高中物理人教版 (2019)必修 第一册牛顿第二定律精品课后复习题

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1．如图为第八届珠海航展上中国空军“八一”飞行表演队驾驶“歼10”战机大仰角沿直线减速爬升的情景，则战机在爬升过程中所受合力方向（ ）
A．竖直向上B．与速度方向相同
C．与速度方向相反D．与速度方向垂直
【答案】C
【详解】“歼20”战机大仰角沿直线减速爬升，说明加速度方向与速度方向相反，合外力方向与加速度方向又相同，所以合力方向与速度方向相反。
故选C．
2．（多选）（2023秋·河北保定·高一校联考阶段练习）如图所示是一辆方程式赛车，车身结构一般采用碳纤维等材料进行轻量化设计，比一般小汽车的质量小得多，而且还安装了功率很大的发动机，可以在4~5s的时间内从静止加速到100km/h，则（ ）
A．方程式赛车运动很快，不易停下，说明速度大，惯性大
B．方程式赛车与地面间的摩擦力这对作用力与反作用力的性质一定相同
C．由牛顿第二定律可知，方程式赛车质量小其加速度一定大
D．任何情况下，方程式赛车的加速度的方向始终与它所受的合外力方向一致
【答案】BD
【详解】A．质量是惯性大小的唯一量度，与物体的速度大小无关，A错误；
B．方程式赛车与地面间的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，是同一性质的力，B正确；
C．由牛顿第二定律可知，当物体所受合外力不变的情况下，质量小其加速度一定大；而若合外力不确定时，即使质量小，加速度也不一定大，C错误；
D．根据牛顿第二定律可知，物体加速度的方向始终与它所受的合外力方向一致，D正确。
故选BD。
3．（多选）（2022秋·江西南昌·高一南昌市八一中学校考阶段练习）关于力和运动的关系，下列说法中正确的是（ ）
A．力是维持物体运动的原因
B．物体不受力时，物体将保持匀速直线运动状态或静止状态
C．物体受到的合外力变化，加速度就一定变化
D．物体受到的合外力不为零且不变，其运动状态就不改变
【答案】BC
【详解】A．根据伽利略理想斜面的实验可知，力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，故A错误；
B．根据牛顿第一定律知，在不受力的情况下，物体将保持匀速直线运动状态或静止状态，故B正确；
C．由牛顿第二定律可知，加速度与物体的合外力成正比，故物体受到的合外力变化，加速度就一定变化，故C正确；
D．物体受到的合外力不为零且不变，则物体加速度不为零且不变，但物体的运动状态发生改变，故D错误；
故选BC。
4．（2023秋·浙江台州·高一统考期末）如图所示，质量为m的人站在倾角为θ的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯一起以加速度a斜向上运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）

A．人受到的摩擦力水平向右B．人对踏板的作用力竖直向下
C．踏板对人的支持力D．踏板对人的支持力
【答案】D
【详解】ACD．受力分析如下图

将加速度进行分解，有
竖直方向根据牛顿第二定律有
解得
且人受到的摩擦力水平向左，故AC错误，D正确；
B．人对踏板的作用力为压力和摩擦力，故合力方向不可能竖直向下，故B错误。
故选D。
5．为保持城市清洁，某城市环卫局订购了大量平头洒水车。该型号洒水车具有自吸自排功能，可前冲、后洒、侧喷，工作台带可调节的高压枪，当水调节成柱状时，射程大于等于40m，调节成雾状时，射程小于等于15m。如果洒水车在平直公路上行驶时，假设洒水车的牵引力不变，所受阻力跟车重成正比，那么开始洒水后，洒水车的运动情况是（ ）
A．仍做匀速运动B．做匀加速运动
C．做匀减速运动D．做加速度增大的加速运动
【答案】D
【详解】洒水车所受阻力跟车重成正比，则有
F=kmg
根据牛顿第二定律有
F－kmg=ma
解得
开始洒水后，m减小，F不变，a增大，v增大，洒水车做加速度增大的加速运动。
故选D。
6．（多选）（2023春·浙江台州·高一校考阶段练习）如图甲所示，一只小猫饭后来到池塘边散步，之前停留在池塘边的一条小鱼看到小猫后，从静止快速沿直线游离池塘边缘，全过程中小鱼的图像如图乙所示。关于小鱼的整个运动过程，下列说法正确的是（ ）

