教科版必修13 牛顿第二定律同步练习题

2020-2021学年新人教版必修第一册

4.3牛顿第二定律 课时作业9（含解析）

1．一个物体受2020个水平恒力作用在光滑水平面上做匀速直线运动。已知其中一个力F1的方向与运动方向不在同一直线上，且F1的大小随时间t按照如图所示的规律变化。则在时间0~t的过程中（　　）

A．该物体受到的合外力大小先变小后变大

B．该物体的速度可能先变小后变大

C．该物体的速度可能先变大后变小

D．该物体的速度不可能一直变小

2．如图所示，一架无人机从地面起飞时沿与水平方向成角的直线斜向右上方匀加速飞行，此时发动机提供的动力方向与水平方向夹角为。若无人机所受空气阻力不计，重力加速度大小为g，则无人机的加速度大小和起飞后t时间内无人机上升的高度分别为（　　）

A．g； B．2g； C．g； D．2g；

3．如图甲所示，雨天，某滴水珠从楼房的屋檐处下落，其v-t图像如图乙所示，其中0~t1内为直线，t1~t2内为曲线。由图像可知（　　）

A．0~t1内，水珠做变加速直线运动

B．t1~t2内，水珠受到的空气阻力越来越小

C．t1~t2内，水珠运动的加速度不断减小

D．0~t2内，水珠受到的重力不断减小

4．跳高运动员从地面上跳起时，下列说法正确的是（　　）

A．运动员给地面的压力等于地面给运动员的支持力

B．地面给运动员的支持力等于运动员受的重力

C．运动员给地面的压力等于运动员受的重力

D．地面给运动员的支持力大于运动员给地面的压力

5．雨滴从高空由静止开始下落，由于空气阻力作用，其加速度逐渐减小，直到变为零（整个过程其加速度方向不变），在此过程中雨滴的运动情况是（　　）

A．速度一直保持不变

B．速度不断增大，加速度为零时，速度最大

C．速度不断减小，加速度为零时，速度最小

D．速度的变化地越来越快

6．如图所示，一个木块在光滑水平面上以的速度做匀速直线运动，冲上粗糙斜面后最终静止在A点。以下关于此过程中木块在斜面上受到摩擦力的说法正确的是（　　）

A．木块在斜面上受到的摩擦力始终不变

B．木块在A点时受到的摩擦力大小等于木块的重力

C．木块在斜面上受到的摩擦力方向始终沿斜面向下

D．木块在斜面上受到的摩擦力方向会发生改变

7．光滑水平面上，有一木块以速度v向右运动，一根弹簧固定在墙上，如图所示，木块从与弹簧接触到弹簧被压缩到最短的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．木块做匀速直线运动 B．木块做匀减速直线运动

C．木块的速度减小，加速度减小 D．木块的速度减小，加速度增大

8．两颗小雨滴A和B从高空由静止开始下落下落，过程中所受空气阻力与其速率的平方成正比，即，k为常数，已知雨滴A、B质量之比为1:4，且假设下落过程中质量均不变，则雨滴A和B在空中运动的最大速度之比和最大加速度之比分别为（    ）

A．2:1； 1:2 B．2:1； 1:1 C．1:2； 1:1 D．1:2； 2:1

9．如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，斜面上有A、B、C三个完全相同的小物块和一根轻质弹簧，它们之间互不粘连、不栓接。用手控制住C，使整个系统在处于静止状态。某时突然将手拿开。已知当地重力加速度为g，弹簧始终处于弹性限度内。在手离开C的瞬间，下列说法正确的是（　　）

A．小物块A、B间的弹力突然变为0

B．小物块A、B间的弹力保持不变

C．小物块A的加速度为gsinθ

D．小物块C的加速度为2gsinθ

10．如图所示，质量均为的A、B两个小球用轻弹簧连接，用PO、QO两段细线悬吊处于静止状态，PO与水平方向的夹角，QO与水平方向的夹角，重力加速度为，则剪断PO一瞬间，A、B两球的加速度分别为（　　）

A．， B．，0 C．，0 D．，

11．在全国男子举重棉标赛上，广东茂名选手黄鸿昌在61公斤级比赛中摘得挺举金牌。在某次挺举试举中，黄鸿昌在地面上能举起168kg的杠铃，假设他以这个成绩在运动着的升降机中最多却只能举起160kg的杠铃，重力加速度g=10m/s2，空气阻力不计，则升降机运动的加速度大小和方向分别为（　　）

