2020-2021学年4.3 牛顿第二定律当堂达标检测题

沪科版（2019）必修第一册《4.3 牛顿第二定律》2022年同步练习卷（1）

一 、单选题（本大题共14小题，共84分）

1.（6分）如图所示，一端带有定滑轮的粗糙长木板放在水平桌面上，用垫块垫高带滑轮的一端，使木板与水平面的夹角为。一质量为的小车放在木板上用细线绕过定滑轮与质量为的物块相连，小车恰好沿斜面向下做匀速直线运动。下列说法正确的是
 

A. 小车匀速下滑过程中，绳上的拉力一定等于
B. 小车匀速下滑过程中，绳上的拉力一定等于
C. 若剪断细线，小车的加速度大小为
D. 若剪断细线，小车的加速度大小为

2.（6分）已知、两物体的质量之比为：，所受合外力之比为：，则、的加速度之比为

A. ： B. ： C. ： D. ：

3.（6分）滑板运动是非常受欢迎的运动，如图所示为滑板运动训练轨道简化图，装置由、、三段轨道组成，轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接图中未画出，轨道与滑板间的动摩擦因数都相同，为方便训练轨道可以适当调整，轨道固定．若运动员从静止开始下滑则刚好能到达，那么将轨道向右平移后从正上方静止滑下，则
 

A. 不能到达
B. 刚好能到达
C. 若能经过刚好到达，一定有
D. 若能经过刚好到达，但不一定有

4.（6分）关于力和运动的关系，以下说法正确的

A. 物体受到外力作用，其速度一定增大
B. 物体做曲线运动，说明其受到合外力为变力
C. 物体受到不变的合外力的作用，其加速度一定不变
D. 物体做匀速圆周运动，其受到的合外力为不变的力

5.（6分）如图所示，质量为、中间为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上，光滑槽内有一质量为的小铁球，现用一水平向右的推力推动凹槽，小铁球与光滑凹槽相对静止时，凹槽球心和小铁球的连线与竖直方向成角。则下列说法正确的是
 

A. 小铁球受到的合外力方向水平向左 B.
C. 系统的加速度为 D.

6.（6分）建筑工人用图所示的定滑轮装置运送建筑材料．质量为的工人站在地面上，通过定滑轮将的建筑材料以的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为 取
 

A.  B.  C.  D.

7.（6分）下列物理量属于标量的是

A. 力 B. 功 C. 速度 D. 位移

8.（6分）如图所示，踢毽子是人们喜爱的一项体育活动，毽子被踢出后竖直向上运动，达到最高点后又返回原处。若运动过程中毽子受到的空气阻力大小与速度的大小成正比，且始终小于毽子的重力，则下列说法正确的是
 

A. 毽子踢出后受到三个力的作用 B. 毽子到最高点时，不受任何力的作用
C. 毽子在上升过程中，加速度先减小后增大 D. 毽子在下降过程中，加速度减小

9.（6分）如图甲所示，质量为的铁块放在长木板上表面的一端，木板由水平位置缓慢向上转动即木板与地面的夹角增大，另一端不动，铁块受到的摩擦力随角度的变化图像如图乙所示，重力加速度大小为。则 
 

A. 铁块与木板间的动摩擦因数
B. 铁块与木板间的动摩擦因数
C. 当木板与地面的夹角为时，铁块开始做自由落体运动
D. 木板由转到的过程中，铁块的速度变化越来越快

10.（6分）物体的质量为，放在光滑水平面上，同时受到水平方向大小为和的两个力的作用，则物体的加速度大小可能为

A.  B.  C.  D.

11.（6分）如图所示，物体和的质量分别为和，且分别与跨过定滑轮的轻绳连接不计绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦在用水平变力拉物体沿水平方向向右做匀速直线运动的过程中，则
 

A. 物体也做匀速直线运动 B. 绳子拉力始终等于物体所受重力
C. 绳子对物体的拉力逐渐增大 D. 绳子对物体的拉力逐渐减小

12.（6分）一皮带传送装置如图所示，轻弹簧一端固定，另一端连接一个质量为的滑块，已知滑块与皮带之间存在摩擦．现将滑块轻放在皮带上，弹簧恰好处于自然长度且轴线水平．若在弹簧从自然长度到第一次达最长的过程中，滑块始终未与皮带达到共速，则在此过程中滑块的速度和加速度变化情况是
 

