第4章 第1课时 牛顿第一定律 牛顿第二定律 力学单位制（word版）-【精英1号】2025年高中物理学考笔记·专题提升训练

第四章　运动和力的关系 第1课时　牛顿第一定律　牛顿第二定律　力学单位制 【基础对点练】 知识点一　牛顿第一定律 1．[2023·浙江湖州·高一统考期末]用理想斜面实验推翻“力是维持物体运动的原因”观点的科学家是(　　) A．牛顿 B．伽利略 C．亚里士多德 D．笛卡儿 【答案】B 【解析】伽利略利用理想斜面实验推翻“力是维持物体运动的原因”观点，故B正确。 2．大型油罐车内部设置了一些固定挡板，如图所示，油罐车在水平路面上行驶，下列说法正确的是(　　) A．油罐车匀速前进时，油没有惯性 B．挡板间油的质量相对较小，可以有效增加变速时油的涌动 C．油罐车加速前进时，油的液面前低后高 D．油罐车减速前进时，油的液面前低后高 【答案】C 【解析】物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质，称为惯性。惯性是物体的一种固有属性，表现为物体对其运动状态变化的一种阻抗程度，质量是物体惯性大小的量度，与运动状态无关，故A错误；惯性表现为物体对其运动状态变化的一种阻抗程度，汽车加速或者减速时由于运动状态变化，大型油罐车内部设置了一些固定挡板后挡板间油的质量相对较小，可以有效减小变速时油的涌动，故B错误；惯性表现为物体对其运动状态变化的一种阻抗程度，油罐车加速或者减速时由于运动状态变化，运输的油必然发生涌动，油罐车加速前进时，车体加速，而油由于惯性仍然相对车体向后涌动，油的液面前低后高；油罐车减速前进时，车体减速，而油由于惯性仍然相对车体向前涌动，油的液面前高后低，故C正确，D错误。故选C。 知识点二　牛顿第二定律 3.如图所示，重20 N的物体向右运动，物体与水平面之间的动摩擦因数μ＝0.2，若外加一水平向左的力F＝4 N，则此时物体的加速度大小为(　　) A．0.2 m/s2 B．0.4 m/s2 C．2 m/s2 D．4 m/s2 【答案】D 【解析】物体所受的摩擦力的方向水平向左，根据牛顿第二定律得a＝＝＝ m/s2＝4 m/s2。故选D。 4.轿车司机座位旁常常挂些小饰物，司机可根据小饰物的摆动来判断汽车的运行情况。某同学受此启发设计出一种测量汽车加速度的装置来反映轿车的加速性能。该装置的工作原理图如图所示，质量为m的金属球，固定在一细长的轻线下端，细线能绕悬挂点O在竖直平面内转动，轿车在水平面静止时轻线自然下垂，当轿车在水平地面加速时，轻线偏离竖直方向的角度为θ，此时加速度a与偏角θ的关系式正确的是(　　) A．a＝gsin θ B．a＝gtan θ C．a＝gcos θ D．a＝ 【答案】B 【解析】]当轿车在水平地面上加速运动时，金属球和轿车一起相对静止加速运动，对小球受力分析如图所示 根据牛顿第二定律有F合＝mgtan θ＝ma， 整理可得加速度a＝gtan θ。故选B。 5.[2023·杭州·期末联考]如图所示，在质量为m的物体上加一个竖直向上的拉力F，使物体以加速度a竖直向上做匀加速运动，若不计阻力，下列说法正确的是(　　) A．若拉力改为2F，则物体加速度为2a B．若质量改为 ，则物体加速度为2a C．若质量改为2m，则物体加速度为 D．若质量改为，拉力改为，则物体加速度不变 【答案】D 【解析】根据题意得F－mg＝ma，解得a＝＝－g， 若拉力改为2F，物体加速度a1＝＝＝2a＋g>2a，故A错误； 若质量改为，物体加速度a2＝＝＝2a＋g>2a，故B错误； 若质量改为2m，物体加速度a3＝＝＝a－g<a，故C错误； 若质量改为，拉力改为，物体加速度a4＝＝－g＝a，故D正确。故选D。 知识点三　力学单位制 6．下列物理量中，是矢量且单位是国际单位制中的基本单位的是(　　) A．路程 B．位移 C．速度 D．力 【答案】B 【解析】路程有大小没有方向，路程是标量，路程的单位是m，其单位是国际单位制中基本单位，A错误；位移有大小有方向，运算遵循平行四边形定则，位移是矢量，位移的单位是m，其单位是国际单位制中基本单位，B正确；速度有大小有方向，运算遵循平行四边形定则，速度是矢量，速度的单位是m/s，其单位不是国际单位制中基本单位，C错误；力有大小有方向，运算遵循平行四边形定则，力是矢量，力的单位是N，其单位不是国际单位制中基本单位，D错误。