2024-2025學(xué)年新教材高中物理第四章運(yùn)動和力的關(guān)系3牛頓第二定律分級訓(xùn)練含解析新人教版必修第一冊

PAGE5-3牛頓其次定律【基礎(chǔ)鞏固】1.若小摯友失手將一個掛有重物的氫氣球放飛,氫氣球下系的重物重力為G,重物只在重力和繩的拉力作用下沿圖中的虛線方向加速運(yùn)動,不考慮重物所受的空氣阻力和風(fēng)力的影響,則圖中的氣球和重物在運(yùn)動中的相對位置可能的是 ()ABCD答案:C2.(多選)質(zhì)量為1kg的物體受大小為3N和4N的兩個共點(diǎn)力的作用,物體的加速度可能是 ()A.5m/s2 B.7m/s2C.8m/s2 D.9m/s2答案:AB3.兩個質(zhì)量均為m的小球,用兩條輕繩連接,處于平衡狀態(tài),如圖所示.現(xiàn)突然快速剪斷輕繩1,讓小球下落,在剪斷輕繩的瞬間,小球A、B的加速度分別用a1和a2表示,則 ()A.a1=g,a2=g B.a1=0,a2=2gC.a1=g,a2=0 D.a1=2g,a2=0答案:A4.(多選)如圖所示,一輕質(zhì)彈簧一端固定在墻上的O點(diǎn),自由伸長到B點(diǎn).今用一小物體把彈簧壓縮到A點(diǎn)(小物體與彈簧不連接),然后釋放,小物體能經(jīng)B點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)而靜止,小物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ恒定,則下列說法正確的是 ()A.物體從A到B速度越來越大B.物體從A到B速度先增大后減小C.物體從A到B加速度越來越小D.物體從A到B加速度先減小后增大答案:BD5.(多選)快遞分揀經(jīng)常利用傳送帶運(yùn)輸貨物.分揀員把一質(zhì)量為2kg的貨物輕放在水平傳送帶左端,傳送帶以恒定的速度v0=2m/s向右運(yùn)行(如圖),傳送帶左右兩端距離為4m,貨物與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.5,g取10m/s2,貨物可看作質(zhì)點(diǎn)處理,則貨物到達(dá)右端的時間t和速度v分別是()A.t=2.2s B.t=1.6sC.v=2m/s D.v=8m/s解析:該題是牛頓其次定律的應(yīng)用之傳送帶模型,依據(jù)該題型的分析解答方法,運(yùn)用牛頓其次定律和運(yùn)動規(guī)律求解即可.對放上傳送帶的貨物受力分析,應(yīng)用牛頓其次定律可得μmg=ma,解得貨物起先運(yùn)動時的加速度a=5m/s2;由速度位移公式可得v02-0=2ax1,解得貨物加速到與傳送帶速度相等時滑過的距離x1=0.4m<4m,所以貨物在傳送帶上先加速后勻速.貨物到達(dá)右端的速度v=v0=2m/s;貨物到達(dá)右端的時間t=v0a+x-答案:AC6.圖甲是高層建筑配備的救生緩降器材,遇到突發(fā)狀況時,逃命者可以將平安帶系于腰部,通過鋼絲繩等平安著陸.如圖乙所示,某次演練中,逃命者從距地面72m高處,由靜止起先勻加速下滑27m,隨后以18m/s的速度勻速運(yùn)動,接著以大小為5m/s2加速度減速,到達(dá)地面時速度恰好為0.不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2.求:(1)勻加速下滑的加速度大小.(2)加速下滑時鋼絲繩對逃命者的拉力與重力的比值.甲乙解析:(1)由運(yùn)動學(xué)公式,知vm2=2a1x解得a1=6m/s2.(2)逃命者加速下滑時,依據(jù)牛頓其次定律有mg-FT=ma1,解得FT=mg-ma1,則FT答案:(1)6m/s2(2)0.4【拓展提高】7.