高中物理教科版必修13 牛顿第二定律课后复习题

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11（含解析）

1．如图所示，一根弹簧一端固定在左侧竖直墙上，另一端连着A小球，同时水平细线一端连着A球，另一端固定在右侧竖直墙上，弹簧与竖直方向的夹角是60°，A、B两小球分别连在另一根竖直弹簧两端．开始时A、B两球都静止不动，A、B两小球的质量相等，重力加速度为g，若不计弹簧质量，在水平细线被剪断瞬间，A、B两球的加速度分别为（　　）

A．aA＝aB＝g

B．aA＝2g，aB＝0

C．aA＝g，aB＝0

D．aA＝2g，aB＝0

2．某商场安装的智能化电动扶梯如图所示，无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程。那么下列说法中正确的是（    ）

A．顾客始终受到静摩擦力的作用

B．顾客受到的支持力总是大于重力

C．扶梯对顾客作用力的方向先指向右下方，再竖直向上

D．扶梯对顾客作用力的方向先指向右上方，再竖直向上

3．放在不光滑水平面上的物体，在水平拉力F的作用下以加速度a运动，现将拉力F改为2F(仍然水平方向)，物体运动的加速度大小变为a′.则(　　)

A．a′＝a B．a＜a′＜2a C．a′＝2a D．a′＞2a

4．如图所示，质量均为m的两个木块P、Q叠放在水平地面上，P、Q接触面的倾角为，现在Q上加一水平推力F，使P、Q保持相对静止一起向左做加速直线运动，下列说法正确的是（　　）

A．物体Q对地面的压力一定大于2mg

B．若Q与地面间的动摩擦因数为，则

C．若P、Q之间光滑，则加速度

D．地面与Q间的滑动摩擦力随推力F的增大而增大

5．让钢球从某一高度竖直落下进入液体中，图中表示的是闪光照相机拍摄的钢球在液体中的不同位置，则下列说法正确的是（　　）

A．钢球进入液体中先做加速运动，后做减速运动

B．钢球进入液体中先做减速运动，后做加速运动

C．钢球在液体中所受阻力先小于重力，后等于重力

D．钢球在液体中所受阻力先大于重力，后等于重力

6．如图所示，倾角为θ的斜面体A固定在电梯里的水平地板上，电梯静止时在斜面体A上轻轻放上一个小斜劈B，斜劈B的上表面水平，下列说法正确的是（　　）

A．若斜劈B恰好静止在斜面体A上，则当电梯匀加速上升时，斜劈B将相对斜面体A加速下滑

B．若斜劈B恰好静止在斜面体A上，则在斜劈B上再放上一个物块C时，斜劈B和物块C均能静止

C．若斜劈B沿斜面匀加速下滑，则在斜劈B上再施加一个竖直向下的力时，斜劈B的加速度不变

D．若斜劈B沿斜面匀加速下滑，则在斜劈B上再放上一个物块C时（斜劈B、物块C相对静止），斜劈B的加速度变大

7．恒定合外力F作用在质量为m的物体上，产生的加速度为a，若恒定合外力变为0.5F，产生的加速度为（　　）

A．0.5a B．a C．2a D．5a

8．甲、乙两个同学以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，甲同学抛出的物体所受空气阻力可忽略，乙同学抛出的物体所受空气阻力大小与物体速率成正比。下列用虚线、实线分别描述甲、乙两同学抛出的物体运动图象，你认为最合理的是（　　）

A． B．

C． D．

9．下列对牛顿第二定律表达式及其变形公式的理解，正确的是（      ）

A．由可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成正比

B．由可知，物体的质量与其所受合外力成正比，与其运动加速度成反比

C．由可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，与其质量成反比

D．由可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它受到的合外力而求得

10．“蹦极”是一项非常刺激的体育运动，某人身系弹性绳自高空P点自由下落，如图中a点是弹性绳的原长位置，c点是人能到达的最低点，b点是人静止悬吊着时的平衡位置。人在从P点下落到最低点c的过程中（　　）

A．在pa段做自由落体运动，人处于完全失重状态

B．在ab段，绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态

C．在bc段，绳的拉力大于人的重力，人处于超重状态

D．在c点，人的速度为零，其加速度为零

11．物体的运动状态发生改变，则（　　）

A．一定有加速度

B．速度肯定发生了变化

C．所受的外力一定变化

D．肯定受外力但外力不一定改变

12．细绳拴一个质量为m的小球，再由固定在墙上的水平弹簧支撑，平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°，如图所示．以下说法正确的是(已知cos53°＝0.6，sin53°＝0.8) (       )

