專題08 牛頓第二定律及其應用（原卷版）-2024-2025學年高一上學期物理期末備考重難題型精講精練（人教版2019）

1/2專題08牛頓第二定律及其應用本節(jié)要點知識點1牛頓第二定律知識點2繩、桿和彈簧的受力特點知識點3利用牛頓第二定律解題方法重難點1兩類基本問題對應題號專項精練1牛頓第一、第二、第三定律1-5，17專項精練2牛頓第二定律求瞬時突變問題6-10，13-14專項精練3利用牛頓第二定律分析動態(tài)過程11-12，15專項精練4牛頓運動定律的兩類基本問題16，18-24知識點1牛頓第二定律1．牛頓第二定律內(nèi)容物體的加速度與作用力成正比，與物體的質量成反比。。2．力與加速度的因果關系力產(chǎn)生加速度(ma是力的作用效果)。①瞬時關系：加速度隨力作瞬時同步變化；②方向關系：加速度方向總與力的方向一致；③量值關系：。3．力的單位規(guī)定質量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2加速度，則受到的力大小為1N。4．適用條件慣性系統(tǒng)中宏觀，低速運動物體。知識點2繩、桿和彈簧的受力特點物理模型——剛體：受力但不發(fā)生形變的物體。①繩受力不形變，有張力無壓力，繩上的力可以發(fā)生突變；②桿受力不形變，有張力有壓力，桿上的力可以發(fā)生突變；③彈簧受力形變，有張力有壓力，彈簧上的力不可以發(fā)生突變。知識點3利用牛頓第二定律解題方法1．選擇研究對象：能正確、巧妙地選取研究對象，正確地轉移研究對象。2．受力分析：假設法，若某力難以確定，可假設存在或不存在，討論其受力情況是否滿足牛頓第二定律。3．建立坐標，求a時一般以加速度方向為坐標正方向；求F時一般以所求力的方向為坐標正方向。4．列式計算。5．討論結果的真實性。重難點1兩類基本問題1．求力與運動的關系，加速度是橋梁2．已知力求運動一般用決定式，已知運動求力一般用定義式：3．運動中加速度恒定可作為一個運動過程，若加速度發(fā)生變化則作為一個新過程的開始，運動轉折點的速度是前后過程聯(lián)系的關鍵量一、單選題1．（24-25高一上·重慶沙坪壩·期中）《論衡》是中國思想史上的一部重要著作，是東漢時期杰出的唯物主義思想家王充的智慧結晶。其《效力篇》中有如下描述：“是故車行于陸，船行于溝，其滿而重者行遲，空而輕者行疾”“任重，其進取疾速，難矣”。結合以上敘述，下列說法正確的是（）A．力是維持運動的原因 B．力是改變運動狀態(tài)的原因C．質量越小，物體的慣性越大 D．速度越小，物體的慣性越大2．（24-25高一上·江蘇連云港·期中）某同學用水平力去拉一個置于水平地面上的課桌，但課桌沒有被拉動，下列說法正確的是（）A．人對課桌的拉力比課桌對人的拉力小B．人對課桌的拉力小于課桌所受到的摩擦力C．人對課桌的拉力與課桌對人的拉力是一對平衡力D．人對課桌的拉力與地面對課桌的摩擦力大小一定相等3．（23-24高一下·廣東廣州·期末）功率是反映做功快慢的物理量，下列關于功率單位用國際制基本單位來表示正確的是（）A． B． C．4．（23-24高一上·湖南婁底·期末）有關運動與力的關系，下列說法正確的是（

）A．離地球越遠的物體所受的重力越小，所以物體慣性也越小B．力是改變物體的運動狀態(tài)即產(chǎn)生加速度的原因C．只有物體所受的合力發(fā)生改變，物體的運動狀態(tài)才會發(fā)生改變D．作用力與它的反作用力可以為一對平衡力5．（24-25高一上·浙江·期中）現(xiàn)代戰(zhàn)場上FPV自爆無人機已成為士兵的頭號克星。某次無人機演練中，靜止于空中的FPV無人機發(fā)現(xiàn)正前方有一軍事目標，于是以7．5m/s2的加速度沿水平直線沖向目標。設該無人機的質量為2kg，重力加速度g取10m/s2，求加速過程中空氣對無人機的作用力大小為（）A．10N B．15N C．20N D．25N6．（23-24高一上·吉林長春·階段練習）如圖所示，A質量為2m，B質量為m，中間有一輕質彈簧相連，A用繩懸于O點，當突然剪斷OA繩時，關于A物體的加速度，已知重力加速度為g，下列說法正確的是（）A．0 B．g C．1.5g D．無法確定7．（23-24高一上·四川德陽·期末）如圖所示，物體a、b用一根不可伸長的輕細繩相連，再用一根輕彈簧將a和天花板相連，已知物體a、b的質量相等，重力加速度為g。當在P點剪斷繩子的瞬間，下列說法正確的是（）A．物體a的加速度大小為零B．物體a的加速度大小小于gC．物體b的加速度大小為零D．物體b的加速度與物體a的加速度大小相等8．