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物理必修 第一册第四章 运动和力的关系3 牛顿第二定律精练
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这是一份物理必修 第一册第四章 运动和力的关系3 牛顿第二定律精练，共22页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年度高一物理第四章运动和力的关系第三节牛顿第二定律（暑期衔接练习四）（人教版2019）
一、单选题
1．疫情期间，某高三体育生拖轮胎跑步训练备战高考．如图（a）所示，他的腰部系着不可伸长的轻绳，拖着质量为9.5kg的废旧轮胎在笔直跑道上加速奔跑，绳子与水平地面的夹角为37°，某次训练中轮胎脱落，其图线如图（b）所示，不计空气阻力，取，则（ ）
A．轮胎与地面的动摩擦因数
B．绳子拉力的大小为70N
C．4s末绳子拉力的功率为
D．0~12s内轮胎克服摩擦力做功475J
2．如图所示是工厂传输货物的装置,物体A在皮带的带动下,以速度v沿直线匀速向右运动,则物体A受到作用力的个数为 ( )
A．1个
B．2个
C．3个
D．4个
3．两个质量均为m的小球，用两条轻绳连接，处于平衡状态（左图）；若只将A、B间的轻绳换成轻质弹簧（右图），其他不变．现突然迅速剪断两图中的轻绳OA，让小球下落，在剪断轻绳的瞬间（设两图中小球A的加速度大小分别为a1和a1'，B的加速度大小分别为a2和a2'），则正确的是( )
A．a1＝a1'＝g，a2＝a2'＝0；
B．a1＝a2'＝g，a1'＝a2＝0；
C．a1'＝2a1＝2a2＝2g，a2'＝0
D．a1'＝a2'＝2a1＝2a2＝2g
4．物体在几个力的作用下做匀速直线运动，若撤除其中跟速度方向相反的一个力以后，则物体运动的（ ）
A．加速度不断增大，速度不断减小
B．加速度和速度都不断增大
C．加速度和位移都不断增大
D．加速度不变，速度不断增大
5．一物体静止在光滑的水平面上，从某时刻开始，物体受到水平方向的作用力F，力F随时间t变化的关系图线如图所示。若该图线为正弦曲线，则在0～t4时间内，下列说法正确的是
A．t1时刻，物体的速度最大
B．t2时刻，物体的位移最大
C．t2～t4时间内，物体反向运动
D．t1、t3时刻，物体的速度相同
6．如图为用索道运输货物的情景，已知倾斜的索道与水平方向的夹角为37°，重物与车厢地板之间的动摩擦因数为0.3．当载重车厢沿索道向上加速运动时，重物与车厢仍然保持相对静止状态，重物对车厢水平地板的正压力为其重力的1.15倍，sin37°=0.6，cos37°=0.8，那么这时重物对车厢地板的摩擦力大小为（ ）
A．0.35mg B．0. 3mg
C．0.23mg D．0. 2mg
7．如图所示，固定在水平面上的竖直轻弹簧上端与质量为的物块相连，静止时物块位于处，另有一质量为的物块，从的正上方处自由下落，与发生碰撞立即具有相同的速度，然后、一起向下运动，将弹簧继续压缩后，物块、被反弹，下面有关的几个结论正确的是（ ）
A．、反弹过程中，在处物块与分离
B．、反弹过程中，在处物块具有最大动能
C．B可能回到处
D．、从最低点向上运动到处的过程中，速度先增大后减小
8．质量为1800kg的汽车在平直的路面上行驶，当速度到达72 km/h时关闭发动机，经过60s停了下来．若汽车重新启动时所受的牵引力为2400 N.汽车整个运动过程中受到的阻力大小不变，则汽车在重新启动时的加速度大小为
A．2.4 m/s² B．2 m/s² C．1.42 m/s² D．1 m/s²
9．如图，不计空气阻力，从 O 点水平抛出的小球抵达光滑斜面上端 P 处时，速度方向恰好沿着斜面方向，然后紧贴斜面 PQ 做匀加速直线运动，下列说法正确的是（ ）
A．撤去斜面，小球仍从 O 点以相同速度水平抛出，落地水平方向位移将变小
B．撤去斜面，小球仍从 O 点以相同速度水平抛出，落地速率将变小
C．撤去斜面，小球仍从 O 点以相同速度水平抛出，落地时间将变大
D．小球在斜面运动的过程中地面对斜面的支持力大于小球和斜面的总重力
10．如图所示，弹簧秤外壳质量为m，弹簧及挂钩的质量忽略不计，挂钩上吊一重物．现用一竖直向上的外力拉弹簧秤，当弹簧秤向上做匀速直线运动时，示数为F1；若让弹簧秤以加速度a向上做匀加速直线运动，则弹簧秤的示数为（重力加速度为g．不计空气阻力）( )
A．mg B．F1+mg C．F1+ma D．
二、多选题
11．对牛顿第二定律的理解，下列说法正确的是（ ）
A．如果一个物体同时受到两个力的作用，则这两个力各自产生的加速度互不影响
B．如果一个物体同时受到几个力的作用，则这个物体的加速度等于所受各力单独作用在物体上时产生加速度的矢量和
C．平抛运动中竖直方向的重力不影响水平方向的匀速运动
D．物体的质量与物体所受的合力成正比，与物体的加速度成反比
12．如图所示，轻质弹簧的两端在受到两等大拉力F=5N的作用下，伸长了5cm(在弹性限度内)．下列说法正确的是
A．弹簧的弹力为5N B．弹簧的弹力为10N
C．该弹簧的劲度系数为100N/m D．该弹簧的劲度系数为200N/m
13．如图所示，质量为8kg的物体静止在水平桌面上，t=0时刻受到水平推力F=12N的作用。物体与水平面间的动摩擦因数为0.1，g取10m/s2则关于物体的运动情况，下列说法正确的是 ( )
A．物体运动的加速度为0.5m/s2
B．t=4s时，物体的速度大小为4m/s
C．t=4s时撤去推力F，物体之后运动的加速度为- 0.5 m/s2
D．t=4s时撤去推力F，物体经过2s静止
