专题08 牛顿第二定律及其应用(原卷版)-2024-2025学年高一上学期物理期末备考重难题型精讲精练(人教版2019)_第1页
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文档简介

1/2专题08牛顿第二定律及其应用本节要点知识点1牛顿第二定律知识点2绳、杆和弹簧的受力特点知识点3利用牛顿第二定律解题方法重难点1两类基本问题对应题号专项精练1牛顿第一、第二、第三定律1-5,17专项精练2牛顿第二定律求瞬时突变问题6-10,13-14专项精练3利用牛顿第二定律分析动态过程11-12,15专项精练4牛顿运动定律的两类基本问题16,18-24知识点1牛顿第二定律1.牛顿第二定律内容物体的加速度与作用力成正比,与物体的质量成反比。。2.力与加速度的因果关系力产生加速度(ma是力的作用效果)。①瞬时关系:加速度随力作瞬时同步变化;②方向关系:加速度方向总与力的方向一致;③量值关系:。3.力的单位规定质量为1kg的物体产生1m/s²加速度,则受到的力大小为1N。4.适用条件惯性系统中宏观,低速运动物体。知识点2绳、杆和弹簧的受力特点物理模型——刚体:受力但不发生形变的物体。①绳受力不形变,有张力无压力,绳上的力可以发生突变;②杆受力不形变,有张力有压力,杆上的力可以发生突变;③弹簧受力形变,有张力有压力,弹簧上的力不可以发生突变。知识点3利用牛顿第二定律解题方法1.选择研究对象:能正确、巧妙地选取研究对象,正确地转移研究对象。2.受力分析:假设法,若某力难以确定,可假设存在或不存在,讨论其受力情况是否满足牛顿第二定律。3.建立坐标,求a时一般以加速度方向为坐标正方向;求F时一般以所求力的方向为坐标正方向。4.列式计算。5.讨论结果的真实性。重难点1两类基本问题1.求力与运动的关系,加速度是桥梁2.已知力求运动一般用决定式,已知运动求力一般用定义式:3.运动中加速度恒定可作为一个运动过程,若加速度发生变化则作为一个新过程的开始,运动转折点的速度是前后过程联系的关键量一、单选题1.(24-25高一上·重庆沙坪坝·期中)《论衡》是中国思想史上的一部重要著作,是东汉时期杰出的唯物主义思想家王充的智慧结晶。其《效力篇》中有如下描述:“是故车行于陆,船行于沟,其满而重者行迟,空而轻者行疾”“任重,其进取疾速,难矣”。结合以上叙述,下列说法正确的是()A.力是维持运动的原因 B.力是改变运动状态的原因C.质量越小,物体的惯性越大 D.速度越小,物体的惯性越大2.(24-25高一上·江苏连云港·期中)某同学用水平力去拉一个置于水平地面上的课桌,但课桌没有被拉动,下列说法正确的是()A.人对课桌的拉力比课桌对人的拉力小B.人对课桌的拉力小于课桌所受到的摩擦力C.人对课桌的拉力与课桌对人的拉力是一对平衡力D.人对课桌的拉力与地面对课桌的摩擦力大小一定相等3.(23-24高一下·广东广州·期末)功率是反映做功快慢的物理量,下列关于功率单位用国际制基本单位来表示正确的是()A. B. C.4.(23-24高一上·湖南娄底·期末)有关运动与力的关系,下列说法正确的是(

)A.离地球越远的物体所受的重力越小,所以物体惯性也越小B.力是改变物体的运动状态即产生加速度的原因C.只有物体所受的合力发生改变,物体的运动状态才会发生改变D.作用力与它的反作用力可以为一对平衡力5.(24-25高一上·浙江·期中)现代战场上FPV自爆无人机已成为士兵的头号克星。某次无人机演练中,静止于空中的FPV无人机发现正前方有一军事目标,于是以7.5m/s2的加速度沿水平直线冲向目标。设该无人机的质量为2kg,重力加速度g取10m/s2,求加速过程中空气对无人机的作用力大小为()A.10N B.15N C.20N D.25N6.(23-24高一上·吉林长春·阶段练习)如图所示,A质量为2m,B质量为m,中间有一轻质弹簧相连,A用绳悬于O点,当突然剪断OA绳时,关于A物体的加速度,已知重力加速度为g,下列说法正确的是()A.0 B.g C.1.5g D.无法确定7.(23-24高一上·四川德阳·期末)如图所示,物体a、b用一根不可伸长的轻细绳相连,再用一根轻弹簧将a和天花板相连,已知物体a、b的质量相等,重力加速度为g。当在P点剪断绳子的瞬间,下列说法正确的是()A.物体a的加速度大小为零B.物体a的加速度大小小于gC.物体b的加速度大小为零D.物体b的加速度与物体a的加速度大小相等8.