2025版新教材高中物理第四章运动和力的关系3.牛顿第二定律课时作业新人教版必修第一册

3．牛顿其次定律学问点分组练学问点1对牛顿其次定律的理解1.(多选)下列对牛顿其次定律公式的理解正确的是()A．由F＝ma可知，物体所受的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成正比B．由m＝eq\f(F,a)可知，物体的质量与其所受的合力成正比，与其运动的加速度成反比C．由a＝eq\f(F,m)可知，物体的加速度与其所受的合力成正比，与其质量成反比D．由m＝eq\f(F,a)可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合力而求出2．(多选)下列关于牛顿其次定律的说法中，正确的是()A．物体所受合外力的方向和加速度的方向及速度的方向总是相同的B．物体加速度的方向只由它所受合外力的方向确定，与速度的方向无关C．物体加速度的大小由物体的质量和所受合力的大小确定，与物体的速度无关D．一旦物体所受合力为零，则物体的加速度马上为零，其运动也就渐渐停止了3．(多选)关于牛顿其次定律的数学表达式F＝kma，下列说法正确的是()A．在任何状况下式中k都等于1B．式中k的数值由质量、加速度和力的大小确定C．式中k的数值由质量、加速度和力的单位确定D．物理中定义使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力为1N学问点2牛顿其次定律的简洁应用4.[2024·湖南省益阳市高一期末]一个质量为2kg的物体，在光滑的水平地面上受到三个水平共点力F1、F2、F3作用处于静止状态，这三个力的大小分别为10N、6N、14N，现将其中F3突然减小到8N，这三个力方向不变，则此时物体的加速度为()A.4m/s2B．3m/s2C．2m/s2D．05.[2024·陕西省西安市高一期末]如图所示，塔吊通过挂钩、钢丝绳、拉力传感器与一个质量为500kg的重物相连，重物在竖直方向运动的过程中，某一时间段内拉力传感器的示数为6000N，取重力加速度大小g＝10m/s2，关于重物的运动，下列说法正确的是()A．重物可能正在以2m/s2的加速度加速上升B．重物可能正在以2m/s2的加速度减速上升C．重物可能正在以4m/s2的加速度减速下降D．重物可能正在以4m/s2的加速度加速下降6.[2024·河北省高二模拟]在平直轨道上运行的地铁中，某同学将轻绳的下端系一圆珠笔，轻绳的上端用胶布临时固定在地铁的竖直扶手上．当列车加速度为a时，稳定后轻绳与竖直方向夹角为θ，如图所示．若将圆珠笔换成质量为其2倍的钢笔，列车加速度仍为a时，稳定后轻绳与竖直方向的夹角为β，则()A．β＝4θB．β＝2θC．β＝θD．β＝eq\f(1,2)θ7．[2024·海南省高一期末]如图，一儿童沿倾角θ＝37°的滑梯滑下，滑梯与儿童裤料之间的动摩擦因数取0.5，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g＝10m/s2，不计空气阻力，儿童下滑的加速度大小为()A.1m/s2B．2m/s2C．3m/s2D．4m/s28．[2024·江苏省连云港市高二期末]一物体在外力F作用下以a＝10m/s2的加速度竖直向上做匀加速直线运动，若外力增大到2F，g取10m/s2，空气阻力不计，则物体的加速度将变为()A．20m/s2B．25m/s2C．30m/s2D．40m/s29.[2024·陕西省西安市高一期末](多选)淘气的小帅把积木小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，如图所示，从接触弹簧起先到将弹簧压缩到最短的过程中，下列叙述中正确的是()A．小球的速度始终减小B．速度先增大后减小C．小球的加速度先减小后增大D．小球的加速度先增大后减小10．如图所示，倾斜索道与水平面夹角为37°，当载人车厢沿钢索匀加速向上运动时，车厢中的人对厢底的压力为其体重的eq\f(25,16)倍(车厢底始终保持水平)，则车厢对人的摩擦力是人体重的(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)()A．eq\f(3,4)B．eq\f(2,3)C．eq\f(5,4)D．eq\f(6,5)11．