2024-2025學(xué)年新教材高中物理課時(shí)檢測(cè)18牛頓第二定律含解析粵教版必修第一冊(cè)

PAGEPAGE5牛頓其次定律1．(多選)下列關(guān)于牛頓其次定律的說(shuō)法中正確的是()A．物體的加速度大小由物體的質(zhì)量和物體所受的合力大小確定，與物體的速度無(wú)關(guān)B．物體的加速度方向只由它所受的合力方向確定，與速度方向無(wú)關(guān)C．物體所受的合力方向和加速度方向及速度方向總是相同的D．一旦物體所受的合力為零，則運(yùn)動(dòng)物體的加速度馬上為零，其運(yùn)動(dòng)也就漸漸停止了解析：選AB由牛頓其次定律可知，物體的加速度與物體所受合力成正比，與物體的質(zhì)量成反比，加速度方向由物體所受合力方向確定，故A、B正確；物體所受的合力方向與加速度方向總是相同的，二者與速度方向可能相同，也可能不同，故C錯(cuò)誤；物體所受合力為零時(shí)，物體的加速度為零，若物體速度不為零時(shí)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。2．(多選)下列對(duì)牛頓其次定律的表達(dá)式F＝ma及其變形公式的理解，正確的是()A．由F＝ma可知，物體所受的合力與物體的質(zhì)量成正比，與物體的加速度成正比B．由m＝eq\f(F,a)可知，物體的質(zhì)量與物體所受的合力成正比，與物體的加速度成反比C．由a＝eq\f(F,m)可知，物體的加速度與其所受合力成正比，與其質(zhì)量成反比D．由m＝eq\f(F,a)可知，物體的質(zhì)量可以通過(guò)測(cè)量它的加速度和它所受到的合力求出解析：選CDa＝eq\f(F,m)是加速度的確定式，a與F成正比，與m成反比，故C正確；F＝ma說(shuō)明力是產(chǎn)生加速度的緣由，但不能說(shuō)F與m成正比，與a成正比，故A錯(cuò)誤；m＝eq\f(F,a)中m與F、a皆無(wú)關(guān)，但可以通過(guò)測(cè)量物體的加速度和它所受到的合力求出，故B錯(cuò)誤，D正確。3．一物塊靜止在粗糙的水平桌面上，從某時(shí)刻起先，物塊受到一方向不變的水平拉力作用。假設(shè)物塊與桌面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。以a表示物塊的加速度大小，F(xiàn)表示水平拉力的大小。能正確描述F與a之間關(guān)系的圖像是()解析：選C物塊在水平方向上受到拉力和摩擦力的作用，依據(jù)牛頓其次定律有F－f＝ma，即F＝ma＋f，該關(guān)系為線性函數(shù)。當(dāng)a＝0時(shí)，F(xiàn)＝f；當(dāng)F＝0時(shí)，a＝－eq\f(f,m)。符合該函數(shù)關(guān)系的圖像為C。4．如圖所示，第八屆珠海航展上中國(guó)空軍“八一”飛行表演隊(duì)駕駛“殲-10”戰(zhàn)機(jī)大仰角沿直線加速爬升。則戰(zhàn)機(jī)在爬升過(guò)程中所受合力方向()A．豎直向上 B．與速度方向相同C．與速度方向相反 D.與速度方向垂直解析：選B“殲-10”戰(zhàn)機(jī)大仰角沿直線加速爬升，說(shuō)明加速度方向與速度方向相同，因加速度方向與合力方向相同，所以合力方向與速度方向相同，故B正確。5.物體在與其初速度方向相同的合力作用下運(yùn)動(dòng)。取v0方向?yàn)檎龝r(shí)，合力F隨時(shí)間t的改變狀況如圖所示，則在0～t1這段時(shí)間內(nèi)()A．物體的加速度先減小后增大，速度也是先減小后增大B．物體的加速度先增大后減小，速度也是先增大后減小C．物體的加速度先減小后增大，速度始終增大D．物體的加速度先減小后增大，速度始終減小解析：選C由題圖可知，物體所受合力F隨時(shí)間t的改變是先減小后增大，依據(jù)牛頓其次定律得物體的加速度先減小后增大；由于合力F方向與初速度方向始終相同，所以物體加速度方向與初速度方向始終相同，所以速度始終增大，選項(xiàng)C正確。6.如圖所示，質(zhì)量均為m的A、B兩球用輕彈簧連接，A球用細(xì)線懸掛起來(lái)，兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)。假如將懸掛A球的細(xì)線剪斷，此時(shí)關(guān)于A，B兩球的瞬時(shí)加速度大小，正確的是()A．a(chǎn)A為2g，aB為0 B.aA和aB均為gC．