人教版高中物理必修1习题课件：第一章第3节-运动快慢的描述-速度

03牛顿第二定律03牛顿第二定律题型1对牛顿第二定律的理解解析第3节牛顿第二定律刷基础1．[吉林长春外国语学校2019高一上期末]对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力，当力刚开始作用的瞬间()A．物体立即获得速度B．物体立即获得加速度C．物体同时获得速度和加速度D．由于物体未来得及运动，所以速度和加速度都为零根据牛顿第二定律F＝ma可知，加速度与合力是瞬时对应的关系，合力变化，加速度同时随之变化，当力刚开始作用的瞬间，物体所受的合力立即增大，则立即获得了加速度，而物体由于具有惯性，速度还没有改变，故B正确．B题型1对牛顿第二定律的理解解析第3节牛顿第二定律刷基解析刷基础2．[江苏盐城2019高一上期末](多选)如图所示，当小车水平向右加速运动时，物块M相对静止于车厢后竖直壁上．当小车的加速度增大时()A．M所受的静摩擦力增大B．M对车厢的作用力增大C．M仍相对车厢静止D．M受到的合外力为零小车向右做匀加速直线运动，物块M相对小车静止，加速度与车的加速度相同，以物块为研究对象，受力分析如图所示，对物块，由牛顿第二定律得N＝Ma，a增大，表明N增大，由相互作用力规律可知，M对车厢壁的压力N′＝N增大，物块受到的最大静摩擦力增大，物块不可能沿壁下滑，M仍相对车厢静止，在竖直方向，M所受合外力为零，由平衡条件得f＝Mg，M所受的静摩擦力不变；M受到的合外力不为零，竖直方向的合力不变，水平方向的合力增大，所以车厢与M的相互作用力增大，故A、D错误，B、C正确．BC第3节牛顿第二定律解析刷基础2．[江苏盐城2019高一上期末](多选)如图所示题型2牛顿第二定律的简单计算刷基础3．[四川成都七中2019高一上月考]如图所示，位于水平地面上的质量为M的木块，在方向与水平面成α角、大小为F的拉力作用下，沿水平地面做匀加速直线运动，若木块与地面间的动摩擦因数为μ，则木块的加速度为()木块受力如图所示，在竖直方向有F支＝Mg－Fsinα，根据相互作用力规律可知木块对地面的压力F压＝F支＝Mg－Fsinα；在水平方向，由牛顿第二定律得Fcosα－μ(Mg－Fsinα)＝Ma，解得加速度a＝，故选D.D解析第3节牛顿第二定律题型2牛顿第二定律的简单计算刷基础3．[四川成都七中201解析刷基础4．(多选)如图所示，在倾角为α的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的较长木板，木板上站着一只猫．已知木板的质量是猫的质量的2倍．当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变．则此时()A．猫有向上的加速度B．猫处于平衡状态，板对猫有沿斜面向上的摩擦力C．板的加速度大小为gsinα，方向沿斜面向下D．板的加速度大小为gsinα，方向沿斜面向下猫处于平衡状态，隔离猫进行受力分析，猫受重力、板对它的支持力及板对猫沿斜面向上的摩擦力，A错误，B正确；木板沿斜面加速下滑时，猫保持相对斜面的位置不变，即相对斜面静止，加速度为零．将木板和猫作为整体，根据牛顿第二定律有F合＝F猫＋F木板＝0＋2ma(a为木板的加速度)，整体受到的合力的大小为猫和木板的重力沿斜面方向的分力的大小，即F合＝3mgsinα，解得a＝gsinα，方向沿斜面向下，C错误，D正确．