【同步】物理人教版必修1：第四章　3　牛顿第二定律习题

3牛顿第二定律课时对点练[分值：60分][1~5题，每题4分]考点一牛顿第二定律的理解1.(多选)(2023·遵义市高一月考)下列对牛顿第二定律的表达式F＝ma及其变形公式的理解，正确的是()A.由F＝ma可知，物体所受的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成正比B.由m＝FaC.由a＝FmD.由m＝Fa答案CD解析物体的合力与物体的质量和加速度无关，故A错误；物体的质量与合力以及加速度无关，由本身的性质决定，但是可以通过测量它的加速度和它所受到的合力求出，故B错误，D正确；根据牛顿第二定律a＝Fm可知，物体的加速度与其所受合力成正比，与其质量成反比，故C2.(多选)关于牛顿第二定律的数学表达式F＝kma，下列说法正确的是()A.在任何情况下表达式中k都等于1B.表达式中k的数值由质量、加速度和力的大小决定C.表达式中k的数值由质量、加速度和力的单位决定D.物理中定义使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力为1N答案CD解析在F＝kma中，k的数值由质量、加速度和力的单位决定，只有质量m、加速度a和力F的单位都是国际单位时，比例系数k才等于1，故A、B错误，C正确；由牛顿第二定律F＝ma知m＝1kg、a＝1m/s2时，1N＝1kg·m/s2，即使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力为1N，故D正确。3.(2023·凉山州高一期末)关于牛顿第二定律，下列说法正确的是()A.牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用B.物体所受合外力必须达到一定值时，才能使物体产生加速度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.一旦物体所受合外力为零，则物体的加速度和速度立即变为零答案C解析力是产生加速度的原因，而不是有加速度才有力，故A错误；根据F合＝ma可知物体只要合外力不为零就会有加速度，故B错误；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，例如在外力作用下减速到零的瞬间，加速度可能很大，所受的合外力也可能很大，故C正确；合外力为零，加速度为零，速度保持不变，D错误。考点二牛顿第二定律的简单应用4.(2024·攀枝花市高一期末)水平面上一质量为2kg的物体在水平向右、大小为2N的恒定拉力作用下向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2。重力加速度取10m/s2，则该物体向左运动过程中的加速度为()A.水平向左，1m/s2 B.水平向左，3m/s2C.水平向右，1m/s2 D.水平向右，3m/s2答案D解析对物体进行受力分析，根据牛顿第二定律有μmg＋F＝ma，解得a＝3m/s2，加速度方向水平向右，故D正确。5.如图所示是采用动力学方法测量空间站质量的原理图，若已知飞船质量为4.0×104kg，其推进器的平均推力为800N，在飞船与空间站对接后，推进器工作5s内测出飞船和空间站速度变化是0.05m/s，则空间站的质量为()A.7.6×104kg B.8.0×104kgC.4.0×104kg D.4.0×103kg答案C解析根据题意，在推进器工作期间，飞船与空间的平均加速度a＝ΔvΔt，由牛顿第二定律有a＝FM，其中M＝m船＋m空，联立并代入数据解得m空＝4.0×1046.(8分)如图所示，在卸货过程中，自动卸货车静止在水平地面上，车厢倾角θ＝37°时，货箱正沿车厢下滑，已知货箱与车厢间的动摩擦因数为0.5，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2，求货箱下滑的加速度大小。答案2m/s2解析对货箱受力分析，由牛顿第二定律可得mgsinθ－μmgcosθ＝ma，即加速度大小为a＝gsinθ－μgcosθ，解得a＝2m/s2。[7、8题，每题5分]7.(多选)(来自鲁科教材)如图所示，火车在平直轨道上运动，车厢中的光滑水平桌面上用轻弹簧拴着一个小球，弹簧处于自然长度。当乘客看到弹簧的长度变长时，火车可能的运动情况是()A.火车向右方运动，速度在增大B.火车向右方运动，速度在减小C.火车向左方运动，速度在增大D.火车向左方运动，速度在减小答案BC解析当弹簧的长度变长时，说明小球受到的弹簧的作用力向左，即小球在水平方向上受到的合外力的方向向左，加速度方向向左，所以火车可能向左做加速运动或向右做减速运动。故选B、C。8.(来自教材改编)小明想测量地铁启动或减速过程中的加速度，他把一支圆珠笔绑在一根细绳的下端，细绳的上端用电工胶布临时固定在地铁的竖直扶手上。在地铁起动后的某段过程中，细绳偏离了竖直方向，他用手机拍摄了当时情景的照片(如图甲)，拍摄方向跟地铁前进方向垂直。可简化为如图乙所示的示意图。经过测量图中AB＝30mm，BC＝6mm，若g取10m/s2，估算此时地铁的加速度大小为()A.1.5m/s2 B.2.0m/s2C.2.5m/s2 D.3.0m/s2答案B解析设细绳与竖直扶手的夹角为θ，以圆珠笔为研究对象进行受力分析，受到重力和细绳的拉力，如图所示，根据牛顿第二定律可得mgtanθ＝ma，解得a＝gtanθ，即a＝BCAB·g＝2.0m/s2，故选B9.(10分)(来自教材改编)如图所示，一辆装满石块的货车在平直道路上以加速度a向前加速运动。货箱中石块B的质量为m，求石块B周围与它接触的物体对石块B作用力的合力大小，重力加速度为g。答案ma解析石块B随车一起运动，其加速度也是a，对石块B受力分析如图所示，则石块B周围与它接触的物体对石块B的作用力的合力为F其他合＝(ma)2+(10.(12分)一个质量为20kg的物体，从足够长的固定斜面的顶端由静止匀加速滑下，物体与斜面间的动摩擦因数为0.2，斜面的倾角为37°(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)。(1)(6分)求物体沿斜面下滑过程中的加速度；(2)(6分)给物体一个初速度，使之沿斜面上滑，求上滑过程的加速度。答案(1)4.4m/s2，方向沿斜面向下(2)7.6m/s2，方向沿斜面向下解析(1)沿斜面下滑时，物体受力分析如图甲：由牛顿第二定律得mgsin37°－Ff＝ma1 ①由平衡条件得FN＝mgcos37° ②又Ff＝μFN ③联立①②③得a