A．内小鱼的位移最大
B．时刻小鱼受到的合力为0
C．在内，小鱼的加速度与速度方向相同
D．小鱼在内的加速度方向与内的加速度方向相反
【答案】CD
【详解】A．0~t4内小鱼的速度始终为正值，即小鱼一直向前运动，位移不断增大，到t4时刻位移达到最大，故A错误；
B．t4时刻小鱼的速度为零，但是图线的斜率不为零，即加速度不为零，合力不为零，故B错误；
C．在t4~t5内，小鱼反向做加速运动，速度与加速度方向相同，故C正确；
D．在0~t1内，图线切线的斜率为正值，即加速度方向为正方向，t3~t5内的斜率为负值，即加速度为负方向，所以0~t1内的加速度方向与t3~t5内的加速度方向相反，故D正确。
故选CD。
7．（多选）（2023秋·广东广州·高一统考期末）如图，小朋友在玩弹性小球时，将小球以10m/s的速度从距地面2m处的A点竖直向下抛出，小球落地后竖直反弹经过距地面1.5m高的B点时，向上的速度为7m/s，从A到B，小球共用时0.3s，忽略空气阻力，则在A到B的过程中（ ）
A．小球发生的位移的大小为0.5m，方向竖直向下
B．小球速度变化量的大小为17m/s，方向竖直向上
C．小球平均速度的大小为8.5m/s，方向竖直向下
D．小球下落、反弹、上升的加速度都是重力加速度
【答案】AB
【详解】A．位移是指起点到终点的有向线段，由图可知，小球发生的位移为0.5m，方向竖直向下，故A正确；
B．设速度向下为正，则速度变化量
即小球速度变化量的大小为17m/s，方向竖直向上，故B正确；
C．小球的平均速度
方向竖直向下，故C错误；
D．小球下落和上升的过程中，只受重力的作用，加速度都是重力加速度；反弹时，小球还受到地面竖直向上弹力的作用，根据牛顿第二定律可知，反弹时小球的加速度不是重力加速度，故D错误。
故选AB。
8．（2022秋·江西南昌·高一南昌市八一中学校考阶段练习）如图所示，质量为4kg的物体静止在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，给物体施加大小为40N与水平方向成37°角斜向上的拉力F作用（g取10m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8），物体运动的加速度为（ ）
A．3m/s2B．6m/s2C．8m/s2D．10m/s2
【答案】B
【详解】物体受力如图所示
由牛顿第二定律得
代入数据解得
故选B。
9．（2023秋·山东青岛·高一统考期末）如图，直线a、b、c分别描述了A、B、C三个物体的运动，关于这三个物体的运动，下列说法正确的是（ ）
A．0~8s内物体B的位移大于物体C的位移
B．物体A的速度一直大于物体B的速度
C．B、C两个物体加速度大小关系是
D．物体A所受合外力大于物体B所受合外力
【答案】A
【详解】A．图像与时间轴围成的面积表示位移，时间轴上方表示位移为正方向，时间轴下方表示位移为负方向，由图像可知，0~8s内物体B的图像与时间轴围成的面积大于物体C与时间轴围成的面积，故A正确；
B．图像反应的是物体的速度随时间变化的规律，从图像可以看出出物体B的速度先大于物体A的速度，后物体A的速度大于物体B的速度，故B错误；
C．图像的斜率反应的是物体的加速大小及方向，斜率越大加速度越大，斜率为正加速度为正方向，斜率为负加速度为负方向，该图中图线的斜率大于图线的斜率，则有物体C的加速度大于物体B的加速度，故C错误；
D．虽然图线反应出来物体A的加速度大于物体B的加速度，但根据牛顿第二定律有
则不能确定物体A、B所受合力的大小关系，故D错误。
故选A。
10．（多选）放学后小明乘坐地铁回家，地铁列车在水平直轨道上运行时，他把一根细绳的下端绑着一支圆珠笔，细绳的上端固定在地铁列车的竖直扶手上。在地铁列车运行的某段加速过程中，圆珠笔稳定后细绳与竖直方向夹角为，他用手机拍摄了当时情景的照片，如图所示。重力加速度为g。则该段时间内（ ）
A．圆珠笔的加速度大小为
B．圆珠笔所受合外力的方向水平向左
C．地铁列车的加速度方向水平向左
D．地铁列车的运行方向水平向右
【答案】BC
【详解】BCD．圆珠笔相对车厢保持静止，在水平方向做直线运动，圆珠笔受重力和细绳斜向左上方的拉力，所以圆珠笔的加速度和所受合外力的方向水平向左，则地铁列车的加速度方向水平向左，地铁列车可能向左做加速运动也可能向右做减速运动，故BC正确，D错误；
A．根据牛顿第二定律可知
解得
故A错误。
故选BC。
11．（2022秋·浙江杭州·高一学军中学校考期中）如图所示，倾斜索道与水平面夹角为，当载人车厢沿钢索匀加速向上运动时，车厢中的人对厢底的压力为其体重的倍（车厢底始终保持水平），则车厢对人的摩擦力是人体重的（）（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】由于人对车厢底的正压力为其重力的倍，所以在竖直方向上有
解得
设水平方向上的加速度为，则
所以
对人受力分析可知，在水平方向上摩擦力作为合力产生加速度，即
可知车厢对人的摩擦力是人体重的。
故选A。
12．在动车车厢里，小明在收拾身边的小桌过程中发现一粒光滑玻璃球恰好静止在倾斜桌面上，于是小明马上利用手机软件功能测出了倾斜桌面与水平面的夹角为，情景侧视简化模型如图。利用以上数据可求出此时动车的加速度为（ ）（，，）

