2024-2025学年新教材高中物理分层集训16牛顿第二定律含解析新人教版必修第一册

PAGE5-分层集训16牛顿其次定律[合格达标练]题组一对牛顿其次定律的理解1．[2024·沭阳县高一月考](多选)关于速度、加速度、合外力之间的关系，正确的是()A．物体的速度越大，则加速度越大，所受的合外力也越大B．物体的速度为零，则加速度为零，所受的合外力也为零C．物体的速度为零，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大D．物体的速度很大，但加速度可能为零，所受的合外力也可能为零解析：加速度由合外力确定，加速度与速度无必定联系．物体的速度为零时，加速度可为零也可不为零；当加速度为零时，速度不变．答案：CD2．[2024·衡中周考]关于力的单位“牛顿”的理解，以下说法中正确的是()A．“N”这个单位是由质量1kg的物体所受重力为9.8N而规定下来的B．“N”这个单位是由牛顿其次定律F＝kma，当k＝1时规定下来的C．使质量为1kg的物体产生9.8m/s2的加速度的力为1ND．物体所受重力为19.6N中“N”并不是规定的，而是测出来的解析：在国际单位制中力的单位是牛顿，它属于导出单位，是依据牛顿其次定律F＝ma定义的，1N就是使质量1kg的物体产生1m/s2加速度的力，故A、C、D错误，B正确．答案：B3．对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力，当力刚起先作用的瞬间()A．物体马上获得加速度B．物体马上获得速度C．物体同时获得速度和加速度D．由于物体来不及运动，所以物体的速度和加速度都为零解析：依据牛顿其次定律F＝ma知，加速度与合外力是瞬时对应的关系，合外力改变，加速度同时随着改变．当力刚起先作用的瞬间，马上获得了加速度；依据v＝at可知，物体获得速度须要肯定的时间，故A正确，B、C、D错误．答案：A4．(多选)下列关于力和运动关系的几种说法中，正确的是()A．物体所受合力的方向，就是物体加速度的方向B．物体所受合力的方向，就是物体运动的方向C．物体所受合力不为零，则其加速度肯定不为零D．物体所受合力变小时，物体肯定做减速运动解析：由牛顿其次定律可知，物体所受合力的方向与加速度的方向是一样的，故A正确；但加速度的方向可能不是物体的运动方向，如当物体做减速直线运动时，物体的加速度的方向与运动方向相反，故B错误；物体所受的合力不为零时，其加速度肯定不为零，故C正确；当物体所受合力变小时，其加速度也变小，但假如此时合力的方向与物体的运动方向相同，则物体做加速运动，故D错误．答案：AC题组二牛顿其次定律的简洁应用5．随着居民生活水平的提高，家庭轿车越来越多，行车平安就更加显得重要．在行车过程中规定必须要运用平安带．假设某次急刹车时，由于平安带的作用，使质量为70kg的乘员具有的加速度大小约为6m/s2，此时平安带对乘员的作用力最接近()A．100NB．400NC．800ND．1000N解析：依据牛顿其次定律：F＝ma＝70×6N＝420N，B正确．答案：B6．(多选)质量为1kg的物体受3N和4N两个共点力的作用，物体的加速度可能是()A．5m/s2B．7m/s2C．8m/s2D．9m/s2解析：当F1＝3N和F2＝4N的两个力同向时，产生的加速度最大，amax＝eq\f(F1＋F2,m)＝eq\f(3＋4,1)m/s2＝7m/s2；当F1与F2反向时，产生的加速度最小，amin＝eq\f(4－3,1)m/s2＝1m/s2.则amin≤a≤amax，即1m/s2≤a≤7m/s2.答案：AB7．如图所示，鸟沿虚线斜向上加速飞行，空气对其作用力可能是()A．F1B．F2C．F3D．F4解析：小鸟沿虚线斜向上加速飞行，说明合外力方向沿虚线斜向上，小鸟受两个力的作用，空气的作用力F和重力G，如图所示．故选B.答案：B8．一轻弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡时弹簧伸长了4cm，再将重物向下拉1cm，然后放手，则在释放瞬间重物的加速度是(g取10m/s2)()A．2.5m/s2B．7.5m/s2C．10m/s2D．12.5m/s2解析：弹簧伸长量为4cm时，重物处于平衡状态，故mg＝kΔx1；再将重物向下拉1cm，则弹簧的伸长量变为Δx2＝5cm，在重物被释放瞬间，由牛顿其次定律可得kΔx2－mg＝ma；由以上两式解得a＝2.5m/s2，故选项A正确．答案：A9.如图所示，一木块沿倾角θ＝37°的光滑固定斜面自由下滑．(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.)