4.3 牛顿第二定律 同步优化—2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册(Word版含答案)
文档属性
| 名称 | 4.3 牛顿第二定律 同步优化—2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册(Word版含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 335.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-15 11:04:28 | ||
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文档简介
牛顿第二定律同步优化
一、单选题（共7题，每题5分，共35分）
1．如图甲所示，“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下。将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动，运动过程中不计空气阻力。把长弹性绳简化为竖直放置的轻弹簧，弹力大小F=kΔx（Δx为长弹性绳的形变量，k为常量）。弹性绳原长为h，人的质量为m。从人开始下落到第一次下降至最低点的过程中，人的速度v随时间t的变化图像如图乙所示，其中OA段为直线，AB段是与OA相切于A点的曲线，BCD是平滑的曲线。若以人开始下落的位置为坐标原点，沿竖直向下方向建立坐标轴Ox，则关于A、B、C、D各点对应人的位置坐标x及所对应弹力的大小，以下说法正确的是（ ）
A．xA=h，FA=mg B．xB=h+，FB>mg
C．xC=h+2，FC=2mg D．xD=h+2，FD>2mg
2．如图所示，质量为m的小球用细线分别连在天花板和竖直墙壁上，小球处于静止状态，细线与竖直方向的夹角为，细线处于水平，重力加速度为g，则在剪断细线的瞬间，小球的加速度和细线的拉力大小分别为（ ）
A． B． C． D．
3．如图所示，物块1的质量为3m，物块2的质量为m，两者通过弹簧相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、a2。重力加速度大小为g。则有（ ）
A．a1＝0，a2＝g B．a1＝g，a2＝g
C．a1＝0，a2＝4g D．a1＝g，a2＝4g
4．如图所示，A、B两物体的质量分别为m和3m，中间用轻弹簧相连，A、B两物体与水平面间的动摩擦因数均为μ，在水平推力F作用下，A、B一起以加速度a向右做匀加速直线运动。当突然撤去推力F的瞬间，A、B两物体的加速度大小分别为（ ）
A．3a、a B．3（a＋μg）、a＋μg C．3a＋4μg、a D．a、2a＋3μg
5．如图甲所示，质量为0.4kg的物块在水平力F作用下可沿竖直墙而滑动，物块与竖直墙面间的动摩擦因数为0.5，设物块所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力，竖直墙面足够高，g取10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．物块一直做匀加速直线运动
B．物块一直做加速度减小的加速运动
C．物块最终处于静止状态
D．t＝2s后，物体改变运动方向
6．一小球自由下落的频闪照片如图所示，照片中的数字是小球距释放点的距离（单位是cm），频闪仪的闪光频率为25 Hz。若当地的重力加速度为9.8 m/s2，则小球在下落过程中受到的空气阻力与重力的比值约为（ ）
A． B． C． D．
7．张家界大峡谷玻璃桥上有一个蹦极跳台，距地面265m，正式开放后是世界上垂直落差最大的商业蹦极，体验高空下落的刺激和惊险。如图所示，某质量为m的游客被弹性绳索拴住从高台蹦极时恰好不落入湖中，已知高台离水面的高度为H、弹性绳索的自然长度为l（lA．第一次下落时，游客距高台顶端时速度最大
B．游客落至湖面时，加速度等于g
C．游客先做自由落体运动，再做加速度减小的加速运动，最后做加速度增大的减速运动
D．游客第一次刚要到达湖面时的加速度为
二、多选题（共5题，每题5分，共25分）
8．牛顿是出生在17世纪英国伟大的科学家，而牛顿三大定律更是人类探索自然奥秘的重大发现，下列关于牛顿三大定律的说法中，正确的有（ ）
A．牛顿第一定律是在大量实验事实的基础上通过推理而概括出来的结论