a(chǎn)A為0，aB為2g D.aA和aB均為eq\f(g,2)解析：選A細(xì)線剪斷前，以B為探討對(duì)象可知，彈簧的彈力大小F＝mg，以A、B整體為探討對(duì)象可知細(xì)線的拉力大小為2mg。剪斷細(xì)線瞬間，彈簧的彈力不變，依據(jù)牛頓其次定律，對(duì)A有mg＋F＝maA，又F＝mg，得aA＝2g；對(duì)B有F－mg＝maB，又F＝mg，得aB＝0，故選項(xiàng)A正確。7．(多選)如圖甲，某人正通過(guò)定滑輪將質(zhì)量為m的貨物提升到高處，滑輪的質(zhì)量和摩擦均不計(jì)，貨物獲得的加速度a與繩子對(duì)貨物豎直向上的拉力T之間的函數(shù)關(guān)系如圖乙所示。由圖可以推斷下列說(shuō)法正確的是()A．圖線與縱軸的交點(diǎn)M的值aM＝－gB．圖線與橫軸的交點(diǎn)N的值TN＝mgC．圖線的斜率等于物體的質(zhì)量mD．圖線的斜率等于物體質(zhì)量的倒數(shù)eq\f(1,m)解析：選ABD對(duì)貨物受力分析，受重力mg和拉力T，依據(jù)牛頓其次定律，有T－mg＝ma，得a＝eq\f(T,m)－g。當(dāng)T＝0時(shí)，a＝－g，即圖線與縱軸的交點(diǎn)M的值aM＝－g，故A正確；當(dāng)a＝0時(shí)，T＝mg，故圖線與橫軸的交點(diǎn)N的值TN＝mg，故B正確；圖線的斜率等于物體質(zhì)量的倒數(shù)eq\f(1,m)，故C錯(cuò)誤，D正確。8．(多選)高鐵已成為重要的“中國(guó)名片”，領(lǐng)跑世界。一輛由8節(jié)車(chē)廂編組的列車(chē)，從車(chē)頭起先的第2、3、6和7共四節(jié)為動(dòng)力車(chē)廂，其余為非動(dòng)力車(chē)廂。列車(chē)在平直軌道上勻加速啟動(dòng)時(shí)，若每節(jié)動(dòng)力車(chē)廂牽引力大小均為F，每節(jié)車(chē)廂質(zhì)量都為m，每節(jié)車(chē)廂所受阻力為車(chē)廂重力的k倍。重力加速度為g。則()A．啟動(dòng)時(shí)車(chē)廂對(duì)乘客作用力的方向豎直向上B．整列車(chē)的加速度大小為eq\f(F－2kmg,2m)C．第2節(jié)車(chē)廂對(duì)第1節(jié)車(chē)廂的作用力大小為eq\f(F,2)D．第2節(jié)車(chē)廂對(duì)第3節(jié)車(chē)廂的作用力大小為eq\f(F＋kmg,2)解析：選BC啟動(dòng)時(shí)車(chē)廂對(duì)乘客在豎直方向有向上的支持力，水平方向有沿列車(chē)運(yùn)動(dòng)方向的摩擦力，兩個(gè)力的合力方向斜向上方，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)整列車(chē)，依據(jù)牛頓其次定律得4F－8kmg＝8ma，解得a＝eq\f(F－2kmg,2m)，選項(xiàng)B正確；對(duì)第1節(jié)車(chē)廂，依據(jù)牛頓其次定律得F21－kmg＝ma，解得F21＝eq\f(F,2)，選項(xiàng)C正確；對(duì)第1、2節(jié)車(chē)廂整體分析，依據(jù)牛頓其次定律得F32＋F－2kmg＝2ma，解得F32＝0，依據(jù)牛頓第三定律，F(xiàn)23＝F32＝0，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。9.如圖所示，質(zhì)量為1kg的物體靜止在水平面上，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，物體受到大小為20N、與水平方向成37°角斜向右下的推力F作用時(shí)，沿水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求物體加速度的大小。解析：取物體為探討對(duì)象，受力分析如圖所示，建立直角坐標(biāo)系。在水平方向上有Fcos37°－f＝ma①在豎直方向上有FN＝mg＋Fsin37°②又因?yàn)閒＝μFN③聯(lián)立①②③并代入數(shù)據(jù)得a＝5m/s2。答案：5m/s210．(多選)在光滑的水平地面上放一個(gè)質(zhì)量m＝2kg的物體，現(xiàn)對(duì)該物體同時(shí)施加兩個(gè)力F1和F2，其中F1＝3N，方向水平向東；F2＝4N，方向水平向南。sin37°＝0.6，則下列說(shuō)法正確的是()A．