高中物理人教版 (2019)必修 第一册3 牛顿第二定律优秀一课一练

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\l "_Tc30111" 【题型1 牛顿第二定律】 PAGEREF _Tc30111 \h 1
\l "_Tc2707" 【题型2 牛顿第二定律的简单应用】 PAGEREF _Tc2707 \h 2
\l "_Tc21173" 【题型3 瞬时性问题】 PAGEREF _Tc21173 \h 3
\l "_Tc14532" 【题型4 动态过程的分析】 PAGEREF _Tc14532 \h 5
知识点：牛顿第二定律
1．对表达式F＝ma的理解
(1)F的含义：①F是合力时，加速度a指的是合加速度，即物体的加速度；
②F是某个分力时，加速度a是该分力产生的加速度。
(2)单位统一：表达式中F、m、a三个物理量的单位必须都用国际制单位。
2．牛顿第二定律的五个性质
因果性：力是产生加速度的原因，只要物体所受的合力不为0，物体就具有加速度
同体性：F、m、a都是对同一物体而言的
独立性：作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实际加速度是这些加速度的矢量和
瞬时性：加速度与合外力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失
矢量性：F＝ma是一个矢量式。物体的加速度方向由它受到的合力方向决定，且总与合力的方向相同
【题型1 牛顿第二定律】
【例1】（2023安阳月考 ）关于牛顿第二定律的表达式F=ma，下列说法正确的是( )
A.物理公式只能确定物理量之间的数量关系和方向关系
B.如果让10 kg 的物体产生大小为1 m/s2 的加速度，所需要的力的大小就是1 N
C.如果单位选取合适，牛顿第二定律的表达式可以是F=1000ma
D.由m=F/a 可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比
【变式1-1】（多选）下列关于牛顿第二定律的说法，正确的是( )
A.物体所受合外力的方向和加速度的方向及速度的方向总是相同的
B.物体加速度的方向只由它所受合外力的方向决定，与速度的方向无关
C.物体加速度的大小由物体的质量和所受合力的大小决定，与物体的速度无关
D.一旦物体所受合力为零，则物体的加速度立即为零，其运动也就逐渐停止了
【变式1-2】日常生活中某些常见的运动可用牛顿运动定律解释，以下关于牛顿运动定律的理解正确的是( )
A．依据牛顿第二定律，运动物体的速度方向必定与其所受合力的方向相同
B．依据牛顿第二定律，运动物体的位移方向必定与其所受合力的方向相同
C．用桨划水使船前进及加速的过程，可利用牛顿第三定律解释
D．用喷气方式使火箭前进及加速的过程，可分别利用牛顿第三定律与牛顿第二定律解释
【变式1-3】下列对牛顿第二定律的理解错误的是( )
A.牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用
B.合力产生的加速度，可认为是作用于物体上的每个力所产生的加速度的矢量和
C.加速度的方向总跟合外力的方向一致
D.当外力停止作用时，加速度随之消失
【题型2 牛顿第二定律的简单应用】
【例2】质量为m的木块，以一定的初速度沿倾角为θ的斜面向上滑动，斜面静止不动，木块与斜面间的动摩擦因数为μ，如图所示。
(1)求木块向上滑动时的加速度。
(2)若此木块滑到斜面的最大高度后，能沿斜面下滑，则下滑时的加速度大小为多少？
【变式2-1】（2023枣庄期中）如图所示，有两辆小车放在光滑的水平面上，在相同的力F作用下运动，其中A车的加速度为3 m/s2，B车的加速度为7 m/s2.则A车和B车的质量之比mA∶mB为（ ）
A. 1∶2 B. 3∶7 C. 7∶3 D. 4∶1
【变式2-2】(2023许昌期末)力F1作用在物体上产生的加速度大小为a1=3 m/s2，力F2作用在该物体上产生的加速度大小为a2=4 m/s2，则F1和F2同时作用在该物体上，产生的加速度的大小不可能为( )
A.7 m/s2 B.5 m/s2
C.1 m/s2 D.8 m/s2
【变式2-3】如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，小球和车厢相对静止，小球的质量为1 kg。(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8)
