教科版必修13 牛顿第二定律课时作业

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13（含解析）

1．小明同学在水平面上用水平恒力推动木箱做与加速直线运动．小明在思考，怎么样才能使木前的加速度变为原来的2倍（　　）

A．将水平推力增大到原来的2倍

B．将阻力减少到原来的

C．将物体的质量增大到原来的2倍

D．将物体的推力和阻力都增大到原来2倍

2．为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯．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，如图所示．那么下列说法中正确的是

A．顾客始终受到三个力的作用

B．顾客始终处于超重状态

C．顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下

D．顾客对扶梯作用的方向先指向右下方，再竖直向下

3．由牛顿第二定律可知，无论多么小的力都可以使物体产生加速度，但用较小的力去推地面上很重的物体时，物体仍然静止，这是因为（　　）

A．物体所受合外力为零

B．物体有加速度，但太小，不易被察觉

C．推力小于物体的重力

D．推力小于摩擦力

4．雨滴从高空下落，由于空气阻力作用，其加速度逐渐减小，直到为零，在此过程中雨滴的运动情况是

A．速度不断减小，加速度为零时，速度达到最小

B．速度不断增大，加速度为零时，速度达到最大

C．速度先增大后减小，最终恒定

D．速度对时间的变化率始终保持不变

5．下列有关加速度的说法正确的是（   ）

A．因为a=Δv/t,所以a与Δv成正比，与t成反比

B．虽然a=Δv/t,但a的大小仍不能由物体速度变化快慢来量度

C．因为a=Δv/t,所以a的大小可由物体速度变化大小来量度

D．由牛顿第二定律a=F/m,物体的加速度a大小决定于所受合外力与其质量的比值

6． 如图所示，一物块位于光滑水平桌面上，用一大小为F，方向如图所示的力去推它, 使它以加速度a向右运动．若保持力的方向不变而增大力的大小，则（ ）

A．a变大

B．a不变

C．a变小

D．因为物块的质量未知，故不能确定a变化的趋势

7．关于牛顿第二定律，下列说法中正确的是

A．牛顿第二定律的表达式F= ma在任何情况下都适用

B．物体的运动方向一定与物体所受合力的方向一致

C．由F= ma可知，物体所受到的合外力与物体的质量成正比

D．在公式F= ma 中，若F为合力，则a等于作用在该物体上的每一个力产生的加速度的矢量和

8．如图所示，光滑的横杆上穿着两个质量m=0.2kg的小球，在两个小球之间夹一个劲度系数k=10N/m轻质弹簧，用两条等长的轻绳将小球C与A、B相连，此时弹簧的压缩量Δx=10cm，两条线的夹角=，取重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（　　）

A．小球C的重力大小是2N

B．直杆对小球A的支持力大小是N

C．轻绳上的张力大小是2N

D．剪断轻绳AC瞬间，小球C的加速度沿AC方向

9．如图所示，质量相同的A、B两个球用细线悬挂于天花板上且静止不动，两球间是一个轻质弹簧，如果突然剪断细线，则在剪断细线瞬间A球和B球的加速度大小分别为（重力加速度为g）

A．g，0 B．0，g

C．2g，0 D．0，2g

10．如图，在匀强电场中，悬线一端固定于地面，另一端拉住一个带电小球，使之处于静止状态．忽略空气阻力，当悬线断裂后，小球将做（    ）

A．曲线运动 B．匀速直线运动

C．匀加速直线运动 D．变加速直线运动

11．“儿童蹦极”中，拴在腰问左右两侧的是弹性橡皮绳．质量为m的小明如图所示静止悬挂时，两橡皮绳的拉力大小均恰为mg，若此时小明左侧橡皮绳断裂，则小明此时的

A．加速度为零

B．加速度a=g，沿原断裂橡皮绳的方向斜向下

C．加速度a=g，沿未断裂橡皮绳的方向斜向上

D．加速度a=g，方向竖直向下

12．水平地面上质量为1kg的物块受到水平拉力F1、F2的作用，F1、F2随时间的变化如图所示，已知物块在前2s内以4m/s的速度做匀速直线运动，取g=10m/s2，则

