2023新教材高中物理课时跟踪检测（二十三）牛顿第二定律粤教版必修第一册

/05/5/课时跟踪检测（二十三）牛顿第二定律eq\a\vs4\al(A)组—重基础·体现综合1．下列关于加速度大小的判断正确的是()A．由公式a＝eq\f(Δv,Δt)可知，a与Δv成正比、与Δt成反比B．由公式a＝eq\f(Δv,Δt)可知，a与Δv成反比、与Δt成正比C．由公式a＝eq\f(F,m)可知，a与F成正比、与m成反比D．由公式a＝eq\f(F,m)可知，a与F成反比、与m成正比解析：选C根据加速度的定义式a＝eq\f(Δv,Δt)可知，加速度描述的是物体速度变化的快慢，加速度的大小与Δv、Δt无关，故A、B错误；根据牛顿第二定律a＝eq\f(F,m)可知，加速度与合力F、质量m有关，加速度与F成正比，与m成反比，故C正确、D错误。2．一个物体质量为2kg，在几个力作用下处于静止状态，现把一个大小为10N的力撤去，其他力保持不变，则该物体将()A．沿该力的方向开始做匀加速运动，加速度的大小是5m/s2B．沿该力的相反方向做匀加速运动，加速度的大小是5m/s2C．沿该力的方向做匀加速直线运动D．由于惯性，物体仍保持原来的静止状态不变解析：选B物体开始处于静止状态，所受合力为0，撤去10N的拉力，则所受合力的大小为10N，方向与10N的拉力方向相反，根据牛顿第二定律得：a＝eq\f(F,m)＝5m/s2，则物体沿该力相反方向做匀加速运动，加速度大小为5m/s2。故B项正确，A、C、D错误。3.如图所示，底板光滑的小车上用两个量程为20N、完全相同的轻质弹簧测力计A和B系住一个质量为1kg的物体，在水平地面上，当小车做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数均为10N，当小车做匀变速直线运动时，弹簧测力计A的示数为7N，此时小车的加速度大小是()A．2m/s2 B．4m/s2C．6m/s2 D．8m/s2解析：选C因弹簧的弹力与其形变量成正比，当弹簧测力计A的示数由10N变为7N时，其形变量减少，则弹簧测力计B的形变量必增大，且A、B两弹簧测力计形变量变化的大小相等，所以弹簧测力计B的示数应为13N，物体在水平方向所受到的合外力为：F＝TB－TA＝13N－7N＝6N，根据牛顿第二定律，得物体的加速度大小为a＝eq\f(F,m)＝eq\f(6,1)m/s2＝6m/s2，小车与物体相对静止，加速度相等，所以小车的加速度为6m/s2，故C正确，A、B、D错误。4．如图所示，三个完全相同的物块1、2、3放在光滑水平桌面上。现用大小相同的外力F沿图示方向分别作用在三个物块上，三者都做加速运动，令a1、a2、a3分别代表物块1、2、3的加速度，则()A．a1>a2>a3 B．a1<a2<a3C．a1＝a2<a3 D．a1＝a2>a3解析：选C根据牛顿第二定律：对物块1：Fcos60°＝ma1；对物块2：Fcos60°＝ma2；对物块3：F＝ma3；则a1＝a2<a3，故C正确。5.如图所示，站在向左运行的汽车上的人与车保持相对静止，用手推车的力为F，脚对车向后的摩擦力为f。下列说法中正确的是()A．当车做匀速运动时，F＝fB．当车做加速运动时，F>fC．当车做减速运动时，F＜fD．不管车做何种运动，总是F与f等大反向解析：选A人受车对其向右的弹力F′和向左的静摩擦力f′，F＝F′，f＝f′；当车做匀速运动时，人也是匀速前进，则F′＝f′，即F＝f，故A正确；当车做加速运动时，人也是加速前进，则f′＞F′，即f＞F，故B错误；当车做减速运动时，人也是减速前进，则f′＜F′，即f＜F，故C错误；车做变速运动时，F≠f，故D错误。6．在光滑水平桌面上，物块A用轻绳和物块B连接，轻绳跨过定滑轮，物块B悬空，如图甲所示，系统从静止开始，运动的加速度为a1。在图乙中，若对轻绳施加一个和物块B重力相等的拉力F，物块A从静止开始运动的加速度为a2则()A．a1＜a2 B．a1＝a2C．a1＞a2 D．无法判断解析：选A题图甲两物块构成连接体模型，对系统由牛顿第二定律mBg＝(mA＋mB)a1，可得：a1＝eq\f(mBg,mA＋mB)；题图乙中是拉力F＝mBg拉着细绳带动A做匀加速直线运动，由牛顿第二定律mBg＝mAa2，可得a2＝eq\f(mBg,mA)，比较两加速度可得a1<a2，故A正确。7．长征八号运载火箭是我国自行研制的航天运载工具，据新闻报道，长征八号运载火箭采用了子级整体垂直反推回收的方式，能有效实现火箭部件再利用，降低发射成本，有利于增强中国商业卫星发射在全球的竞争力。下列说法正确的是()A．火箭第一级发动机在刚刚脱离主体时就停止了推进动力，这时候没有动力的第一级发动机的加速度为0B．火箭第三级在准备把运载的卫星送入预定轨道时，会先把顶端的卫星保护外壳脱落下来，这部分脱落的外壳一脱落就做自由落体运动C．长征八号运载火箭在刚刚点火的瞬间，速度几乎为0，但是它的加速度却比较大D．