BD第3节牛顿第二定律解析刷基础4．(多选)如图所示，在倾角为α的固定光滑斜面上，题型3瞬时性问题解析刷基础5．[江西南昌八一中学等七校2019高一上期末]如图所示，质量为m的小球用水平轻弹簧和轻绳拉住，处于静止状态，轻绳与竖直方向成60°角，当剪断轻绳的瞬间，小球的加速度()A．为零B．大小为g，方向竖直向下C．大小为2g，方向沿原来轻绳方向斜向下D．大小为2g，方向水平向右在剪断轻绳前，小球受重力、绳子的拉力以及弹簧的弹力，处于平衡状态，根据共点力平衡得，绳子的拉力T＝=2mg；剪断轻绳的瞬间，弹簧的弹力不变，小球此时受重力、弹簧的弹力两个力作用，小球的合力与原来轻绳的拉力等大反向，大小为F合＝2mg；根据牛顿第二定律，小球的加速度为a＝2g，方向沿原来轻绳方向斜向下，故选C.C第3节牛顿第二定律题型3瞬时性问题解析刷基础5．[江西南昌八一中学等七校20解析刷基础6．[河北邢台二中2018高一上月考](多选)如图所示，A、B两球质量相等，光滑斜面的倾角为θ，图甲中A、B两球用轻弹簧相连，图乙中A、B两球用轻杆相连，系统静止时，挡板C与斜面垂直，弹簧、轻杆均与斜面平行，则在突然撤去挡板的瞬间()A．图乙中A、B球与杆之间的作用力为零B．图乙中A球的加速度为gsinθC．图甲中B球的加速度为2gsinθD．图甲中B球的加速度为gsinθ两图中，撤去挡板前，对整体分析，挡板对B球的弹力大小均为2mgsinθ，因弹簧的弹力不能突变，而杆的弹力会突变，所以撤去挡板瞬间，图甲中A球所受合力为零，加速度为零，B球所受合力为2mgsinθ，加速度为2gsinθ；图乙中杆的弹力突变为零，A、B球所受合力均为mgsinθ，加速度均为gsinθ，故A、B、C正确，D错误．CABC第3节牛顿第二定律解析刷基础6．[河北邢台二中2018高一上月考](多选)如图解析刷易错7．[黑龙江哈尔滨六中2018高一上期末](多选)如图所示，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平长直杆上，环与杆间的动摩擦因数为μ.现给环一个向右的初速度v0，同时对环加一个竖直向上的作用力F，并使F的大小随v的大小变化，两者的关系为F＝kv，其中k为常数，则环在运动过程中的速度—时间图像可能是()若一开始有F＝mg，圆环在竖直方向不受直杆的作用力，在水平方向不受摩擦力，则圆环做匀速直线运动，故A正确；若一开始有F<mg，圆环在水平方向受到摩擦力而做减速运动，随着速度的减小，F也减小，圆环所受的杆的摩擦力f＝μ(mg－F)，则摩擦力增大，由牛顿第二定律知加速度增大，即圆环做加速度增大的减速运动，故B正确，C错误；若一开始有F>mg，圆环在水平方向受到摩擦力而做减速运动，随着速度的减小，F也减小，f＝μ(F－mg)，则摩擦力减小，加速度减小，圆环做加速度减小的减速运动，当F＝mg后，圆环做匀速直线运动，故D正确．CABD第3节牛顿第二定律易错点没有理解“力与运动的关系”易错分析要首先分析圆环所受的合力如何变化，即确定圆环的加速度如何变化，再分析圆环的运动情况，进而判断速度的变化情况．不明白力和运动的关系，做题时容易无处下手而导致错选．解析刷易错7．[黑龙江哈尔滨六中2018高一上期末](多选)解析刷提升1．[河北辛集中学2019高一上月考](多选)关于合力F、物体的加速度a、速度v，以下说法正确的是()A．若F和v同向，当F逐渐减小时，a逐渐减小，v逐渐减小B．