A．B．C．D．
【答案】B
【详解】对小球受力分析，如图所示，由牛顿第二定律可得

解得
此时动车的加速度大小为，ACD错误，B正确。
故选B。
13．（2023春·山东滨州·高一校联考阶段练习）如图所示，一辆小车静止在水平地面上，车内固定着一个倾角为60°的光滑斜面，光滑挡板与水平方向的夹角为，挡板可绕转轴在竖直平面内转动。现将重为的圆球放在斜面与挡板之间。下列说法错误的是（ ）
A．若，球对斜面的压力大小为
B．若挡板从位置沿逆时针方向缓慢转动到过程中，则球对斜面的压力逐浙增大
C．若，使小车水平向左做变加速运动，则小车对地面的压力增大
D．若，使小车水平向右做匀加速直线运动，则球对挡板的压力可能为零
【答案】C
【详解】A．若，球处于静止状态，受力平衡，对球进行受力分析，如图所示
为邻边作平行四边形，根据几何关系可知，
由牛顿第三定律知，球对斜面的压力大小为G，A正确；
B．若挡板从位置沿逆时针方向缓慢转动到过程中，的方向始终不变，根据图象可知，都增大，根据牛顿第三定律可知，球对斜面的压力增大，B正确；
C．整体在水平方向有加速度，但是竖直方向没有运动，即竖直方向的合力为零，根据平衡条件可知地面对小车整体的支持力等于小车整体的重力，根据牛顿第三定律可知，小车整体对地面的压力大小等于小车整体的重力，C错误；
D．若保持挡板不动，使小车水平向右做匀加速直线运动，当和重力G的合力正好提供产生加速度时的力时，球对挡板的压力为零，D正确。
本题选说法错误项，故选C。
14．如图所示，轻弹簧的一端固定，另一端连着小球A，小球A的下面用另一根相同的轻弹簧连着小球B，一根轻质细绳一端连接小球A，另一端固定在墙上，平衡时细绳水平，弹簧与竖直方向的夹角为，弹簧的形变量为弹簧形变量的3倍，重力加速度大小为g。将细绳剪断的瞬间，下列说法正确的是（ ）

A．小球A的加速度大小为B．小球A的加速度大小为
C．小球B的加速度大小为D．小球B的加速度大小为g
【答案】B
【详解】细绳剪断之前，对整体受力分析

满足
对B受力分析

满足
又因为两轻弹簧劲度系数相同，且弹簧的形变量为弹簧形变量的3倍，故有
联立解得
剪断细绳后瞬间，两轻弹簧上弹力保持不变，细绳上拉力变为0，此时小球A所受合外力大小与原绳上拉力相等，小球B所受合外力为零，由牛顿第二定律可知
解得
故B正确，ACD错误。
故选B。
15．（多选）（2022秋·河南安阳·高一统考期末）如图所示，水平地面上放有一带支架的木板，质量为m的小球通过轻质弹簧悬挂在支架的O点。现通过细线对小球施加一水平拉力，在拉力作用下轻弹簧与竖直方向成角，系统保持静止。重力加速度为g。当剪断细线的瞬间，下列判断正确的是（ ）