A．0.5m/s2，方向向上

B．0.5m/s2，方向向下

C．1.0m/s2，方向向上

D．1.0m/s2，方向向下

12．地面上有一个质量为m的物体，用力F竖直向上提它，力F的变化将引起物体加速度的变化。已知物体的加速度a随力F变化的函数图象如图所示，则（　　）

A．当F小于F0时，物体的重力mg大于作用力F

B．当F＝F0时，作用力F与重力mg大小相等

C．物体向上运动的加速度与作用力F成正比

D．A´的绝对值等于该地的重力加速度g的大小

13．一物体自时开始做直线运动，其速度图线如图所示，下列选项正确的是（　　）

0

A．在内，物体离出发点最远为

B．在内，物体经过的路程为

C．在内，物体的平均速率为

D．在内，物体所受的合外力为零

14．静止在光滑水平面上的两个质量不同的物体，都受到一个同样大小的水平拉力的作用，在拉力刚开始作用的瞬间，下列说法正确的是（　　）

A．质量大的物体速度为零 B．质量小的物体速度不为零

C．质量小的物体加速度不为零 D．质量大的物体加速度为零

15．如图所示，质量均为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止，现用恒力F向上拉B。已知F＝mg，当地重力加速度为g，弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的有（　　）

A．拉力F刚作用瞬间A、B加速度相同，大小均为

B．拉力F刚作用瞬间B的加速度大小为g

C．两物体分离时弹簧处于原长

D．两物体分离时弹簧处于压缩状态

16．可爱的企鹅喜欢在冰面上游玩，如图所示，有一企鹅在倾角为的斜面上，靠脚爪抓冰面，先以加速度a=0.5m/s2，从冰面底部由静止开始沿直线向上匀加速“奔跑”，t=8s时，突然卧倒，以肚皮贴着冰面向前滑行，最后退滑到出发点，完成一次游戏（企鹅在滑动过程中姿势保持不变）。若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数μ=0.25，已知 ，.求：

（1）企鹅向上匀加速“奔跑”的位移大小及8s末的速度；

（2）从静止开始10s内企鹅的位移和路程。

参考答案

1．B

【解析】

【分析】

【详解】

A．因该物体受另外的2019个力作用且不变，当F1先变小后变大时，合外力应先变大后变小，故A错误；

BCD．当F1与初速度方向成锐角时，物体的速度可能先变小后变大，也可能一直变小；当F1与初速度方向成钝角或直角时，物体的速度一定一直变大，所以，该物体的速度可能先变小后变大，该物体的速度不可能先变大后变小，该物体的速度可能一直变小，故B正确，CD错误。

故选B。

2．C

【解析】

【分析】

【详解】

无人机受力如图所示

由几何关系可知，无人机的加速度大小为，起飞后t时间内无人机的位移

所以无人机上升的高度

故选C。

3．C

【解析】

【分析】

【详解】

A．在图像中，斜率代表加速度，0~t1内，图线是通过原点的直线，斜率不变，故加速度不变，所以水珠做匀加速直线运动，而不是变加速直线运动，故A错误；

BC．t1~t2内，由图线可知其斜率不断减小，故加速度不断减小，由牛顿第二定律

可知，加速度a不断减小，则空气阻力f越来越大，故B错误，C正确；

D．0~t2内，因水珠的质量始终不变，所以重力始终不变，故D错误。

故选C。

4．A

【解析】

【分析】

【详解】

AD．运动员给地面的压力与地面给运动员的支持力是一对作用力与反作用力，则大小相等，选项A正确，D错误；

BC．运动员跳起时，有向上的加速度，则运动员受合力向上，地面给运动员的支持力大于运动员受的重力；运动员给地面的压力大于运动员受的重力，选项BC错误。

故选A。

5．B

【解析】

【分析】

【详解】

ABC．雨滴从高空由静止下落，由于空气阻力作用，其加速度逐渐减小，因为加速度方向与速度方向相同，则速度一直增大，当加速度减小到零时，速度达到最大，故B正确，AC错误；
D．加速度是反映速度变化快慢的物理量，加速度减小，则速度的变化越来越慢，故D错误。
故选B。

6．D

【解析】

【分析】

【详解】

设斜面与水平面夹角为

A．物体沿斜面匀减速上滑时，摩擦力平行于向下，受滑动摩擦力，大小为；静止在A点时，摩擦力平行于斜面向上，受静摩擦力，大小为，因此摩擦力大小和方向都发生了变化，A错误；