F1使物體產(chǎn)生大小為1.5m/s2，方向水平向東的加速度B．F2使物體產(chǎn)生大小為2m/s2，方向水平向南的加速度C．物體的加速度的大小為2.5m/s2，方向?yàn)闁|偏南37°D．物體的加速度的大小為2.5m/s2，方向?yàn)槟掀珫|37°解析：選ABD依據(jù)牛頓其次定律，力是產(chǎn)生加速度的緣由，某個(gè)力產(chǎn)生的加速度等于該力與物體質(zhì)量的比值，方向與該力的方向相同，這是力的獨(dú)立作用原理，故A、B正確。物體的加速度大小等于物體所受的合力與物體質(zhì)量的比值，方向與合力的方向相同，合力F＝eq\r(F12＋F22)＝5N，得物體的加速度大小為a＝eq\f(F,m)＝eq\f(5,2)m/s2＝2.5m/s2；設(shè)合力方向與F2方向所成角度為θ，則tanθ＝eq\f(F1,F2)＝eq\f(3,4)，得θ＝37°，即物體的加速度方向?yàn)槟掀珫|37°，故C錯(cuò)誤，D正確。11.如圖所示，有一輛汽車(chē)滿(mǎn)載西瓜在水平路面上勻速前進(jìn)。突然發(fā)生意外狀況，司機(jī)緊急剎車(chē)做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a，則中間一質(zhì)量為m的西瓜A受到其他西瓜對(duì)它的作用力的大小是()A．meq\r(g2－a2) B．maC．meq\r(g2＋a2) D.m(g＋a)解析：選C西瓜與汽車(chē)具有相同的加速度a，對(duì)西瓜A受力分析如圖，F(xiàn)表示四周西瓜對(duì)A的作用力，則由牛頓其次定律得eq\r(F2－mg2)＝ma，解得F＝meq\r(g2＋a2)，故C正確。12.(多選)如圖所示，在水平面上有一個(gè)質(zhì)量m＝1kg的小球，小球與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，小球與水平輕彈簧一端及與豎直方向成θ＝45°角的不行伸長(zhǎng)的輕繩一端相連，此時(shí)小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，且水平面對(duì)小球的彈力恰好為零。在剪斷輕繩的瞬間(g取10m/s2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)。下列說(shuō)法中正確的是()A．彈簧的彈力不變B．小球馬上獲得向左的加速度，且a＝8m/s2C．小球馬上獲得向左的加速度，且a＝10m/s2D．若剪斷的是彈簧，則剪斷瞬間小球加速度的大小a＝10m/s2解析：選AB剪斷輕繩瞬間，彈簧彈力不會(huì)突變，故A正確；剪斷輕繩前，f＝0，彈簧彈力與小球重力大小相等，F(xiàn)＝10N，剪斷輕繩的瞬間，水平面對(duì)小球的彈力變?yōu)镕N＝mg＝10N，f＝μFN＝μmg＝2N，小球加速度a＝eq\f(F－f,m)＝eq\f(10－2,1)m/s2＝8m/s2，故B正確，C錯(cuò)誤；若剪斷彈簧，輕繩對(duì)小球的拉力瞬間為零，此時(shí)小球所受的合力為零，則小球的加速度為零，故D錯(cuò)誤。13．冰庫(kù)工作人員移動(dòng)冰塊的場(chǎng)景如圖甲所示，工作人員先斜向上拉冰塊移動(dòng)一段距離，然后放手讓冰塊向前滑動(dòng)到目的地，其工作原理可簡(jiǎn)化為如圖乙所示。設(shè)冰塊質(zhì)量M＝100kg，冰塊與滑道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.05，冰塊起始位置與目的地距離為12m，工作人員拉冰塊時(shí)拉力與水平方向成53°角向上。某次拉冰塊時(shí)，工作人員從滑道前端拉著冰塊(冰塊初速度可視為零)勻加速前進(jìn)了4.0m后放手，冰塊剛好到達(dá)目的地靜止。已知sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g取10m/s2，求：(1)冰塊在加速與減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度大小之比；(2)冰塊滑動(dòng)過(guò)程中的最大速度；(3)工作人員拉冰塊的拉力大小。解析：(1)設(shè)加速時(shí)加速度大小為a1，減速時(shí)加速度大小為a2，最大速度為v，加速前進(jìn)位移為s，總位移為L(zhǎng)，則加速階段有v2＝2a1s，減速階段有0－v2＝－2a2(L－s)，則eq\f(a1,a2)