2025版新教材高中物理第四章運動和力的關(guān)系3.牛頓第二定律課時作業(yè)新人教版必修第一冊

3．牛頓其次定律學(xué)問點分組練學(xué)問點1對牛頓其次定律的理解1.(多選)下列對牛頓其次定律公式的理解正確的是()A．由F＝ma可知，物體所受的合力與物體的質(zhì)量成正比，與物體的加速度成正比B．由m＝eq\f(F,a)可知，物體的質(zhì)量與其所受的合力成正比，與其運動的加速度成反比C．由a＝eq\f(F,m)可知，物體的加速度與其所受的合力成正比，與其質(zhì)量成反比D．由m＝eq\f(F,a)可知，物體的質(zhì)量可以通過測量它的加速度和它所受的合力而求出2．(多選)下列關(guān)于牛頓其次定律的說法中，正確的是()A．物體所受合外力的方向和加速度的方向及速度的方向總是相同的B．物體加速度的方向只由它所受合外力的方向確定，與速度的方向無關(guān)C．物體加速度的大小由物體的質(zhì)量和所受合力的大小確定，與物體的速度無關(guān)D．一旦物體所受合力為零，則物體的加速度馬上為零，其運動也就漸漸停止了3．(多選)關(guān)于牛頓其次定律的數(shù)學(xué)表達式F＝kma，下列說法正確的是()A．在任何狀況下式中k都等于1B．式中k的數(shù)值由質(zhì)量、加速度和力的大小確定C．式中k的數(shù)值由質(zhì)量、加速度和力的單位確定D．物理中定義使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的力為1N學(xué)問點2牛頓其次定律的簡潔應(yīng)用4.[2024·湖南省益陽市高一期末]一個質(zhì)量為2kg的物體，在光滑的水平地面上受到三個水平共點力F1、F2、F3作用處于靜止?fàn)顟B(tài)，這三個力的大小分別為10N、6N、14N，現(xiàn)將其中F3突然減小到8N，這三個力方向不變，則此時物體的加速度為()A.4m/s2B．3m/s2C．2m/s2D．05.[2024·陜西省西安市高一期末]如圖所示，塔吊通過掛鉤、鋼絲繩、拉力傳感器與一個質(zhì)量為500kg的重物相連，重物在豎直方向運動的過程中，某一時間段內(nèi)拉力傳感器的示數(shù)為6000N，取重力加速度大小g＝10m/s2，關(guān)于重物的運動，下列說法正確的是()A．重物可能正在以2m/s2的加速度加速上升B．重物可能正在以2m/s2的加速度減速上升C．重物可能正在以4m/s2的加速度減速下降D．重物可能正在以4m/s2的加速度加速下降6.[2024·河北省高二模擬]在平直軌道上運行的地鐵中，某同學(xué)將輕繩的下端系一圓珠筆，輕繩的上端用膠布臨時固定在地鐵的豎直扶手上．當(dāng)列車加速度為a時，穩(wěn)定后輕繩與豎直方向夾角為θ，如圖所示．若將圓珠筆換成質(zhì)量為其2倍的鋼筆，列車加速度仍為a時，穩(wěn)定后輕繩與豎直方向的夾角為β，則()A．β＝4θB．β＝2θC．β＝θD．β＝eq\f(1,2)θ7．[2024·海南省高一期末]如圖，一兒童沿傾角θ＝37°的滑梯滑下，滑梯與兒童褲料之間的動摩擦因數(shù)取0.5，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g＝10m/s2，不計空氣阻力，兒童下滑的加速度大小為()A.1m/s2B．2m/s2C．3m/s2D．4m/s28．[2024·江蘇省連云港市高二期末]一物體在外力F作用下以a＝10m/s2的加速度豎直向上做勻加速直線運動，若外力增大到2F，g取10m/s2，空氣阻力不計，則物體的加速度將變?yōu)?)A．20m/s2B．25m/s2C．30m/s2D．40m/s29.[2024·陜西省西安市高一期末](多選)淘氣的小帥把積木小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上，如圖所示，從接觸彈簧起先到將彈簧壓縮到最短的過程中，下列敘述中正確的是()A．