(1)求木块的加速度大小；(2)若木块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，求木块加速度的大小．解析：(1)分析木块的受力状况如图甲所示，木块受重力mg、支持力FN两个力作用，合外力大小为mgsinθ，依据牛顿其次定律得mgsinθ＝ma1所以a1＝gsinθ＝10×0.6m/s2＝6m/s2.(2)若斜面粗糙，木块的受力状况如图乙所示，建立直角坐标系．在x轴方向上mgsinθ－Ff＝ma2①在y轴方向上FN＝mgcosθ②又因为Ff＝μFN③由①②③得a2＝gsinθ－μgcosθ＝(10×0.6－0.5×10×0.8)m/s2＝2m/s2.答案：(1)6m/s2(2)2m/s210.如图所示，静止在水平地面上的小黄鸭质量m＝20kg，受到与水平面夹角为53°的斜向上的拉力，小黄鸭起先沿水平地面运动．若拉力F＝100N，小黄鸭与地面的动摩擦因数为0.2，g＝10m/s2，求：(sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g＝10m/s2)(1)把小黄鸭看做质点，作出其受力示意图；(2)地面对小黄鸭的支持力；(3)小黄鸭运动的加速度的大小．解析：(1)如图，小黄鸭受到重力、支持力、拉力和摩擦力作用．(2)竖直方向有：Fsin53°＋FN＝mg，解得FN＝mg－Fsin53°＝120N，方向竖直向上．(3)受到的摩擦力为滑动摩擦力，所以Ff＝μFN＝24N依据牛顿其次定律得：Fcos53°－Ff＝ma，解得a＝1.8m/s2.答案：(1)见解析图(2)120N，方向竖直向上(3)1.8m/s2[素养提升练]11．[2024·四川高一检测](多选)如图所示，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连，设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于伸长状态，若忽视小球与小车间的摩擦，则在这段时间内小车可能()A．向右做加速运动B．向右做减速运动C．向左做减速运动D．向左做加速运动解析：小球与小车相对静止且弹簧处于拉伸状态，知小球所受的合力向左，依据牛顿其次定律，小球的加速度方向向左，小球和小车具有相同的加速度，知小车具有向左的加速度，所以小车向左做加速运动或向右做减速运动，故B、D正确，A、C错误．答案：BD12．[2024·北京海淀区月考]在水平面上做匀加速直线运动的物体，在水平方向上受到拉力和阻力的作用．假如使物体的加速度变为原来的2倍．下列方法中可以实现的是()A．将拉力增大到原来的2倍B．将阻力削减到原来的eq\f(1,2)倍C．将物体的质量增大到原来的2倍D．将物体的拉力和阻力都增大到原来的2倍解析：设物体的质量为m，拉力和阻力分别为F和Ff，依据牛顿其次定律得：F－Ff＝ma，将拉力增大到原来的2倍，2F－Ff＝ma′，分析得到a′>2a，即加速度大于原来的2倍，故A错误．将阻力削减到原来的eq\f(1,2)，F－eq\f(1,2)Ff＝ma′，分析得到a′>2a，加速度大于原来的2倍，故B错误．将物体的质量增大到原来的2倍，合力不变，加速度变为原来的一半，故C错误．将物体的拉力和阻力都增大到原来的2倍，2F－2Ff＝ma′，a′＝2a，即加速度等于原来的2倍，故D正确．故选D.答案：D13．如图所示，电梯与水平面的夹角为30°，当电梯向上加速运动时，人对梯面压力是其重力的eq\f(6,5)，求人与梯面间的摩擦力．解析：对人进行受力分析：人受到重力mg、支持力FN、摩擦力F(摩擦力的方向肯定与接触面平行，由加速度的方向可推知F水平向右)．建立直角坐标系：取水平向右(即F的方向)为x轴正方向，如图甲所示，此时只需分解加速度，则ax＝acos30°，ay＝asin30°，如图乙所示．由牛顿其次定律得x方向F＝macos30°y方向FN－mg＝masin30°又FN＝eq\f(6,5)mg，所以F＝eq\f(\r(3),5)mg.答案：eq\f(\r(3),5)mg方向水平向右14．[2024·河南洛阳高一检测]如图所示，将质量m＝1kg的圆环套在固定的水平直杆上．环的直径略大于杆的截面直径．环与杆间的动摩擦因数为μ＝0.8.从某时刻起先计时，对环施加一位于竖直平面内斜向上且与杆夹角为θ＝53°的拉力F，使圆环从静止起先做匀加速直线运动并在第2s内移动6.6m，(取sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g＝10m/s2)．试求：(1)圆环运动的加速度大小；(2)拉力F的大小．解析：(1