若F和v同向，当F逐渐减小时，a逐渐减小，v逐渐增大C．若F和v反向，当F逐渐增大时，a逐渐增大，v逐渐增大D．若F和v反向，当F逐渐增大时，a逐渐增大，v逐渐减小由牛顿第二定律可知，加速度的方向与合力的方向相同，大小与合力成正比．若F与v同向，则加速度与速度同向，物体做加速运动，当F减小时，加速度减小，但速度继续增大，故A错误，B正确；若F和v反向，加速度与速度反向，物体做减速运动，当F增大时，加速度增大，但物体的速度减小，故C错误，D正确．CBD第3节牛顿第二定律解析刷提升1．[河北辛集中学2019高一上月考](多选)关于解析刷提升2．[安徽宣城二中、广德中学、郎溪中学三校2018高一上联考](多选)A、B两物体位于地球的不同纬度(注：纬度不同，重力加速度往往也不同)，各自在竖直拉力的作用下开始做直线运动．利用传感器和计算机可以测量快速变化的力与加速度，如图所示是用这种方法获得的物体A、B所受的外力F与加速度a的关系图像，若物体A、B的质量分别为mA、mB，物体A、B所在处的重力加速度分别为gA、gB，则下列关系式正确的是()A．mA＞mBB．gA＞gBC．mA＜mBD．gA＜gB对物体受力分析，物体受重力和拉力，根据牛顿第二定律有F-mg＝ma，变形得F＝ma＋mg；当F＝0时，a＝-g，即g为横截距的长度，故gA<gB；当a＝0时，F＝mg，由图可知，当a＝0时，F＝mAgA＝mBgB，所以mA>mB，故A、D正确．CAD第3节牛顿第二定律解析刷提升2．[安徽宣城二中、广德中学、郎溪中学三校2018解析刷提升3．[广东中山第一中学2019高一上段考](多选)如图所示为位于水平面上的小车，固定在小车上的支架斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆的下端固定有质量为m的小球．下列关于斜杆对球的作用力F的判断中，正确的是()A．小车静止时，F＝mgsinθ，方向沿杆向上B．小车静止时，F＝mgcosθ，方向垂直于杆向上C．小车向右做匀速运动时，一定有F＝mg，方向竖直向上D．小车向右做匀加速运动时，一定有F＞mg，方向可能沿杆向上小车静止时，小球处于平衡状态，则杆对球的弹力F＝mg，方向竖直向上，故A、B错误．小车向右匀速运动时，小球处于平衡状态，则杆对球的弹力F＝mg，方向竖直向上，故C正确．小球向右做匀加速运动时，小球具有向右的加速度，合力向右，小球受力如图所示，根据几何知识可知，F＞mg，方向由合力的大小决定，可能沿杆向上，故D正确．CCD第3节牛顿第二定律解析刷提升3．[广东中山第一中学2019高一上段考](多选)解析刷提升4．[北京海淀区人大附中2019高一上期末](多选)如图所示，水平地面粗糙，水平轻弹簧左端固定，右端与在O点处的质量为m的小物块(可视为质点)接触但不相连(弹簧处于原长)，现向左推小物块将弹簧压缩到A点，然后释放，小物块在弹簧弹力和摩擦力的作用下沿直线运动到B点停下．则对物块从A运动到B的过程，下列说法正确的是()A．物块与弹簧在O点分离B．物块与弹簧在A、O之间的某点分离C．物块从A到O做加速运动，从O到B做减速运动D．物块从A到O的过程中，加速度先逐渐减小后反向增大对物块受力分析，竖直方向受重力和支持力，二力平衡，水平方向受弹簧弹力和摩擦力，刚从A点释放时，弹簧弹力大于摩擦力，合力向右，物块加速向右运动，随着物块向右运动，弹簧压缩量减小，弹力减小，则合力减小，加速度减小，到达O点之前某一位置C，弹簧弹力减小到等于摩擦力，由C至O过程中弹力小于摩擦力，合力向左，加速度向左，又因为物块继续向右运动，物块开始减速，弹簧压缩量继续减小，弹力继续减小，合力增大，加速度增大，速度继续减小，到O点物块和弹簧分离，从O至B过程物块受向左的摩擦力而一直做匀减速运动．