14．如图，动物园的水平地面上放着一只质量为M的笼子，笼内有一只质量为m的猴子，当猴以某一加速度沿竖直柱子加速向上爬时，笼子对地面的压力为F1；当猴以同样大小的加速度沿竖直柱子加速下滑时，笼子对地面的压力为F2，关于F1和F2的大小，下列判断中正确的是（ ）
A．F1=F2 B．F1>(M+m)g，F2<(M+m)g
C．F1+F2=2(M+m)g D．F1－F2=2(M+m)g
15．物体在合外力F作用下做匀变速直线运动，加速度为a，某时刻速度为v，下面说法正确的是（ ）
A．物体如果做减速运动，则v与F方向相反
B．物体如果做加速运动，则不断增大
C．物体如果做减速运动，则a与F方向相反
D．物体如果做加速运动，则F可能不变
三、填空题
16．雨滴下落时所受到的空气阻力与雨滴的速度成正比，还与雨滴半径的平方成正比。假设一个大雨滴和一个小雨滴从同一足够高的云层同时下落，最终他们都________（填“加速”、“减速”或匀速）下落。接近地面时________（填“大”或“小”）雨滴的速度较小。
17．如图所示，平板车上有B、C两块夹板，被三根收缩的弹簧与车底板A两两连接在一起，共同夹住一个质量为m=1kg的光滑圆柱体。若平板车在水平面上向右做匀速直线运动，则B、C两块夹板对圆柱体作用力的合力方向为__________；若平板车在水平面上向右做匀加速直线运动，加速度大小为a=7.5m/s2，则A、B、C对圆柱体作用力的合力大小为__________N。
18．水平放置的长木板左端固定一打点计时器。某物块放在长木板上靠近打点计时器处，其左端连接穿过打点计时器的纸带。闭合开关，给物块一个适当的初速度使之向右运动直至停止，所打出的一条纸带如图所示。其中纸带中间有一段没打上点，图中给出了一些点之间的长度的数据（用字母表示），已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g，则物块与长木板间的动摩擦因数表达式=____________。
19．质量是0.2kg的小球受到0.5N的恒定合外力作用，产生的加速度为________．2N的恒定合外力作用在另一个物体上产生了的加速度，该物体的质量为________kg．
20．如图，圆环质量为M，经过环心的竖直钢丝AB上套有一质量为m的球，今将小球沿钢丝AB以初速v0竖直向上抛出。致使大圆环对地无作用力，则小球上升的加速度为___________。小球能上升的最大高度为___________。（设AB钢丝足够长，小球不能达到A点）
四、解答题
21．短跑运动员进行体能训练，质量的运动员腰部系着不可伸长的轻绳，绳长，拖着质量的轮胎。最初绳子绷紧，运动员从百米跑道的起点由静止开始，沿着笔直的跑道加速奔跑，绳与水平跑道的夹角是37°，末绳突然断裂，运动员保持绳断时的速度跑到百米跑道的终点。轮胎运动的图像如图所示，运动员的跑鞋与地面不打滑，不计空气阻力。，g取。求：
（1）绳上的拉力大小；
（2）运动员冲过终点线时与轮胎之间的距离。
22．质量m=0.2kg的物体在光滑水平面上运动，其在互相垂直的x、y两个方向的分速度vx和vy随时间变化的图象如图所示，求：
(1)物体初速度的大小和方向
(2)物体所受合力的大小和方向
(3)物体前4s位移的大小和方向（结果可用三角函数表示）
23．如图所示，两完全相同质量为m=1kg 的滑块放在动摩擦因数为μ=的水平面上。长度均为L=1m的轻杆OA、OB搁在两个滑块上，且可绕铰链O自由转动，两轻杆夹角为74°。现用竖直向下的恒力F=20N作用在铰链上，使两滑块由静止开始滑动。已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
(1)此时轻杆对滑块A的作用力FA的大小；
(2)此时每个滑块的加速度a大小；
(3)当轻杆夹角为106°时，每个滑块的速度v大小。
24．在倾角为θ的长斜面上有一带风帆的滑块，从静止开始沿斜面下滑．滑块质量为m，它与斜面间的动摩擦因数为μ，帆受到的空气阻力与帆的受风面积s以及滑块下滑速度v的大小成正比，即f=ksv．
（1）写出滑块下滑速度为v时加速度的表达式
（2）若m=2.0kg，θ=53°，g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，从静止下滑的速度图象如图所示的曲线．图中直线是t=0时的速度图线的切线．由此求出ks乘积和μ的值•
25．新型冠状病毒引发的武汉乃至全国肺炎疫情，受到举国上下极大关注。在这场生死时速的战“疫”中，武汉部分医院出现了一批特殊的“工作人员”——人工智能机器人，它们灵活的穿梭在医院的隔离区，担负起为患者送餐、送药等职责。现有机器人“小易”在医护人员选择配送目的后，就开始沿着测算的路径出发，在加速启动的过程中“小易”发现正前方站一个人，立即制动减速，恰好在人前停下。“小易”从静止出发到减速停止的v—t图像如图所示，可视为两段匀变速直线运动，运动总时间为2s，行驶过程的最大速度是5m/s。已知减速运动的加速度大小是加速运动的加速度大小的3倍，“小易”（含药物m=300g）的总质量M＝60kg，运动过程始终受到恒定的阻力Ff=20N。（g=10m/s2）求：
(1)“小易”加速过程与减速过程的加速度大小；
(2)制动过程的制动力大小（不含阻力）；
(3)加速过程中水平托盘对药物的作用力大小。
参考答案
1．A
【详解】
AB．轮胎匀减速直线运动的加速度大小
轮胎与水平地面间的动摩擦因数
匀加速运动的加速度大小
根据牛顿第二定律得
Fcos37°-μ（mg-Fsin37°）=ma1
代入数据解得
F=15N
故A正确，B错误。
C．4s末，轮胎的速度
v=a1t=1.25×4m/s=5m/s