A．物块与地面的动摩擦因数为 B．3s末物块受到的摩擦力大小为3N

C．4s末物块受到的摩擦力大小为1N D．5s末物块的加速度大小为

13．质量为 1kg 的物体受到两个大小分别为3N和 2N的共点力作用，则物体的加速度大小 可能是（    ）

A．10 m/s2 B．6 m/s2 C．2 m/s2 D．5 m/s2

14．关于速度、加速度、合外力间的关系，下列说法正确的是（　　）

A．物体的速度越大，则加速度越大，所受的合外力也越大

B．物体的速度为零，则加速度为零，所受的合外力也为零

C．物体的速度为零，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大

D．物体的速度很大，但加速度可能为零，所受的合外力也可能为零

15．如图所示，固定在水平面上的斜面倾角θ=37°，长方体木块A的MN面上钉着一颗小钉子，质量m=1.0kg的小球B通过一细线与小钉子相连接，细线与斜面垂直，木块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.3，（，），现将木块由静止释放，木块沿斜面下滑，则在木块下滑过程中

A．小球对木块MN面的压力FMN=2.4N

B．小球可能受两个力

C．若斜面光滑，小球仍和木块一起做匀加速直线运动，但FMN=0

D．若斜面光滑，小球将相对木块摆起

16．固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动，推力F与小环速度v随时间变化规律如图所示，取重力加速度g＝10m/s2．求：

（1）小环的质量m；

（2）细杆与地面间的倾角a．

参考答案

1．D

【解析】

【分析】

如果使物体的加速度变为原来的2倍，可行的办法有两种，一种是把合力增大到原来的2倍，一种是使物体质量减小到原来的一半．

【详解】

AB．根据牛顿第二定律：，当质量一定时，物体的加速度与合外力成正比；当物体所受合外力一定时，加速度与质量成反比．只将水平推力增大到原来的2倍，或将阻力减小为原来的倍，加速度不会变成原来的两倍，故AB错误；

C．将物体的质量增大到原来的2倍，加速度会减小到原来的倍，故C错误；

D．将物体的推力和阻力都增大到原来的2倍，合外力增大到原来的2倍，则加速度增大到原来的2倍，故D正确．

2．C

【解析】

【分析】

【详解】

试题分析：以人为研究对象，加速过程中，人受到静摩擦力、重力、支持力三个力的作用下沿电梯加速上升，匀速运动时，人受到重力和支持力作用，故A错误；

在慢慢加速的过程中，受力如图，物体加速度与速度同方向，合力斜向右上方，因而顾客受到的摩擦力与接触面平行水平向右，电梯对其的支持力和摩擦力的合力方向指向右上，处于超重状态；由牛顿第三定律，它的反作用力即人对电梯的作用方向指向向左下，在匀速运动的过程中，顾客处于平衡状态，只受重力和支持力，顾客与电梯间的摩擦力等于零，顾客对扶梯的作用仅剩下压力，方向沿竖直向下；故BD错误，C正确．故选C．

考点：牛顿第二定律的应用

3．A

【解析】

【分析】

【详解】

牛顿第二定律F＝ma中，F为合外力。用较小的力去推地面上很重的物体时，物体仍然静止，这是因为推力小于最大静摩擦力，合外力为零，推力等于静摩擦力，物体静止。

故选A。

4．B

【解析】

【分析】

加速度的大小反映速度变化率的大小．判断速度的增大还是减小，根据速度方向和加速度方向关系来判断，速度方向与加速度方向同向，速度增加，速度方向与加速度方向反向，速度减小．当加速度减小到零，重力等于阻力，做匀速运动，此时速度最大．

【详解】

雨滴的加速度方向与速度方向相同，所以雨滴做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度减小到零，此时速度最大，然后做匀速直线运动．故AC错误，B正确．加速度的大小反映速度变化率的大小，加速度越来越小，则速度变化率越来越小．故D错误．故选B．

