人教版物理必修1 第四章第3节《牛顿第二定律》拔高练习题

人教版高中物理必修一第四章第3节：牛顿第二定律 拔高

训练

一、单选题（本大题共10小题）

1. 关于运动和力的关系，以下说法正确的是（ ）

A. 物体受到的合外力为零,物体的速度一定为零 B. 物体受到的合外力为零,物体的加速度一定为零 C. 物体受到的合外力越大,物体的速度就越大

D. 物体受到的合外力的功为零,物体所受合外力也一定为零

2. 水平路面上质量为30kg的小车，在60N水平推力作用下由静止开始以

的加速

度做匀加速直线运动。2s后撤去该推力，则（ ） A. 小车2s末的速度是 B. 小车受到的阻力大小是15N

C. 撤去推力后小车的加速度大小是 D. 小车运动的总时间为6s

3. 如图所示，一位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，

在斜杆的下端固定有质量为m的小球.下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是（ ）

A. 小车静止时, ,方向沿杆向上

B. 小车静止时, ,方向垂直于杆向上 C. 小车向右匀速运动时, ,方向竖直向上

D. 小车向右匀速运动时, ,方向沿杆向上

4. 如图所示，光滑的水平地面上有两块材料完全相同的木块A、B，质量均为m，A、B之

间用轻质细绳水平连接。现沿细绳所在直线施加一水平恒力F作用在A上，A、B开始

B完全相同的木块C放在某一木块上面，一起做匀加速运动，在运动过程中把和木块A、

系统仍加速运动，且始终没有相对滑动，则在放上C并达到稳定后，下列说法正确的是（ ） A. 若C放在A上面,绳上拉力不变

B. 若C放在B上面,绳上拉力为 C. C放在B上,B、C间摩擦力为

D. C放在A上比放在B上运动时的加速度大

5. 木块A，B的质量分别为m1、m2，用细线通过滑轮连接，如图所示、已知A，B静止时

两条细线都处绷紧状态。现将物块B下方的细线剪断。忽略滑轮摩擦及一切阻力。设剪断细线前后A，B间的细线弹力分别T1、T2，则（ ）

A. B. C. D.

1 / 11

人教版物理必修1 第四章第3节《牛顿第二定律》拔高练习题

6. 在光滑水平面上，有两个相互接触的物体，如图，已知M＞m，第

一次用水平力F由左向右推M，物体间的相互作用力为F1；第二次用同样大小的水平力F由右向左推m，物体间的相互作用力为F2，则：（ ） A. B. C. D. 无法确定 7. 在工厂的车间里有一条沿水平方向匀速运行的传送带，可将放在其上的小工件（可视为

质点）运送到指定位置．某次将小工件放到传送带上时，恰好带动传送带的电动机突然断电，导致传送带做匀减速运动至停止．则小工件被放到传送带上后相对于地面（ ） A. 做匀减速直线运动直到停止

B. 先做匀加速直线运动,然后做匀减速直线运动 C. 先做匀加速直线运动,然后做匀速直线运动 D. 先做匀减速直线运动,然后做匀速直线运动

8. 如图所示，有一水平传送带以 的速度顺时针匀速运动，现将一物体轻轻放在传送

带的左端上，若物体与传送带间的动摩擦因数为 ，已知传送带左、右端间的距离为10m，物体可视为质点， ，则（ ）

A. 传送带将该物体传送到传送带右端所需时间为5s B. 传送带将该物体传送到传送带右端所需时间为2s C. 传送带将该物体传送到传送带右端所需时间为 D. 物体到达传送带右端时的速度为

9. 如图1所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为m=0.2kg的小球从弹簧上端某高度

处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内），其速度v和弹簧压缩量△x的函数图象如图2所示，其中A为曲线的最高点，小球和弹簧