A. 速度增大，加速度增大
B. 速度增大，加速度减小
C. 速度先增大后减小，加速度先增大后减小
D. 速度先增大后减小，加速度先减小后增大

13.（6分）如图所示，物体在水平拉力作用下沿水平地面做匀速直线运动，速度为现让拉力逐渐减小，则物体的加速度和速度的变化情况是
 

A. 加速度逐渐变小，速度逐渐变大 B. 加速度和速度都在逐渐变小
C. 加速度和速度都在逐渐变大 D. 加速度逐渐变大，速度逐渐变小

14.（6分）某同学在粗糙水平地面上用水平力向右推一木箱沿直线前进。已知推力大小是，物体的质量是，物体与地面间的动摩擦因数，取，下列说法正确的是
 

A. 物体受到地面的支持力是 B. 物体受到地面的摩擦力大小是
C. 物体沿地面将做匀速直线运动 D. 物体将做加速直线运动

二 、多选题（本大题共1小题，共6分）

15.（6分）下列几组单位中，都属于国际单位制中的基本单位的是

A. 米、秒 B. 千克、秒 C. 米、牛顿 D. 米秒、千克

三 、计算题（本大题共3小题，共36分）

16.（12分）一质量的小物块以一定的初速度冲上一个足够长的倾角为的固定斜面，某同学利用传感器测出了小物块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度，并用计算机做出了小物块上滑过程的速度时间图线，如图所示。取，，求： 
小物块冲上斜面过程中加速度的大小； 
小物块与斜面间的动摩擦因数； 
小物块向上运动的最大距离。
 

17.（12分）如图所示，粗糙的水平地面上放置一块足够长的长木板，在的左端放置一个物块，在距离为处放置一个物块，物块和均可视为质点，已知物块的质量为，物块和长木板的质量均为，物块和与长木板之间的动摩擦因数，长木板与地面间的动摩擦因数，现在对施加一个水平向右的推力，使物块向右运动，与碰撞前相对保持静止，物块和碰撞后水平推力大小变为，若物块和碰撞时作用时间极短，粘在一起不再分离。重力加速度为。试求： 
 
从对施力开始，经多长时间和发生碰撞？ 
物块和碰撞后，、在上还能滑行多远？

18.（12分）如图所示，静止在水平地面上的长为长木板，质量，质量的小滑块可视为质点静止在长木板的左端已知小滑块和木板动摩擦因数、木板和地面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，水平地面足够长，不计空气阻力，取求： 
 
对小滑块施加一水平向右力使、能一起运动时，力的最大值； 
现对小滑块施加一水平向右恒力，小滑块滑离长木板时的速度大小； 
现对小滑块施加一水平向右恒力，经过时间后撤去该力，最终停在上的位置到左端的距离.

答案和解析

1.【答案】D;

【解析】 
此题主要考查平衡条件的应用和牛顿第二定律的应用，受力分析是解决问题的关键。对和分别受力分析，对根据平衡条件列方程可求得绳上的拉力大小；剪断细线后，对小车受力分析，根据牛顿第二定律列方程可求得小车的加速度大小。 
 

对小车和物块受力分析，如图所示，对物块，由平衡条件可知，绳子的拉力与物块重力大小相等，小车匀速下滑运动中，绳上的拉力一定等于，即：，故错误；

C.若剪断细线，小车的加速度大小为，故错误；

D.在没有剪断细线时，由平衡条件可知：

若去掉细线，小车的加速度大小为：，故正确。

2.【答案】B;

【解析】解：根据牛顿第二定律得 
  ， 
则、的加速度之比为：：： 
故选：。 
已知两物体质量之比和合外力之比，根据牛顿第二定律求解它们的加速度之比． 
本题只要掌握牛顿第二定律就能正确求解．牛顿第二定律是关于力和运动关系的规律，反映了加速度与合外力和质量的关系．
 

3.【答案】C;

【解析】解：设斜面的倾角为，的倾角为，与水平方向的夹角为、离地面的高度分别为、在水平面上的运行位移为，动摩擦因数为、间水平位移为。 
运动员从到过程，由动能定理得： 
结合几何关系整理得： 
又，得  
同理得，与水平方向夹角的正切也等于，所以若能经过刚好到达，一定有故正确。 
故选：。 
应用功的计算公式求出克服摩擦力所做功的表达式，根据表达式比较克服摩擦力所做功的多少，然后根据动能定理分析求解． 
根据功的计算公式求出克服摩擦力做功的表达式，确定摩擦力做的功与斜面的夹角无关，与斜面在水平方向长度成正比是正确解答该题的关键．
 

4.【答案】C;