则拉力的瞬时功率
P=Fvcos37°=15×5×0.8W=60W
故C错误；
D．对全过程运用动能定理得
Fx1cos37°-Wf=0
又
x1＝×8×10m＝40m
代入数据解得
Wf=480J
故D错误。
故选A。
2．B
【分析】
物体A匀速运动，处于平衡状态，根据物体的运动状态对物体进行受力分析，然后答题．
【详解】
物体A在竖直方向上受竖直向下的重力G，竖直向上的支持力F作用；
由于物体做匀速直线运动，处于平衡状态，在水平方向上不受力，因此物体A一共受两个力作用．
故应选B．
【点睛】
本题考查了受力分析，对物体A受力分析时，应注意物体的运动状态，由于物体与皮带的运动状态相同，物体相对于皮带既没有相对运动，也没有相对运动状态，物体不受摩擦力，在水平方向上不受力．
3．C
【详解】
在左图里，在剪断轻绳的瞬间，A、B两球由于用绳连接，一起下落，对A、B整体，根据牛顿第二定律得：或，可得，右图中，在剪断绳前，根据平衡条件得知，弹簧的弹力大小等于mg，绳OA对A物体的拉力2mg．在剪断绳的瞬间，弹簧的弹力没有来得及变化，B的受力情况没有变化，则B所受的合力为0，则，A所受的合力大小等于绳的拉力大小2mg，即，由牛顿第二定律可得：，解得，所以有，故C正确。
故选C。
4．D
【详解】
物体在几个力作用下做匀速直线运动，则物体处于受力平衡状态，这些力的合力为零，撤去后，物体所受的合力大小为，方向与方向相反且和速度方向相同，根据
大小不变，则撤去后物体的加速度和速度方向相同，即物体将沿原运动方向做匀加速直线速动，加速度不变，速度越来越大，位移也越来越大。
故选D。
5．D
【详解】
AB．物体在0～t2时间内向正方向做加速运动，在t2～t4时间内向正方向做减速运动，在t4时刻速度为零，则t2时刻速度最大，在t4时刻位移最大，故AB错误；
C．在0～t4时间内，物体先加速再减速到零，做单向直线运动，故C错误；
D．在t1～t2时间内，物体一直做加速运动，在t2～t3时间内，物体一直做减速运动；在t1～t2时间内和在t2～t3时间内速度的变化量大小相等，故t1、t3时刻，物体的速度相同，故D正确；
6．D
【详解】
将a沿水平和竖直两个方向分解，对重物受力分析如图
水平方向：
竖直方向：
由
三式联立解得答案为f=0.20mg，D正确．
7．D
【详解】
A．在A、B反弹过程中，当物块B与A刚分离时，A对B没有弹力，B只受重力，A和B的加速度均为g，由牛顿第二定律知，弹簧处于原长状态，此位置在P点的上方。A错误；
BD．A、B从最低点向上运动到P的过程中，弹簧的弹力先大于整体的总重力，后小于总重力，整体先向上加速，后向上减速，即速度先增大后减小。当弹簧弹力等于总重力时，速度最大，此时物块的位置在P点的下方，B错误，D正确；
C．根据动量守恒可得，A、B碰撞后速度小于碰撞前B的速度，碰撞过程中系统的机械能有损失，所以B不可能回到Q处。C错误；
故选D。
8．D
【详解】
汽车减速过程有：，则汽车受的阻力为：，汽车加速过程有：，故D正确，ABC错误。
9．A
【详解】
B．设斜面的高度为h，根据动能定理得
撤去斜面，h不变，落地的速率不变，故B错误；
C．比较小球在斜面上与空中运动的时间。设斜面的倾角为a，由于小球在斜面上运动的加速度为
对其进行分解，竖直分加速度为
则知撤去斜面。落地时间变小，故C错误；
A．由于小球在斜面上竖直分加速度为
根据匀变速直线运动的规律
可知小球从斜面下落到地面的竖直分速度小于在空中运动下落至地面的竖直分速度，又有从斜面上下落到地面的速度大小与在空中运动下落至地面的速度大小相等，根据矢量合成原则可知小球从斜面上下落到地面的水平分速度大小大于在空中运动下落至地面的水平分速度大小，由于小球在斜面上水平分加速度为
根据匀变速直线运动的规律
可知小球从斜面上下落到地面的水平位移大小小于在空中运动下落至地面的水平位移大小，故A正确；
D．对于小球和斜面组成的系统，因为小球有沿斜面向下的加速度，故小球在竖直方向上有竖直向下的分加速度，小球处于失重状态，所以小球在斜面上运动的过程中地面对斜面的支持力小于小球和斜面的总重力，故D错误；
故选A。
10．D
【分析】
本题考查平衡条件；牛顿第二定律；胡克定律．解答本题的关键是知道弹簧秤的示数等于弹簧秤对重物拉力的大小；对重物受力分析，求出重物质量，进而弹簧的拉力．
【详解】
设重物的质量为M，对重物受力分析，受重力Mg和弹簧的拉力F．当弹簧秤向上做匀速直线运动时，由平衡条件知：F1=Mg．当弹簧秤以加速度a向上做匀加速直线运动时，根据牛顿第二定律得：F-Mg=Ma，以上两式联立解得：，故D正确，ABC错误．故选D．
11．ABC
【详解】
A．根据力的效果的独立性可知，如果一个物体受到两个力的作用，那么这两个力都会使物体产生加速度，A正确；
B．加速度是矢量，其合加速度满足矢量合成的法则平行四边形定则，即物体的加速度等于所受各力单独作用在物体上时产生加速度的矢量和，B正确；
C．由分运动的独立性，平抛运动中竖直方向的重力不影响水平方向的匀速运动，C正确；
D．质量是物质本身的固有属性，跟物体的运动状态和是否受力无关，D错误。
故选ABC。
12．AC
【详解】
AB．轻质弹簧的两端均在5N的拉力作用，合力为零，弹簧的弹力为：
F弹=5N
故A正确，B错误；
CD．根据胡克定律得，弹簧的劲度系数为：
故C正确，D错误．
13．AD
【解析】
【分析】
利用牛顿第二定律求出物体运动的加速度，再利用运动学公式求出物体不同时刻的速度。
【详解】
A、物体的最大静摩擦力大小等于 ，所以当用F=12N的推力作用在物体上时，物体的加速度大小为 ,故A对；
B、t=4s时，物体的速度大小为 ，故B错；