B．羽毛球可以被快速抽杀，是因为它质量小，惯性小，运动状态容易改变
C．当物体受到的合外力为零时，据牛顿第二定律可知物体的加速度为零，物体将处于静止或匀速直线运动状态，所以牛顿第一定律是牛顿第二定律在物体所受合力为零时的特例
D．甲乙两队进行拔河比赛，甲队获胜，其力学上的根本原因是甲队拉绳的力比乙队拉绳的力大
9．蹦床属于体操运动的一种，有“空中芭蕾”之称。某次比赛过程中，一运动员做蹦床运动时，利用力传感器测得运动员所受蹦床弹力F随时间t的变化图像如图所示。若运动员仅在竖直方向运动，不计空气阻力，取重力加速度大小。依据图像给出的信息，下列说法正确的是（ ）
A．运动员的质量为
B．运动员的最大加速度为
C．运动员离开蹦床后上升的最大高度为
D．运动员离开蹦床后上升的最大高度为
10．利用传感器和计算机可以研究力的大小变化的情况，实验时让某消防队员从平台上跳下，自由下落H后双脚触地，他顺势弯曲双腿，他的重心又下降了h。计算机显示消防队员受到地面支持力F随时间变化的图像，如图所示。根据图像提供的信息，判断下列说法正确的是（ ）
A．t3时刻消防员的加速度为零
B．t4时刻消防员的速度最大
C．在t1至t2时间内消防队员的重心在加速下降
D．在t3至t4时间内消防队员的重心在减速下降
11．如图所示，木块A、B分别重20N和30N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.3。夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了1cm，弹簧的劲度系数为。系统置于水平地面上静止不动。现用的水平向右的拉力作用在木块B上，此时（ ）（g取）
A．木块A所受摩擦力大小是6N B．木块A所受摩擦力大小是4N
C．木块B所受摩擦力大小是4N D．木块B的加速度大小是（）
12．如图所示，两个质量分别为m1=2kg、m2=3kg的物体A、B置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧连接，两个大小分别为F1=30N、F2=20N的水平拉力分别作用在A、B上，稳定后（ ）
A．弹簧的弹力大小为30N
B．弹簧的弹力大小为26N
C．在突然撤去F2后的瞬间，A的加速度大小为5m/s2
D．在突然撤去F1后的瞬间，A的加速度大小为13m/s2
三、解答题（共4题，每题10分，共40分）
13．如图所示，一根轻弹簧上端固定，下端挂一质量为mo的平盘，盘中有一物体，质量为m，当盘静止时，弹簧的长度比自然长度伸长了L。今向下拉盘使弹簧再伸长后停止，然后松手放开，设弹簧总处在弹性限度以内，刚刚松开手时盘对物体的支持力等于多少？
14．如图所示，有一块木板静止在光滑足够长的水平面上，木板的质量为M=4kg，长度为L=1m；木板的右端停放着一个小滑块，小滑块的质量为m=1kg，其尺寸远远小于木板长度，它与木板间的动摩擦因数为，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
（1）为使木板能从滑块下抽出来，作用在木板右端的水平恒力F的大小应满足的条件。
（2）若其他条件不变，在F=28N的水平恒力持续作用下，需多长时间能将木板从滑块下抽出。
15．如图所示，上海中心总高为632米，是中国最高楼，也是世界第二高楼。由地上121层主楼、5层裙楼和5层地下室组成。“上海之巅”是位于118层的游客观光平台，游客乘坐世界最快观光电梯从地面开始经历加速、匀速、减速的过程恰好到达观景台只需50秒，运行的最大速度为18 m/s。观景台上可以鸟瞰整个上海全景，曾经的上海第一高楼东方明珠塔、金茂大厦、上海环球金融中心等都在脚下，颇为壮观。一位游客用便携式拉力传感器测得在加速阶段质量为0.5 kg的物体受到的竖直向上拉力为5.45 N，若电梯加速、减速过程视为匀变速直线运动（g取10 m/s2）。求：
（1）电梯加速阶段的加速度大小及加速运动的时间；
（2）若减速阶段与加速阶段的加速度大小相等，求电梯到达观光平台上行的高度；
（3）若电梯设计安装有辅助牵引系统，电梯出现故障，绳索牵引力突然消失，电梯从观景台处自由落体，为防止电梯落地引发人员伤亡，电梯启动辅助牵引装置使其减速，牵引力为重力的3倍，下落过程所有阻力不计，则电梯自由下落最长多少时间必须启动辅助牵引装置？
16．如图所示，三段细绳、和的一端结于点，下端悬挂的物块质量为，与竖直方向的夹角为，取，试求：