【解析】解：、物体受到外力作用，若所受的合力为零，做匀速直线运动或静止，运动速度不变．故A错误．  
B、物体做曲线运动，知所受的合力于速度方向不在同一条直线上，不一定合力是变力．比如平抛运动．故B错误．  
C、根据牛顿第二定律知，合力不变，加速度不变．故C正确．  
D、物体做匀速圆周运动，所受的合力提供向心力，大小不变，方向时刻改变．故D错误．  
故选： 
当物体所受的合力与速度方向不在同一条直线上，物体做曲线运动．根据牛顿第二定律知物体的加速度与合力成正比，加速度的方向与合力的方向相同． 
解决本题的关键知道加速度与合力的关系，以及知道物体做曲线运动条件，判断物体做直线运动还是曲线运动，不是看合力是恒力和变力，而是看合力与速度的方向是否在同一条直线上．
 

5.【答案】B;

【解析】解：、小球的加速度方向水平向右，所以合外力方向水平向右，故A错误； 
B、对小球进行受力分析，如图得：，解得：，所以系统的加速度为， 
对整体进行受力分析，根据牛顿第二定律得：，故B正确； 
C、对小球进行受力分析得：，解得：，所以系统的加速度为，故C错误； 
D、对整体进行受力分析，根据牛顿第二定律得：，故D错误； 
故选：。 
小球的加速度与凹槽的加速度相同，方向都水平向右，分别对小球和整体进行受力分析，运用牛顿第二定律即可分析求解。 
解决本题时，要注意小球与凹槽的加速度相同，要灵活选择研究对象，采用隔离法和整体法结合解答比较简洁。
 

6.【答案】B;

【解析】解：以建筑材料为研究对象，由牛顿第二定律得：，  
绳子的拉力大小为：，  
再对人研究，地面对人支持力：，  
由牛顿第三定律得工人对地面的压力大小为：；  
故选：． 
先以建筑材料为研究对象，它有向上的加速度，由牛顿第二定律求得绳子的拉力大小，再对人研究，由平衡条件求出地面对人的支持力大小，再求解人对地面的压力大小．  
求压力往往求它的反作用力---支持力．加速度是联系运动和力关系的桥梁，涉及力和运动的关系分析时，可以运用牛顿定律研究．
 

7.【答案】B;

【解析】解：、力、速度与位移既有大小又有方向，且满足平行四边或三角形运算法则，它们都是矢量，故错误； 
、功只有大小，没有方向，满足代数运算法则，是标量，故正确。 
故选：。 
矢量是既有大小又有方向、运算遵循平行四边形定则的物理量，标量是只有大小没有方向、运算遵循代数法则的物理量。 
本题的关键要掌握物理量的矢、标性，知道常见矢量方向特点，明确矢量与标量的区别：矢量是既有大小又有方向、运算遵循平行四边形定则的物理量。
 

8.【答案】D;

【解析】解：、毽子踢出后，受到重力和空气阻力两个力的作用，故A错误。  
B、毽子到最高点时，空气阻力为零，只受重力作用，故B错误。  
C、毽子在上升过程中，根据牛顿第二定律得 ，毽子在上升过程中速度逐渐减小，故加速度逐渐减小，故C错误。  
D、毽子在下降过程中，根据牛顿第二定律得 ，毽子在下降过程中速度逐渐增大，故加速度逐渐减小，故D正确。  
故选：。 
毽子踢出后受到重力和空气阻力的作用，毽子到最高点时，只受重力作用。根据牛顿第二定律列式分析加速度的变化情况。 
本题是根据受力情况确定运动情况的类型，要通过牛顿第二定律列式，抓住空气阻力与速度的关系来分析加速度的变化情况。
 

9.【答案】D;

【解析】 
根据木板抬起的过程中木块的受力及状态的变化，根据木块的运动状态可以确定木块受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力；再通过受力分析可得出摩擦力随角度的变化，结合牛顿第二定律即可求解。 
此题主要考查摩擦力的判断与计算、牛顿第二定律。 
 
当夹角为时，最大静摩擦力为，而滑动摩擦力为此时铁块是加速下滑的，则有，解得：，由解得：，故错误； 
C.当木板与地面的夹角为时，铁块只受重力，但初速度不为零，故错误； 
D.当木板由转到的的过程中，依据可知，铁块受到摩擦力大小会减小，则其受到的合力增大，那么加速度增大，因此铁块的速度变化越来越快，故正确。 
故选。
 

10.【答案】C;

