新教材適用2024-2025學(xué)年高中物理第4章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系3牛頓第二定律提能作業(yè)新人教版必修第一冊

第四章3.合格考訓(xùn)練一、選擇題1．(2024·內(nèi)蒙古包頭高一期末)牛頓是經(jīng)典力學(xué)的奠基人，牛頓三定律是物理學(xué)乃至自然科學(xué)中第一個(gè)完整的理論體系，它把天地間萬物的機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律概括在一個(gè)嚴(yán)密的統(tǒng)一理論之中，這是人類相識自然的歷史中第一次理論大綜合。牛頓力學(xué)是經(jīng)典物理學(xué)和天文學(xué)的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代工程力學(xué)及與之有關(guān)的工程技術(shù)的理論基礎(chǔ)。下列說法正確的是(B)A．牛頓通其次定律不適用于做曲線運(yùn)動(dòng)的物體B．從牛頓第肯定律得知，物體反抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的性質(zhì)是慣性C．牛頓第肯定律又被稱為慣性定律，物體的速度越大，慣性越大D．牛頓第三定律指出先有作用力，后有反作用力解析：牛頓其次定律既適用直線運(yùn)動(dòng)也適用曲線運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)，稱為慣性，表現(xiàn)為物體對其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的一種阻抗程度，B正確；慣性由質(zhì)量確定，與速度無關(guān)，C錯(cuò)誤；作用力與反作用力同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)改變、同時(shí)消逝，D錯(cuò)誤。2．(2024·上海黃浦高一期末)如圖為第八屆珠海航展上中國空軍“八一”飛行表演隊(duì)駕駛“殲10”戰(zhàn)機(jī)大仰角沿直線減速爬升的情景，則戰(zhàn)機(jī)在爬升過程中所受合力方向(C)A．豎直向上B．與速度方向相同C．與速度方向相反D．與速度方向垂直解析：“殲10”戰(zhàn)機(jī)大仰角沿直線減速爬升，說明加速度方向與速度方向相反，合外力方向與加速度方向又相同，所以合力方向與速度方向相反。故選C。3．(2024·河北石家莊高一階段練習(xí))甲乙兩輛試驗(yàn)小車，在相同的力的作用下甲車產(chǎn)生的加速度為1.5m/s2，乙車產(chǎn)生的加速度為4.5m/s2，甲車的質(zhì)量是乙車質(zhì)量的________倍。(A)A．3 B．eq\f(1,3)C．9 D．eq\f(1,9)解析：由牛頓其次定律得F＝m甲a甲，F(xiàn)＝m乙a乙，解得eq\f(m甲,m乙)＝3，甲車的質(zhì)量是乙車的3倍。故選A。4．(2024·北京朝陽高一階段練習(xí))如圖是火箭點(diǎn)火升空瞬間的照片，關(guān)于這一瞬間火箭的速度和加速度的推斷正確的是(A)A．速度很小，但加速度可能較大B．速度很大，加速度可能也很大C．速度很小，所以加速度也很小D．速度很大，但加速度肯定很小解析：火箭點(diǎn)火升空瞬間由于燃料燃燒產(chǎn)生的強(qiáng)大推力，立即獲得很大的加速度。但是由于這個(gè)“瞬間”的時(shí)間間隔很小，接近于零，所以火箭的速度很小，而加速度很大，故選A。5．(2024·河北高一月考)如圖所示，有一輛滿載西瓜的汽車在水平路面對左沿直線做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a，其中一質(zhì)量為m的西瓜A受到其他西瓜對它的作用力的合力為F，則關(guān)于F的大小和方向的推斷正確的是(A)A．F的大小為meq\r(g2＋a2)B．F的大小為maC．F的方向向右偏上D．