[2024·河南省郑州市期末]如图，小孩坐在雪橇上，小孩与雪橇的总质量为40kg，大人用与水平方向成37°角斜向上的大小为100N的拉力拉雪橇，使雪橇沿水平地面做加速度为1m/s2的匀加速直线运动，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求：(1)雪橇受到地面的支持力大小；(2)雪橇与水平地面间的动摩擦因数的大小(结果保留2位有效数字).学问点3瞬时加速度的求解12.如图所示，A球和天花板之间用轻细线相连，A球和B球之间用轻弹簧相连，整个系统保持静止．A的质量为m，B的质量为3m，现突然快速剪断轻绳，在剪断轻绳的瞬间，设小球A、B的加速度分别用a1和a2表示，则()A．a1＝g，a2＝gB．a1＝0，a2＝2gC．a1＝4g，a2＝0D．a1＝2g，a2＝013．[2024·山东省济南市高一期末](多选)如图所示，质量为1kg的小球用水平轻弹簧系住，并用倾角为45°的光滑木板AB托住，小球处于静止状态．取g＝10m/s2，下列说法正确的是()A．轻弹簧拉力大小为10NB．木板AB对小球弹力大小为10NC．木板AB突然撤去瞬间，小球的加速度大小为10eq\r(2)m/s2D．弹簧被剪断瞬间，小球的加速度为0[答题区]题号123456789101213答案促思提能训练1．[2024·河北省保定市测试]关于速度、加速度和合力之间的关系，下列说法正确的是()A．物体所受合力为0时，物体的速度肯定为0B．物体的加速度为0时，其所受的合力也肯定为0C．物体运动状态变更的难易程度取决于物体的加速度D.速度为10m/s的物体肯定比速度为1m/s的物体受到的合力大2．[2024·浙江省杭州市期中](多选)一个质量为2kg的物体同时受到两个共点力的作用，这两个力的大小分别为2N和6N，当两个力的方向变更时，物体的加速度大小可能为()A．1m/s2B．2m/s2C．eq\r(10)m/s2D．4m/s23．[2024·广东省高二检测](多选)如图某超市一顾客推着一辆装有很多商品的货车减速前进(可视为匀减速直线运动)，加速度大小为a，顾客对货车的水平推力大小为F.货车内一质量为m的哈密瓜所受合外力的大小和方向为()A．水平向左B．水平向右C．maD．meq\r(a2＋g2)4．[2024·广东省广州市高一期末](多选)雨滴在空气中下落时会受到空气阻力的作用．假设阻力大小只与雨滴的速率成正比，全部雨滴均从相同高度处由静止起先下落，到达地面前均达到最大速率．下列推断正确的是()A．较大的雨滴最大速率也较大B．全部雨滴的最大速率均相等C．较小的雨滴在空中运动的时间较长D．达到最大速率前，全部雨滴均做匀加速运动5.[2024·山东省济南市高一期末]如图所示，水平桌面上质量为1kg的物块受到大小为10N，与水平方向成37°角的斜向上的拉力．已知物块与桌面的动摩擦因数为0.5，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.则物块的加速度大小为()A．3m/s2B．5m/s2C．6m/s2D．10m/s26．一重50N的物体放置在水平桌面上，物体与桌面之间的动摩擦因数为0.2，物体在水平方向上的两个力F1、F2作用下做匀加速直线运动，其中F2＝15N，则F1的值不行能是()A．3NB．25NC．30ND．50N7．[2024·广东省东莞市高一测试](多选)如图所示，倾角θ＝30°的斜面体静止在粗糙地面上，斜面体上表面光滑．轻质弹簧一端固定在竖直墙壁上、另一端与质量为2m的A球相连，质量为m的B球与A球又通过一轻质细线相连，整个系统静止时，弹簧中心轴线和细线均与斜面平行，重力加速度为g，下列说法正确的是()A．若剪断A、B两球间的细线，则剪断细线瞬间，A、B两球的加速度大小分别为aA＝eq\f(g,4)、aB＝gB．若剪断A、B两球间的细线，则剪断细线瞬间，A、B两球的加速度大小分别为aA＝eq\f(g,4)、aB＝eq\f(g,2)C．若剪断弹簧，则剪断后地面对斜面体的摩擦力与剪断弹簧前地面对斜面体的摩擦力相同D．若剪断弹簧，则剪断后地面对斜面体的摩擦力比剪断弹簧前地面对斜面体的摩擦力大8.如图所示，质量为m的小球用两根细线OA、OB连接，细线OA的另一端连接在车厢顶，细线OB的另一端连接于侧壁，细线OA与竖直方向的夹角为θ＝37°，OB保持水平，重力加速度大小为g，小车向左做加速运动，当OB段细线拉力为OA段拉力的两倍时，小车的加速度大小为()A．gB．eq\f(5,4)gC．eq\f(7,4)gD．eq\f(3,2)g9．