(1)求车厢运动的加速度，并说明车厢的运动情况；
(2)求悬线对小球的拉力大小。
【题型3 瞬时性问题】
【例3】如图所示，细绳1挂着匣子 C，匣内又用绳2挂着 A球，在 A的下方又用轻弹簧挂着 B球.已知 A、 B、 C的质量均为m，原来都处于静止状态，重力加速度为 g.在细绳1被烧断后的瞬间( )
A、 B、 C的加速度大小都为 g
B. C的加速度大小为 3g
C. A的加速度大小为 2g
D.细绳2上的拉力大小为 0.5m
【变式3-1】（2023合肥联考）如图， A 、 B 、 C 三个小球质量均为 m ，重力加速度为 g , A 、 B 之间用一根轻质细绳连在一起， B 、 C 之间用轻弹簧连接，整个系统用细线悬挂在天花板上并且处于静止状态，现将 A 、 B 之间的细绳剪断，则在剪断细绳的瞬间， A 、 B 、 C 三个小球的加速度大小
分别是( )
A.0， g ， g B.0， 2g ，0
C. 2g ， g ， g D. 2g ，0， g
【变式3-2】（多选）（2023广州期末）如图所示，一轻质弹簧竖直固定在水平面上，一物块自弹簧正上方自由下落，在物块与弹簧接触并将弹簧压缩至最短（在弹性限度内）的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 物块接触弹簧后即做减速运动
B. 物块接触弹簧后先加速后减速
C. 当物块的速度最大时，它所受的合力不为零
D. 当弹簧被压缩至最短时，物块的加速度不等于零
【变式3-3】如图所示，物块1、2间用刚性轻质杆连接，物块3、4间用轻质弹簧相连，物块1、3的质量均为m，物块2、4的质量均为M，两个系统均置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块1、2、3、4的加速度大小分别为a1、a2、a3、a4。重力加速度大小为g，则有( )
A．a1＝a2＝a3＝a4＝0
B．a1＝a2＝a3＝a4＝g
C．a1＝a2＝g，a3＝0，a4＝eq \f(m＋M,M)g
D．a1＝g，a2＝eq \f(m＋M,M)g，a3＝0，a4＝eq \f(m＋M,M)g
【题型4 动态过程的分析】
【例4】如图所示，一个小球从竖直立在地面上的轻质弹簧正上方某处自由下落，在小球与弹簧开始接触到弹簧被压缩到最短的过程中，小球的速度和加速度的变化情况是( )
A．加速度越来越大，速度越来越小
B．加速度和速度都是先增大后减小
C．速度先增大后减小，加速度方向先向下后向上
D．速度一直减小，加速度大小先减小后增大
【变式4-1】（多选）“推箱子”是一款经典的益智小游戏，现有一个由其升级的“ 3D ”版本：如图甲所示，一质量为 50 kg 的箱子静止在粗糙水平地面上，人用一水平力 F 去推箱子。若箱子与水平地面间的动摩擦因数为 0.4 ，力 F 随时间 t 变化的关系图像如图乙所示，取重力加速度大小 g=10 m/s2 ，最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，下列判断正确的是( )
A. t=1 s 时，箱子已被推动
B. t=6 s 时，箱子的加速度大小为 4 m/s2
C. t=11 s 时，箱子的速度达到最大值
D. t=12 s 时，箱子被推回初始位置
【变式4-2】（多选）如图，质量为 5 kg 的载货车厢通过悬臂固定在缆绳上，缆绳与水平方向夹角为 37∘ ，当缆绳带动车厢以 2 m/s2 的加速度匀加速向上运动时，质量为 1 kg 的货物在车厢底板中央与车厢恰好相对静止。已知悬臂竖直，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 10 m/s2 ， sin 37∘=0.6 , cs 37∘=0.8 ，则( )
A.货物所受底板的摩擦力大小为 1.6 N
B.底板对货物的支持力大小为 8.8 N
C.底板对货物的支持力大小为 10 N
D.货物与车厢间的动摩擦因数约为0.14
【变式4-3】如图，顶端固定着小球的直杆固定在小车上，当小车向右做加速度减小的加速运动时，直杆对小球的力的变化可能为（ ）
A. 方向由OD逆时针旋转至OA
B. 方向由OC逆时针旋转至OB
C. 先减小后增大
D. 一直增大