C、撤去推力F，物体的加速度大小为 ，方向与运动方向相反，故C错；
D、t=4s时撤去推力F，物体 减速到零所用时间为 ，故D对；
故选AD
14．BC
【详解】
笼子自身质量为M，而猴子在加速上滑时受到的摩擦力是向上f，而猴子受到的摩擦力和立柱受到的摩擦力是作用力和反作用力，则立柱受到的摩擦力也为f，大小相等，只不过方向是相反的，猴子受到的摩擦力是向上的，立柱受到的摩擦力是向下的，则立柱受到向下的合力为，则立柱对地面的压力是：，而猴子在加速下滑时受到的摩擦力是向上f，而猴子受到的摩擦力和立柱受到的摩擦力是作用力和反作用力，则立柱受到的摩擦力也为f，大小相等，只不过方向是相反的，猴子受到的摩擦力是向上的，立柱受到的摩擦力是向下的，则立柱受到向下的合力为，则立柱对地面的压力也是．故B正确； ，故C正确。故BC正确，AD错误。
15．AD
【详解】
A．物体如果做减速运动，则v与a方向相反，由于a与F同向，故v与F方向相反，故A正确；
B．根据
可知
物体的质量不变，故B错误；
C．由牛顿第二定律可知，物体的加速度由合外力决定，方向与合外力方向相同，故C错误；
D．物体如果做匀加速直线运动，则F不变，故D正确。
故选AD。
16．匀速 小
【详解】
[1]因为雨滴受到的空气阻力与速度有关，速度越大阻力越大，因此最终当阻力增大到与重力平衡时都做匀速运动；
[2]设雨滴半径为r，则当雨滴匀速下落时受到的空气阻力：
根据题意可以知道雨滴下落时的阻力与速度有关，可以假定阻力与成正比，则可以知道
(K为常数)
而物体的重力：
即半径越大雨滴的重力越大，而匀速运动时：
即：
即：
所以半径越大的雨滴下落速度越快，故大雨滴落地速度大，小雨滴落地速度小。
17．竖直向下 12.5
【详解】
[1][2]平板车匀速运动时，圆柱体的合力为零，圆柱体受到重力、A的支持力和B、C两块夹板对圆柱体作用力的合力，由平衡条件分析B、C两块夹板对圆柱体作用力的合力方向竖直向下；若平板车在水平面上向右做匀加速直线运动，圆柱体的加速度水平向右，合力水平向右，设A、B、C对圆柱体作用力的合力为F，则F应斜向右上方．由牛顿第二定律得：
代入数据解得：
F=12.5N
18．
【详解】
舍去第一个点和最后一个点，则
、
所以
由得
【点睛】
打点计时器纸带上的第一个点和最后一个点与相邻点间对应的物体运动时间，不一定等于打点周期。
19．2.5 4
【详解】
[1]根据牛顿第二定律 可知
[2]根据牛顿第二定律 可知
20．
【分析】
大圆环对地无作用力时，说明m对M的滑动摩擦力与Mg大小相等，根据牛顿第二定律求出小球上升的加速度。根据运动学速度位移公式求出小球能上升的最大高度。
【详解】
[1]由题可知大圆环对地无作用力时，m对M的滑动摩擦力f与Mg大小相等，方向竖直向上。以小球为研究对象，分析受力可知，小球受到竖直向下的重力mg和向下的滑动摩擦力f′，根据牛顿第三定律得知，f′=f=Mg，根据牛顿第二定律得到，小球上升的加速度：
[2]由
得：
。
【点睛】
本题中圆环处于平衡状态，小球具有加速度，分析运动平衡条件和牛顿定律进行研究，采用的是隔离法。
21．（1）；（2）
【详解】
（1）令，设轮胎与地面的动摩擦因数为，加速阶段的加速度为，减速阶段的加速度为，绳上张为T，加速时地面的支持力为N
由图像可知：
对轮胎，减速过程,应用牛顿第二定律
加速过程，对轮胎受力分析，应用牛顿第二定律
联立以上式子可得：
（2）由图像可知：
加速阶段的位移：
减速阶段的位移：
运动员冲过终点线时与轮胎之间的距离：
22．(1)，方向与x之间的夹角为；(2)F=0.2N，方向沿y轴负方向；(3)m，方向与x之间的夹角为arcsin
【详解】
（1）由题目图象可知：y在方向做以初速度4m/s，加速度
a===1m/s2
匀减速直线运动； x方向物体做匀速直线运动，速度4m/s。
所以物体的初速度
v=m/s
与x之间的夹角的正弦值
sinθ=
则
θ=45°
（2）物体受到的合外力
F=ma=0.2×1=0.2N
方向沿y负方向
（3）当t=4s时，在y方向物体的位移为
sy=vyt==8m
x方向物体的位移为
sx=vxt=4×4=16m
t=4s时物体的位移
s=m
与x之间的夹角的正弦值
sinβ=
则
β=arcsin
23．（1）12.5N；（2）；（3）。
【详解】
(1)在O点，F沿杆的分力为
解得
N
(2)由
N
解得
(3)因为
N
保持不变，克服摩擦力做功
J
恒力F做功为
J
解得
24．（1）滑块下滑速度为v时加速度的表达式为a=gsinθ﹣μgcosθ﹣；
（2）ks乘积为2.5kg/s，μ的值为0.5．
【解析】
解：（1）滑块在斜面上受到重力、支持力、摩擦力和空气阻力作用做加速运动．
根据牛顿第二定律得：
mgsinθ﹣μmgcosθ﹣kSv=ma
a=gsinθ﹣μgcosθ﹣①
（2）根据图象得到：
t=0时，v=0，a=
当a=0时，v=4m/s；
代入①式得到：
5=10×0.8﹣μ×10×0.6﹣②
0=10×0.8﹣μ×10×0.6﹣③
联立②③解得：μ=0.5，kS=2.5kg/s
答：（1）滑块下滑速度为v时加速度的表达式为a=gsinθ﹣μgcosθ﹣；
（2）ks乘积为2.5kg/s，μ的值为0.5．
【点评】本题解题的关键在于正确进行受力分析，同时能正确理解图象的意义，根据物体的运动状态，由牛顿第二定律和共点力平衡条件列式后联立求解．
25．(1)3.33m/s2，10m/s2;(2)580N；(3)N
【详解】
(1)设加速过程的加速度为a1，减速过程的加速度为a2，则
所以
及
得
t1=1.5s，t2=0.5s
所以
==3.33m/s2
=10m/s2