[2024·云南省高二统考](多选)如图所示，将一轻弹簧左端固定在小车内壁上，右端连接一物块．某段时间内弹簧处于压缩状态，且物块相对于小车静止，不计物块与车厢底面间的摩擦，则该段时间内小车的运动状况可能是()A．向右做加速运动B．向右做减速运动C．向左做加速运动D．向左做减速运动10.如图所示，一物体被水平向左的压力F压在粗糙的竖直墙壁上，某时刻压力F的值为F0，此时物体处于静止状态，若从该时刻起使压力F渐渐减小，直到减为零，则该过程中物体的加速度a与压力F的关系图像可能正确的是()11．[2024·重庆市渝中区期末]某校实行托球跑步竞赛，赛道为水平直道．竞赛时，某同学将球置于球拍中心，运动过程中球拍的倾角始终为θ且高度不变，质量为m的乒乓球位于球拍中心相对球拍保持静止，如图所示．已知球受到的空气阻力大小与其速度v的大小成正比且方向与v相反，不计乒乓球和球拍之间的摩擦，重力加速度为g，则()A．该同学刚起先运动时的加速度为gtanθB．该同学先做匀加速运动后匀速运动C．匀速运动时空气阻力大小为mgsinθD．匀速运动时球拍对乒乓球的弹力为mgcosθ12．[2024·山西省吕梁市高一期末]在静止的小车内，用细绳a和b系住一个小球，绳a与竖直方向成θ角，拉力为Fa，绳b为水平状态，拉力为Fb，如图所示，现让小车从静止起先向左做匀加速直线运动，此时小球相对于车厢的位置仍保持不变，则两根细绳的拉力变更状况正确的是()A．Fa变大，Fb不变B．Fa不变，Fb变大C．Fa变小，Fb变大D．Fa变大，Fb变小[答题区]题号123456789101112答案13.[2024·湖南省常德市检测]如图，将质量m＝0.1kg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．环与杆间动摩擦因数μ＝0.8.对环施加一位于竖直平面内斜向上，与杆夹角θ＝53°的拉力F，使圆环以a＝4.4m/s2的加速度沿杆运动．求杆对环的弹力方向和拉力F的大小．3．牛顿其次定律学问点分组练1．答案：CD解析：留意物理公式不同于数学公式，不能单从形式上推断正比和反比关系，还要考虑物理量的物理意义及确定因素等．可以利用物理公式求未知量，如已知F、a，可依据m＝eq\f(F,a)求m.A错：作用在物体上的合力，可由物体的质量和加速度计算，但并不由它们确定．B错：质量是物体的属性，由物体本身确定，与物体是否受力无关．C、D对：由牛顿其次定律知，加速度与合力成正比，与质量成反比，m可由其他两个量求得．2．答案：BC解析：物体所受合外力的方向和加速度的方向总是相同的，但是与速度的方向不肯定相同，A错误；物体加速度的方向只由它所受合外力的方向确定，与速度的方向无关，B正确；物体加速度的大小由物体的质量和所受合力的大小确定，与物体的速度无关，C正确；一旦物体所受合力为零，则物体的加速度马上为零，物体将做匀速直线运动或保持静止状态，D错误．3．答案：CD解析：牛顿其次定律中k的数值由质量、加速度和力的单位确定，与它们的大小无关，故B错误，C正确；只有式中各个物理量的单位都取国际单位时，式中k才等于1，故A错误；物理中定义使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力为1N，故D正确．4．答案：B解析：现将其中F3突然减小到8N，这三个力方向不变，可知此时物体受到的合力大小为F合＝14N－8N＝6N，依据牛顿其次定律可得，物体的加速度为a＝eq\f(F合,m)＝eq\f(6,2)m/s2＝3m/s2，B正确．5．答案：A解析：以竖直向上为正方向，依据牛顿其次定律，有F－mg＝ma，解得a＝2m/s2，所以重物可能以2m/s2的加速度加速上升，也可能以2m/s2的加速度减速下降，A正确．6．答案：C解析：对圆珠笔进行受力分析，受到重力和绳子的拉力，竖直方向受力平衡，有Fcosθ＝mg，水平方向合力产生加速度，由牛顿其次定律Fsinθ＝ma，联立得a＝gtanθ，即加速度与轻绳与竖直方向夹角有关，与物体质量大小无关，若将圆珠笔换成质量为其2倍的钢笔，列车加速度仍为a时，稳定后轻绳与竖直方向的夹角为β＝θ，C正确，A、B、D错误．7．答案：B解析：在下滑的过程中，对儿童受力分析，由牛顿其次定律mgsin37°－μmgcos37°＝ma，儿童下滑的加速度大小为a＝2m/s2，B正确．8．答案：C解析：设物体质量为m，当外力为F时，依据牛顿其次定律F－mg＝ma，解得F＝10m＋mg，当外力为2F时，依据牛顿其次定律2F－mg＝ma′，解得a′＝30m/s2，C正确．