2

接触瞬间的机械能损失不计，取重力加速度g=10m/s，则下列说法中不正确的是（ ）

A. 该弹簧的劲度系数为

B. 当△ 时,小球处于超重状态 C. 小球刚接触弹簧时速度最大

D. 从接触弹簧到压缩至最短的过程中,小球的加速度先减小后增大

10. 将物体竖直向上抛出，若运动过程中空气阻力大小不变，重

2

力加速度g=10m/s，其v-t图象如图所示，则（ ） A. 上升、下降过程中加速度大小之比为9：11 B. 第2s末物体回到抛出点

C. 物体所受的重力和空气阻力之比为9：1 D. 物体所受的重力和空气阻力之比为10：1

2 / 11

人教版物理必修1 第四章第3节《牛顿第二定律》拔高练习题

二、填空题（本大题共5小题）

11. 如图所示，质量分别为2m和m的A、B两球用细线悬挂于天花板上且静止

A、不动．两球间是一个轻质弹簧，如果突然剪断悬线，则在剪断悬线瞬间，

B两球的加速度大小分别为aA=______m/s2；aB=______m/s2．

103kg的汽车，在4.8×103N的水平恒力牵引下，从静止开始沿12. 质量为4.0×

水平道路做匀加速直线运动，经过10s前进40m，汽车加速度的大小是______，汽车所受阻力的大小______。

13. 在水平地面上有一个质量为4kg的物体，物体在水平拉力F的作用下

由静止开始运动.10s后拉力大小减小为 ，并保持恒定。该物体的速度

-时间图象如图所示。则物体所受到的水平拉力F的大小为______，该

2

物体与地面间的动摩擦因数为______（取g=10m/s）。 14. 一质量为1kg的小物块静止在水平地面上，某时刻在水平恒力F作用下开始匀加速运动，

经过2m的位移速度达到4m/s，之后撒去恒力F．已知物体与地面间的动摩擦因数为0.2，

2

重力加速度取10m/s，则F=______N；物块在地面上运动的总时间为______s。 15. 如图是自动驾驶汽车里测量汽车水平运动加速度的装置。该装置在箱的前、后壁各安装

一个压力传感感器a和b，中间用两根相同的轻质弹簧压着一个质量为2.0kg的滑块，滑块可无摩擦滑动（弹簧的弹力与其形变量成正比）。汽车静止时，传感器a、b示数

2

均为10N．若当传感器b示数为8N时，汽车的加速度大小为______m/s，方向是______（选填：“由a指向b”或“由b指向a”）。

三、计算题（本大题共2小题）

16. 如图，物体质量为m=2kg，静置于水平面上，它与水平面间的

动摩擦因数μ=0.4，用大小为F=10 N、方向与水平方向夹角θ=45°的拉力F拉动物体，拉动4s后，撤去拉力F，物体最终

2

停下来．（取g=10m/s）试求：

（1）物体前4s运动的加速度是多大？

（2）物体从开始出发到停下来，物体的总位移是多大？

17. 如图所示一足够长的斜面倾角为37°，斜面BC与水平面AB圆滑连接。质量m=2kg的

M点距B点之间的距离L=9m，物体静止于水平面上的M点，物体与水平面和斜面间的

动摩擦因数均为μ=0.5．现使物体受到一水平向右的恒力F=14N作用，运动至B点时撤

=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2）。则： 去该力（sin37°

3 / 11

人教版物理必修1 第四章第3节《牛顿第二定律》拔高练习题

（1）物体在恒力作用下运动时的加速度是多大？ （2）物体到达B点时的速度是多大？

（3）物体沿斜面向上滑行的最远距离是多少？

4 / 11

人教版物理必修1 第四章第3节《牛顿第二定律》拔高练习题

答案和解析

1.【答案】B

【解析】略 2.【答案】B

【解析】【分析】

本题考查牛顿第二定律与运动学公式的应用，基础题。

根据运动学公式求速度，根据牛顿第二定律求出手推车所受的阻力大小，撤去推力，根据牛顿第二定律求出加速度的大小，运动学公式求减速时间，再求总时间。 【解答】

， ，根据运动学公式求小车2s末的速度，根据牛顿第二定律得：计算得出f=15N，撤去拉力后，加速度 ，减速时间为 ，小车运动的总时间为 ，故B正确，ACD错误。

故选B。 3.【答案】C

【解析】【分析】

小球和小车具有相同的加速度，当小车静止或匀速直线运动时，小球处于平衡状态，根据平衡确定弹力的大小和方向。当小车匀加速运动时，抓住小球的合力方向确定弹力的方向。 解决本题的关键知道小球和小车具有相同的加速度，结合牛顿第二定律和共点力平衡进行求解，知道杆对小球的弹力方向不一定沿杆。 【解答】

