2024-2025学年新教材高中物理第5章牛顿运动定律3牛顿第二运动定律练习含解析鲁科版必修第一册

PAGE7-第3节牛顿其次运动定律考点1牛顿其次定律的理解1.(2024·河北武邑中学周测)由牛顿其次定律F=ma可知,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,可是当用很小的力去推很重的桌子时,却推不动,这是因为()。A.牛顿其次定律不适用于静止的物体B.桌子加速度很小,速度增量也很小,眼睛视察不到C.推力小于桌子所受到的静摩擦力,加速度为负值D.桌子所受的合力为零,加速度为零答案：D解析：牛顿其次定律的表达式F=ma中的力F是指合力,用很小的力推很重的桌子时,桌子不动,是因为桌子与地面间的最大静摩擦力大于推力,推力与桌子受到的静摩擦力的合力为零,所以桌子所受的合力为零,仍旧静止不动,牛顿其次定律同样适用于静止的物体,所以A、B、C错误,D正确。2.(2024·湖北罗田一中周测)力F1单独作用于一物体时,使物体产生的加速度大小a1=3m/s2,力F2单独作用于同一物体时,使物体产生的加速度大小a2=6m/s2。当F1和F2共同作用于该物体时,物体具有的加速度大小不行能是()。A.2m/s2B.4m/s2C.6m/s2D.8m/s2答案：A解析：设物体的质量为m,依据牛顿其次定律得F1=ma1,F2=ma2,则F1和F2共同作用于该物体时,合力范围为|F2-F1|≤F合≤F2+F1,代入得3m≤F合≤9m,又由牛顿其次定律得加速度的范围为3m/s2≤a≤9m/s2,所以物体具有的加速度大小不行能是2m/s2。故选项A正确。3.(2024·湖北麻城一中周测)一个物体在粗糙的水平面上做匀加速直线运动。当加一个与运动方向相同的水平推力时,物体的加速度增加了2m/s2;则当推力方向不变,大小变为原来的2倍时,相对于不加推力,物体的加速度()。A.增加到原来的1倍B.增加到原来的2倍C.增加了2m/s2D.增加了4m/s2答案：D解析：依据牛顿其次定律,加速度大小与合外力大小成正比,即F1a1=F2a24.(2024·山东城阳一中月考)在粗糙的水平地面上有一小滑块,在水平拉力F作用下做匀加速直线运动,加速度大小为a。若仅将力的大小变更为2F,方向保持不变,则滑块的加速度大小()。A.等于2aB.大于2aC.大于a小于2aD.无法确定答案：B解析：当拉力大小为F时,利用牛顿其次定律有:F-Ff=ma;当拉力大小变为2F时,利用牛顿其次定律有:2F-Ff=ma',比较两式得a'=2(F-Ff)5.(2024·山东乳山一中月考)一质量为m的物块静止释放在倾角为θ的斜面上时,能以大小为a的加速度匀加速下滑。现对物块施加一个竖直向下的恒力F=mg,如图5-3-1所示。则物块下滑的加速度大小a'()。图5-3-1A.等于aB.等于2aC.大于a小于2aD.大于2a答案：B解析：不加力时,物块在斜面上做匀加速直线运动,利用牛顿其次定律有mgsinθ-μmgcosθ=ma;当加上压力F=mg时,由牛顿其次定律有2mgsinθ-2μmgcosθ=ma',对比两式得a'=2a,故B正确。6.(2024·山东青岛二中周测)惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中,这个系统的重要元件之一是加速度计,加速度计构造原理的示意图如图5-3-2所示:沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的滑块,滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连,两弹簧的另一端与固定壁相连,滑块上有指针,可通过标尺测出滑块的位移,然后通过限制系统进行制导。设某段时间内导弹沿水平方向运动,指针向左偏离O点距离为x,则这段时间内导弹的加速度()。图5-3-2A.方向向左,大小为kxmB.方向向右,大小为C.方向向左,大小为2kxmD.方向向右,答案：D解析：指针向左偏离O点,说明滑块受到左边弹簧向右的推力,滑块受到右边弹簧向右的拉力,利用牛顿其次定律知,2kx=ma,加速度大小为2kxm,方向向右,故考点2牛顿其次定律简洁运用7.质量为m的物体从高处由静止释放后竖直下落,在某时刻受到的空气阻力为f阻,加速度为a=13g,则f阻的大小是()A.13mgB.23mgC.43mg答案：B解析：mg-f阻=ma=m·13g,则f阻=mg-13g=8.(2024·湖北黄梅一中月考)如图5-3-3所示,质量为M=60kg的人站在水平地面上,用定滑轮装置拉动质量为m=40kg的重物。当重物以2m/s2的加速度加速下落时,忽视绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,则人对地面的压力大小为(g取10m/s2)()。图5-3-3A.200NB.280NC.320ND.920N答案：B解析：设人对绳的拉力大小为F,对重物m应用牛顿其次定律得mg-F=ma;由牛顿第三定律可知,绳对人向上的拉力F'与人对绳的拉力F等大反向,设地面对人的支持力为FN,对人应用平衡条件可得F'+FN=Mg,解得FN=Mg-mg+ma=280N,由牛顿第三定律可知,人对地面的压力与地面对人的支持力大小相等,故人对地面的压力大小为280N,B正确。9.(2024·湖北安陆质检)如图5-3-4,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统处于平衡状态。