（1）细绳的拉力大小；
（2）细绳的拉力大小；
（3）烧断细绳瞬间物块加速度多大？
参考答案
1．C
2．A
3．C
4．C
5．C
6．C
7．D
8．AB
9．BC
10．CD
11．BD
12．BD
13．
14．（1）大于20N；（2）1s
15．（1）0.9 m/s2，20 s；（2）540 m；（3）6 s
16．（1）40N；（2）；（3）
一、单选题（共7题，每题5分，共35分）
1．如图甲所示，“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下。将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动，运动过程中不计空气阻力。把长弹性绳简化为竖直放置的轻弹簧，弹力大小F=kΔx（Δx为长弹性绳的形变量，k为常量）。弹性绳原长为h，人的质量为m。从人开始下落到第一次下降至最低点的过程中，人的速度v随时间t的变化图像如图乙所示，其中OA段为直线，AB段是与OA相切于A点的曲线，BCD是平滑的曲线。若以人开始下落的位置为坐标原点，沿竖直向下方向建立坐标轴Ox，则关于A、B、C、D各点对应人的位置坐标x及所对应弹力的大小，以下说法正确的是（ ）
A．xA=h，FA=mg B．xB=h+，FB>mg
C．xC=h+2，FC=2mg D．xD=h+2，FD>2mg
2．如图所示，质量为m的小球用细线分别连在天花板和竖直墙壁上，小球处于静止状态，细线与竖直方向的夹角为，细线处于水平，重力加速度为g，则在剪断细线的瞬间，小球的加速度和细线的拉力大小分别为（ ）
A． B． C． D．
3．如图所示，物块1的质量为3m，物块2的质量为m，两者通过弹簧相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、a2。重力加速度大小为g。则有（ ）
A．a1＝0，a2＝g B．a1＝g，a2＝g
C．a1＝0，a2＝4g D．a1＝g，a2＝4g
4．如图所示，A、B两物体的质量分别为m和3m，中间用轻弹簧相连，A、B两物体与水平面间的动摩擦因数均为μ，在水平推力F作用下，A、B一起以加速度a向右做匀加速直线运动。当突然撤去推力F的瞬间，A、B两物体的加速度大小分别为（ ）
A．3a、a B．3（a＋μg）、a＋μg C．3a＋4μg、a D．a、2a＋3μg
5．如图甲所示，质量为0.4kg的物块在水平力F作用下可沿竖直墙而滑动，物块与竖直墙面间的动摩擦因数为0.5，设物块所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力，竖直墙面足够高，g取10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．物块一直做匀加速直线运动
B．物块一直做加速度减小的加速运动
C．物块最终处于静止状态
D．t＝2s后，物体改变运动方向
6．一小球自由下落的频闪照片如图所示，照片中的数字是小球距释放点的距离（单位是cm），频闪仪的闪光频率为25 Hz。若当地的重力加速度为9.8 m/s2，则小球在下落过程中受到的空气阻力与重力的比值约为（ ）
A． B． C． D．
7．张家界大峡谷玻璃桥上有一个蹦极跳台，距地面265m，正式开放后是世界上垂直落差最大的商业蹦极，体验高空下落的刺激和惊险。如图所示，某质量为m的游客被弹性绳索拴住从高台蹦极时恰好不落入湖中，已知高台离水面的高度为H、弹性绳索的自然长度为l（l
B．游客落至湖面时，加速度等于g
C．游客先做自由落体运动，再做加速度减小的加速运动，最后做加速度增大的减速运动
D．游客第一次刚要到达湖面时的加速度为
二、多选题（共5题，每题5分，共25分）
8．牛顿是出生在17世纪英国伟大的科学家，而牛顿三大定律更是人类探索自然奥秘的重大发现，下列关于牛顿三大定律的说法中，正确的有（ ）
A．牛顿第一定律是在大量实验事实的基础上通过推理而概括出来的结论
B．羽毛球可以被快速抽杀，是因为它质量小，惯性小，运动状态容易改变
C．当物体受到的合外力为零时，据牛顿第二定律可知物体的加速度为零，物体将处于静止或匀速直线运动状态，所以牛顿第一定律是牛顿第二定律在物体所受合力为零时的特例
D．甲乙两队进行拔河比赛，甲队获胜，其力学上的根本原因是甲队拉绳的力比乙队拉绳的力大