小球的速度始終減小B．速度先增大后減小C．小球的加速度先減小后增大D．小球的加速度先增大后減小10．如圖所示，傾斜索道與水平面夾角為37°，當(dāng)載人車廂沿鋼索勻加速向上運動時，車廂中的人對廂底的壓力為其體重的eq\f(25,16)倍(車廂底始終保持水平)，則車廂對人的摩擦力是人體重的(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)()A．eq\f(3,4)B．eq\f(2,3)C．eq\f(5,4)D．eq\f(6,5)11．[2024·河南省鄭州市期末]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的勻加速直線運動，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摩擦因數(shù)的大小(結(jié)果保留2位有效數(shù)字).學(xué)問點3瞬時加速度的求解12.如圖所示，A球和天花板之間用輕細(xì)線相連，A球和B球之間用輕彈簧相連，整個系統(tǒng)保持靜止．A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為3m，現(xiàn)突然快速剪斷輕繩，在剪斷輕繩的瞬間，設(shè)小球A、B的加速度分別用a1和a2表示，則()A．a(chǎn)1＝g，a2＝gB．a(chǎn)1＝0，a2＝2gC．a(chǎn)1＝4g，a2＝0D．a(chǎn)1＝2g，a2＝013．[2024·山東省濟南市高一期末](多選)如圖所示，質(zhì)量為1kg的小球用水平輕彈簧系住，并用傾角為45°的光滑木板AB托住，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)．取g＝10m/s2，下列說法正確的是()A．輕彈簧拉力大小為10NB．木板AB對小球彈力大小為10NC．木板AB突然撤去瞬間，小球的加速度大小為10eq\r(2)m/s2D．彈簧被剪斷瞬間，小球的加速度為0[答題區(qū)]題號123456789101213答案促思提能訓(xùn)練1．[2024·河北省保定市測試]關(guān)于速度、加速度和合力之間的關(guān)系，下列說法正確的是()A．物體所受合力為0時，物體的速度肯定為0B．物體的加速度為0時，其所受的合力也肯定為0C．物體運動狀態(tài)變更的難易程度取決于物體的加速度D.速度為10m/s的物體肯定比速度為1m/s的物體受到的合力大2．[2024·浙江省杭州市期中](多選)一個質(zhì)量為2kg的物體同時受到兩個共點力的作用，這兩個力的大小分別為2N和6N，當(dāng)兩個力的方向變更時，物體的加速度大小可能為()A．1m/s2B．2m/s2C．eq\r(10)m/s2D．4m/s23．[2024·廣東省高二檢測](多選)如圖某超市一顧客推著一輛裝有很多商品的貨車減速前進(可視為勻減速直線運動)，加速度大小為a，顧客對貨車的水平推力大小為F.貨車內(nèi)一質(zhì)量為m的哈密瓜所受合外力的大小和方向為()A．水平向左B．水平向右C．maD．meq\r(a2＋g2)4．[2024·廣東省廣州市高一期末](多選)雨滴在空氣中下落時會受到空氣阻力的作用．假設(shè)阻力大小只與雨滴的速率成正比，全部雨滴均從相同高度處由靜止起先下落，到達地面前均達到最大速率．下列推斷正確的是()A．較大的雨滴最大速率也較大B．全部雨滴的最大速率均相等C．較小的雨滴在空中運動的時間較長D．達到最大速率前，全部雨滴均做勻加速運動5.[2024·山東省濟南市高一期末]如圖所示，水平桌面上質(zhì)量為1kg的物塊受到大小為10N，與水平方向成37°角的斜向上的拉力．已知物塊與桌面的動摩擦因數(shù)為0.5，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.