故选B。 7．用国际单位制基本单位的符号来表示弹簧劲度系数的单位，正确的是(　　) A．m/N B．kg/m C．kg/s D．kg/s2 【答案】D 【解析】根据胡克定律与牛顿第二定律有F＝kΔx，F＝ma 解得k＝，根据单位运算可知，若用国际单位制基本单位的符号来表示弹簧劲度系数的单位为kg/s2。故选D。 【能力综合练】 8.如图所示，餐厅服务员水平托举菜盘给顾客上菜。若服务员沿水平向左加速运动，菜盘与手的动摩擦因数为μ，菜盘和菜品的质量为m，则(　　) A．手对菜盘的摩擦力方向向右 B．手对菜盘的作用力等于菜盘的重力 C．菜盘与手之间的摩擦力为μmg D．菜盘对手的压力没有变化 【答案】D 【解析】以菜盘和菜品整体为研究对象，其水平向左加速运动，故受力分析如图所示，菜盘和菜品整体与手一起水平向左加速运动，故其加速度a水平向左， 此时菜盘所受摩擦力为静摩擦力，由牛顿第二定律F静＝ma，所以手对菜盘的静摩擦力方向向左，故A、C错误；手对菜盘有向上的支持力和向左的摩擦力，故手对菜盘的作用力为支持力和摩擦力的合力，方向向左斜向上，不等于菜盘的重力，B错误；以菜盘和菜品整体为研究对象，在竖直方向上FN＝mg，由牛顿第三定律，菜盘对手的压力等于手对菜盘的支持力，故菜盘对手的压力始终等于菜盘和菜品的总重力，故没有变化，D正确。故选D。 9．[2023·浙江·绍兴学考模拟]如图所示，一辆装满石块的货车在平直道路上以加速度a向前加速运动。货箱中的石块B质量为m，则与石块B接触的物体对石块B作用力的合力为(　　) A．ma B．mg C．mg＋ma D. 【答案】D 【解析】货车沿水平路面以加速度a向前加速运动，与石块B接触的物体对B的作用力F的方向斜向右上方，如图所示， 根据几何关系可得作用力大小为F＝， 故选D。 10．如图所示，一物块以某一初速度冲上倾角为θ的光滑固定斜面，物块的加速度大小为(　　) A．gsin θ B．gcos θ C．gtan θ D. 【答案】A 【解析】对物块受力分析，根据牛顿第二定律可得 mgsin θ＝ma 解得物块的加速度大小为a＝gsin θ。故选A。 11.[2023·浙江温州·期末]如图所示，小明同学在拖地时沿拖把杆方向施加一推力F＝30 N，使拖把在粗糙的地板上向前做匀加速直线运动。已知杆与水平面的夹 角 为θ＝53°，拖 把 质 量m＝1 kg，拖布与地 板 间 的 动 摩 擦 因 数 μ＝0.5。(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，g取10 m/s2) (1)请作出拖把的受力示意图。 (2)拖把所受的支持力大小是多少？ (3)拖把所受的摩擦力大小是多少？ (4)拖把加速度的大小是多少？ 【答案】(1)　(2)34 N　(3)17 N (4)1 m/s2 【解析】](1)拖把的受力示意图如图所示。 (2)根据平衡条件得 FN＝mg＋Fsin θ， 解得FN＝34 N。 (3)拖把所受摩擦力Ff＝μFN， 代入数据得Ff＝17 N。 (4)由牛顿第二定律得 Fcos θ－Ff＝ma， 解得a＝1 m/s2。 12．一个质量为20 kg的物体，从斜面的顶端由静止匀加速滑下，物体与斜面间的动摩擦因数为0.2，斜面与水平面间的夹角为37°(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。 (1)求物体沿斜面下滑过程中的加速度。 (2)给物体一个初速度，使之沿斜面上滑，求物体上滑的加速度。 【答案】(1)4.4 m/s2，方向沿斜面向下 (2)7.6 m/s2，方向沿斜面向下 【解析】 (1)沿斜面下滑时，物体受力如图所示。 由牛顿第二定律得： mgsin 37°－Ff＝ma1① FN＝mgcos 37°② 又Ff＝μFN③ 联立①②③式得a1＝gsin 37°－μgcos 37°＝4.4 m/s，方向沿斜面向下。 (2)物体沿斜面上滑时，摩擦力沿斜面向下，物体受力如图所示。 由牛顿第二定律得：mgsin 37°＋Ff′＝ma2④ Ff′＝Ff⑤ 联立②③④⑤式得 a2＝gsin 37°＋μgcos 37°＝7.6 m/s2，方向沿斜面向下。 学科网（北京）股份有限公司 $$