F的方向水平向左解析：由題意可得，質(zhì)量為m的西瓜A所受合外力向左，又因?yàn)槭茇Q直向下的重力，可得其他西瓜對它的作用力的合力為F，力之間的關(guān)系如圖所示由三角形學(xué)問以及牛頓其次定律可得F＝eq\r(mg2＋F\o\al(2,合))＝eq\r(mg2＋ma2)＝meq\r(g2＋a2)，由圖還可得F的方向向左偏上，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。6．(多選)(2024·吉林通化高一期末)如圖所示，細(xì)繩OA一端系在小球上，另一端固定在傾斜天花板上的A點(diǎn)，細(xì)繩OA恰好豎直；輕質(zhì)彈簧OB一端與小球連接，另一端固定在豎直墻上的B點(diǎn)，輕質(zhì)彈簧OB恰好水平，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列說法正確的是(BD)A．此時(shí)彈簧OB被壓縮B．若將細(xì)繩剪斷的瞬間，小球的加速度方向豎直向下C．若將細(xì)繩剪斷的瞬間，小球的加速度方向沿右下方D．若將彈簧剪斷的瞬間，小球的加速度為0解析：由于細(xì)繩恰好豎直，故對小球分析受力可知，此時(shí)小球只受繩子的拉力和重力。故此時(shí)彈簧處于原長狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；若將細(xì)繩剪斷的瞬間，小球只受重力作用，依據(jù)牛頓其次定律可知，小球的加速度方向豎直向下，故B正確，C錯(cuò)誤；若將彈簧剪斷的瞬間，小球的受力狀況不變，故小球仍保持平衡狀態(tài)，所受合外力為零，故小球的加速度也為0，故D正確。二、非選擇題7．(2024·河南鄭州高一期末)如圖，小孩坐在雪橇上，小孩與雪橇的總質(zhì)量為40kg，大人用與水平方向成37°角斜向上的大小為100N的拉力拉雪橇，使雪橇沿水平地面做加速度為1m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：(1)雪橇受到地面的支持力大??；(2)雪橇與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)的大小(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。答案：(1)340N(2)0.12解析：(1)對雪橇和小孩整體受力分析，如下圖豎直方向由平衡條件Fsinθ＋FN＝G代入數(shù)據(jù)解得，雪橇受到地面的支持力大小為FN＝340N。(2)水平方向由牛頓其次定律得Fcosθ－Ff＝ma其中Ff＝μFN聯(lián)立解得，雪橇與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)的大小為μ＝0.12。等級考訓(xùn)練一、選擇題1．(2024·河南鶴壁高一校考期末)如圖所示，光滑的水平面上，有一木塊以速度v向右運(yùn)動(dòng)，一根彈簧固定在墻上，木塊從與彈簧接觸直到彈簧被壓縮到最短的這一段時(shí)間內(nèi)，木塊將做什么運(yùn)動(dòng)(C)A．勻減速運(yùn)動(dòng)B．速度減小，加速度減小C．速度減小，加速度增大D．速度增大，加速度增大解析：木塊從與彈簧接觸直到彈簧被壓縮到最短的過程中，木塊豎直方向受到重力與支持力兩個(gè)力，二力平衡。水平方向受到彈簧向左的彈力，由于彈力與速度方向相反，則木塊做減速運(yùn)動(dòng)，隨著壓縮量的增大，彈力增大，由牛頓其次定律可知，加速度增大，因此木塊做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)。故選C。2．(2024·山西高一階段檢測)如圖所示為探究加速度與物體受力關(guān)系的試驗(yàn)。試驗(yàn)中小車在拉力作用下向右加速運(yùn)動(dòng)。請推斷砝碼受到的合力方向，并進(jìn)一步推斷小車受到的拉力是否等于砝碼的重力(D)A．砝碼合力向上，拉力大于砝碼重力B．砝碼合力向上，拉力小于砝碼重力C．砝碼合力向下，拉力大于砝碼重力D．砝碼合力向下，拉力小于砝碼重力解析：小車在拉力作用下向右加速運(yùn)動(dòng)。則砝碼向下加速運(yùn)動(dòng)，合力向下，對砝碼mg－T＝ma，所以拉力小于砝碼重力。故選D。3．如圖，運(yùn)動(dòng)員手持網(wǎng)球拍托著一個(gè)乒乓球沿水平面勻加速跑，球拍平面和水平面之間保持恒定的夾角，且球拍與球保持相對靜止，它們間摩擦及空氣阻力不計(jì)，則要做到這一點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)員的加速度必需(B)A．