现使小车从静止起先向左加速,加速度从零起先渐渐增大到某一值,然后保持此值,小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)。与稳定在竖直位置时相比,小球的高度()。图5-3-4A.肯定上升B.肯定降低C.保持不变D.上升或降低由橡皮筋的劲度系数确定答案：A解析：设橡皮筋的原长为L,起先时系统处于平衡状态,小球受到的合力为零,橡皮筋处于竖直方向,橡皮筋悬点O距小球的高度L1=L+mgk;当小车向左加速,稳定时,橡皮筋与竖直方向的夹角为θ,对小球受力分析,由图可知:橡皮筋上的弹力kx=mgcosθ,橡皮筋悬点O距小球的高度L2=L+mgkcosθcosθ=Lcosθ+mgk。可见,L1>L10.(2024·辽宁五校联考)三个完全相同的物块1、2、3放在水平桌面上,它们与桌面间的动摩擦因数都相同。现用大小相同的外力F沿图5-3-5所示方向分别作用在1和2上,用0.5F的外力沿水平方向作用在3上,使三者做加速运动。令a1、a2、a3分别代表物块1、2、3的加速度,则()。图5-3-5A.a1=a2=a3B.a1=a2,a2>a3C.a1>a2,a2<a3D.a1>a2,a2>a3答案：C解析：进行受力分析,依据牛顿运动定律可得:12F-μmg-32F=ma1,解得加速度为a1=F-2μmg+3F2m,同理解得a2=F-2μmg-3F211.(2024·湖北钟祥一中月考)(多选)两实心小球甲和乙由同一种材料制成,甲球质量大于乙球质量。两球在空气中由静止下落,假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比,与球的速率无关。若它们下落相同的距离,则()。A.甲球用的时间比乙球长B.甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小C.甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小D.甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功答案：BD解析：由于两球由同种材料制成,甲球的质量大于乙球的质量,因此甲球的体积大于乙球的体积,甲球的半径大于乙球的半径,设球的半径为r,依据牛顿其次定律,下落过程中mg-kr=ma,mρ=43πr3,得a=g-3k4πρr2可知,球下落过程做匀变速直线运动,且下落过程中半径大的球下落的加速度大,因此甲球下落的加速度大,由h=12at2可知,下落相同的距离,甲球所用的时间短,A、C项错误;由v2=2ah可知,甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小12.(2024·湖北洪湖一中月考)(多选)如图5-3-6所示,总质量为460kg的热气球,从地面刚起先竖直上升时的加速度为0.5m/s2,当热气球上升到180m时,以5m/s的速度向上匀速运动。若离开地面后热气球所受浮力保持不变,上升过程中热气球总质量不变,重力加速度g取10m/s2。关于热气球,下列说法正确的是()。图5-3-6A.所受浮力大小为4830NB.加速上升过程中所受空气阻力保持不变C.从地面起先上升10s后的速度大小为5m/sD.以5m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230N答案：AD解析：热气球从地面刚起先上升时,由牛顿其次定律有:F合=F浮-mg=ma,得热气球所受的浮力F浮=m(g+a)=460×(10+0.5)N=4830N,则A项正确;加速上升过程中,速度增大,所受空气阻力也增大,则B项错误;热气球以5m/s的速度匀速上升时,由平衡条件知所受的空气阻力Ff=F浮-mg=4830N-460×10N=230N,则D项正确;热气球从地面上升10s内,它做变加速运动,故10s时其速度大小不是5m/s,则C项错误。考点3力学中的单位制13.(2024·湖北红安一中周测)关于单位制,下列说法中正确的是()。A.kg、m/s、N是导出单位B.kg、m、C是基本单位C.在国际单位制中,A是导出单位D.在国际单位制中,力的单位是依据牛顿其次定律定义的答案：D解析：在力学中选定m(长度单位)、kg(质量单位)、s(时间单位)作为基本单位,可以导出其他物理量的单位,力的单位(N)是依据牛顿其次定律F=ma定义的,故D正确,A、B错误;电流的单位A属于国际单位制中的基本单位,C错误。14.(2024·山东泰州一中月考)下列单位制的说法中,正确的是()。A.在国际单位制中,力学的三个基本单位是:长度单位m,时间单位s和力的单位NB.长度是基本物理量,其单位是:mm,cm和m都是国际单位C.由a=Fm可得到力的单位是:1N=kg·D.若用v表示速度,用R表示半径,依据单位制运算,v2R的单位是答案：D解析：在国际单位制中,三个力学单位是:时间单位s,质量单位kg,长度单位m,知A错误;米(m)是国际单位,而mm,cm不是国际单位,B错误;1N=1kg·m/s2,C错误;1ms2m=1m/s215.(2024·北京大兴区期末)杠杆平衡的条件是:“动力×动力臂=阻力×阻力臂”,假如将“力×力臂”称为力矩,则杠杆平衡的条件可简化为“动力矩=阻力矩”,由此可见引入新的物理量往往可以简化对规律的叙述,更便于探讨和描述物理问题。依据你的阅历,力矩的单位假如用国际单位中的基本量表示应当是()。A.N·mB.N·sC.kg·m·m-1D.kg·m2·s-2答案：D解