則物塊的加速度大小為()A．3m/s2B．5m/s2C．6m/s2D．10m/s26．一重50N的物體放置在水平桌面上，物體與桌面之間的動摩擦因數(shù)為0.2，物體在水平方向上的兩個力F1、F2作用下做勻加速直線運動，其中F2＝15N，則F1的值不行能是()A．3NB．25NC．30ND．50N7．[2024·廣東省東莞市高一測試](多選)如圖所示，傾角θ＝30°的斜面體靜止在粗糙地面上，斜面體上表面光滑．輕質(zhì)彈簧一端固定在豎直墻壁上、另一端與質(zhì)量為2m的A球相連，質(zhì)量為m的B球與A球又通過一輕質(zhì)細(xì)線相連，整個系統(tǒng)靜止時，彈簧中心軸線和細(xì)線均與斜面平行，重力加速度為g，下列說法正確的是()A．若剪斷A、B兩球間的細(xì)線，則剪斷細(xì)線瞬間，A、B兩球的加速度大小分別為aA＝eq\f(g,4)、aB＝gB．若剪斷A、B兩球間的細(xì)線，則剪斷細(xì)線瞬間，A、B兩球的加速度大小分別為aA＝eq\f(g,4)、aB＝eq\f(g,2)C．若剪斷彈簧，則剪斷后地面對斜面體的摩擦力與剪斷彈簧前地面對斜面體的摩擦力相同D．若剪斷彈簧，則剪斷后地面對斜面體的摩擦力比剪斷彈簧前地面對斜面體的摩擦力大8.如圖所示，質(zhì)量為m的小球用兩根細(xì)線OA、OB連接，細(xì)線OA的另一端連接在車廂頂，細(xì)線OB的另一端連接于側(cè)壁，細(xì)線OA與豎直方向的夾角為θ＝37°，OB保持水平，重力加速度大小為g，小車向左做加速運動，當(dāng)OB段細(xì)線拉力為OA段拉力的兩倍時，小車的加速度大小為()A．gB．eq\f(5,4)gC．eq\f(7,4)gD．eq\f(3,2)g9．[2024·云南省高二統(tǒng)考](多選)如圖所示，將一輕彈簧左端固定在小車內(nèi)壁上，右端連接一物塊．某段時間內(nèi)彈簧處于壓縮狀態(tài)，且物塊相對于小車靜止，不計物塊與車廂底面間的摩擦，則該段時間內(nèi)小車的運動狀況可能是()A．向右做加速運動B．向右做減速運動C．向左做加速運動D．向左做減速運動10.如圖所示，一物體被水平向左的壓力F壓在粗糙的豎直墻壁上，某時刻壓力F的值為F0，此時物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，若從該時刻起使壓力F漸漸減小，直到減為零，則該過程中物體的加速度a與壓力F的關(guān)系圖像可能正確的是()11．[2024·重慶市渝中區(qū)期末]某校實行托球跑步競賽，賽道為水平直道．競賽時，某同學(xué)將球置于球拍中心，運動過程中球拍的傾角始終為θ且高度不變，質(zhì)量為m的乒乓球位于球拍中心相對球拍保持靜止，如圖所示．已知球受到的空氣阻力大小與其速度v的大小成正比且方向與v相反，不計乒乓球和球拍之間的摩擦，重力加速度為g，則()A．該同學(xué)剛起先運動時的加速度為gtanθB．該同學(xué)先做勻加速運動后勻速運動C．勻速運動時空氣阻力大小為mgsinθD．勻速運動時球拍對乒乓球的彈力為mgcosθ12．[2024·山西省呂梁市高一期末]在靜止的小車內(nèi)，用細(xì)繩a和b系住一個小球，繩a與豎直方向成θ角，拉力為Fa，繩b為水平狀態(tài)，拉力為Fb，如圖所示，現(xiàn)讓小車從靜止起先向左做勻加速直線運動，此時小球相對于車廂的位置仍保持不變，則兩根細(xì)繩的拉力變更狀況正確的是()A．Fa變大，F(xiàn)b不變B．Fa不變，F(xiàn)b變大C．Fa變小，F(xiàn)b變大D．Fa變大，F(xiàn)b變小[答題區(qū)]題號123456789101112答案13.[2024·湖南省常德市檢測]如圖，將質(zhì)量m＝0.1kg的圓環(huán)套在固定的水平直桿上．環(huán)的直徑略大于桿的截面直徑．環(huán)與桿間動摩擦因數(shù)μ＝0.8.