9．蹦床属于体操运动的一种，有“空中芭蕾”之称。某次比赛过程中，一运动员做蹦床运动时，利用力传感器测得运动员所受蹦床弹力F随时间t的变化图像如图所示。若运动员仅在竖直方向运动，不计空气阻力，取重力加速度大小。依据图像给出的信息，下列说法正确的是（ ）
A．运动员的质量为
B．运动员的最大加速度为
C．运动员离开蹦床后上升的最大高度为
D．运动员离开蹦床后上升的最大高度为
10．利用传感器和计算机可以研究力的大小变化的情况，实验时让某消防队员从平台上跳下，自由下落H后双脚触地，他顺势弯曲双腿，他的重心又下降了h。计算机显示消防队员受到地面支持力F随时间变化的图像，如图所示。根据图像提供的信息，判断下列说法正确的是（ ）
A．t3时刻消防员的加速度为零
B．t4时刻消防员的速度最大
C．在t1至t2时间内消防队员的重心在加速下降
D．在t3至t4时间内消防队员的重心在减速下降
11．如图所示，木块A、B分别重20N和30N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.3。夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了1cm，弹簧的劲度系数为。系统置于水平地面上静止不动。现用的水平向右的拉力作用在木块B上，此时（ ）（g取）
A．木块A所受摩擦力大小是6N B．木块A所受摩擦力大小是4N
C．木块B所受摩擦力大小是4N D．木块B的加速度大小是（）
12．如图所示，两个质量分别为m1=2kg、m2=3kg的物体A、B置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧连接，两个大小分别为F1=30N、F2=20N的水平拉力分别作用在A、B上，稳定后（ ）
A．弹簧的弹力大小为30N
B．弹簧的弹力大小为26N
C．在突然撤去F2后的瞬间，A的加速度大小为5m/s2
D．在突然撤去F1后的瞬间，A的加速度大小为13m/s2
三、解答题（共4题，每题10分，共40分）
13．如图所示，一根轻弹簧上端固定，下端挂一质量为mo的平盘，盘中有一物体，质量为m，当盘静止时，弹簧的长度比自然长度伸长了L。今向下拉盘使弹簧再伸长后停止，然后松手放开，设弹簧总处在弹性限度以内，刚刚松开手时盘对物体的支持力等于多少？
14．如图所示，有一块木板静止在光滑足够长的水平面上，木板的质量为M=4kg，长度为L=1m；木板的右端停放着一个小滑块，小滑块的质量为m=1kg，其尺寸远远小于木板长度，它与木板间的动摩擦因数为，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
（1）为使木板能从滑块下抽出来，作用在木板右端的水平恒力F的大小应满足的条件。
（2）若其他条件不变，在F=28N的水平恒力持续作用下，需多长时间能将木板从滑块下抽出。
15．如图所示，上海中心总高为632米，是中国最高楼，也是世界第二高楼。由地上121层主楼、5层裙楼和5层地下室组成。“上海之巅”是位于118层的游客观光平台，游客乘坐世界最快观光电梯从地面开始经历加速、匀速、减速的过程恰好到达观景台只需50秒，运行的最大速度为18 m/s。观景台上可以鸟瞰整个上海全景，曾经的上海第一高楼东方明珠塔、金茂大厦、上海环球金融中心等都在脚下，颇为壮观。一位游客用便携式拉力传感器测得在加速阶段质量为0.5 kg的物体受到的竖直向上拉力为5.45 N，若电梯加速、减速过程视为匀变速直线运动（g取10 m/s2）。求：
（1）电梯加速阶段的加速度大小及加速运动的时间；
（2）若减速阶段与加速阶段的加速度大小相等，求电梯到达观光平台上行的高度；
（3）若电梯设计安装有辅助牵引系统，电梯出现故障，绳索牵引力突然消失，电梯从观景台处自由落体，为防止电梯落地引发人员伤亡，电梯启动辅助牵引装置使其减速，牵引力为重力的3倍，下落过程所有阻力不计，则电梯自由下落最长多少时间必须启动辅助牵引装置？
16．如图所示，三段细绳、和的一端结于点，下端悬挂的物块质量为，与竖直方向的夹角为，取，试求：
（1）细绳的拉力大小；
（2）细绳的拉力大小；
（3）烧断细绳瞬间物块加速度多大？
参考答案
1．C
2．A
3．C
4．C
5．C
6．C
7．D
8．AB
9．BC
10．CD
11．BD
12．BD
13．
14．（1）大于20N；（2）1s
15．（1）0.9 m/s2，20 s；（2）540 m；（3）6 s
16．（1）40N；（2）；（3）