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）

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，