對環(huán)施加一位于豎直平面內(nèi)斜向上，與桿夾角θ＝53°的拉力F，使圓環(huán)以a＝4.4m/s2的加速度沿桿運動．求桿對環(huán)的彈力方向和拉力F的大小．3．牛頓其次定律學(xué)問點分組練1．答案：CD解析：留意物理公式不同于數(shù)學(xué)公式，不能單從形式上推斷正比和反比關(guān)系，還要考慮物理量的物理意義及確定因素等．可以利用物理公式求未知量，如已知F、a，可依據(jù)m＝eq\f(F,a)求m.A錯：作用在物體上的合力，可由物體的質(zhì)量和加速度計算，但并不由它們確定．B錯：質(zhì)量是物體的屬性，由物體本身確定，與物體是否受力無關(guān)．C、D對：由牛頓其次定律知，加速度與合力成正比，與質(zhì)量成反比，m可由其他兩個量求得．2．答案：BC解析：物體所受合外力的方向和加速度的方向總是相同的，但是與速度的方向不肯定相同，A錯誤；物體加速度的方向只由它所受合外力的方向確定，與速度的方向無關(guān)，B正確；物體加速度的大小由物體的質(zhì)量和所受合力的大小確定，與物體的速度無關(guān)，C正確；一旦物體所受合力為零，則物體的加速度馬上為零，物體將做勻速直線運動或保持靜止?fàn)顟B(tài)，D錯誤．3．答案：CD解析：牛頓其次定律中k的數(shù)值由質(zhì)量、加速度和力的單位確定，與它們的大小無關(guān)，故B錯誤，C正確；只有式中各個物理量的單位都取國際單位時，式中k才等于1，故A錯誤；物理中定義使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的力為1N，故D正確．4．答案：B解析：現(xiàn)將其中F3突然減小到8N，這三個力方向不變，可知此時物體受到的合力大小為F合＝14N－8N＝6N，依據(jù)牛頓其次定律可得，物體的加速度為a＝eq\f(F合,m)＝eq\f(6,2)m/s2＝3m/s2，B正確．5．答案：A解析：以豎直向上為正方向，依據(jù)牛頓其次定律，有F－mg＝ma，解得a＝2m/s2，所以重物可能以2m/s2的加速度加速上升，也可能以2m/s2的加速度減速下降，A正確．6．答案：C解析：對圓珠筆進行受力分析，受到重力和繩子的拉力，豎直方向受力平衡，有Fcosθ＝mg，水平方向合力產(chǎn)生加速度，由牛頓其次定律Fsinθ＝ma，聯(lián)立得a＝gtanθ，即加速度與輕繩與豎直方向夾角有關(guān)，與物體質(zhì)量大小無關(guān)，若將圓珠筆換成質(zhì)量為其2倍的鋼筆，列車加速度仍為a時，穩(wěn)定后輕繩與豎直方向的夾角為β＝θ，C正確，A、B、D錯誤．7．答案：B解析：在下滑的過程中，對兒童受力分析，由牛頓其次定律mgsin37°－μmgcos37°＝ma，兒童下滑的加速度大小為a＝2m/s2，B正確．8．答案：C解析：設(shè)物體質(zhì)量為m，當(dāng)外力為F時，依據(jù)牛頓其次定律F－mg＝ma，解得F＝10m＋mg，當(dāng)外力為2F時，依據(jù)牛頓其次定律2F－mg＝ma′，解得a′＝30m/s2，C正確．9．答案：BC解析：小球向下運動過程中，彈簧彈力始終增大，小球受兩個力作用，依據(jù)牛頓其次定律有mg－kx＝ma，隨著x的增大，a減小，當(dāng)彈力與重力大小相等時，a＝0，此時速度最大，小球接著向下運動，則彈力大于重力，加速度方向向上且漸漸增大，小球做加速度增大的減速運動，直到速度為零時，壓縮至最低，加速度最大，B、C正確．10．答案：A解析：由于人對車廂底的正壓力為其重力的eq\f(25,16)倍，所以在豎直方向上有FN－mg＝may，解得ay＝eq\f(9,16)g，設(shè)水平方向上的加速度為ax，則eq\f(ay,ax)＝tan37°＝eq\f(3,4)，所以ax＝eq\f(3,4)g，對人受力分析可知，在水平方向上摩擦力產(chǎn)生加速度，即f＝max＝eq\f(3,4)mg，車廂對人的摩擦力是人體重的eq\f(3,4)，A正確．