2024年新教材高中物理第四章运动和力的关系3牛顿第二定律检测含解析新人教版必修第一册

PAGEPAGE6牛顿其次定律【基础巩固】1.若小挚友失手将一个挂有重物的氢气球放飞,氢气球下系的重物重力为G,重物只在重力和绳的拉力作用下沿图中的虚线方向加速运动,不考虑重物所受的空气阻力和风力的影响,则图中的气球和重物在运动中的相对位置可能的是 ()ABCD答案:C2.(多选)质量为1kg的物体受大小为3N和4N的两个共点力的作用,物体的加速度可能是 ()A.5m/s2 B.7m/s2C.8m/s2 D.9m/s2答案:AB3.两个质量均为m的小球,用两条轻绳连接,处于平衡状态,如图所示.现突然快速剪断轻绳1,让小球下落,在剪断轻绳的瞬间,小球A、B的加速度分别用a1和a2表示,重力加速度为g,则 ()A.a1=g,a2=g B.a1=0,a2=2gC.a1=g,a2=0 D.a1=2g,a2=0答案:A4.雨滴从空中由静止落下,若雨滴受到的空气阻力随雨滴下落速度的增大而增大,图中能大致反映雨滴运动状况的是 ()ABCD答案:C5.(多选)如图所示,一轻质弹簧一端固定在墙上的O点,自由伸长到B点.今用一小物体把弹簧压缩到A点(小物体与弹簧不连接),然后释放,小物体能经B点运动到C点而静止,小物体与水平面间的动摩擦因数μ恒定,则下列说法正确的是 ()A.物体从A到B速度越来越大B.物体从A到B速度先增大后减小C.物体从A到B加速度越来越小D.物体从A到B加速度先减小后增大答案:BD6.(多选)快递分拣经常利用传送带运输货物.分拣员把一质量为2kg的货物轻放在水平传送带左端,传送带以恒定的速度v0=2m/s向右运行(如图),传送带左右两端距离为4m,货物与传送带之间的动摩擦因数为0.5,g取10m/s2,货物可看作质点处理,则货物到达右端的时间t和速度v分别是 ()A.t=2.2s B.t=1.6s C.v=2m/s D.v=8m/s解析:该题是牛顿其次定律的应用之传送带模型,依据该题型的分析解答方法,运用牛顿其次定律和运动规律求解即可.对放上传送带的货物受力分析,应用牛顿其次定律可得μmg=ma,解得货物起先运动时的加速度a=5m/s2;由速度位移公式可得v02-0=2ax1,解得货物加速到与传送带速度相等时滑过的距离x1=0.4m<4m,所以货物在传送带上先加速后匀速.货物到达右端的速度v=v0=2m/s;货物到达右端的时间t=v0a+x-答案:AC7.图甲是高层建筑配备的救生缓降器材,遇到突发状况时,逃命者可以将平安带系于腰部,通过钢丝绳等平安着陆.如图乙所示,某次演练中,逃命者从距地面72m高处,由静止起先匀加速下滑27m,随后以18m/s的速度匀速运动,接着以大小为5m/s2加速度减速,到达地面时速度恰好为0.不计空气阻力,g取10m/s2.求:(1)匀加速下滑的加速度大小.(2)加速下滑时钢丝绳对逃命者的拉力与重力的比值.甲乙解析:(1)由运动学公式,知vm2=2a1x解得a1=6m/s2.(2)逃命者加速下滑时,依据牛顿其次定律有mg-FT=ma1,解得FT=mg-ma1,则FT答案:(1)6m/s2(2)0.4【拓展提高】8.一物块静止在粗糙的水平桌面上,从某时刻起先,物块受到一方向不变的水平拉力作用,如图甲所示.假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,以a表示物块的加速度大小,F表示水平拉力的大小.能正确描述F与a之间关系的图像是图乙中的 ()甲ABCD乙解析:物块受到方向不变的水平拉力和摩擦力作用,当水平拉力小于等于摩擦力时,物体合力为0,加速度为0,处于静止状态;当水平拉力大于摩擦力时,产生加速度,由牛顿其次定律有F-Ff=ma,即F=ma+Ff,可知F与a成一次函数关系,选项C正确.答案:C9.(多选)质量均为m的A、B两球之间系着一根不计质量的轻弹簧,放在光滑水平台面上,A球紧靠墙壁,如图所示.今用力F将B球向左推压缩弹簧,平衡后,突然将力F撤去的瞬间 ()A.A的加速度为F2m C.B的加速度为F2m 解析:弹簧的弹力不能发生突变,对A球,F撤去前后受力不变,加速度始终为0,故选项B正确;对B球,撤去F后瞬间,弹簧弹力大小不突变,大小等于F,故B的加速度变为aB=Fm答案:BD10.有一种嬉戏,嬉戏者手持乒乓球拍托球移动,乒乓球不能脱离球拍,移动距离大者获胜.若某人在嬉戏中沿水平面做匀加速直线运动,球拍与球保持相对静止且球拍平面和水平面之间的夹角为θ,如图所示.设球拍和球质量分别为m0、m,不计球拍和球之间的摩擦,不计空气阻力,重力加速度为g,则()A.人的加速度大小为gtanθB.球拍对球的作用力大小为mgC.球拍对球的作用力大小为mgcosθD.人对球拍的作用力大小为(m0+m)gtanθ解析:乒乓球和人具有相同的加速度,对乒乓球进行受力分析如图甲所示.mgtanθ=ma,得a=gtanθ,选项A正确.球拍对球的作用力为F=mgcosθ,选项B、C均错误.以球拍和乒乓球为整体,进行受力分析,如图乙所示.则人对球拍的作用力F'与总重力(m0+m)g的合力水平向右,产生加速度.人对球拍的作用力为F'=(m甲乙答案:A11.(多选)利用传感器和计算机可以探讨快速改变的力的大小.试验时让某消防员从一平台上下落,自由下落2m后双脚触地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身重心又下降了0.5m,最终静止.用这种方法获得消防员受到地面冲击力随时间改变的图线如图所示.依据图线所供应的信息,下列推断正确的是 ()A.t1时刻消防员的速度最大B.t2时刻消防员的速度最大C.t3时刻消防员的速度最大D.t4时刻消防员的加速度最小解析:由题图知t1时刻消防员刚起先与地接触.t1~t2时间内消防员受到的冲击力小于重力,合力方向向下,接着向下加速,故选项A错误.t2时刻,冲击力大小等于消防员重力,加速度为0,速度最大,故选项B正确.t2~t4时间内冲击力大于重力,合力方向向上,消防员减速.t3时刻速度减至0,t4时刻消防员站稳,加速度为0,故选项C错误,选项D正确.答案:BD【挑战创新】12.如图所示,质量为m'的长木板静止在粗糙水平地面上,一个质量为m、可视为质点的物块,以某一水平初速度v0从左端冲上木板.从物块冲上木板到物块和木板达到共同速度的过程中,物块和木板的v-t图像分别如图中的折线acd和bcd所示,a、b、c、d点的坐标为a(0,10)、b(0,0)、c(4,4)、d(12,0).(1)物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小a1;木板起先做匀加速直线运动的加速度大小a2;达到相同速度后一起做匀减速直线运动的加速度大小a3.(2)物块质量m与长木板质量m'之比.解析:(1)由v-t图像的物理意义可得,a1=1.5m/s2,a2=1m/s2,a3=0.5m/s2.