(2)制动过程中的制动力为F制则
得
(3)加速过程中，水平托盘对药物的支持力为
=3N
加速运动，故水平托盘对药物的摩擦力大小为
=1N
所以水平托盘对药物的作用力大小
=N
2021-2022学年度高一物理第四章运动和力的关系第三节牛顿第二定律（暑期衔接练习四）（人教版2019）
一、单选题
1．疫情期间，某高三体育生拖轮胎跑步训练备战高考．如图（a）所示，他的腰部系着不可伸长的轻绳，拖着质量为9.5kg的废旧轮胎在笔直跑道上加速奔跑，绳子与水平地面的夹角为37°，某次训练中轮胎脱落，其图线如图（b）所示，不计空气阻力，取，则（ ）
A．轮胎与地面的动摩擦因数
B．绳子拉力的大小为70N
C．4s末绳子拉力的功率为
D．0~12s内轮胎克服摩擦力做功475J
2．如图所示是工厂传输货物的装置,物体A在皮带的带动下,以速度v沿直线匀速向右运动,则物体A受到作用力的个数为 ( )
A．1个
B．2个
C．3个
D．4个
3．两个质量均为m的小球，用两条轻绳连接，处于平衡状态（左图）；若只将A、B间的轻绳换成轻质弹簧（右图），其他不变．现突然迅速剪断两图中的轻绳OA，让小球下落，在剪断轻绳的瞬间（设两图中小球A的加速度大小分别为a1和a1'，B的加速度大小分别为a2和a2'），则正确的是( )
A．a1＝a1'＝g，a2＝a2'＝0；
B．a1＝a2'＝g，a1'＝a2＝0；
C．a1'＝2a1＝2a2＝2g，a2'＝0
D．a1'＝a2'＝2a1＝2a2＝2g
4．物体在几个力的作用下做匀速直线运动，若撤除其中跟速度方向相反的一个力以后，则物体运动的（ ）
A．加速度不断增大，速度不断减小
B．加速度和速度都不断增大
C．加速度和位移都不断增大
D．加速度不变，速度不断增大
5．一物体静止在光滑的水平面上，从某时刻开始，物体受到水平方向的作用力F，力F随时间t变化的关系图线如图所示。若该图线为正弦曲线，则在0～t4时间内，下列说法正确的是
A．t1时刻，物体的速度最大
B．t2时刻，物体的位移最大
C．t2～t4时间内，物体反向运动
D．t1、t3时刻，物体的速度相同
6．如图为用索道运输货物的情景，已知倾斜的索道与水平方向的夹角为37°，重物与车厢地板之间的动摩擦因数为0.3．当载重车厢沿索道向上加速运动时，重物与车厢仍然保持相对静止状态，重物对车厢水平地板的正压力为其重力的1.15倍，sin37°=0.6，cos37°=0.8，那么这时重物对车厢地板的摩擦力大小为（ ）
A．0.35mg B．0. 3mg
C．0.23mg D．0. 2mg
7．如图所示，固定在水平面上的竖直轻弹簧上端与质量为的物块相连，静止时物块位于处，另有一质量为的物块，从的正上方处自由下落，与发生碰撞立即具有相同的速度，然后、一起向下运动，将弹簧继续压缩后，物块、被反弹，下面有关的几个结论正确的是（ ）
A．、反弹过程中，在处物块与分离
B．、反弹过程中，在处物块具有最大动能
C．B可能回到处
D．、从最低点向上运动到处的过程中，速度先增大后减小
8．质量为1800kg的汽车在平直的路面上行驶，当速度到达72 km/h时关闭发动机，经过60s停了下来．若汽车重新启动时所受的牵引力为2400 N.汽车整个运动过程中受到的阻力大小不变，则汽车在重新启动时的加速度大小为
A．2.4 m/s² B．2 m/s² C．1.42 m/s² D．1 m/s²
9．如图，不计空气阻力，从 O 点水平抛出的小球抵达光滑斜面上端 P 处时，速度方向恰好沿着斜面方向，然后紧贴斜面 PQ 做匀加速直线运动，下列说法正确的是（ ）
A．撤去斜面，小球仍从 O 点以相同速度水平抛出，落地水平方向位移将变小
B．撤去斜面，小球仍从 O 点以相同速度水平抛出，落地速率将变小
C．撤去斜面，小球仍从 O 点以相同速度水平抛出，落地时间将变大
D．小球在斜面运动的过程中地面对斜面的支持力大于小球和斜面的总重力
10．如图所示，弹簧秤外壳质量为m，弹簧及挂钩的质量忽略不计，挂钩上吊一重物．现用一竖直向上的外力拉弹簧秤，当弹簧秤向上做匀速直线运动时，示数为F1；若让弹簧秤以加速度a向上做匀加速直线运动，则弹簧秤的示数为（重力加速度为g．不计空气阻力）( )
A．mg B．F1+mg C．F1+ma D．
二、多选题
11．对牛顿第二定律的理解，下列说法正确的是（ ）
A．如果一个物体同时受到两个力的作用，则这两个力各自产生的加速度互不影响
B．如果一个物体同时受到几个力的作用，则这个物体的加速度等于所受各力单独作用在物体上时产生加速度的矢量和
C．平抛运动中竖直方向的重力不影响水平方向的匀速运动
D．物体的质量与物体所受的合力成正比，与物体的加速度成反比
12．如图所示，轻质弹簧的两端在受到两等大拉力F=5N的作用下，伸长了5cm(在弹性限度内)．下列说法正确的是
A．弹簧的弹力为5N B．弹簧的弹力为10N
C．该弹簧的劲度系数为100N/m D．该弹簧的劲度系数为200N/m
13．如图所示，质量为8kg的物体静止在水平桌面上，t=0时刻受到水平推力F=12N的作用。物体与水平面间的动摩擦因数为0.1，g取10m/s2则关于物体的运动情况，下列说法正确的是 ( )
A．物体运动的加速度为0.5m/s2
B．t=4s时，物体的速度大小为4m/s
C．t=4s时撤去推力F，物体之后运动的加速度为- 0.5 m/s2
D．t=4s时撤去推力F，物体经过2s静止
14．如图，动物园的水平地面上放着一只质量为M的笼子，笼内有一只质量为m的猴子，当猴以某一加速度沿竖直柱子加速向上爬时，笼子对地面的压力为F1；当猴以同样大小的加速度沿竖直柱子加速下滑时，笼子对地面的压力为F2，关于F1和F2的大小，下列判断中正确的是（ ）