解：AB.小车静止时，小球处于平衡状态，则杆对球的弹力F=mg，方向竖直向上，故A、B错误；

C.小车向右匀速运动时，小球处于平衡状态，则杆对球的弹力F=mg，方向竖直向上，故C正确；

D.小球向右匀加速运动时，小球具有向右的加速度，合力向右，根据平行四边形定则知，F＞mg，但是方向不一定沿杆向上，故D错误。 故选C。

5 / 11

人教版物理必修1 第四章第3节《牛顿第二定律》拔高练习题

4.【答案】C

【解析】解：设原来的加速度为a0，根据牛顿第二定律可得F=2ma0，因无相对滑动，所以，无论C放到哪块上，根据牛顿第二定律都有：F=3ma，a都将减小。

A、若放在A木块上面，以B为研究对象，设绳子拉力T，则T=ma，绳子拉力减小，故A错误；

B、若C放在B上面，以BC为研究对象，根据牛顿第二定律可得T=2ma=F，故B错误；

C、若C放在B上，以C为研究对象，根据牛顿第二定律可得B、C间摩擦力为f=ma= ，故C正确；

D、以整体为研究对象，无论C放到哪块上，根据牛顿第二定律都有：F=3ma，故C放在A上和放在B上运动时的加速度相同，故D错误； 故选：C。

对整体分析，运用牛顿第二定律判断系统加速度的变化。通过隔离分析，得出绳子拉力和摩擦力的大小。

解决本题的关键要灵活选择研究对象，会用整体法和隔离法，能够正确地受力分析，运用牛顿第二定律进行求解 5.【答案】D

【解析】解：AB、剪断细线前，木块A、B均静止，且两绳均处于绷紧状态，即两绳均有弹力，分别对A、B受力分析由平衡条件有： 对A：m1g=T1 对B：T1=m2g+T

则m1g=T1＞m2g，故AB错误；

CD、剪断细线后，木块A、B一起加速运动，设加速度为a，分别对A、B由牛顿第二定律有：

对A：m1g-T2=m1a，解得：T2=m1（g-a） 对B：T2-m2g=m2a，解得：T2=m2（g+a） 则m1g＞T2＞m2g，故C错误，D正确。 故选：D。

剪断细线前，木块A、B均静止，且两绳均处于绷紧状态，即两绳均有弹力，分别对A、B受力分析由平衡条件即可求解；

剪断细线后，木块A、B一起加速运动，分别对A、B由牛顿第二定律列方程即可求解。 本题是常见的连接体问题，关键要知道细线剪断后A、B一起加速运动，然后由牛顿第二定律列方程。 6.【答案】C

【解析】解：把两个物体看成一个整体，根据牛顿第二定律得：a= ，两次系统的加速度大小相等。

第一次用水平力F由左向右推M，对m运用牛顿第二定理得：F1=ma=

第二次用同样大小的水平力F由右向左推m，对M运用牛顿第二定理得：F2=Ma= 6 / 11

人教版物理必修1 第四章第3节《牛顿第二定律》拔高练习题

因为M＞m，所以F1＜F2 故选：C。

先对整体运用牛顿第二定律求出共同的加速度，对一次对m用牛顿第二定律求出F1，对一次对M用牛顿第二定律求出F2，这样就可以判断F1和F2的大小了。

该题是整体法和隔离法的应用，要求同学们能选择恰当的研究对象运用牛顿第二定律解题。 7.【答案】B

【解析】解：工件无初速放上匀减速运动的传送带，工件相对于传送带向后滑，受到向前的摩擦力，做匀加速直线运动，当工件的速度与传送带速度相等时，与传送带一起做匀减速运动。故B正确，A、C、D错误。 故选：B。

根据工件的受力，判断出加速度的方向，根据速度和加速度的关系，判断工件的运动情况． 解决本题的关键会根据物体的受力得出加速度的方向，通过加速度方向与速度方向关系判断物体的运动． 8.【答案】C

【解析】【分析】

物块先做匀加速直线运动，当速度达到传送带速度后一起做匀速直线运动，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解。

解决本题的关键理清物体在传送带上的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解，难度不大。 【解答】

ABC.根据牛顿第二定律得，物体的加速度为：a=μg=5m/s2， 则物体做匀加速直线运动的时间为： ， 匀加速直线运动的位移为： ， 匀速直线运动的时间为： ，

则t=t1+t2=0.4+4.8s=5.2s，故C正确，AB错误；

D.由上述分析知，物体先做匀加速后匀速运动，物体到达传送带右端时速度为2m/s，故D错误。 故选C。 9.【答案】C

【解析】解：A、由小球的速度图象知，开始小球的速度增大，说明小球的重力大于弹簧对它的弹力，当△x为0.1m时，小球的速度最大，然后减小，说明当△x为0.1m时，小球的重力等于弹簧对它的弹力。所以可得：k△x=mg 解得：k=△ =