【点睛】

解决本题的关键知道当速度方向与加速度方向同向，速度增加，速度方向与加速度方向反向，速度减小．以及知道加速度的大小反映速度变化率的大小．

5．D

【解析】

【分析】

【详解】

A、加速度描述速度变化快慢的物理量，a越大，说明加速度变化越快，同时根据加速度公式可知，加速度的大小与速度变化量、变化的时间无关，故ABC错误；

D、根据牛顿第二定律可知，物体的加速度a大小决定于所受合外力与其质量的比值，故选项D正确．

【点睛】

加速度反映速度变化快慢的物理量，结合加速度的定义以及牛顿第二定律进行分析判断．

6．A

【解析】

【分析】

【详解】

对物体做受力分析，由于水平面光滑，故物体所受的合外力为力F在水平方向的分量：设力F和水平方向的夹角为，根据牛顿第二定律有：

由上式可知，力F增大，加速度也增大，A正确．

思路分析：对物体进行受力分析求出合外力，根据牛顿第二定律可以求出．

试题点评：本题是考查牛顿第二定律的应用，求出加速度．

7．D

【解析】

【分析】

牛顿第二定律属于经典力学的范畴，适用于宏观物体、低速运动，牛顿第二定律体现了瞬时性，同一性，矢量性；

【详解】

A、牛顿第二定律只适用于宏观物体，低速运动，不适用于物体高速运动及微观粒子的运动，故A错误；

B、根据，知加速度的方向与合外力的方向相同，但运动的方向不一定与加速度方向相同，所以物体的运动方向不一定与物体所受合力的方向相同，故B错误；

C、F= ma表明了力F、质量m、加速度a之间的数量关系，但物体所受外力与质量无关，故C错误；

D、由力的独立作用原理可知，作用在物体上的每个力都将各自产生一个加速度，与其它力的作用无关，物体的加速度是每个力产生的加速度的矢量和，故D正确；

故选D．

8．C

【解析】

【分析】

【详解】

ABC．根据胡克定律得，弹簧的弹力大小为

分析A球的受力情况，如图所示

利用正交分解法，根据平衡条件得

，

解得

，

小球C的重力

N

故AB错误，C正确；

D．剪断轻绳AC瞬间，BC绳的张力大小也发生变化，则小球C的合力不沿AC方向，所以小球C的加速度不沿AC方向，故D错误。

故选C。

9．C

【解析】

【分析】

【详解】

剪断悬线前，弹簧的弹力F=mg，剪断悬线的瞬间，弹簧的弹力不变，隔离对B分析，B所受的合力为零，则

隔离对A分析，

故选C。

10．C

【解析】

小球受重力、电场力和细线的拉力，拉力的大小等于电场力和重力的合力，故大小恒定；当悬线断裂后，小球在重力和电场力的合力作用下做匀加速直线运动，故选C.

11．B

【解析】

【分析】

【详解】

小明静止时受到重力和两根橡皮条的拉力，处于平衡状态，如图所示：

由于，故两个拉力的合力一定在角平分线上，且在竖直线上，故两个拉力的夹角为120°，当右侧橡皮条拉力变为零时，左侧橡皮条拉力不变，重力也不变；由于三力平衡时，三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，故左侧橡皮条拉力与重力的合力与右侧橡皮条断开前的弹力反方向，大小等于，故加速度为g，沿原断裂绳的方向斜向下，故选B正确，ACD错误。

12．BC

【解析】

在0-2s内物体匀速运动，则摩擦力f=3N，则，选项A错误；2s后物体做减速运动，加速度 则经过，即4s末速度减为零，则3s末物块受到的摩擦力大小为3N，4s末物块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为6N-5N=1N，选项BC正确；物体停止后，因两个力的差值小于最大静摩擦力，则物体不再运动，则5s末物体的加速度为零，选项D错误；故选BC.

13．CD

【解析】

【分析】

【详解】

两个共点力合成时，合力的大小范围为F1+F2≥F合≥|F1-F2|，所以3N和2N的合力范围为：5N≥F合≥1N，根据牛顿第二定律知，物体产生的加速度大小范围为：

5m/s2≥a≥1m/s2

A．10 m/s2．故A不符合题意．   

B．6 m/s2．故B不符合题意．   

C．2 m/s2．故C符合题意．   

D．5 m/s2．故D符合题意．

14．CD

【解析】

【分析】

【详解】

物体的速度很大，可能做匀速直线运动，所以其加速度可能为零，合力可能为零，故A错误，D正确；物体的速度为零，加速度不一定为零，并且加速度有可能很大，故所受合力也很大，故B错误，C正确．故选CD．

15．AC

【解析】

【分析】

【详解】

AB．由于木块与斜面间有摩擦力的作用，所以小球B与木块间有压力的作用，并且它们以共同的加速度a沿斜面向下运动，将小球和木块看作一个整体，设木块的质量为M，根据牛顿第二定律可得

代入数据得a=2.0m/s2，选小球为研究对象，设MN面对小球的作用力为N，根据牛顿第二定律有

代入数据得，根据牛顿第三定律，小球对MN面的压力大小为；故B错误，A正确；

CD．若斜面光滑，，小球仍和木块一起做匀加速直线运动，代入数据得FMN=0，故C正确，D错误；

故选AC。

16．（1）m＝1kg，（2）a＝30°．

【解析】

【分析】

【详解】

由图得：0-2s内环的加速度a==0.5m/s2
前2s，环受到重力、支持力和拉力，根据牛顿第二定律，有：
2s后物体做匀速运动，根据共点力平衡条件，有： 
由图读出F1=5.5N，F2=5N
联立两式，代入数据可解得：m=1kg，sinα=0.5，即α=30°