2024-2025學年新教材高中物理第四章運動和力的關系3牛頓第二定律訓練含解析新人教版必修第一冊

PAGE7-牛頓其次定律合格考訓練(25分鐘·滿分60分))一、選擇題(本題共8小題，每題6分，共48分)1．關于力的單位“牛”，下列說法不正確的是(A)A．“?！边@個單位是由質(zhì)量為1kg的物體所受的重力為9.8N這個規(guī)定確定的B．“?！边@個力的單位是依據(jù)在牛頓其次定律F＝kma中取k＝1時確定的C．1N就是使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2加速度的力D．地面旁邊質(zhì)量是1kg的物體所受的重力是9.8N，并不是規(guī)定的，而是依據(jù)牛頓其次定律F＝ma得到的結果解析：依據(jù)牛頓其次定律F＝kma中k＝1、m＝1kg，a＝1m/s2時的力叫作“一個單位的力”，即1kg·m/s2的力叫作1牛頓，用符號“1N”表示，故選項B、C正確，選項A錯誤。地面旁邊的重力加速度g約為9.8m/s2，因此依據(jù)牛頓其次定律F＝ma可知，地面旁邊1kg的物體重力約為9.8N，并不是規(guī)定的，故選項D正確。2．關于運動和力的關系，下列說法中正確的是(C)A．物體的速度為零時，它受到的合外力肯定為零B．物體運動的速度越大，它受到的合外力肯定越大C．物體受到的合外力越大，其速度改變肯定越快D．物體所受的合外力不為零時，其速度肯定增大解析：物體的速度為零與合外力并沒有干脆的關系，速度為零時，合外力也可以很大，故A錯誤；物體運動的速度大，可以是勻速直線運動，此時的合力是0，故B錯誤；依據(jù)牛頓其次定律，一個物體受到的合外力越大，說明他的加速度大，依據(jù)加速度的定義，也就是它的速度改變肯定越快，故C正確；物體所受的合外力不為零時，物體也可以做減速運動，速度不肯定增大，故D錯誤。3．靜止在光滑水平面上的物體在水平推力F作用下起先運動，推力隨時間的改變?nèi)鐖D所示，關于物體在0～t1時間內(nèi)的運動狀況，正確的描述是(D)A．物體先做勻加速運動，后做勻減速運動B．物體的加速度始終增大C．物體的速度先增大后減小D．物體的速度始終增大解析：由題可知，物體的合力等于推力F，方向始終沿正方向，依據(jù)牛頓其次定律分析可知：物體先從靜止起先做加速直線運動，推力F減小時，其方向仍與速度相同，接著做加速直線運動，故C錯誤，D正確。物體的合力等于推力F，推力先增大后減小，依據(jù)牛頓其次定律得知：加速度先增大，后減小，選項A、B錯誤。4．如圖所示，有一輛汽車滿載西瓜在水平路面上勻速前進。司機突然發(fā)覺意外狀況，緊急剎車做勻減速運動，加速度大小為a，則中間一質(zhì)量為m的西瓜A受到其他西瓜對它的作用力的大小是(C)A．meq\r(g2－a2) B．maC．meq\r(g2＋a2) D．m(g＋a)解析：對西瓜A受力分析如圖所示，F(xiàn)表示四周西瓜對A的作用力，則由牛頓其次定律得：eq\r(F2－m2g2)＝ma，解得：F＝meq\r(g2＋a2)，故C對，A、B、D錯。5．如圖所示，質(zhì)量m＝10kg的物體在水平面上向左運動，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2，與此同時物體受到一個水平向右的推力F＝20N的作用，則物體產(chǎn)生的加速度是(g取10m/s2)(B)A．0 B．4m/s2，水平向右C．2m/s2，水平向左 D．2m/s2，水平向右解析：物體所受的合力F合＝μmg＋F＝40N方向水平向右，故a＝eq\f(F合,m)＝4m/s2方向水平向右，故選B。6．如圖所示，在前進的車廂的豎直后壁上放一個物體，物體與壁間的動摩擦因數(shù)為μ，要使物體不下滑，車廂前進的加速度至少應為(重力加速度為g，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)(B)A．μg B．eq\f(g,μ)C．eq\f(μ,g) D．g解析：設物體的質(zhì)量為m，在豎直方向上有mg＝Ff，F(xiàn)f為摩擦力。在臨界狀態(tài)下，F(xiàn)f＝μFN，F(xiàn)N為物體所受的水平彈力。又由牛頓其次定律FN＝ma。由以上各式得加速度a＝eq\f(g,μ)，故選項B正確。7．一個小孩從滑梯上滑下的運動可看作勻加速直線運動。第一次小孩單獨從滑梯上滑下，加速度為a1。其次次小孩抱上一只小狗后再從滑梯上滑下(小狗不與滑梯接觸)，加速度為a2。則(A)A．a(chǎn)1＝a2 B．a(chǎn)1<a2C．a(chǎn)1>a2 D．無法推斷解析：以滑梯上的孩子為探討對象，受力分析并正交分解如圖所示。x方向：mgsinα－Ff＝may方向：FN－mgcosα＝0x、y方向聯(lián)系：Ff＝μFN由上列各式解得a＝g(sinα－μcosα)與質(zhì)量無關，A正確。8．(多選)如圖所示為“兒童蹦極”嬉戲，拴在腰間左右兩側的是彈性極好的橡皮繩。