B．木块在A点时，所受摩擦力大小，不等于木块的重力，B错误；

C．物体沿斜面匀减速上滑时，摩擦力平行于斜面向下，静止在A点时，摩擦力平行于斜面向上，受静摩擦力，因此摩擦力方向发生了变化，C错误；

D．物体沿斜面匀减速上滑时，摩擦力平行于斜面向下，静止在A点时，摩擦力平行于斜面向上，受静摩擦力，因此摩擦力方向发生了变化，D正确。

故选D

7．D

【解析】

【分析】

【详解】

木块与弹簧接触后，所受的合力为弹簧的弹力，弹力逐渐增大，根据牛顿第二定律知，加速度逐渐增大，加速度方向水平向左，与速度方向相反，木块做减速运动，所以木块做加速度增大的减速运动，故选D。

8．C

【解析】

【分析】

【详解】

刚开始下落的时候，没有阻力，所以开始下落时加速度最大，均为重力加速度，故A、B两个雨滴最大加速度相等，由于f=kv2，当

mg= kv2

时有最大速度，质量之比为1:4，所以最大速度之比为1:2。

故选C。

9．B

【解析】

【分析】

【详解】

AB．设小物块的质量为m，由图可知开始时弹簧处于压缩态，根据平衡条件可知

在手离开C的瞬间，弹簧的弹力保持不变，A和B之间弹力不变，故A错误，B正确；

C．因为在手离开C的瞬间，弹簧的弹力保持不变，所以小物块A的加速度为零，故C错误；

D．对C物块，根据牛顿第二定律

解得

故D错误。

故选B。

10．B

【解析】

【分析】

【详解】

剪断PO的一瞬间，弹簧的弹力不变，因此B的合力为零，加速度为零；

对A研究，剪断PO一瞬间，A受到的合力垂直于QO斜向右下

解得

故选B。

11．A

【解析】

【分析】

【详解】

黄鸿昌在地面上能举起m0=168kg的杠铃，则黄鸿昌向上的最大支撑力

F=m0g=1680N

在运动着的升降机中只能举起m=160kg的杠铃，可见该杠铃处于超重状态，升降机应具有向上的加速度，设此加速度为a，对杠铃由牛顿第二定律得

F－mg=ma

解得

a=0.5m/s2

故选A。

12．ABD

【解析】

【分析】

【详解】

A．当F小于F0时，物体未离开地面，受拉力、重力和支持力，根据平衡条件，有

N+F=mg

故重力大于拉力，故A正确；
B．物体加速向上，根拉力大于重力时，物据牛顿第二定律，有

F-mg=ma

解得

①

当F=F0时，加速度为零，故

F0=mg

故B正确；
C．由图象，加速度与力是线性关系，不是正比关系，故C错误；
D．由①式，当拉力为零时，加速度为-g，A′的绝对值等于该地的重力加速度g的大小，故D正确；

故选ABD。

13．BC

【解析】

【分析】

【详解】

A．0-5s，物体沿正向运动，5-6s沿负向运动，故5s末离出发点最远，最远距离为

A错误；

B．由“面积法”求出0-5s的位移

5-6s的位移

总路程为

B正确；

C．由面积法求出0-4s的位移

平度速度为

C正确；

D．内,物体做加速运动，加速度不为零，根据牛顿第二定律，物体所受的合外力不为零，D错误。

故选BC。

14．AC

【解析】

【分析】

【详解】

施加水平拉力的瞬间，物体受到力的作用，根据牛顿第二定律可知无论质量大的物体还是质量小的物体加速度都不为零，但是速度为零，还未来得及变化。

故选AC。

15．AD

【解析】

【分析】

【详解】

AB．开始系统处于平衡状态，根据平衡条件

恒力F刚作用瞬间，根据牛顿第二定律可得

代入数据可得

方向向上，故A正确，B错误；

CD．物体B和A刚分离时，B受到重力mg和恒力F，B的加速度为零，A的加速度也为零，说明弹力对A有向上的弹力，与重力平衡，弹簧处于压缩状态，故C错误，D正确。

故选AD。

16．（1）16m，；（2）12.5m，方向向上，

【解析】

【分析】

【详解】

（1）企鹅向上加速的位移大小

 解得

 8s末的速度

（2）向上匀减速滑行时，根据牛顿第二定律有

解得

设经过时间t1企鹅已停，由

解得

匀减速到最高点的位移为

之后企鹅沿斜面向下做匀加速直线运动，对企鹅受力分析有

解得

企鹅沿斜面向下的时间

发生位移为

所以10s内位移为

方向向上，路程为