(23-24高一上·云南德宏·期末)如图所示,物块a、b、c质量关系为,a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧和相连,通过系在a上的细线悬挂于固定点O,整个系统处于静止状态,和相对于原长的伸长量分别记为和,现将细线剪断,将物块a的加速度大小记为,将物块b的加速度大小记为,重力加速度大小为g,在剪断的瞬间()A.B.C.D.9.(23-24高一上·浙江杭州·期末)如图所示,在倾角为的光滑斜面上,物块A、B质量分别为m和,物块A静止在轻弹簧上面,物块B用细线与斜面顶端相连,A、B紧挨在一起但A、B之间无弹力。已知重力加速度为g,某时刻把细线剪断,当细线剪断瞬间,下列说法正确的是()A.物块A的加速度为0 B.物块A的加速度为C.物块B的加速度为0 D.物块AB间作用力为10.(23-24高一上·重庆沙坪坝·期末)如图所示,质量均为m的三物块A、B、C,物块A、B间由绕过光滑轻质滑轮的足够长轻绳连接,物块B、C间由轻弹簧连接。施加竖直向上的外力F让滑轮以加速度g向上做匀加速直线运动,稳定后B、C相对静止,重力加速度为。现突然剪断连接A、B的轻绳,则剪断轻绳后瞬间,下列说法正确的是()A.物块A的加速度大小为B.物块B的加速度大小为C.物块C的加速度大小为D.剪断轻绳前施加在滑轮上的外力大小为11.(24-25高一上·广东广州·阶段练习)如图是享誉中国第一高塔、世界第二高塔之称的广州塔“小蛮腰”。在维护其外墙时,工人不小心掉落一颗螺钉。此螺钉由静止加速下落,在空气阻力作用下,螺钉的加速度方向不变、大小逐渐减小直至为零,然后维持加速度为零进入收尾阶段。下列说法正确的是()A.下落过程中,螺钉加速度的方向有可能与速度方向相反B.在空气阻力作用下,螺钉的速度变化越来越快C.在空气阻力作用下,螺钉的位置变化越来越快D.收尾阶段,螺钉停止运动12.(24-25高一上·河北石家庄·阶段练习)2013年第十二届全运会,重庆姑娘施廷懋闪耀赛场,轻松夺冠跳水女子全能赛。某运动员(可看作质点)参加跳板跳水比赛,是其向上起跳瞬间,其速度与时间关系图像如图所示,则(

A.时刻开始进入水面B.时刻到达最高点C.时刻已浮出水面D.时间内,运动员的加速度方向一直竖直向下二、多选题13.(23-24高一上·山东德州·期末)如图所示,在光滑的水平面上有一个质量为m=3kg的小球,有一水平轻质弹簧左端固定在墙上,右端与小球相连,小球右侧用不可伸长的轻绳连接在天花板上,轻绳与竖直方向成θ=53°角,此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰好为零。重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。当剪断轻绳的瞬间,下列说法正确的是()A.轻质弹簧的弹力大小为40NB.小球仍处于平衡状态C.小球的加速度大小为,方向水平向左D.小球的加速度大小为,方向水平向左14.(23-24高一下·云南红河·期末)如图所示,质量均为m的木块A和B用一轻弹簧相连,竖直放在光滑的水平面上,二者处于静止状态,重力加速度为g。将质量为2m的木块C放在A上的瞬间,则()A.弹簧的弹力大小变为3mg B.弹簧的形变量不变C.B对水平面的压力大小变为4mg D.A的加速度大小为15.(24-25高一上·辽宁·期中)足够长的木板上表面一端放有一个木块,木块与木板接触面上装有摩擦力传感器,如图甲所示,木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角变大),另一端不动,已知木块与木板间弹力大小与角度的关系式为,摩擦力传感器记录了木块受到的摩擦力随角度的变化图像,如图乙所示。下列判断正确的是()A.木块与木板间的动摩擦因数B.木块与木板间的动摩擦因数C.木板由转到的过程中,木块的速度越来越大D.木板与地面的夹角为时,木块做自由落体运动16.(23-24高一上·河北保定·期末)2022年北京冬奥会后,我国北方掀起一股滑雪运动的热潮,有一倾角为的斜面雪道如图(甲)。假设一滑雪爱好者和他的雪橇总质量为,他们沿足够长的雪道向下滑去,已知他和雪橇所受的空气阻力f与滑雪速度v成正比,比例系数k未知,雪橇与雪道间的动摩擦因数均相同。从某时刻开始计时,测量得雪橇运动的图像如图(乙)中的曲线AD所示,图中AB是曲线AD在A点坐标为(0,5)的切线,切线上一点B的坐标为(4,15),CD是曲线AD的渐近线。