A．F1=F2 B．F1>(M+m)g，F2<(M+m)g
C．F1+F2=2(M+m)g D．F1－F2=2(M+m)g
15．物体在合外力F作用下做匀变速直线运动，加速度为a，某时刻速度为v，下面说法正确的是（ ）
A．物体如果做减速运动，则v与F方向相反
B．物体如果做加速运动，则不断增大
C．物体如果做减速运动，则a与F方向相反
D．物体如果做加速运动，则F可能不变
三、填空题
16．雨滴下落时所受到的空气阻力与雨滴的速度成正比，还与雨滴半径的平方成正比。假设一个大雨滴和一个小雨滴从同一足够高的云层同时下落，最终他们都________（填“加速”、“减速”或匀速）下落。接近地面时________（填“大”或“小”）雨滴的速度较小。
17．如图所示，平板车上有B、C两块夹板，被三根收缩的弹簧与车底板A两两连接在一起，共同夹住一个质量为m=1kg的光滑圆柱体。若平板车在水平面上向右做匀速直线运动，则B、C两块夹板对圆柱体作用力的合力方向为__________；若平板车在水平面上向右做匀加速直线运动，加速度大小为a=7.5m/s2，则A、B、C对圆柱体作用力的合力大小为__________N。
18．水平放置的长木板左端固定一打点计时器。某物块放在长木板上靠近打点计时器处，其左端连接穿过打点计时器的纸带。闭合开关，给物块一个适当的初速度使之向右运动直至停止，所打出的一条纸带如图所示。其中纸带中间有一段没打上点，图中给出了一些点之间的长度的数据（用字母表示），已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g，则物块与长木板间的动摩擦因数表达式=____________。
19．质量是0.2kg的小球受到0.5N的恒定合外力作用，产生的加速度为________．2N的恒定合外力作用在另一个物体上产生了的加速度，该物体的质量为________kg．
20．如图，圆环质量为M，经过环心的竖直钢丝AB上套有一质量为m的球，今将小球沿钢丝AB以初速v0竖直向上抛出。致使大圆环对地无作用力，则小球上升的加速度为___________。小球能上升的最大高度为___________。（设AB钢丝足够长，小球不能达到A点）
四、解答题
21．短跑运动员进行体能训练，质量的运动员腰部系着不可伸长的轻绳，绳长，拖着质量的轮胎。最初绳子绷紧，运动员从百米跑道的起点由静止开始，沿着笔直的跑道加速奔跑，绳与水平跑道的夹角是37°，末绳突然断裂，运动员保持绳断时的速度跑到百米跑道的终点。轮胎运动的图像如图所示，运动员的跑鞋与地面不打滑，不计空气阻力。，g取。求：
（1）绳上的拉力大小；
（2）运动员冲过终点线时与轮胎之间的距离。
22．质量m=0.2kg的物体在光滑水平面上运动，其在互相垂直的x、y两个方向的分速度vx和vy随时间变化的图象如图所示，求：
(1)物体初速度的大小和方向
(2)物体所受合力的大小和方向
(3)物体前4s位移的大小和方向（结果可用三角函数表示）
23．如图所示，两完全相同质量为m=1kg 的滑块放在动摩擦因数为μ=的水平面上。长度均为L=1m的轻杆OA、OB搁在两个滑块上，且可绕铰链O自由转动，两轻杆夹角为74°。现用竖直向下的恒力F=20N作用在铰链上，使两滑块由静止开始滑动。已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
(1)此时轻杆对滑块A的作用力FA的大小；
(2)此时每个滑块的加速度a大小；
(3)当轻杆夹角为106°时，每个滑块的速度v大小。
24．在倾角为θ的长斜面上有一带风帆的滑块，从静止开始沿斜面下滑．滑块质量为m，它与斜面间的动摩擦因数为μ，帆受到的空气阻力与帆的受风面积s以及滑块下滑速度v的大小成正比，即f=ksv．
（1）写出滑块下滑速度为v时加速度的表达式
（2）若m=2.0kg，θ=53°，g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，从静止下滑的速度图象如图所示的曲线．图中直线是t=0时的速度图线的切线．由此求出ks乘积和μ的值•
25．新型冠状病毒引发的武汉乃至全国肺炎疫情，受到举国上下极大关注。在这场生死时速的战“疫”中，武汉部分医院出现了一批特殊的“工作人员”——人工智能机器人，它们灵活的穿梭在医院的隔离区，担负起为患者送餐、送药等职责。现有机器人“小易”在医护人员选择配送目的后，就开始沿着测算的路径出发，在加速启动的过程中“小易”发现正前方站一个人，立即制动减速，恰好在人前停下。“小易”从静止出发到减速停止的v—t图像如图所示，可视为两段匀变速直线运动，运动总时间为2s，行驶过程的最大速度是5m/s。已知减速运动的加速度大小是加速运动的加速度大小的3倍，“小易”（含药物m=300g）的总质量M＝60kg，运动过程始终受到恒定的阻力Ff=20N。（g=10m/s2）求：
(1)“小易”加速过程与减速过程的加速度大小；
(2)制动过程的制动力大小（不含阻力）；
(3)加速过程中水平托盘对药物的作用力大小。
参考答案
1．A
【详解】
AB．轮胎匀减速直线运动的加速度大小
轮胎与水平地面间的动摩擦因数
匀加速运动的加速度大小
根据牛顿第二定律得
Fcos37°-μ（mg-Fsin37°）=ma1
代入数据解得
F=15N
故A正确，B错误。
C．4s末，轮胎的速度
v=a1t=1.25×4m/s=5m/s
则拉力的瞬时功率
P=Fvcos37°=15×5×0.8W=60W
故C错误；
D．对全过程运用动能定理得
Fx1cos37°-Wf=0
又
x1＝×8×10m＝40m
代入数据解得
Wf=480J
故D错误。
故选A。
2．B
【分析】