=20N/m，故A正确

C、当△x=0.1m时，小球的加速度为零，弹簧的弹力大小等于重力大小，处于平衡状态时速度最大，小球刚接触弹簧时速度不是最大的，故C错误； B、当△x=0.3m时，小球向下做减速运动，加速度方向向上，小球处于超重状态，故B正确； D、弹簧的最大缩短量为：△xm=0.61m，

7 / 11

人教版物理必修1 第四章第3节《牛顿第二定律》拔高练习题

0.61m=12.2N。 所以弹簧的最大值为：Fm=20N/m×弹力最大时的加速度为：a=

=

=51m/s2，小球刚接触弹簧时加速度为10m/s2，

当△x=0.1m时，小球的加速度为零，所以压缩到最短的时候加速度最大，故加速度先减小后

增大，故D正确；

本题选择错误的，故选：C。

根据图象可知，当△x为0.1m时，小球的速度最大，加速度为零，此时重力等于弹簧对它的弹力，根据k△x=mg求出k，再求出最低点的弹力，根据牛顿第二定律求解在最低点的加速度，与刚开始接触时比较得出什么时候加速度最大，小球和弹簧组成的系统机械能守恒。 解答本题要求同学们能正确分析小球的运动情况，能根据机械能守恒的条件以及牛顿第二定律解题，知道从接触弹簧到压缩至最短的过程中，弹簧弹力一直做增大，弹簧的弹性势能一直增大。注意本题选择错误。 10.【答案】D

22

【解析】解：A、图象的斜率表示加速度，则上升过程中加速度大小a1= m/s=11m/s，下22

降过程的加速度大小a2= m/s=9m/s，上升、下降过程中加速度大小之比为11：9，故A

错误；

B、图象与坐标轴围成的面积表示位移，上升过程中与下落过程中图象与坐标轴围成的面积不相等，所以第2s末物体没有回到抛出点，故B错误； CD、根据牛顿第二定律可得： 上升过程：mg+f=ma1…① 下降过程：mg-f=ma2…②

则mg：f=10：1，故C错误、D正确。 故选：D。

根据图象的斜率求解加速度之比、根据图线与坐标轴围成的面积分析位移；由牛顿第二定律分别研究上升和下降两个过程，求解重力和空气阻力之比。 本题图象反映物体的速度与时间的关系，根据牛顿第二定律和运动学公式结合求解，掌握图象的物理意义是关键。 11.【答案】15；0

【解析】解：悬线剪断前，以B为研究对象可知：弹簧的弹力F =mg． 剪断悬线瞬间，弹簧的弹力不变，根据牛顿第二定律： 对A：2mg+F=2maA，又F=mg，得aA=1.5g=15m/s2． 对B：F-mg=maB，F=mg，得aB=0 故答案为：15，0．

先研究悬线剪断前的状态，分别以两球为研究对象，求出弹簧的弹力．突然剪断悬线瞬间，弹簧的弹力没有来得及变化，分析瞬间两球的受力情况，由牛顿第二定律求解加速度． 本题是动力学中典型的问题：瞬时问题，往往先分析悬线剪断前弹簧的弹力，再分析悬线判断瞬间物体的受力情况，再求解加速度，关键要抓住悬线剪断瞬间弹力没有来得及变化． 12.【答案】0.8m/s2 1600N。

8 / 11

人教版物理必修1 第四章第3节《牛顿第二定律》拔高练习题

2

【解析】解：因为汽车做匀加速直线运动，根据位移时间关系有x= at，得汽车加速运动时2

的加速度为：a=0.8m/s

由牛顿第二定律知：F牵-f=ma

103-3200N=1600N 可知汽车所受阻力为：f=F牵-F合=4.8×

2

故答案为：0.8m/s；1600N。

根据汽车做匀加速运动由运动学规律求解出汽车的加速度； 由牛顿第二定律由汽车的加速度求出汽车的合外力，再根据汽车的受力分析得出汽车所受的阻力。

本题是典型的已知物体运动求物体受力的问题，关键是根据运动学公式求出物体运动时的加速度，再由牛顿第二定律求出物体所受合力，根据受力分析求出未知力。关键是掌握运动学公式并能正确的受力分析。 13.【答案】9N 0.125