(多選)質(zhì)量均為m的A、B兩球之間系著一根不計(jì)質(zhì)量的輕彈簧,放在光滑水平臺面上,A球緊靠墻壁,如圖所示.今用力F將B球向左推壓縮彈簧,平衡后,突然將力F撤去的瞬間 ()A.A的加速度為F2C.B的加速度為F2m解析:彈簧的彈力不能發(fā)生突變,對A球,F撤去前后受力不變,加速度始終為0,故選項(xiàng)B正確;對B球,撤去F后瞬間,彈簧彈力大小不突變,大小等于F,故B的加速度變?yōu)閍B=Fm答案:BD8.有一種嬉戲,嬉戲者手持乒乓球拍托球移動,乒乓球不能脫離球拍,移動距離大者獲勝.若某人在嬉戲中沿水平面做勻加速直線運(yùn)動,球拍與球保持相對靜止且球拍平面和水平面之間的夾角為θ,如圖所示.設(shè)球拍和球質(zhì)量分別為m0、m,不計(jì)球拍和球之間的摩擦,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g,則 ()A.人的加速度大小為gtanθB.球拍對球的作用力大小為mgC.球拍對球的作用力大小為mgcosθD.人對球拍的作用力大小為(m0+m)gtanθ解析:乒乓球和人具有相同的加速度,對乒乓球進(jìn)行受力分析如圖甲所示.mgtanθ=ma,得a=gtanθ,選項(xiàng)A正確.球拍對球的作用力為F=mgcosθ,選項(xiàng)B、C均錯誤.以球拍和乒乓球?yàn)檎w,進(jìn)行受力分析,如圖乙所示.則人對球拍的作用力F'與總重力(m0+m)g的合力水平向右,產(chǎn)生加速度.依據(jù)幾何關(guān)系可知,人對球拍的作用力為F'=甲乙答案:A9.(多選)利用傳感器和計(jì)算機(jī)可以探討快速改變的力的大小.試驗(yàn)時讓某消防員從一平臺上下落,自由下落2m后雙腳觸地,接著他用雙腿彎曲的方法緩沖,使自身重心又下降了0.5m,最終靜止.用這種方法獲得消防員受到地面沖擊力隨時間改變的圖線如圖所示.依據(jù)圖線所供應(yīng)的信息,下列推斷正確的是 ()A.t1時刻消防員的速度最大B.t2時刻消防員的速度最大C.t3時刻消防員的速度最大D.t4時刻消防員的加速度最小解析:由題圖知t1時刻消防員剛起先與地接觸.t1~t2時間內(nèi)消防員受到的沖擊力小于重力,合力方向向下,接著向下加速,故選項(xiàng)A錯誤.t2時刻,沖擊力大小等于消防員重力,加速度為0,速度最大,故選項(xiàng)B正確.t2~t4時間內(nèi)沖擊力大于重力,合力方向向上,消防員減速.t3時刻速度減至0,t4時刻消防員站穩(wěn),加速度為0,故選項(xiàng)C錯誤,選項(xiàng)D正確.答案:BD【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】10.如圖所示,質(zhì)量為m'的長木板靜止在粗糙水平地面上,一個質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊,以某一水平初速度v0從左端沖上木板.從物塊沖上木板到物塊和木板達(dá)到共同速度的過程中,物塊和木板的v-t圖像分別如圖中的折線acd和bcd所示,a、b、c、d點(diǎn)的坐標(biāo)為a(0,10)、b(0,0)、c(4,4)、d(12,0).(1)物塊沖上木板做勻減速直線運(yùn)動的加速度大小a1;木板起先做勻加速直線運(yùn)動的加速度大小a2;達(dá)到相同速度后一起做勻減速直線運(yùn)動的加速度大小a3.(2)物塊質(zhì)量m與長木板質(zhì)量m'之比.解析:(1)由v-t圖像的物理意義可得,a1=1.5m/s2,a2=1m/s2,a3=0.5m/s2.(2)設(shè)物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為μ1,長