故A、D正确，B、C错误．CAD第3节牛顿第二定律解析刷提升4．[北京海淀区人大附中2019高一上期末](多选解析刷提升5．如图甲所示，水平面上质量相等的两木块A、B，用轻弹簧相连接，系统处于平衡状态．现用一竖直向上的力F拉动木块A，使木块A向上做匀加速直线运动(如图乙所示)，研究从力F刚作用在木块A瞬间到木块B刚离开地面瞬间的这一过程，并选定该过程中木块A的起点位置为坐标原点．下列图中能正确表示力F和木块A的位移x之间关系的是()设原来系统静止时弹簧的压缩量为x0，当木块A的位移为x时，弹簧的压缩量为x0-x，弹簧的弹力大小为k(x0-x)，根据牛顿第二定律得F＋k(x0-x)-mg＝ma，可得F＝kx-kx0＋ma＋mg，又kx0＝mg，可得F＝kx＋ma.可知F与x成线性关系，当x＝0时，kx＋ma＞0.故选A.CA第3节牛顿第二定律解析刷提升5．如图甲所示，水平面上质量相等的两木块A、B，用解析刷提升6．[四川阆中学校2019高一上期中]如图所示，质量相等的A、B两小球分别连在轻绳两端，轻弹簧的一端与A球相连，另一端固定在倾角为30°的光滑斜面顶端，重力加速度大小为g.则剪断轻绳的瞬间()A．A的加速度为零，B的加速度大小为gB．A、B的加速度大小均为0.5gC．A、B的加速度均为零D．A的加速度为零，B的加速度大小为0.5g设两小球的质量均为m，对整体分析，弹簧的弹力F＝2mgsin30°＝mg，剪断轻绳的瞬间，弹簧的弹力不变，对A分析，aA＝＝0.5g，B的加速度大小为aB＝＝0.5g，故选B.CB第3节牛顿第二定律解析刷提升6．[四川阆中学校2019高一上期中]如图所示，质解析刷提升7．[江苏镇江一中等五校2018高一上月考]如图所示，吊篮A、物体B、物体C的质量分别为m、3m、2m.B和C分别固定在轻质弹簧两端，弹簧的质量不计．B和C在吊篮的水平底板上处于静止状态，将悬挂吊篮的轻绳剪断的瞬间()A．吊篮A的加速度大小为gB．物体B的加速度大小为gC．物体C的加速度大小为2gD．A、B、C的加速度大小都等于g开始时弹簧的弹力F＝3mg，剪断轻绳的瞬间，弹簧弹力不变，将C和A看成一个整体，根据牛顿第二定律得aAC＝＝2g，即A、C的加速度均为2g，故A、D错误，C正确；剪断轻绳的瞬间，弹簧的弹力不变，B所受的合力仍然为零，则B的加速度为零，故B错误．CC第3节牛顿第二定律解析刷提升7．[江苏镇江一中等五校2018高一上月考]如图所解析刷提升8．[黑龙江大庆实验中学2019高一上月考]如图甲所示，质量为m＝1kg的物体置于倾角为θ＝37°的足够长的固定斜面上，对物体施以平行于斜面向上的恒定拉力F，t1＝0.5s时撤去拉力，取沿斜面向上为正方向，物体速度与时间关系的部分图像如图乙所示．(g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：(1)拉力F的大小；(2)物体沿斜面向上滑行的最大距离s的大小．(1)设物体在有力F作用时的加速度为a1，撤去力F后物体的加速度为a2，根据题图乙可知a1＝m/s2＝16m/s2，a2＝m/s2＝-8m/s2.