質(zhì)量為m的小明靜止懸掛時兩橡皮繩的拉力大小均恰為mg，若小明左側橡皮繩突然斷裂，則橡皮繩斷裂瞬間小明的(AB)A．速度為零B．加速度a＝g，沿原斷裂繩的方向斜向下C．加速度a＝g，沿未斷裂繩的方向斜向上D．加速度a＝g，方向豎直向下解析：繩斷的瞬間右側橡皮繩的彈力來不及改變，小明所受的合力沿斷繩的方向斜向下，F(xiàn)合＝mg，a＝eq\f(F合,m)＝g，所以B正確。繩斷瞬間加速度不為零，速度為零，A正確。二、非選擇題9．(12分)(2024·江蘇省江陰四校高一上學期期中)在某次無人機豎直送貨試驗中，無人機的質(zhì)量M＝1.5kg，貨物的質(zhì)量m＝1kg，無人機與貨物間通過輕繩相連。無人機以恒定動力F＝30N從地面起先加速上升一段時間后關閉動力，當無人機到達h＝30m處速度恰好減為0。不計空氣阻力，重力加速度g取10m/s2。求：(1)無人機加速上升時的加速度大小a；(2)無人機加速上升時輕繩上的拉力大小FT；(3)無人機加速上升的時間t。答案：(1)2m/s2(2)12N(3)5s解析：(1)在加速上升過程中，依據(jù)牛頓其次定律可知F－(M＋m)g＝(M＋m)a解得：a＝2m/s2(2)對貨物依據(jù)牛頓其次定律可知FT－mg＝ma解得FT＝12N(3)在上升過程中，先加速后減速，總位移為h＝eq\f(1,2)at2＋eq\f(v2,2g)，其中v＝at，聯(lián)立解得t＝5s等級考訓練(15分鐘·滿分40分))一、選擇題(本題共3小題，每題6分，共18分)1．(2024·浙江省舟山市高一上學期質(zhì)檢)如圖所示，車的頂棚上用細線吊一個質(zhì)量為m的小球，車廂底板上放一個質(zhì)量為M的木塊，當小車沿水平面直線運動時，小球細線偏離豎直方向角度為θ，木塊和車廂保持相對靜止，重力加速度為g，下列說法中正確的是(D)A．汽車正向右勻減速運動B．汽車的加速度大小為gcosθC．細線對小球的拉力大小為mgD．木塊受到的摩擦力大小為Mgtanθ解析：由小球的偏離方向可知汽車向右加速或向左減速，故A錯；對小球受力分析由牛頓其次定律可得，汽車的加速度a＝gtanθ，細線對小球的拉力T＝eq\f(mg,cosθ)，故B、C錯；木塊受到的摩擦力f＝Ma＝Mgtanθ，D正確。2．(多選)如圖甲，某人正通過定滑輪將質(zhì)量為m的貨物提升到高處，滑輪的質(zhì)量和摩擦均不計，貨物獲得的加速度a與繩子對貨物豎直向上的拉力T之間的函數(shù)關系如圖乙所示，由圖可以推斷正確的是(ABD)A．圖線與縱軸的交點M的值aM＝－gB．圖線與橫軸的交點N的值TN＝mgC．圖線的斜率等于物體的質(zhì)量mD．圖線的斜率等于物體質(zhì)量的倒數(shù)eq\f(1,m)解析：對貨物受力分析，受重力mg和拉力T，依據(jù)牛頓其次定律，有T－mg＝ma，得a＝eq\f(T,m)－g當T＝0時，a＝－g，即圖線與縱軸的交點M的值aM＝－g，故A正確；當a＝0時，T＝mg，故圖線與橫軸的交點N的值TN＝mg，故B正確；圖線的斜率表示物體質(zhì)量的倒數(shù)eq\f(1,m)，故C錯誤，D正確。3．(多選)如圖所示，某一纜車沿著坡度為30°的山坡以加速度a上行，在纜車中放一個與山坡表面平行的斜面，斜面上放一個質(zhì)量為m的小物塊，小物塊相對斜面靜止(設纜車保持豎直狀態(tài)運行)，則(BC)A．小物塊受到的摩擦力方向平行斜面對下B．小物塊受到的摩擦力方向平行斜面對上C．小物塊受到的摩擦力為eq\f(1,2)mg＋maD．小物塊受到的摩擦力為eq\f(1,2)mg－ma解析：以木塊為探討對象，分析受力狀況：重力mg、斜面的支持力N和靜摩擦力f，f沿斜面對上，故A錯誤，B正確；依據(jù)牛頓其次定律得：f－mgsin30°＝ma，解得，f＝eq\f(1,2)mg＋ma，方向平行斜面對上，故C正確，D錯誤；故選B、C。二、非選擇題4．(11分)水平地面上的木箱質(zhì)量為20kg，用大小為100N的水平力推木箱，恰好能使木箱勻速前進；若用同樣大小的力與水平方向成37°角斜向上拉木箱，如圖所示，木箱的加速度多大？(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)答案：0.5m/s2解析：如圖甲所示，木箱勻速運動時滑動摩擦力Ff＝μmg＝F，所以μ＝eq\f(Ff,mg)＝eq\f(F,mg)＝eq\f(100,20×10)＝0.5木箱加速運動時，如圖乙所示甲乙水平方向由牛頓其次定律知，F(xiàn)cos37°－μF′N＝ma豎直方向Fsin37°＋F′N＝mg代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得a＝0.5m/s25．(11分)(2024·河北省唐山一中高一上學期期中)直升機沿水平方向勻速飛往水源取水滅火，懸掛著m＝500kg空箱的懸索與豎直方向的夾角θ1＝45°，直升機取水后飛往火場，加速度沿水平方向，大小穩(wěn)定在a＝1.5m/s2時，懸索與豎直方向的夾角θ2＝14°(如圖所示)，假如空氣阻力大小不變，且忽視懸索的質(zhì)量，試求水箱中