2024年新教材高中物理第4章牛顿运动定律第3节牛顿第二定律课后提升训练粤教版必修第一册

第四章第三节A组·基础过关1．下列说法正确的是()A．物体所受合力为零时，物体的加速度可以不为零B．物体所受合力越大，速度越大C．速度方向、加速度方向、合力方向总是相同的D．速度方向可与加速度方向成随意夹角，但加速度方向总是与合外力方向相同【答案】D【解析】由牛顿其次定律F＝ma，知F合为零，加速度为零；当F合越大，a也越大，由a＝eq\f(Δv,Δt)知a大只能说明速度变更率大，速度不肯定大，故A、B错误；F合，a，Δv三者方向肯定相同，而速度方向与这三者方向不肯定相同，C错误，D正确．2．竖直起飞的火箭在推动力F的作用下产生10m/s2的加速度，若推动力增大到2F，则火箭的加速度将达到(g取10m/s2)()A．20m/s2 B．25m/s2C．30m/s2 D．40m/s2【答案】C【解析】设火箭的质量为m，依据牛顿其次定律可得，F－mg＝ma，所以F＝20m，当推动力增大到2F时，2F－mg＝ma′，即30m＝ma′，所以a′＝30m/s2.3．建筑工人用图示的定滑轮装置运输建筑材料．质量为70.0kg的工人站在地面上，通过定滑轮将质量为20.0kg的建筑材料以0.500m/s2的加速度拉升，忽视绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则地面对工人的支持力大小为(g取10m/s2)()A．510N B．490NC．890N D．910N【答案】B【解析】对建筑材料进行受力分析，依据牛顿其次定律有F－mg＝ma，得绳子的拉力大小F＝210N．然后再对人受力分析，由平衡的学问得Mg＝F＋FN，解得FN＝490N，D正确．4．一辆洒水车的牵引力恒定，所受到的摩擦阻力跟车的质量成正比．此车洒水前在平直的粗糙路面上以肯定的速度匀速行驶；在洒水的过程中，车的运动状况是()A．保持原来速度做匀速直线运动B．变为匀加速运动C．变为加速度越来越小的变加速运动D．变为加速度越来越大的变加速运动【答案】D【解析】洒水车起先洒水时，匀速行驶，牵引力等于其所受的摩擦阻力，合力为零，在洒水的过程中，洒水车的质量减小，所以摩擦阻力也在渐渐减小，此时合力渐渐增大，洒水车的加速度渐渐增大，所以洒水车做加速度越来越大的变加速运动，故D正确．5．如图所示，质量为m的物体在水平拉力F作用下，沿粗糙水平面做匀加速直线运动，加速度大小为a；若其他条件不变，仅将物体的质量减为原来的一半，物体运动的加速度大小为a′，则()A．a′<a B．a<a′<2aC．a′＝2a D．a′>2a【答案】D【解析】对物体，由牛顿其次定律得F－μmg＝ma，F－μeq\f(m,2)g＝eq\f(m,2)a′，解得a＝eq\f(F,m)－μg，a′＝eq\f(2F,m)－μg＝2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(F,m)－μg))＋μg＝2a＋μg>2a，故D正确，A、B、C错误．6．如图所示，质量为M的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为θ.斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦．用恒力F沿斜面对上拉小物块，使之匀速上滑．在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止．地面对楔形物块的支持力为()A．(M＋m)g B．(M＋m)g－FC．(M＋m)g＋Fsinθ D．(M＋m)g－Fsinθ【答案】D【解析】以物块和楔形物块整体为探讨对象，受到重力(M＋m)g，拉力F，地面的支持力FN和摩擦力Ff.依据平衡条件，得地面对楔形物块的支持力FN＝(M＋m)g－Fsinθ，故选D．7．如图所示，位于水平地面上的质量为M的小木块，在大小为F、方向与水平方向成α角的拉力作用下沿地面做匀加速运动．若木块与地面之间的动摩擦因数为μ，则木块的加速度为()A．