火箭升空后速度越来越大，加速度也越来越大解析：选C没有动力的第一级发动机还受到地球的引力作用，所以加速度不为0，A错误；物体做自由落体运动的条件是只受重力和初速度为0，脱落的外壳初速度不为0，不是做自由落体运动，B错误；火箭在刚刚点火的瞬间，速度几乎为0，但是受到很大的向上的推力，所以它的加速度比较大，C正确；火箭在加速升空的最后阶段，速度越来越大，加速度越来越小，D错误。8.[多选]如图所示，物块a、b和c的质量相同，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O。整个系统处于静止状态。现将细线剪断，将物块a的加速度的大小记为a1，S1和S2相对于原长的伸长分别记为Δl1和Δl2，重力加速度大小为g。在剪断的瞬间()A．a1＝3g B．a1＝0C．Δl1＝2Δl2 D．Δl1＝Δl2解析：选AC设物块的质量为m，剪断细线的瞬间，细线的拉力消失，弹簧还没有来得及改变，所以剪断细线的瞬间a受到重力和弹簧S1的拉力T1，剪断前对bc和弹簧组成的整体分析可知T1＝2mg，故a受到的合力F＝mg＋T1＝mg＋2mg＝3mg，故加速度a1＝eq\f(F,m)＝3g，A正确，B错误；设弹簧S2的拉力为T2，则T2＝mg，根据胡克定律F＝kΔx可得Δl1＝2Δl2，C正确，D错误。9.如图所示，质量为1kg的物体静止在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5，物体受到大小为20N、与水平方向成37°角斜向下的推力F作用时，沿水平方向做匀加速直线运动，求物体加速度的大小。(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)解析：取物体为研究对象，受力分析如图所示，建立直角坐标系。水平方向上：Fcos37°－f＝ma①竖直方向上：FN＝mg＋Fsin37°②又因为：f＝μFN③联立①②③求解得：a＝5m/s2。答案：5m/s2eq\a\vs4\al(B)组—重应用·体现创新10.在静止的车厢内，用细绳a和b系住一个小球，绳a斜向上拉，绳b水平向左拉，如图所示。现让车从静止开始向右做匀加速运动，小球相对于车厢的位置不变，与小车静止时相比，绳a、b的拉力Fa、Fb的变化情况是()A．Fa变大，Fb不变 B．Fa变大，Fb变小C．Fa不变，Fb变小 D．Fa不变，Fb变大解析：选C以小球为研究对象，分析受力情况，如图所示，根据牛顿第二定律得，水平方向：Fasinα－Fb＝ma①竖直方向：Facosα－mg＝0②由题知α不变，由②分析知Fa不变，由①知Fb＝Fasinα－ma<Fasinα，即Fb变小。11．(2021·全国甲卷)如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处，上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放，物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关。若θ由30°逐渐增大至60°，物块的下滑时间t将()A．逐渐增大 B．逐渐减小C．先增大后减小 D．先减小后增大解析：选D由题意知，小物块沿光滑长平板加速下滑，根据牛顿第二定律得mgsinθ＝ma，小物块的加速度大小a＝gsinθ；设铁架台底座的长度为d，根据几何关系，小物块的位移大小为eq\f(d,cosθ)；根据运动学公式得eq\f(d,cosθ)＝eq\f(1,2)at2，联立可得t＝eq\r(\f(4d,gsin2θ))，θ由30°逐渐增大至60°，物块的下滑时间t将先减小后增大，D正确。12．(2021年1月新高考8省联考·福建卷)如图，上表面光滑且水平的小车静止在水平地面上，A、B为固定在小车上的挡板，C、D为竖直放置的轻质薄板。A、C和D、B之间分别用两个相同的轻质弹簧连接，薄板C、D间夹住一个长方体金属块(视为质点)。金属块与小车上表面有一定的距离并与小车保持静止，此时金属块所受到的摩擦力为最大静摩擦力。已知金属块的质量m＝10kg，弹簧劲度系数k＝1000N/m，金属块和薄板C、D间动摩擦因数μ＝0.8。设金属块受到的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，取重力加速度g＝10m/s2。求：(1)此时弹簧的压缩量；(2)当小车、金属块一起向右加速运动，加速度大小a＝15m/s2时，A、C和D、B间弹簧形变量及金属块受到的摩擦力大小。解析：(1)由于两个轻质弹簧相同，两弹簧压缩量相同。设弹簧的压缩量为x0，弹簧形变产生的弹力大小为F弹，由胡克定律得F弹＝kx0①设金属块所受摩擦力大小为f，此时金属块所受摩擦力等于最大静摩擦力，金属块受到薄板的弹力为FN，依题意得FN＝F弹②f＝μFN③由金属块受力平衡有2f＝mg④由①②③④式并代入题给数据得x0＝0.0625m。⑤(2)假设A、C和D、B间的弹簧压缩量分别为x1和x2，有x1＋x2＝2x0⑥由牛顿第二定律得k(x1－x2)＝ma⑦由⑤⑥⑦式并代入题给数据解得x1＝0.1375m，x2＝－0.0125m⑧