物体A匀速运动，处于平衡状态，根据物体的运动状态对物体进行受力分析，然后答题．
【详解】
物体A在竖直方向上受竖直向下的重力G，竖直向上的支持力F作用；
由于物体做匀速直线运动，处于平衡状态，在水平方向上不受力，因此物体A一共受两个力作用．
故应选B．
【点睛】
本题考查了受力分析，对物体A受力分析时，应注意物体的运动状态，由于物体与皮带的运动状态相同，物体相对于皮带既没有相对运动，也没有相对运动状态，物体不受摩擦力，在水平方向上不受力．
3．C
【详解】
在左图里，在剪断轻绳的瞬间，A、B两球由于用绳连接，一起下落，对A、B整体，根据牛顿第二定律得：或，可得，右图中，在剪断绳前，根据平衡条件得知，弹簧的弹力大小等于mg，绳OA对A物体的拉力2mg．在剪断绳的瞬间，弹簧的弹力没有来得及变化，B的受力情况没有变化，则B所受的合力为0，则，A所受的合力大小等于绳的拉力大小2mg，即，由牛顿第二定律可得：，解得，所以有，故C正确。
故选C。
4．D
【详解】
物体在几个力作用下做匀速直线运动，则物体处于受力平衡状态，这些力的合力为零，撤去后，物体所受的合力大小为，方向与方向相反且和速度方向相同，根据
大小不变，则撤去后物体的加速度和速度方向相同，即物体将沿原运动方向做匀加速直线速动，加速度不变，速度越来越大，位移也越来越大。
故选D。
5．D
【详解】
AB．物体在0～t2时间内向正方向做加速运动，在t2～t4时间内向正方向做减速运动，在t4时刻速度为零，则t2时刻速度最大，在t4时刻位移最大，故AB错误；
C．在0～t4时间内，物体先加速再减速到零，做单向直线运动，故C错误；
D．在t1～t2时间内，物体一直做加速运动，在t2～t3时间内，物体一直做减速运动；在t1～t2时间内和在t2～t3时间内速度的变化量大小相等，故t1、t3时刻，物体的速度相同，故D正确；
6．D
【详解】
将a沿水平和竖直两个方向分解，对重物受力分析如图
水平方向：
竖直方向：
由
三式联立解得答案为f=0.20mg，D正确．
7．D
【详解】
A．在A、B反弹过程中，当物块B与A刚分离时，A对B没有弹力，B只受重力，A和B的加速度均为g，由牛顿第二定律知，弹簧处于原长状态，此位置在P点的上方。A错误；
BD．A、B从最低点向上运动到P的过程中，弹簧的弹力先大于整体的总重力，后小于总重力，整体先向上加速，后向上减速，即速度先增大后减小。当弹簧弹力等于总重力时，速度最大，此时物块的位置在P点的下方，B错误，D正确；
C．根据动量守恒可得，A、B碰撞后速度小于碰撞前B的速度，碰撞过程中系统的机械能有损失，所以B不可能回到Q处。C错误；
故选D。
8．D
【详解】
汽车减速过程有：，则汽车受的阻力为：，汽车加速过程有：，故D正确，ABC错误。
9．A
【详解】
B．设斜面的高度为h，根据动能定理得
撤去斜面，h不变，落地的速率不变，故B错误；
C．比较小球在斜面上与空中运动的时间。设斜面的倾角为a，由于小球在斜面上运动的加速度为
对其进行分解，竖直分加速度为
则知撤去斜面。落地时间变小，故C错误；
A．由于小球在斜面上竖直分加速度为
根据匀变速直线运动的规律
可知小球从斜面下落到地面的竖直分速度小于在空中运动下落至地面的竖直分速度，又有从斜面上下落到地面的速度大小与在空中运动下落至地面的速度大小相等，根据矢量合成原则可知小球从斜面上下落到地面的水平分速度大小大于在空中运动下落至地面的水平分速度大小，由于小球在斜面上水平分加速度为
根据匀变速直线运动的规律
可知小球从斜面上下落到地面的水平位移大小小于在空中运动下落至地面的水平位移大小，故A正确；
D．对于小球和斜面组成的系统，因为小球有沿斜面向下的加速度，故小球在竖直方向上有竖直向下的分加速度，小球处于失重状态，所以小球在斜面上运动的过程中地面对斜面的支持力小于小球和斜面的总重力，故D错误；
故选A。
10．D
【分析】
本题考查平衡条件；牛顿第二定律；胡克定律．解答本题的关键是知道弹簧秤的示数等于弹簧秤对重物拉力的大小；对重物受力分析，求出重物质量，进而弹簧的拉力．
【详解】
设重物的质量为M，对重物受力分析，受重力Mg和弹簧的拉力F．当弹簧秤向上做匀速直线运动时，由平衡条件知：F1=Mg．当弹簧秤以加速度a向上做匀加速直线运动时，根据牛顿第二定律得：F-Mg=Ma，以上两式联立解得：，故D正确，ABC错误．故选D．
11．ABC
【详解】
A．根据力的效果的独立性可知，如果一个物体受到两个力的作用，那么这两个力都会使物体产生加速度，A正确；
B．加速度是矢量，其合加速度满足矢量合成的法则平行四边形定则，即物体的加速度等于所受各力单独作用在物体上时产生加速度的矢量和，B正确；
C．由分运动的独立性，平抛运动中竖直方向的重力不影响水平方向的匀速运动，C正确；
D．质量是物质本身的固有属性，跟物体的运动状态和是否受力无关，D错误。
故选ABC。
12．AC
【详解】
AB．轻质弹簧的两端均在5N的拉力作用，合力为零，弹簧的弹力为：
F弹=5N
故A正确，B错误；
CD．根据胡克定律得，弹簧的劲度系数为：
故C正确，D错误．
13．AD
【解析】
【分析】
利用牛顿第二定律求出物体运动的加速度，再利用运动学公式求出物体不同时刻的速度。
【详解】
A、物体的最大静摩擦力大小等于 ，所以当用F=12N的推力作用在物体上时，物体的加速度大小为 ,故A对；
B、t=4s时，物体的速度大小为 ，故B错；
C、撤去推力F，物体的加速度大小为 ，方向与运动方向相反，故C错；
D、t=4s时撤去推力F，物体 减速到零所用时间为 ，故D对；
故选AD
14．BC
【详解】