eq\f(F,M)B．eq\f(Fcosα,M)C．eq\f(Fcosα－μMg,M)D．eq\f(Fcosα－μMg－Fsinα,M)【答案】D【解析】对木块受力分析可知，木块受到重力、支持力、拉力和摩擦力的作用，在水平方向有Fcosα－f＝Ma，竖直方向有Mg＝N＋Fsinα，滑动摩擦力f＝μN，依据以上三式联立可以求得a＝eq\f(Fcosα－μMg－Fsinα,M)，故选D．8．如图所示，物体A和B恰好做匀速运动，已知mA>mB，不计滑轮及绳子的质量，A、B与桌面间的动摩擦因数相同，重力加速度为g.若将A与B互换，则()A．物体A与B仍做匀速运动B．物体A与B做加速运动，加速度a＝eq\f(mA＋mB,mA)C．物体A与B做加速运动，加速度a＝eq\f(mAg,mA＋mB)D．绳子中张力不变【答案】D【解析】起先时A、B匀速运动，绳子的张力等于mBg，且满意mBg＝μmAg，解得μ＝eq\f(mB,mA)，物体A与B互换后，对A有mAg－T＝mAa，对B有T－μmBg＝mBa，联立解得T＝mBg,a＝eq\f(mA－mB,mA)g，故选D．9．如图所示，天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的质量相同的小球，两小球均保持静止．重力加速度为g.当突然剪断细绳时，上面小球A与下面小球B的加速度分别为()A．g，g B．2g,0C．2g，g D．0，g【答案】B【解析】设小球的质量均为m，由平衡条件可知弹簧的弹力F＝mg，在剪断细绳的瞬间，弹簧的弹力不变，对A由牛顿其次定律可得a1＝eq\f(mg＋F,m)＝2g；对B由牛顿其次定律可得a2＝eq\f(mg－F,m)＝0,B正确．B组·实力提升10．(多选)如图所示，A、B球的质量相等，弹簧的质量不计，倾角为θ的斜面光滑．系统静止时，弹簧与细线均平行于斜面，在细线被烧断的瞬间下列说法正确的是()A．两个小球的瞬时加速度均沿斜面对下，大小均为gsinθB．B球的受力状况未变，瞬时加速度为零C．A球的瞬时加速度沿斜面对下，大小为2gsinθD．弹簧有收缩的趋势，B球的瞬时加速度向上，A球的瞬时加速度向下，A、B两球瞬时加速度都不为零【答案】BC【解析】系统原来静止，依据平衡条件，可知对B球有F弹＝mgsinθ，对A球有F绳＝F弹＋mgsinθ，细线被烧断的瞬间，细线的拉力马上减为零，但弹簧的弹力不发生变更，则B球受力状况未变，瞬时加速度为零；对A球，依据牛顿其次定律得a＝eq\f(F合,m)＝eq\f(F弹＋mgsinθ,m)＝2gsinθ，方向沿斜面对下，A、D错误；B球的受力状况未变，瞬时加速度为零，与结论相符，B、C正确．11．(多选)一个质量为2kg的物体在三个共点力作用下保持静止状态．现在撤掉其中两个力，这两个力的大小分别为25N和20N，剩余一个力保持不变，则物体此时的加速度大小可能是()A．1m/s2 B．10m/s2C．20m/s2 D．30m/s2【答案】BC【解析】两个力的大小分别为25N和20N，则这两个力的合力范围为(25－20)N≤F合≤(25＋20)N，即5N≤F合≤45N为另外一个力的范围，依据牛顿其次定律得a＝eq\f(F合,m)，得加速度的范围为2.5m/s2≤a≤22.5m/s2，故B，C正确．12．质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v－t图像如图所示．g取10m/s2，求：(1)0～6s,6～10s过程中加速度的大小；(2)0～10s内物体运动的位移；(3)物体与水平面间的动摩擦因数μ和水平推力F的大小．【答案】(1)1m/s22m/s2(2)46m(3)0.26N【解析】(1)0～6s的加速度a1＝eq\f(Δv1,Δt1)＝eq\f(8－2,6)m/s2＝1m/s2，6～10s物体的加速度a2＝eq\f(Δv2,Δt2)＝eq\f(0－8,4)m/s2＝－2m/s2，负号表示加速度方向与速度方向相反，即加速度大小为2m/s2.(2)图线与时间轴围成的面积表示