A．小球的加速度为零
B．小球的加速度大小为，方向水平向右
C．地面对木板的摩擦力为零
D．地面对木板的摩擦力大小为，方向水平向右
【答案】BD
【详解】间断细线前，根据平衡有
绳中拉力
当剪断细线的瞬间，弹簧弹力不变，合力与拉力等大反向，所以根据牛顿第二定律可知小球的加速度为
，方向水平向右
对木板分析，木板水平方向受到的摩擦力平衡弹力水平向左的分力
，方向水平向右
故选BD。
16．（多选）长木板上表面的一端放有一个木块，木块与木板接触面上装有摩擦力传感器，如图甲所示，木板由水平位置缓慢向上转动（即木板与地面的夹角变大），另一端不动，摩擦力传感器记录了木块受到的摩擦力随着角度的变化图像如图乙所示。下列判断正确的是（ ）

A．木块与木板间的动摩擦因数
B．木块与木板间的动摩擦因数
C．木板由水平位置转到的过程中，木块相对于木板保持静止
D．木板由转到的过程中，木块的速度变化越来越快
【答案】ACD
【详解】AB．木块受到的摩擦力在开始到滑动过程为静摩擦力，大小为
故为正弦规律变化；而滑动后变为了滑动摩擦力，则滑动摩擦力大小为
为余弦规律变化；而滑动摩擦力一般小于最大静摩擦力；由图乙可知，当夹角为时，最大静摩擦力为，而滑动摩擦力为；则有
解得
故A正确，B错误；
C．木板由水平位置转到的过程中，木块受到静摩擦力渐渐增大，木块相对于木板保持静止，故C正确；
D．当木板由转到的的过程中，木块受到滑动摩擦力作用，根据
可知随着逐渐增大，木块受到的滑动摩擦力逐渐减小，木块受到的合力逐渐增大，则木块的加速度逐渐增大，木块的速度变化越来越快，故D正确。
故选ACD。
17．（多选）如图所示，质量的水平托盘B与一竖直放置的轻弹簧焊接，托盘上放一质量的小物块A，整个装置静止。现对小物块A施加一个竖直向上的变力F，使其从静止开始以加速度做匀加速直线运动，已知弹簧的劲度系数，。以下结论正确的是（ ）

A．变力F的最小值为2 N
B．小物块A与托盘B分离瞬间的速度为
C．变力F的最小值为6 N
D．小物块A与托盘B分离瞬间的速度为
【答案】BC
【详解】AC．AB整体受力产生加速度为
当最大时，F最小，即刚开始施力时，最大等于重力
故C正确，A错误；
BD．刚开始，弹簧的压缩量为
AB分离时，其间恰好无作用力，对托盘，由牛顿第二定律可知
得
物块在这一过程的位移为
由运动学公式可知
代入数据得
故B正确，D错误；
故选BC。
18．（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4 m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。
19．（2022秋·湖北荆门·高一荆门市龙泉中学校考期中）如图所示，木块重55N，放在倾角θ=37°的斜面上，用F=10 N的水平力推木块，木块恰能沿斜面匀速下滑。（sin 37°=0.6，cs37°=0.8，取g=10m/s2）求：
（1）斜面对木块的支持力大小；
（2）木块与斜面间的动摩擦因数；
（3）撤去外力F后，木块继续在斜面上运动的加速度。

【答案】（1）50N；（2）0.5；（3），方向沿斜面向下
【详解】（1）对木块进行受力分析，它受到重力G、推力F、斜面对它的支持力N以及摩擦力，如图所示

根据平衡条件有
解得
（2）由于
结合上述解得
（3）撤去外力，木块沿斜面向下匀加速运动，由牛顿第二定律有
解得
方向沿斜面向下。
20．（2022秋·河南驻马店·高一统考期末）如图甲所示为测量静摩擦力的实验装置，质量为的小物块放在水平桌面上。现用力沿水平方向拉小物块，拉力F从0开始逐渐增大，在拉力增大到一定值之前，小物块并未动，当拉力达到某一数值小物块开始运动时，拉力会突然变小。用力传感器采集拉力的大小F，并用计算机绘制出F随时间t变化的图像，如图乙所示。小物块运动起来后，如果做匀速直线运动，拉力大小将保持为3.2N。已知重力加速度大小。
（1）由图可知，小物块与水平桌面间的最大静摩擦力为多大？
（2）小物块与桌面间的动摩擦因数是多大？
（3）若小物块运动起来后，拉力F改为4.0N，则小物块的加速度将为多大？

【答案】（1）3.4N；（2）；（3）
【详解】（1）由图可知，小物块与水平桌面间的最大静摩擦力为
（2）由图可知，物块与水平面间的滑动摩擦力为
设动摩擦系数为，则有
联立解得
（3）若F增大到4.0N，则由牛顿第二定律有
解得小物块的加速度大小为