【解析】解：物体所受合力的范围：，  
由牛顿第二定律可知：，  
加速度的范围：，  
故C正确，ABD错误；  
故选：。 
根据题意求出物体所受合力的范围，然后应用牛顿第二定律求出加速度的大小范围，然后分析答题。 
此题主要考查了牛顿第二定律的应用，根据题意求出物体所受合力的范围，应用牛顿第二定律即可解题。
 

11.【答案】D;

【解析】解：、设绳子与水平方向的夹角为，将的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的分速度等于的速度，有向右做匀速直线运动，则减小，则的速度增大，做加速运动。故A错误； 
B、向上做加速运动，拉力故B错误； 
C、以为研究对象受力分析，当运动到无穷远处时绳子与水平方向夹角几乎为，则也做匀速运动，根据平衡条件，，由前面分析知开始时，故减小，故C错误D正确； 
故选：。 
将的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的分速度等于的速度，根据平行四边形定则判断的速度的变化． 
该题考查运动的合成与分解，抓住在沿绳子方向的速度等于的速度，通过平行四边形定则进行求解．

 

12.【答案】D;

【解析】解：物块滑上传送带，受到向左的摩擦力，开始摩擦力大于弹簧的弹力，向左做加速运动，在此过程中，弹簧的弹力逐渐增大，根据牛顿第二定律，加速度逐渐减小，当弹簧的弹力与滑动摩擦力相等时，速度达到最大，然后弹力大于摩擦力，加速度方向与速度方向相反，物体做减速运动，弹簧弹力继续增大，根据牛顿第二定律得，加速度逐渐增大，速度逐渐减小。故D正确，、、C错误。  
故选：。 
根据滑块的受力，通过合力的变化判断加速度的变化，根据加速度的方向与速度方向的关系判断速度的变化． 
解决本题的关键掌握加速度大小和方向判断方法，知道当加速度方向与速度方向同向，物体做加速运动，当加速度方向与速度方向相反时，物体做减速运动．
 

13.【答案】D;

【解析】解：开始物体在水平方向上受拉力和滑动摩擦力平衡，当拉力逐渐减小，根据牛顿第二定律，，知加速度逐渐增大，方向水平向左，方向与速度的方向相反，则速度逐渐减小。故D正确，、、C错误。 
故选：。 
物体开始做匀速直线运动，知物体在水平方向上受到拉力和滑动摩擦力平衡，当拉力逐渐减小，根据牛顿第二定律判断出加速度的变化，根据速度与加速度的方向关系判断出速度的变化． 
解决本题的关键知道根据合力的大小变化，可知道加速度大小的变化．以及知道当速度方向与加速度方向相同，物体做加速运动，当速度方向与加速度方向相反，物体做减速运动．
 

14.【答案】D;

【解析】解：、对物体进行受力分析，竖直方向，，故A错误；  
B、物体受到地面的摩擦力大小，故B错误；  
、由知，物体将做加速直线运动，故C错误，D正确。  
故选：。 
对物体进行受力分析，竖直方向重力和支持力是一对平衡力；根据可以求出摩擦力，再根据知，物体将做加速直线运动。 
该题考查了牛顿第二定律、摩擦力的判断与计算、力的合成与分解的运用等知识点。这种题型属于基础题，只要善于积累，难度不大。
 

15.【答案】AB;

【解析】解：力学国际基本单位有三个：米、千克、秒，其他的都是导出单位． 
、米、千克、秒都是国际单位制中的基本单位．故正确； 
、牛顿是导出单位，故错误； 
、米秒是导出单位，故错误； 
故选： 
力学国际基本单位有三个：米、千克、秒，其他的都是导出单位． 
对每个选项中的单位进行分析，明确各自对应的物理量，就能确定符合题意的选项． 
国际单位制规定了七个基本物理量，这七个基本物理量分别是谁，它们在国际单位制分别是谁，这都是需要学生自己记住的．
 

16.【答案】解：（1）由图象可知， 
（2）分析小物块的受力情况，根据牛顿第二定律，有 
mgsin37°+μmgcos37°=ma 
代入数据解得μ=0.25 
（3）由匀变速直线运动的规律，有 
解得S=4m 
答：（1）小物块冲上斜面过程中加速度的大小为8m/。 
（2）小物块与斜面间的动摩擦因数为0.25。 
（3）小物块向上运动的最大距离为4m。;

【解析】 
根据图线的斜率求出加速度的大小。  
根据牛顿第二定律求出小物块与斜面间的动摩擦因数。  
通过速度位移公式求出小物块向上运动的最大距离。 
此题主要考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁。
 