【解析】解：物体的运动分为两个过程，由题图可知两个过程加速度分别为： a1=1m/s2

a2=-0.5m/s2。

对两个过程，由牛顿第二定律得： F-μmg=ma1

-μmg=ma2，

代入数据解得：F=9N，μ=0.125。 故答案为：9N，0.125。

速度图象的斜率等于加速度，由数学知识求出匀加速运动和匀减速运动的加速度大小，由牛顿第二定律分别研究两个过程，联立解得F和μ。 本题首先充分挖掘图象的信息，由斜率等于加速度求得加速度，就可以根据牛顿定律分过程研究F、μ与加速度的关系。 14.【答案】6 3

【解析】解：设物体匀加速直线运动的加速度为a1，运动时间为t1．撤去F后匀减速直线运动的加速度大小为a2，运动时间为t2。

2

匀加速直线运动过程，由v=2a1x1得： a1=

=

=4m/s2。

根据牛顿第二定律得： F-μmg=ma1。 可得：F=6N t1= = s=1s

撤去F后匀减速直线运动过程，根据牛顿第二定律得： μmg=ma2。

2

可得：a2=2m/s。 则有：t2= = s=2s

9 / 11

人教版物理必修1 第四章第3节《牛顿第二定律》拔高练习题

故总时间为：t=t1+t2=3s 故答案为：6，3。

物体在F作用下做匀加速运动，根据速度位移公式求出加速度，再根据牛顿第二定律求出F的大小。先根据加速度的定义求匀加速运动的时间。再根据牛顿第二定律求出撤去F后的加速度，由速度时间公式求出匀减速运动的时间，从而求得总时间。 本题的关键是根据运动学公式求加速度，要知道加速度是联系力和运动的桥梁，在动力学问题中是必求的量。第一问也可以根据动能定理求解。 15.【答案】2 由a指向b

【解析】解：根据胡克定律公式F=kx可知，△F=k•△x，由于两个弹簧相同，形变量的变化量相同，故弹力变化量相同；

当压力传感器b的读数为8N时，a传感器读数一定是12N，故合力为12-8=4N，水平向右，根据牛顿第二定律，有： a= = m/s2=2m/s2，由a指向b；

故答案为：2 由a指向b

滑块在水平方向上受到的力为a、b两个弹簧施加的弹力，这两个弹力的合力提供加速度，根据牛顿第二定律列式求解。

传感器的示数就是等于该侧弹簧的弹力，也等于弹簧施加给滑块的弹力，对滑块受力分析，运用牛顿第二定律解题；此题要注意弹簧的弹力变化量跟缩短量的变化量成正比。 16.【答案】解：（1）受力分析：正交分解：由牛顿第二定律得： Fcos45°-f=ma Fsin45°+N-mg=0

2

联立解得：a=3m/s

（2）前4s内的位移为 ， 4s末的速度为：v=at=12m/s

撤去外力后根据牛顿第二定律可知：-μmg=ma′，

2

解得：a′=-μg=-4m/s， 减速阶段的位移为：

通过的总位移为：x=x1+x2=42m

2

答：（1）物体前4s运动的加速度是3m/s

（2）物体从开始出发到停下来，物体的总位移是42m

【解析】（1）根据牛顿第二定律求出匀加速运动的加速度．

（2）根据速度时间公式求出4s末的速度和4s内的位移，根据牛顿第二定律求出撤去拉力后的加速度，结合速度位移公式求出继续向前滑行的距离，即可求得 本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，注意在撤去拉力前后物体所受的摩擦力不同．

17.【答案】解：（1）在水平面上，根据牛顿第二定律可知：F-μmg=ma， 解得：a=

；

（2）有由M到B，根据速度位移公式可知：

10 / 11

人教版物理必修1 第四章第3节《牛顿第二定律》拔高练习题

解得： m/s=6m/s； （3）在斜面上，根据牛顿第二定律可知：

2

代入数据解得：a′=-10m/s

根据速度位移公式可知：

解得：

。

答：（1）物体在恒力作用下运动时的加速度是 ； （2）物体到达B点时的速度是6m/s；

（3）物体沿斜面向上滑行的最远距离是 。

【解析】（1）根据牛顿第二定律求得加速度； （2）根据速度位移公式求得速度；

（3）利用牛顿第二定律求得在斜面上的加速度，利用速度位移公式求得位移 本题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。

11 / 11