A．小球静止时细绳的拉力大小为mg

B．小球静止时弹簧的弹力大小为0.6mg

C．细绳烧断瞬间，弹簧的弹力mg

D．细绳烧断瞬间，小球的加速度为g

13．如图所示，质量分别为m、2m的两物块A、B中间用轻弹簧相连，A、B与水平面间的动摩擦因数均为，在水平推力F作用下，A、B一起向右做加速度大小为a的匀加速直线运动。当突然撤去推力F的瞬间，A、B两物块的加速度大小分别为

A． B．

C． D．

14．如图所示，小车上固定一水平横杆，横杆左端的固定斜杆与竖直方向成α角，斜杆下端连接一质量为m的小球；横杆右端用一根细线悬挂相同的小球。当小车沿水平面做直线运动时，细线与竖直方向间的夹角β（β≠α）保持不变。设斜杆、细线对小球的作用力分别为F1、F2，下列说法正确的是（　　）

A．F1、F2可能相同

B．F1、F2一定相同

C．小车加速度大小为gtanα

D．小车加速度大小为gtanβ

15．如图所示，一斜面固定在地面上，木块m和M叠放在一起沿斜面向下运动，它们始终相对静止，m、M间的动摩擦因数为μ1，M、斜面间的动摩擦因数为μ2，则（　　）

A．若m、M一起匀加速运动，可能有μ1＝0，μ2＝0

B．若m、M一起匀速运动，可能有μ1＝0，μ2≠0

C．若m、M一起匀加速运动，一定有μ1≠0，μ2＝0

D．若m、M一起匀速运动，可能有μ1≠0，μ2≠0

16．将质量为0.5 kg的小球，以30 m/s的速度竖直上抛，经过2.5 s小球到达最高点(取g＝10 m/s2)．求：

(1)小球在上升过程中受到的空气的平均阻力；

(2)小球在最高点时的加速度大小；

(3)若空气阻力不变，小球下落时的加速度为多大？

参考答案

1．D

【解析】

【分析】

【详解】

剪断前，设悬挂A小球的受到倾斜弹簧拉力为F，细线拉力为T，将AB两个小球做为一个整体，受力分析可知

解得

剪断后瞬间，绳子拉力突然消失，两根弹簧的弹力还没有来的及发生变化，因此A小球所受合力水平向左，大小为T，根据牛顿第二定律

因此小球A的加速度

而小球B所受合力仍为0，加速度为零，D正确，ABC错误。

故选D。

2．D

【解析】

【分析】

【详解】

A．以人为研究对象，处于加速运动时，人受到静摩擦力、重力、支持力三个力的作用；匀速运动时只受到重力和支持力的作用，故A错误；

B．顾客处于匀加速直线运动时，受到的支持力才大于重力，处于匀速直线运动时，受到的支持力等于重力，故B错误；

CD．顾客处于加速运动时，人受到静摩擦力、重力、支持力三个力的作用下，则扶梯对顾客作用力的方向先指向右上方，当处于匀速直线运动时，其作用力竖直向上，故D正确；C错误。