9．答案：BC解析：小球向下运动过程中，弹簧弹力始终增大，小球受两个力作用，依据牛顿其次定律有mg－kx＝ma，随着x的增大，a减小，当弹力与重力大小相等时，a＝0，此时速度最大，小球接着向下运动，则弹力大于重力，加速度方向向上且渐渐增大，小球做加速度增大的减速运动，直到速度为零时，压缩至最低，加速度最大，B、C正确．10．答案：A解析：由于人对车厢底的正压力为其重力的eq\f(25,16)倍，所以在竖直方向上有FN－mg＝may，解得ay＝eq\f(9,16)g，设水平方向上的加速度为ax，则eq\f(ay,ax)＝tan37°＝eq\f(3,4)，所以ax＝eq\f(3,4)g，对人受力分析可知，在水平方向上摩擦力产生加速度，即f＝max＝eq\f(3,4)mg，车厢对人的摩擦力是人体重的eq\f(3,4)，A正确．11．答案：(1)340N(2)0.12解析：(1)对雪橇和小孩整体受力分析，如下图．竖直方向由平衡条件Fsinθ＋N＝G，代入数据解得，雪橇受到地面的支持力大小为N＝340N.(2)水平方向由牛顿其次定律得Fcosθ－f＝ma，其中f＝μN，联立解得，雪橇与水平地面间的动摩擦因数的大小为μ＝0.12.12．答案：C解析：剪断细线之前，细绳的拉力为T＝4mg，弹簧的弹力为3mg；剪断细绳的瞬间，弹簧的弹力不变，则此时球B受力不变，则合力仍为零，加速度为零，即a2＝0，球A受合力为F＝4mg，则加速度为a1＝eq\f(4mg,m)＝4g，C正确．13．答案：AC解析：设轻弹簧拉力为F，木板AB对小球弹力为N，以小球为对象，依据受力平衡可得F＝mgtan45°＝10N，N＝eq\f(mg,cos45°)＝10eq\r(2)N，A正确，B错误；木板AB突然撤去瞬间，轻弹簧拉力保持不变，重力和轻弹簧拉力的合力大小等于撤去前木板AB对小球弹力大小，则小球的加速度大小为a＝eq\f(F合,m)＝eq\f(10\r(2),1)m/s2＝10eq\r(2)m/s2，C正确；弹簧被剪断瞬间，小球将沿木板下滑，小球的加速度不为零，D错误．促思提能训练1．答案：B解析：物体所受合力为0时，物体处于静止状态或匀速直线运动状态，速度不肯定为0，A错误；物体的加速度为0时，由牛顿其次定律F＝ma，可知其所受的合力也肯定为0，B正确；物体运动状态变更的难易程度取决于物体的质量，C错误；物体受到的合力大小与物体的速度大小无关，D错误．2．答案：BCD解析：依据二力合成的合力范围，有4N≤F合≤8N，由牛顿其次定律，可得2m/s2≤a≤4m/s2，B、C、D正确．3．答案：BC解析：由于货车减速前进，所以合外力方向水平向右，A错误，B正确；装有商品的货车加速度大小为a，则车内质量为m的哈密瓜的加速度大小也为a，哈密瓜受到的合外力供应其减速运动的加速度，依据牛顿其次定律F合＝ma，C正确，D错误．4．答案：AC解析：当a＝0时速度最大，则vm＝eq\f(mg,k)，则质量越大，最大速度越大，A正确，B错误；较小的雨滴在空中运动的最大速度较小，整个过程的平均速度较小，则在空中运动的时间较长，C正确；依据牛顿其次定律得a＝eq\f(mg－kv,m)，则雨滴下落时，随速度的增加，加速度渐渐减小，达到最大速率前，全部雨滴均做加速度减小的变加速运动，D错误．5．答案：C解析：依据牛顿其次定律可得Fcos37°－f＝ma，又f＝μN＝μ(mg－Fsin37°)，联立解得a＝6m/s2，C正确．6．答案：B解析：物体所受滑动摩擦力为f＝μN＝μmg＝0.2×50N＝10N，假设物体向左做匀加速直线运动，力F1的值应满意F1<F2－f＝5N，若物体向右做匀加速直线运动，力F1的值应满意F1>F2＋f＝25N，B正确．7．答案：BC解析：初始时，对B球受力分析可得mgsin30°＝T，对AB整体受力分析可得3mgsin30°＝kx，若剪断A、B两球间的细线，B球受重力和斜面的支持力作用，所以mgsin30°＝maB，解得aB＝eq\f(1,2)g，A球受重力、支持力、弹簧的弹力作用，且弹力不能发生突变，所以kx－2mgsin30°＝2maA，解得aA＝eq\f(1,4)g，A错误，B正确；剪断弹簧前后，A、B两球对斜面体的压力相同，斜面体受力不变，所以剪断弹簧后地面对斜面体的摩擦力与剪断弹簧前地面对斜面体的摩擦力相同，C正确，D错误．8．答案：C解析：小球受力如图所示，在竖直方向，由平衡条件得Fcos37°＝mg，在水平方向，由牛顿其次定律得2F－