大于某一特定值B．等于某一特定值C．小于某一特定值D．大于或小于某一特定值解析：對乒乓球進(jìn)行受力分析如圖所示則有mgtanθ＝ma，解得a＝gtanθ，即球拍與球保持相對靜止，運(yùn)動(dòng)員的加速度大小等于gtanθ，方向水平，與運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)方向相同。故選B。4．(多選)(2024·重慶沙坪壩高一期末)如圖，在光滑水平面上，輕質(zhì)彈簧兩端連接質(zhì)量均為2kg的物塊A、B?，F(xiàn)用大小為F＝10N的恒力作用在A上使AB保持相對靜止一起向左勻加速運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是(BC)A．A的加速度大小為5m/s2B．彈簧的彈力大小等于5NC．撤去力F后的瞬間，B的加速度大小為2.5m/s2D．撤去F后的瞬間，A的加速度大小為5m/s2解析：對AB整體受力分析，由牛頓其次定律a＝eq\f(F,mA＋mB)＝eq\f(10,2＋2)m/s2＝2.5m/s2，所以，A、B的加速度大小為2.5m/s2，A錯(cuò)誤；對B受力分析，由牛頓其次定律T＝mBa＝2×2.5N＝5N，可得，彈簧的彈力大小等于5N，B正確；撤去F的瞬間，彈簧的彈力不變，則B的加速度不變，即B的加速度大小仍為2.5m/s2，C正確；撤去F的瞬間，彈簧的彈力不變，對A由牛頓其次定律T＝mAaA，解得，A的加速度大小為aA＝2.5m/s2，D錯(cuò)誤。5．(多選)(2024·吉林高一?？计谀?如圖所示，質(zhì)量為5kg的載貨車廂通過懸臂固定在纜繩上，纜繩與水平方向夾角為37°，當(dāng)纜繩帶動(dòng)車廂以加速度2m/s2勻加速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量為1kg的貨物在車廂底板中與車廂恰好相對靜止。已知懸臂豎直，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為10m/s2，則(AD)A．貨物所受底板的摩擦力大小為1.6NB．底板對貨物的支持力大小為8.8NC．底板對貨物的支持力大小為10ND．貨物與車廂的動(dòng)摩擦因數(shù)約為0.14解析：貨物在水平方向上的加速度大小為ax＝acos37°＝2×0.8m/s2＝1.6m/s2，由牛頓其次定律可得Ff＝max＝1×1.6N＝1.6N，A正確；貨物在豎直向上方向上的加速度大小為ay＝asin37°＝2×0.6m/s2＝1.2m/s2，由牛頓其次定律可得FN－mg＝may，解得FN＝mg＋may＝1×10N＋1×1.2N＝11.2N，B、C錯(cuò)誤；由題意，貨物在車廂底板中與車廂恰好相對靜止可知，貨物與車廂底板的靜摩擦力達(dá)到最大，由滑動(dòng)摩擦力公式，可得貨物與車廂的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(Ff,FN)＝eq\f(1.6,11.2)≈0.14，D正確。二、非選擇題6．(2024·重慶江北高一期末)如圖所示，傾角為θ＝53°的光滑斜面靜置于水平面上，一根輕彈簧上端固定于斜面頂端，下端連接一個(gè)質(zhì)量為m1＝0.25kg的小球，輕彈簧的軸線與斜面平行，彈簧原長為l0＝10cm，其勁度系數(shù)k＝100N/m，重力加速度g取10m/s2。(sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)求：(1)彈簧的長度l1；(2)若該輕彈簧下端換接一個(gè)質(zhì)量為m2＝0.2kg的小球，同時(shí)讓斜面對右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定時(shí)小球剛要飛離斜面，求此時(shí)彈簧的長度l2和斜面的加速度大小a。(小球始終在斜面上且彈簧的伸長量始終在彈性限度內(nèi))答案：(1)12cm(2)12.5cm7.5m/s2解析：(1)靜止時(shí)，小球受重力、彈簧的斜向上的彈力和斜面對小球的支持力，受力分析在沿斜面方向上F＝m1gsinθ由胡克定律F＝kx可得x1＝eq\f(F,