（23-24高一上·云南德宏·期末）如圖所示，物塊a、b、c質量關系為，a和b、b和c之間用完全相同的輕彈簧和相連，通過系在a上的細線懸掛于固定點O，整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，和相對于原長的伸長量分別記為和，現(xiàn)將細線剪斷，將物塊a的加速度大小記為，將物塊b的加速度大小記為，重力加速度大小為g，在剪斷的瞬間（）A．B．C．D．9．（23-24高一上·浙江杭州·期末）如圖所示，在傾角為的光滑斜面上，物塊A、B質量分別為m和，物塊A靜止在輕彈簧上面，物塊B用細線與斜面頂端相連，A、B緊挨在一起但A、B之間無彈力。已知重力加速度為g，某時刻把細線剪斷，當細線剪斷瞬間，下列說法正確的是（）A．物塊A的加速度為0 B．物塊A的加速度為C．物塊B的加速度為0 D．物塊AB間作用力為10．（23-24高一上·重慶沙坪壩·期末）如圖所示，質量均為m的三物塊A、B、C，物塊A、B間由繞過光滑輕質滑輪的足夠長輕繩連接，物塊B、C間由輕彈簧連接。施加豎直向上的外力F讓滑輪以加速度g向上做勻加速直線運動，穩(wěn)定后B、C相對靜止，重力加速度為?，F(xiàn)突然剪斷連接A、B的輕繩，則剪斷輕繩后瞬間，下列說法正確的是（）A．物塊A的加速度大小為B．物塊B的加速度大小為C．物塊C的加速度大小為D．剪斷輕繩前施加在滑輪上的外力大小為11．（24-25高一上·廣東廣州·階段練習）如圖是享譽中國第一高塔、世界第二高塔之稱的廣州塔“小蠻腰”。在維護其外墻時，工人不小心掉落一顆螺釘。此螺釘由靜止加速下落，在空氣阻力作用下，螺釘?shù)募铀俣确较虿蛔?、大小逐漸減小直至為零，然后維持加速度為零進入收尾階段。下列說法正確的是（）A．下落過程中，螺釘加速度的方向有可能與速度方向相反B．在空氣阻力作用下，螺釘?shù)乃俣茸兓絹碓娇霤．在空氣阻力作用下，螺釘?shù)奈恢米兓絹碓娇霥．收尾階段，螺釘停止運動12．（24-25高一上·河北石家莊·階段練習）2013年第十二屆全運會，重慶姑娘施廷懋閃耀賽場，輕松奪冠跳水女子全能賽。某運動員（可看作質點）參加跳板跳水比賽，是其向上起跳瞬間，其速度與時間關系圖像如圖所示，則（

）

A．時刻開始進入水面B．時刻到達最高點C．時刻已浮出水面D．時間內(nèi)，運動員的加速度方向一直豎直向下二、多選題13．（23-24高一上·山東德州·期末）如圖所示，在光滑的水平面上有一個質量為m=3kg的小球，有一水平輕質彈簧左端固定在墻上，右端與小球相連，小球右側用不可伸長的輕繩連接在天花板上，輕繩與豎直方向成θ=53°角，此時小球處于靜止狀態(tài)，且水平面對小球的彈力恰好為零。重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6。當剪斷輕繩的瞬間，下列說法正確的是（）A．輕質彈簧的彈力大小為40NB．小球仍處于平衡狀態(tài)C．小球的加速度大小為，方向水平向左D．小球的加速度大小為，方向水平向左14．（23-24高一下·云南紅河·期末）如圖所示，質量均為m的木塊A和B用一輕彈簧相連，豎直放在光滑的水平面上，二者處于靜止狀態(tài)，重力加速度為g。將質量為2m的木塊C放在A上的瞬間，則（）A．彈簧的彈力大小變?yōu)?mg B．彈簧的形變量不變C．B對水平面的壓力大小變?yōu)?mg D．A的加速度大小為15．（24-25高一上·遼寧·期中）足夠長的木板上表面一端放有一個木塊，木塊與木板接觸面上裝有摩擦力傳感器，如圖甲所示，木板由水平位置緩慢向上轉動（即木板與地面的夾角變大），另一端不動，已知木塊與木板間彈力大小與角度的關系式為，摩擦力傳感器記錄了木塊受到的摩擦力隨角度的變化圖像，如圖乙所示。下列判斷正確的是（）A．木塊與木板間的動摩擦因數(shù)B．木塊與木板間的動摩擦因數(shù)C．木板由轉到的過程中，木塊的速度越來越大D．木板與地面的夾角為時，木塊做自由落體運動16．（23-24高一上·河北保定·期末）2022年北京冬奧會后，我國北方掀起一股滑雪運動的熱潮，有一傾角為的斜面雪道如圖（甲）。假設一滑雪愛好者和他的雪橇總質量為，他們沿足夠長的雪道向下滑去，已知他和雪橇所受的空氣阻力f與滑雪速度v成正比，比例系數(shù)k未知，雪橇與雪道間的動摩擦因數(shù)均相同。從某時刻開始計時，測量得雪橇運動的圖像如圖（乙）中的曲線AD所示，圖中AB是曲線AD在A點坐標為（0，5）的切線，切線上一點B的坐標為（4，15），CD是曲線AD的漸近線。（g取，，）。下列說法正確的是（）A．開始運動時雪橇的加速度大小為B．