A错误；C．设小球的质量为，若小球随着小车一起水平向左做匀加速直线运动，竖直方向，根据平衡条件可得且保持不变，水平方向可得随着加速度增大而增大，故C错误；D．设小球的质量为，若小球随着小车一起水平向右做匀加速直线运动，当a绳上的拉力恰好为0时，竖直方向根据平衡条件可得水平方向可得故D正确。故选BD。15．如图所示，两矩形物块A、B质量均为m，叠放在一个竖直立着的