故选D。

3．D

【解析】

【分析】

【详解】

当拉力为F时，根据牛顿第二定律

当拉力为2F时，根据牛顿第二定律

由上可得

故D正确，ABC错误。

4．C

【解析】

【分析】

【详解】

A．以PQ整体为研究对象，在竖直方向上合力为零，故

Q对地面的压力为2mg，A错误；

B．因PQ做匀加速运动，在水平方向上由牛顿第二定律得

若

B错误；

C．若P、Q之间光滑，对P受力分析，在水平方向上，由牛顿第二定律可知

解得

C正确；

D．Q与地面间为滑动摩擦力，根据

摩擦力不变，D错误。

故选C。

5．D

【解析】

【分析】

【详解】

通过闪光照相机拍摄的钢球在液体中的不同位置，由相邻小球的间距先减小后不变可知，小球先做减速运动，后做匀速运动。加速度的方向先向上，然后为零，由牛顿第二定律得

则阻力先大于重力，然后等于重力。

故选D。

6．B

【解析】

【分析】

【详解】

A．若B恰好静止在斜面体A上，则有

则当电梯匀加速上升时，A和B之间在竖直方向上相互作用力增大了，则仍有

B和A仍保持相对静止，即B和A一起随电梯匀加速上升，A错误；

B．若B恰好静止在斜面体A上，则有

在B上再放一个物块C时，则仍有

B和物块C均能静止，B正确；

C．B沿斜面体匀加速下滑时，根据牛顿第二定律则有

当给B施加一个竖直向下的作用力时，则有

因为

所以

可见

即B的加速度增大，C错误；

D．B沿斜面体匀加速下滑时，根据牛顿第二定律则有

当在B上再放一个物块C时，则有

可见

B的加速度不变，D错误。

故选B。

7．A

【解析】

【分析】

【详解】

恒定合外力F作用在质量为m的物体上时，根据牛顿第二定律

若恒定合外力变为0.5F时，根据牛顿第二定律

解得

故BCD错误，A正确。

故选A。

8．A

【解析】

【分析】

【详解】

空气阻力不计时，物体只受重力，是竖直上抛运动，做匀变速直线运动，v-t图像是向下倾斜的直线，

有空气阻力时，上升阶段，根据牛顿第二定律，有

阻力随速度减小，故加速度越来越小，最小值为g，

下降阶段，根据牛顿第二定律，有

随着速度的增大，阻力增大，加速度减小。

根据v-t图像切线的斜率反映加速度的变化情况，且速度为0时，切线与虚线平行，故A正确，BCD错误。

故选A

9．CD

【解析】

【分析】

【详解】

A．物体的合外力与物体的质量和加速度无关，故A错误；

B．物体的质量与合外力以及加速度无关，由本身的性质决定，故B错误；

C．根据牛顿第二定律可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，与其质量成反比，故C正确；

D．由可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它受到的合外力而求得，故D正确；

故选CD

10．ABC

【解析】

【分析】

【详解】

A．a点是弹性绳的原长位置，故a点之前人只受重力，人做自由落体运动，人处于完全失重状态，故A正确；

B．b是人静止悬吊着时的平衡位置，在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态，故B正确；

C．b是人静止悬吊着时的平衡位置，在bc段绳的拉力大于人的重力，故人处于超重，故C正确；

D．c是人所到达的最低点，故c点速度为零，但受向上的合力不为零，有向上的加速度，故D错误。

故选ABC。

11．ABD

【解析】

【分析】

【详解】

AB．运动状态改变说明速度一定改变，则一定会产生加速度；故AB正确；
CD．速度改变，加速度可能是恒定不变的，故一定受合外力，但合外力可能是恒定不变的；故C错误，D正确；
故选ABD。

12．AC

【解析】

【分析】

【详解】

AB．小球静止时，分析受力情况如图，由平衡条件得：

弹簧的弹力大小为

F=mgtan53°=mg

细绳的拉力大小为

故A正确，B错误；

CD．细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变，大小仍为mg，则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反，则此瞬间小球的加速度大小为：

故C正确，D错误。

故选AC.

13．AC

【解析】

【分析】

【详解】

撤去F前：设弹簧的弹力大小为F弹，根据牛顿第二定律
对B：

F弹-μ•2mg=2ma…①

解得，

F弹=2μmg+2ma…②

CD．撤去F瞬间：弹簧的弹力F弹没有改变，则B物体的受力情况没有改变，则B的加速度仍为a。，选项C正确，D错误；
AB．对A：

F弹+μmg=maA…③

由②③解得：

aA=2a+3μg。

则A正确，B错误；
故选AC。

14．BD

【解析】

【分析】

【详解】

AB．对右边的小铁球研究，根据牛顿第二定律，设其质量为m，得

得到

对左边的小铁球研究。设其加速度为a′，轻杆对小球的弹力方向与竖直方向夹角为θ，由牛顿第二定律，得

因为

得到

则轻杆对小球的弹力方向与细线平行，即F1、F2方向相同，大小相等，A错误，B正确；

CD．小车的加速度，方向向右，C错误，D正确。

故选BD。

【点睛】

绳子的模型与轻杆的模型不同：绳子的拉力一定沿绳子方向，而轻杆的弹力不一定沿轻杆方向，与物体的运动状态有关，可根据牛顿定律确定。

15．BD

【解析】

【分析】

【详解】

AC．若m、M一起匀加速运动，合力都不为零。对m：根据牛顿第二定律可知M对m由向右的摩擦力，故；对整体：由平衡条件可知，斜面对M可能有摩擦力，有可能没有摩擦力，故，也可能，故CD错误；

BD．如果M、m一起匀速下滑，合力为零。对m：根据平衡条件可知，M对m的支持力等于m的重力，M对m没有摩擦力，故可能、也可能；对整体：由平衡条件分析可知，斜面对M有摩擦力，方向沿斜面向上，故，故BD正确。

故选BD。

16．(1)1 N　(2)10 m/s2　(3)8 m/s2

【解析】

【分析】

【详解】

(1)设小球上升时，加速度为a，空气的平均阻力为F

则

v＝at

mg＋F＝ma

把v＝30 m/s，t＝2.5 s，m＝0.5kg代入得

F＝1N

(2)小球到达最高点时，因速度为零，故不受空气阻力，故加速度大小为g，即10 m/s2

(3)当小球下落时，空气阻力的方向与重力方向相反，设加速度为a′，则

mg－F＝ma′

得

a′＝8 m/s2

【点睛】

（1）根据匀变速直线运动的速度时间公式求出小球上升过程中的加速度大小，结合牛顿第二定律求出上升过程中的空气的平均阻力；

（2）由于空气阻力与速度有关，所以在最高点速度为零，阻力为零，结合牛顿第二定律求出小球在最高点的加速度大小；

（3）根据牛顿第二定律求出小球下落时的加速度大小．