內(nèi)雪橇做加速度變小的曲線運動C．比例系數(shù)為D．動摩擦因數(shù)三、解答題17．（24-25高一上·遼寧丹東·期中）如圖，一輛裝滿石塊的貨車在平直道路上以加速度向前勻加速啟動，貨箱中石塊B的質量，啟動4秒時司機突然發(fā)現(xiàn)前方處有一騎車人正以勻速騎行，司機立刻以剎車（反應時間忽略不計），剎車2s后騎車人發(fā)現(xiàn)貨車，立即以加速，求：(1)減速前石塊B周圍與它接觸的物體對石塊B作用力的合力有多大？(2)貨車剎車2s時速度有多大？(3)貨車與騎車人是否會相撞？如果相撞，請通過計算說明理由；如果不相撞，請求出二者之間的最近距離是多大？18．（23-24高一上·江蘇南京·階段練習）一位滑雪者，人與裝備的總質量為80kg，以2m/s的初速度沿山坡勻加速直線滑下，山坡傾角為30°，在4s的時間內(nèi)滑下的路程為40m，g取10m/s2。求：（1）滑雪者下滑過程中加速度大小；（2）滑雪者下滑過程中受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力）。19．（24-25高一上·北京海淀·期中）如圖所示，水平地面上有一質量的物塊，物塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)，在與水平方向成斜向下的推力F作用下由靜止開始向右做勻加速直線運動。已知，，，重力加速度g取10m/s2，不計空氣阻力。求：(1)物塊運動過程中所受滑動摩擦力的大小；(2)物塊運動過程中加速度的大小；(3)物塊開始運動4.0s所通過的位移大小。【答案】(1)5.2N(2)1.4m/s2(3)11.2m20．（23-24高一上·浙江寧波·期中）兩套完全相同的小物塊和軌道系統(tǒng)固定在水平桌面上。物塊質量，軌道長度，物塊與軌道之間動摩擦因數(shù)?，F(xiàn)用拉力、同時拉兩個物塊，分別作用一段距離后撤去，使兩物塊都能從靜止出發(fā)，運動到軌道另一端時恰好停止。兩個拉力與水平桌面的夾角均為。求：(1)分別畫出物體在拉力作用下和撤去拉力后的受力示意圖；(2)在作用下的小物塊加速度多大?(3)作用了多少位移?(4)從兩物塊運動時開始計時直到都停止，除了物塊在軌道兩端速度都為零之外，另有某時刻兩物塊速度相同，則為多少？21．（23-24高一上·湖南邵陽·期末）隨著機動車數(shù)量的增加，交通安全問題日益凸顯。分析交通違法事例，將警示我們遵守交通法規(guī)，珍惜生命。一貨車嚴重超載后的總質量為49t，以54km/h的速率勻速行駛。發(fā)現(xiàn)紅燈時司機剎車，貨車即做勻減速直線運動，加速度的大小為2.5m/s2（不超載時則為5m/s2）。（1）若前方無阻擋，問從剎車到停下來此貨車在超載及不超載時分別前進多遠？（2）若超載貨車剎車時正前方25m處停著總質量為1t的轎車，兩車將發(fā)生碰撞，設相互作用0.1s后獲得相同速度為9.8m/s，問貨車對轎車的平均沖力多大？22．（23-24高一上·四川攀枝花·期末）如圖所示，在傾角為θ的斜面上有一個質量m=1kg的物體，零時刻開始在大小F=20N、方向沿斜面向上的拉力作用下由靜止開始運動，2s時物體的速度v=20m/s，方向沿斜面向上，3s時，撤去拉力。已知，，重力加速度g取10m/s2，斜面足夠長，求：（1）物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)。（2）撤去F后，物體經(jīng)過多少時間回到初始位置。23．（23-24高一上·浙江杭州·期末）如圖所示，質量為2kg的一只長方體形空鐵箱在水平拉力F作用下沿水平面向右勻加速運動，鐵箱與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.4，這時鐵箱內(nèi)一個質量為0.5kg的木塊恰好能靜止在后壁上。木塊與鐵箱內(nèi)壁間的動摩擦因數(shù)為0.25，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取。求：（1）鐵箱加速度大小和鐵箱后壁對木塊作用力的大??；（2）水平拉力F的大?。海?）減少拉力F，經(jīng)過一段時間，木塊沿鐵箱左側壁落到底部且不反彈，當鐵箱的速度為撤去拉力，又經(jīng)1s時間木塊從左側到達右側，則鐵箱的長度是多少？（結果保留兩位有效數(shù)字）24．（23-24高一上·湖南邵陽·期末）如圖所示，質量的物體靜止于水平地面的A處，A、B間距。用大小為30N，沿水平方向的外力拉此物體，經(jīng)拉至B處。（已知，