(g取,,)。下列说法正确的是()A.开始运动时雪橇的加速度大小为B.内雪橇做加速度变小的曲线运动C.比例系数为D.动摩擦因数三、解答题17.(24-25高一上·辽宁丹东·期中)如图,一辆装满石块的货车在平直道路上以加速度向前匀加速启动,货箱中石块B的质量,启动4秒时司机突然发现前方处有一骑车人正以匀速骑行,司机立刻以刹车(反应时间忽略不计),刹车2s后骑车人发现货车,立即以加速,求:(1)减速前石块B周围与它接触的物体对石块B作用力的合力有多大?(2)货车刹车2s时速度有多大?(3)货车与骑车人是否会相撞?如果相撞,请通过计算说明理由;如果不相撞,请求出二者之间的最近距离是多大?18.(23-24高一上·江苏南京·阶段练习)一位滑雪者,人与装备的总质量为80kg,以2m/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下,山坡倾角为30°,在4s的时间内滑下的路程为40m,g取10m/s2。求:(1)滑雪者下滑过程中加速度大小;(2)滑雪者下滑过程中受到的阻力(包括摩擦和空气阻力)。19.(24-25高一上·北京海淀·期中)如图所示,水平地面上有一质量的物块,物块与水平地面间的动摩擦因数,在与水平方向成斜向下的推力F作用下由静止开始向右做匀加速直线运动。已知,,,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。求:(1)物块运动过程中所受滑动摩擦力的大小;(2)物块运动过程中加速度的大小;(3)物块开始运动4.0s所通过的位移大小。【答案】(1)5.2N(2)1.4m/s2(3)11.2m20.(23-24高一上·浙江宁波·期中)两套完全相同的小物块和轨道系统固定在水平桌面上。物块质量,轨道长度,物块与轨道之间动摩擦因数。现用拉力、同时拉两个物块,分别作用一段距离后撤去,使两物块都能从静止出发,运动到轨道另一端时恰好停止。两个拉力与水平桌面的夹角均为。求:(1)分别画出物体在拉力作用下和撤去拉力后的受力示意图;(2)在作用下的小物块加速度多大?(3)作用了多少位移?(4)从两物块运动时开始计时直到都停止,除了物块在轨道两端速度都为零之外,另有某时刻两物块速度相同,则为多少?21.(23-24高一上·湖南邵阳·期末)随着机动车数量的增加,交通安全问题日益凸显。分析交通违法事例,将警示我们遵守交通法规,珍惜生命。一货车严重超载后的总质量为49t,以54km/h的速率匀速行驶。发现红灯时司机刹车,货车即做匀减速直线运动,加速度的大小为2.5m/s2(不超载时则为5m/s2)。(1)若前方无阻挡,问从刹车到停下来此货车在超载及不超载时分别前进多远?(2)若超载货车刹车时正前方25m处停着总质量为1t的轿车,两车将发生碰撞,设相互作用0.1s后获得相同速度为9.8m/s,问货车对轿车的平均冲力多大?22.(23-24高一上·四川攀枝花·期末)如图所示,在倾角为θ的斜面上有一个质量m=1kg的物体,零时刻开始在大小F=20N、方向沿斜面向上的拉力作用下由静止开始运动,2s时物体的速度v=20m/s,方向沿斜面向上,3s时,撤去拉力。已知,,重力加速度g取10m/s2,斜面足够长,求:(1)物体与斜面之间的动摩擦因数。(2)撤去F后,物体经过多少时间回到初始位置。23.(23-24高一上·浙江杭州·期末)如图所示,质量为2kg的一只长方体形空铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速运动,铁箱与水平面间的动摩擦因数为0.4,这时铁箱内一个质量为0.5kg的木块恰好能静止在后壁上。木块与铁箱内壁间的动摩擦因数为0.25,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取。求:(1)铁箱加速度大小和铁箱后壁对木块作用力的大小;(2)水平拉力F的大小:(3)减少拉力F,经过一段时间,木块沿铁箱左侧壁落到底部且不反弹,当铁箱的速度为撤去拉力,又经1s时间木块从左侧到达右侧,则铁箱的长度是多少?(结果保留两位有效数字)24.(23-24高一上·湖南邵阳·期末)如图所示,质量的物体静止于水平地面的A处,A、B间距。用大小为30N,沿水平方向的外力拉此物体,经拉至B处。(已知,

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