笼子自身质量为M，而猴子在加速上滑时受到的摩擦力是向上f，而猴子受到的摩擦力和立柱受到的摩擦力是作用力和反作用力，则立柱受到的摩擦力也为f，大小相等，只不过方向是相反的，猴子受到的摩擦力是向上的，立柱受到的摩擦力是向下的，则立柱受到向下的合力为，则立柱对地面的压力是：，而猴子在加速下滑时受到的摩擦力是向上f，而猴子受到的摩擦力和立柱受到的摩擦力是作用力和反作用力，则立柱受到的摩擦力也为f，大小相等，只不过方向是相反的，猴子受到的摩擦力是向上的，立柱受到的摩擦力是向下的，则立柱受到向下的合力为，则立柱对地面的压力也是．故B正确； ，故C正确。故BC正确，AD错误。
15．AD
【详解】
A．物体如果做减速运动，则v与a方向相反，由于a与F同向，故v与F方向相反，故A正确；
B．根据
可知
物体的质量不变，故B错误；
C．由牛顿第二定律可知，物体的加速度由合外力决定，方向与合外力方向相同，故C错误；
D．物体如果做匀加速直线运动，则F不变，故D正确。
故选AD。
16．匀速 小
【详解】
[1]因为雨滴受到的空气阻力与速度有关，速度越大阻力越大，因此最终当阻力增大到与重力平衡时都做匀速运动；
[2]设雨滴半径为r，则当雨滴匀速下落时受到的空气阻力：
根据题意可以知道雨滴下落时的阻力与速度有关，可以假定阻力与成正比，则可以知道
(K为常数)
而物体的重力：
即半径越大雨滴的重力越大，而匀速运动时：
即：
即：
所以半径越大的雨滴下落速度越快，故大雨滴落地速度大，小雨滴落地速度小。
17．竖直向下 12.5
【详解】
[1][2]平板车匀速运动时，圆柱体的合力为零，圆柱体受到重力、A的支持力和B、C两块夹板对圆柱体作用力的合力，由平衡条件分析B、C两块夹板对圆柱体作用力的合力方向竖直向下；若平板车在水平面上向右做匀加速直线运动，圆柱体的加速度水平向右，合力水平向右，设A、B、C对圆柱体作用力的合力为F，则F应斜向右上方．由牛顿第二定律得：
代入数据解得：
F=12.5N
18．
【详解】
舍去第一个点和最后一个点，则
、
所以
由得
【点睛】
打点计时器纸带上的第一个点和最后一个点与相邻点间对应的物体运动时间，不一定等于打点周期。
19．2.5 4
【详解】
[1]根据牛顿第二定律 可知
[2]根据牛顿第二定律 可知
20．
【分析】
大圆环对地无作用力时，说明m对M的滑动摩擦力与Mg大小相等，根据牛顿第二定律求出小球上升的加速度。根据运动学速度位移公式求出小球能上升的最大高度。
【详解】
[1]由题可知大圆环对地无作用力时，m对M的滑动摩擦力f与Mg大小相等，方向竖直向上。以小球为研究对象，分析受力可知，小球受到竖直向下的重力mg和向下的滑动摩擦力f′，根据牛顿第三定律得知，f′=f=Mg，根据牛顿第二定律得到，小球上升的加速度：
[2]由
得：
。
【点睛】
本题中圆环处于平衡状态，小球具有加速度，分析运动平衡条件和牛顿定律进行研究，采用的是隔离法。
21．（1）；（2）
【详解】
（1）令，设轮胎与地面的动摩擦因数为，加速阶段的加速度为，减速阶段的加速度为，绳上张为T，加速时地面的支持力为N
由图像可知：
对轮胎，减速过程,应用牛顿第二定律
加速过程，对轮胎受力分析，应用牛顿第二定律
联立以上式子可得：
（2）由图像可知：
加速阶段的位移：
减速阶段的位移：
运动员冲过终点线时与轮胎之间的距离：
22．(1)，方向与x之间的夹角为；(2)F=0.2N，方向沿y轴负方向；(3)m，方向与x之间的夹角为arcsin
【详解】
（1）由题目图象可知：y在方向做以初速度4m/s，加速度
a===1m/s2
匀减速直线运动； x方向物体做匀速直线运动，速度4m/s。
所以物体的初速度
v=m/s
与x之间的夹角的正弦值
sinθ=
则
θ=45°
（2）物体受到的合外力
F=ma=0.2×1=0.2N
方向沿y负方向
（3）当t=4s时，在y方向物体的位移为
sy=vyt==8m
x方向物体的位移为
sx=vxt=4×4=16m
t=4s时物体的位移
s=m
与x之间的夹角的正弦值
sinβ=
则
β=arcsin
23．（1）12.5N；（2）；（3）。
【详解】
(1)在O点，F沿杆的分力为
解得
N
(2)由
N
解得
(3)因为
N
保持不变，克服摩擦力做功
J
恒力F做功为
J
解得
24．（1）滑块下滑速度为v时加速度的表达式为a=gsinθ﹣μgcosθ﹣；
（2）ks乘积为2.5kg/s，μ的值为0.5．
【解析】
解：（1）滑块在斜面上受到重力、支持力、摩擦力和空气阻力作用做加速运动．
根据牛顿第二定律得：
mgsinθ﹣μmgcosθ﹣kSv=ma
a=gsinθ﹣μgcosθ﹣①
（2）根据图象得到：
t=0时，v=0，a=
当a=0时，v=4m/s；
代入①式得到：
5=10×0.8﹣μ×10×0.6﹣②
0=10×0.8﹣μ×10×0.6﹣③
联立②③解得：μ=0.5，kS=2.5kg/s
答：（1）滑块下滑速度为v时加速度的表达式为a=gsinθ﹣μgcosθ﹣；
（2）ks乘积为2.5kg/s，μ的值为0.5．
【点评】本题解题的关键在于正确进行受力分析，同时能正确理解图象的意义，根据物体的运动状态，由牛顿第二定律和共点力平衡条件列式后联立求解．
25．(1)3.33m/s2，10m/s2;(2)580N；(3)N
【详解】
(1)设加速过程的加速度为a1，减速过程的加速度为a2，则
所以
及
得
t1=1.5s，t2=0.5s
所以
==3.33m/s2
=10m/s2
(2)制动过程中的制动力为F制则
得
(3)加速过程中，水平托盘对药物的支持力为
=3N
加速运动，故水平托盘对药物的摩擦力大小为
=1N
所以水平托盘对药物的作用力大小
=N
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