有力F作用时，对物体进行受力分析，由牛顿第二定律得F-mgsinθ-μmgcosθ＝ma1，撤去力F后对物体进行受力分析，由牛顿第二定律得-(mgsinθ＋μmgcosθ)＝ma2，解得F＝24N.(2)设撤去力F后物体运动到最高点所用时间为t2，此时物体速度为零，可得t2＝s＝1s，向上滑行的最大距离C(1)24N(2)6m第3节牛顿第二定律甲乙解析刷提升8．[黑龙江大庆实验中学2019高一上月考]如图甲解析刷提升9．如图所示，斜面体的质量为M，倾角为θ，与水平面间的动摩擦因数为μ，用细绳竖直悬挂一质量为m的小球，小球静止在光滑斜面上，小球的高度为h.当烧断细绳的瞬间，用水平向右的力由静止拉动斜面体，小球能做自由落体运动到达水平面，重力加速度为g.问：(1)小球经过多长时间到达水平面？(2)拉力至少为多大？(1)小球做自由落体运动到达水平面，下落的高度为h，对小球，有h＝gt2，解得t＝.(2)斜面体至少水平向右运动的位移x＝，对斜面体，有x＝at2，解得a＝gcotθ，以斜面体为研究对象，有F-μMg＝Ma，所以F＝μMg＋Mgcotθ＝(μ＋cotθ)Mg.即当烧断细绳的瞬间，至少以(μ＋cotθ)Mg的水平向右的拉力由静止拉动斜面体，小球才能做自由落体运动到达水平面．C第3节牛顿第二定律答案解析刷提升9．如图所示，斜面体的质量为M，倾角为θ，与水平面解析刷提升10．[浙江诸暨中学2019高一上期中]如图所示，倾角θ＝30°的光滑斜面与粗糙的水平面平滑连接．现将一小滑块(可视为质点)从斜面上的A点由静止释放，最终停在水平面上的C点．已知A点距离水平面的高度h＝0.8m，B点距离C点的距离L＝2m(假设滑块经过B点时速度大小不变，g取10m/s2)．求：(1)滑块在运动过程中的最大速度的大小；(2)滑块与水平面间的动摩擦因数μ；(3)滑块从A点释放后，写出速度大小v与时间t的关系的表达式．(1)滑块先在斜面上做匀加速运动，然后在水平面上做匀减速运动，所以滑块运动到B点时速度最大，设为vm，设滑块在斜面上运动的加速度大小为a1，根据牛顿第二定律，有mgsin30°＝ma1，根据运动学公式，有vm2=，解得vm＝4m/s.即滑块在运动过程中的最大速度为4m/s.(2)设滑块在水平面上运动的加速度大小为a2，根据牛顿第二定律，有μmg＝ma2，根据运动学公式，有vm2＝2a2L，解得μ＝0.4.即滑块与水平面间的动摩擦因数μ为0.4.(3)设t时刻速度大小为v，在斜面上运动的时间为t1==0.8s，水平面上运动的时间为=1s，所以当t<0.8s时，v＝a1t＝5t(m/s)，当t1≤t<t1＋t2，即0.8s≤t<1.8s时，v＝vm－a2(t－t1)＝7.2－4t(m/s)，当t≥t1＋t2＝1.8s时，v＝0C(1)4m/s(2)0.4(3)见解析第3节牛顿第二定律解析刷提升10．[浙江诸暨中学2019高一上期中]如图所示，解析刷素养11．[清华大学2016“领军计划”]如图所示，轨道AC由倾角为θ的粗糙倾斜轨道AB和水平光滑轨道BC构成，a球从AB上距离B点L处由静止释放，经过B点后在水平轨道BC上运动(忽略小球a经过B点时速率的微小变化)．b从C点上方高为4.5L处下落，a、b两球同时释放，并在C点相遇．已知a球与轨道AB间的动摩擦因数μ＝0.5，B、C间距离也为L，则sinθ＝________.a球在倾斜轨道上运动的加速度为a＝g(sinθ-μcosθ)．a球运动的时间为，b球运动的时间为.a、b两球同