11．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＋N＝G，代入數(shù)據(jù)解得，雪橇受到地面的支持力大小為N＝340N.(2)水平方向由牛頓其次定律得Fcosθ－f＝ma，其中f＝μN，聯(lián)立解得，雪橇與水平地面間的動摩擦因數(shù)的大小為μ＝0.12.12．答案：C解析：剪斷細(xì)線之前，細(xì)繩的拉力為T＝4mg，彈簧的彈力為3mg；剪斷細(xì)繩的瞬間，彈簧的彈力不變，則此時球B受力不變，則合力仍為零，加速度為零，即a2＝0，球A受合力為F＝4mg，則加速度為a1＝eq\f(4mg,m)＝4g，C正確．13．答案：AC解析：設(shè)輕彈簧拉力為F，木板AB對小球彈力為N，以小球為對象，依據(jù)受力平衡可得F＝mgtan45°＝10N，N＝eq\f(mg,cos45°)＝10eq\r(2)N，A正確，B錯誤；木板AB突然撤去瞬間，輕彈簧拉力保持不變，重力和輕彈簧拉力的合力大小等于撤去前木板AB對小球彈力大小，則小球的加速度大小為a＝eq\f(F合,m)＝eq\f(10\r(2),1)m/s2＝10eq\r(2)m/s2，C正確；彈簧被剪斷瞬間，小球?qū)⒀啬景逑禄∏虻募铀俣炔粸榱?，D錯誤．促思提能訓(xùn)練1．答案：B解析：物體所受合力為0時，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，速度不肯定為0，A錯誤；物體的加速度為0時，由牛頓其次定律F＝ma，可知其所受的合力也肯定為0，B正確；物體運動狀態(tài)變更的難易程度取決于物體的質(zhì)量，C錯誤；物體受到的合力大小與物體的速度大小無關(guān)，D錯誤．2．答案：BCD解析：依據(jù)二力合成的合力范圍，有4N≤F合≤8N，由牛頓其次定律，可得2m/s2≤a≤4m/s2，B、C、D正確．3．答案：BC解析：由于貨車減速前進，所以合外力方向水平向右，A錯誤，B正確；裝有商品的貨車加速度大小為a，則車內(nèi)質(zhì)量為m的哈密瓜的加速度大小也為a，哈密瓜受到的合外力供應(yīng)其減速運動的加速度，依據(jù)牛頓其次定律F合＝ma，C正確，D錯誤．4．答案：AC解析：當(dāng)a＝0時速度最大，則vm＝eq\f(mg,k)，則質(zhì)量越大，最大速度越大，A正確，B錯誤；較小的雨滴在空中運動的最大速度較小，整個過程的平均速度較小，則在空中運動的時間較長，C正確；依據(jù)牛頓其次定律得a＝eq\f(mg－kv,m)，則雨滴下落時，隨速度的增加，加速度漸漸減小，達到最大速率前，全部雨滴均做加速度減小的變加速運動，D錯誤．5．答案：C解析：依據(jù)牛頓其次定律可得Fcos37°－f＝ma，又f＝μN＝μ(mg－Fsin37°)，聯(lián)立解得a＝6m/s2，C正確．6．答案：B解析：物體所受滑動摩擦力為f＝μN＝μmg＝0.2×50N＝10N，假設(shè)物體向左做勻加速直線運動，力F1的值應(yīng)滿意F1<F2－f＝5N，若物體向右做勻加速直線運動，力F1的值應(yīng)滿意F1>F2＋f＝25N，B正確．7．答案：BC解析：初始時，對B球受力分析可得mgsin30°＝T，對AB整體受力分析可得3mgsin30°＝kx，若剪斷A、B兩球間的細(xì)線，B球受重力和斜面的支持力作用，所以mgsin30°＝maB，解得aB＝eq\f(1,2)g，A球受重力、支持力、彈簧的彈力作用，且彈力不能發(fā)生突變，所以kx－2mgsin30°＝2maA，解得aA＝eq\f(1,4)g，A錯誤，B正確；剪斷彈簧前后，A、B兩球?qū)π泵骟w的壓力相同，斜面體受力不變，所以剪斷彈簧后地面對斜面體的摩擦力與剪斷彈簧前地面對斜面體的摩擦力相同，C正確，D錯誤．8．答案：C解析：小球受力如圖所示，在豎直方向，由平衡條件得Fcos37°＝mg，在水平方向，由牛頓其次定律得2F－