2024-2025学年新教材高中物理第四章运动和力的关系3牛顿第二定律训练含解析新人教版必修第一册

PAGE7-牛顿其次定律合格考训练(25分钟·满分60分))一、选择题(本题共8小题，每题6分，共48分)1．关于力的单位“牛”，下列说法不正确的是(A)A．“牛”这个单位是由质量为1kg的物体所受的重力为9.8N这个规定确定的B．“牛”这个力的单位是依据在牛顿其次定律F＝kma中取k＝1时确定的C．1N就是使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力D．地面旁边质量是1kg的物体所受的重力是9.8N，并不是规定的，而是依据牛顿其次定律F＝ma得到的结果解析：依据牛顿其次定律F＝kma中k＝1、m＝1kg，a＝1m/s2时的力叫作“一个单位的力”，即1kg·m/s2的力叫作1牛顿，用符号“1N”表示，故选项B、C正确，选项A错误。地面旁边的重力加速度g约为9.8m/s2，因此依据牛顿其次定律F＝ma可知，地面旁边1kg的物体重力约为9.8N，并不是规定的，故选项D正确。2．关于运动和力的关系，下列说法中正确的是(C)A．物体的速度为零时，它受到的合外力肯定为零B．物体运动的速度越大，它受到的合外力肯定越大C．物体受到的合外力越大，其速度改变肯定越快D．物体所受的合外力不为零时，其速度肯定增大解析：物体的速度为零与合外力并没有干脆的关系，速度为零时，合外力也可以很大，故A错误；物体运动的速度大，可以是匀速直线运动，此时的合力是0，故B错误；依据牛顿其次定律，一个物体受到的合外力越大，说明他的加速度大，依据加速度的定义，也就是它的速度改变肯定越快，故C正确；物体所受的合外力不为零时，物体也可以做减速运动，速度不肯定增大，故D错误。3．静止在光滑水平面上的物体在水平推力F作用下起先运动，推力随时间的改变如图所示，关于物体在0～t1时间内的运动状况，正确的描述是(D)A．物体先做匀加速运动，后做匀减速运动B．物体的加速度始终增大C．物体的速度先增大后减小D．物体的速度始终增大解析：由题可知，物体的合力等于推力F，方向始终沿正方向，依据牛顿其次定律分析可知：物体先从静止起先做加速直线运动，推力F减小时，其方向仍与速度相同，接着做加速直线运动，故C错误，D正确。物体的合力等于推力F，推力先增大后减小，依据牛顿其次定律得知：加速度先增大，后减小，选项A、B错误。4．如图所示，有一辆汽车满载西瓜在水平路面上匀速前进。司机突然发觉意外状况，紧急刹车做匀减速运动，加速度大小为a，则中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的大小是(C)A．meq\r(g2－a2) B．maC．meq\r(g2＋a2) D．m(g＋a)解析：对西瓜A受力分析如图所示，F表示四周西瓜对A的作用力，则由牛顿其次定律得：eq\r(F2－m2g2)＝ma，解得：F＝meq\r(g2＋a2)，故C对，A、B、D错。5．如图所示，质量m＝10kg的物体在水平面上向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，与此同时物体受到一个水平向右的推力F＝20N的作用，则物体产生的加速度是(g取10m/s2)(B)A．0 B．4m/s2，水平向右C．2m/s2，水平向左 D．2m/s2，水平向右解析：物体所受的合力F合＝μmg＋F＝40N方向水平向右，故a＝eq\f(F合,m)＝4m/s2方向水平向右，故选B。6．如图所示，在前进的车厢的竖直后壁上放一个物体，物体与壁间的动摩擦因数为μ，要使物体不下滑，车厢前进的加速度至少应为(重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(B)A．μg B．eq\f(g,μ)C．eq\f(μ,g) D．g解析：设物体的质量为m，在竖直方向上有mg＝Ff，Ff为摩擦力。在临界状态下，Ff＝μFN，FN为物体所受的水平弹力。又由牛顿其次定律FN＝ma。由以上各式得加速度a＝eq\f(g,μ)，故选项B正确。7．一个小孩从滑梯上滑下的运动可看作匀加速直线运动。第一次小孩单独从滑梯上滑下，加速度为a1。其次次小孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下(小狗不与滑梯接触)，加速度为a2。则(A)A．a1＝a2 B．a1<a2C．a1>a2 D．无法推断解析：以滑梯上的孩子为探讨对象，受力分析并正交分解如图所示。x方向：mgsinα－Ff＝may方向：FN－mgcosα＝0x、y方向联系：Ff＝μFN由上列各式解得a＝g(sinα－μcosα)与质量无关，A正确。8．(多选)如图所示为“儿童蹦极”嬉戏，拴在腰间左右两侧的是弹性极好的橡皮绳。质量为m的小明静止悬挂时两橡皮绳的拉力大小均恰为mg，若小明左侧橡皮绳突然断裂，则橡皮绳断裂瞬间小明的(AB)A．