17.【答案】解：A受到的滑动摩擦力：=μ1•2mg=0.5×2×1×10=10N， 
B受到的滑动摩擦力：=μ1mg=0.5×1×10=5N， 
C与地面间的滑动摩擦力：=μ2（2m+m+m）g=0.2×（2×1+1+1）×10=8N； 
（1）当力推力F=14N时，推力F＞，A在C上滑动， 
A对C的滑动摩擦力方向水平向右，大小：′==10N＞， 
则B、C一起向右做匀加速直线运动，对B、C，由牛顿第二定律得： 
′-=（m+m）， 
解得B和C一起运动的加速度大小为：=1m/， 
对A，由牛顿第二定律得：F-=2m 
解得A运动的加速度大小为：=2m/， 
设经过时间t物体B与C相碰，由匀变速直线运动的位移公式得：-=s， 
解得：t=3s； 
（2）碰撞前A的速度：=t=2×3m/s=6m/s， 
B与C的速度：v=t=1×3m/s=3m/s， 
A、B碰撞过程系统内力远大于外力，系统动量守恒， 
以向右为正方向，由动量守恒定律得：2m+mv=（2m+m）v′ 
解得：v′=5m/s， 
碰撞后AB的速度：v′=5m/s＞v=3m/s， 
碰撞后AB相对于C向右滑动，它们做匀减速直线运动，C向右做匀加速直线运动， 
当它们速度相等时相对静止，然后一起做匀速直线运动，由牛顿第二定律得： 
对AB系统：+-F1=（2m+m），解得：=m/， 
对C：′+′-=m，解得：=7m/， 
经过时间t′三者速度相等，由匀变速直线运动的速度公式得：v′-t′=v+t′ 
解得：t′=s， 
AB在C上滑行的距离：x=v′t′-t′2=5×m-××（）2m=m。 
答：（1）从对A施力F开始，经3sA和B发生碰撞； 
（2）物块A和B碰撞后，A、B在C上还能滑行m。;

【解析】 
应用牛顿第二定律求出物块和的加速度，根据位移时间关系求解从开始到碰撞的时间； 
根据运动学公式求出、碰撞前瞬间、的速度，、碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律求出碰撞后的速度，应用牛顿第二定律求出碰撞的加速度，、的加速度，然后由匀变速直线运动的位移公式求出滑行的距离。 
本题是一道力学综合题，考查了动量守恒定律的应用，分析清楚物体运动过程是解题的前提与关键，分析清楚物体运动过程后应用牛顿第二定律与运动学公式、动量守恒定律即可解题。
 

18.【答案】解：（1）由滑动摩擦力公式得： 
=μ1g 
f=μ2（+）g 
解得AB间最大摩擦力为：=8N，f=4N； 
对A受力分析，由牛顿第二定律得： 
-f=a 
对AB组成的系统受力分析，由牛顿第二定律得： 
F-f=（+）a 
联立解得拉力最大值为：F=12N 
所以AB一起运动时，拉力最大值为12N； 
（2）由第一问可知，当拉力F=20N时，两物体分开各自运动，对B受力分析，由牛顿第二定律得： 
F-= 
解得B物体加速度为：=6m/，由匀变速直线规律得： 
 
 
L=- 
=t 
联立解得B速度为：=6m/s， 
所以B滑离A时的速度为6m/s； 
（3）力作用在B上时，由匀变速直线运动规律得： 
 
 
Δx=′-′ 
′= 
=a 
联立解得： 
Δx=0.5m 
′=3m/s 
=1m/s 
撤去拉力后，A、B各自做匀减速直线运动，直到速度相等时相对静止，对B受力分析，由牛顿第二定律得： 
=′ 
解得B物体此时加速度为：′=4m/，由匀变速直线运动规律得： 
 
 
 
Δx′=″-″ 
联立解得： 
=0.5s 
Δx′=0.25m 
所以B到A左端距离ΔL=Δx+Δx′=0.5m+0.25m=0.75m。 
答：（1）AB一起运动时，拉力最大值为12N； 
（2）当对小滑块B施加一水平向右恒力20N时，B滑离A时的速度为6m/s； 
（3）当对小滑块B施加一水平向右恒力20N，经过时间0.5s后撤去该力时，最终B停在A上的位置到A左端的距离为0.75m。;

【解析】 
当间摩擦力达到最大值时，的加速度达到最大值，此时力达到能一起运动的最大值；根据力的大小判断两物体的运动状态，应用匀变速直线运动规律求解。 
此题主要考查板块问题，运动过程较为复杂，注意施加不同力时两物体的运动情况不同，分段应用匀变速直线公式求解。