速度为零B．加速度a＝g，沿原断裂绳的方向斜向下C．加速度a＝g，沿未断裂绳的方向斜向上D．加速度a＝g，方向竖直向下解析：绳断的瞬间右侧橡皮绳的弹力来不及改变，小明所受的合力沿断绳的方向斜向下，F合＝mg，a＝eq\f(F合,m)＝g，所以B正确。绳断瞬间加速度不为零，速度为零，A正确。二、非选择题9．(12分)(2024·江苏省江阴四校高一上学期期中)在某次无人机竖直送货试验中，无人机的质量M＝1.5kg，货物的质量m＝1kg，无人机与货物间通过轻绳相连。无人机以恒定动力F＝30N从地面起先加速上升一段时间后关闭动力，当无人机到达h＝30m处速度恰好减为0。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求：(1)无人机加速上升时的加速度大小a；(2)无人机加速上升时轻绳上的拉力大小FT；(3)无人机加速上升的时间t。答案：(1)2m/s2(2)12N(3)5s解析：(1)在加速上升过程中，依据牛顿其次定律可知F－(M＋m)g＝(M＋m)a解得：a＝2m/s2(2)对货物依据牛顿其次定律可知FT－mg＝ma解得FT＝12N(3)在上升过程中，先加速后减速，总位移为h＝eq\f(1,2)at2＋eq\f(v2,2g)，其中v＝at，联立解得t＝5s等级考训练(15分钟·满分40分))一、选择题(本题共3小题，每题6分，共18分)1．(2024·浙江省舟山市高一上学期质检)如图所示，车的顶棚上用细线吊一个质量为m的小球，车厢底板上放一个质量为M的木块，当小车沿水平面直线运动时，小球细线偏离竖直方向角度为θ，木块和车厢保持相对静止，重力加速度为g，下列说法中正确的是(D)A．汽车正向右匀减速运动B．汽车的加速度大小为gcosθC．细线对小球的拉力大小为mgD．木块受到的摩擦力大小为Mgtanθ解析：由小球的偏离方向可知汽车向右加速或向左减速，故A错；对小球受力分析由牛顿其次定律可得，汽车的加速度a＝gtanθ，细线对小球的拉力T＝eq\f(mg,cosθ)，故B、C错；木块受到的摩擦力f＝Ma＝Mgtanθ，D正确。2．(多选)如图甲，某人正通过定滑轮将质量为m的货物提升到高处，滑轮的质量和摩擦均不计，货物获得的加速度a与绳子对货物竖直向上的拉力T之间的函数关系如图乙所示，由图可以推断正确的是(ABD)A．图线与纵轴的交点M的值aM＝－gB．图线与横轴的交点N的值TN＝mgC．图线的斜率等于物体的质量mD．图线的斜率等于物体质量的倒数eq\f(1,m)解析：对货物受力分析，受重力mg和拉力T，依据牛顿其次定律，有T－mg＝ma，得a＝eq\f(T,m)－g当T＝0时，a＝－g，即图线与纵轴的交点M的值aM＝－g，故A正确；当a＝0时，T＝mg，故图线与横轴的交点N的值TN＝mg，故B正确；图线的斜率表示物体质量的倒数eq\f(1,m)，故C错误，D正确。3．(多选)如图所示，某一缆车沿着坡度为30°的山坡以加速度a上行，在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面，斜面上放一个质量为m的小物块，小物块相对斜面静止(设缆车保持竖直状态运行)，则(BC)A．小物块受到的摩擦力方向平行斜面对下B．小物块受到的摩擦力方向平行斜面对上C．小物块受到的摩擦力为eq\f(1,2)mg＋maD．小物块受到的摩擦力为eq\f(1,2)mg－ma解析：以木块为探讨对象，分析受力状况：重力mg、斜面的支持力N和静摩擦力f，f沿斜面对上，故A错误，B正确；依据牛顿其次定律得：f－mgsin30°＝ma，解得，f＝eq\f(1,2)mg＋ma，方向平行斜面对上，故C正确，D错误；故选B、C。二、非选择题4．(11分)水平地面上的木箱质量为20kg，用大小为100N的水平力推木箱，恰好能使木箱匀速前进；若用同样大小的力与水平方向成37°角斜向上拉木箱，如图所示，木箱的加速度多大？(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)答案：0.5m/s2解析：如图甲所示，木箱匀速运动时滑动摩擦力Ff＝μmg＝F，所以μ＝eq\f(Ff,mg)＝eq\f(F,mg)＝eq\f(100,20×10)＝0.5木箱加速运动时，如图乙所示甲乙水平方向由牛顿其次定律知，Fcos37°－μF′N＝ma竖直方向Fsin37°＋F′N＝mg代入数据联立解得a＝0.5m/s25．(11分)(2024·河北省唐山一中高一上学期期中)直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火，悬挂着m＝500kg空箱的悬索与竖直方向的夹角θ1＝45°，直升机取水后飞往火场，加速度沿水平方向，大小稳定在a＝1.5m/s2时，悬索与竖直方向的夹角θ2＝14°(如图所示)，假如空气阻力大小不变，且忽视悬索的质量，试求水箱中