课时梯级训练(23) 牛顿第二定律的应用（Word练习）-【优化指导】2025-2026学年高中物理必修第一册（教科版2019）

课时梯级训练(23)　牛顿第二定律的应用 1．如图所示，在桌面上有质量分别为M、m的两个物块，它们由同一种材料制成，现用力F推物块m，使M、m两物块在桌面上一起向右加速。当桌面光滑时，加速度大小为a1，M、m间的相互作用力大小为F1；当桌面粗糙时，加速度大小为a2，M、m间的相互作用力大小为F2。下列关系式正确的是 (　　) A．a1＝a2 B．a1<a2 C．F1＝F2 D．F1>F2 C　解析：桌面光滑时，对整体，加速度a1＝，对M，m对M的作用力F1＝Ma1＝，桌面粗糙时，设桌面的动摩擦因数为μ，对整体，加速度a2＝，显然a1>a2，对M，m对M的作用力满足F2－μMg＝Ma2，联立解得F2＝，C正确。 2．如图所示，质量为M、倾角为θ的斜面置于光滑的水平面上，一个表面光滑、质量为m的物块放在斜面上，斜面在沿水平方向的力F的作用下，恰能使物块与斜面保持相对静止，重力加速度为g，则作用力F的大小为 (　　) A．(m＋M)g sin θ B．(m＋M)g cos θ C．(m＋M)g tan θ D． C　解析：对物块受力分析，如图 根据牛顿第二定律，可得mg tan θ＝ma，对斜面和物块整体受力分析，可得F＝(M＋m)a，联立，可得，F＝(M＋m)g tan θ，C正确。 3．(多选)如图所示，总质量为460 kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s2，当热气球上升到180 m时，以5 m/s的速度向上匀速运动。若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，重力加速度g＝10 m/s2。关于热气球，下列说法正确的是 (　　) A．所受浮力大小为4 830 N B．加速上升过程中所受空气阻力保持不变 C．从地面开始上升10 s后的速度大小为5 m/s D．以5 m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230 N AD　解析：从地面刚开始竖直上升时，速度为零，故阻力为零，气球受重力和浮力，根据牛顿第二定律，有：F浮－mg＝ma，解得：F浮＝m(g＋a)＝460×(10＋0.5)N＝4 830 N，A正确；气球受重力、浮力和空气阻力，若阻力不变，合力不变，气球匀加速上升，矛盾，B错误；刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s2，气球是变加速运动，加速度逐渐减小，故10 s后的速度大小小于5 m/s，C错误；以5 m/s匀速上升时，根据平衡条件，有：F浮＝mg＋f，解得f＝230 N，D正确。 4．如图所示，水平地面上有两个完全相同的木块A、B，在水平推力F作用下运动，用FAB代表A、B间的相互作用力 (　　) A．若地面是完全光滑的，则FAB＝F B．若地面是完全光滑的，则FAB＝F C．若地面的动摩擦因数为μ，则FAB＝F D．若地面的动摩擦因数为μ，则FAB＝2F B　解析：设两木块的质量均为m，若地面是完全光滑的，对整体用牛顿第二定律得，加速度a＝，再对B运用牛顿第二定律得，FAB＝ma＝，A错误，B正确；若地面动摩擦因数为μ，对整体用牛顿第二定律得，加速度a＝＝－μg，再对B运用牛顿第二定律得，FAB－μmg＝ma，解得，FAB＝，C、D错误。 5．图中所示A、B、C为三个相同物块，由轻质弹簧K和轻绳L相连，悬挂在天花板上处于静止状态，若将L剪断，则在刚剪断时，A、B的加速度大小aA、aB分别为 (　　) A．aA＝0、aB＝g B．aA＝0、aB＝0 C．aA＝g、aB＝g D．aA＝g、aB＝0 A　解析：对A、B、C分别受力分析如图， 根据平衡条件，有：对A：F2＝F1＋mg，对B：F1＝F＋mg，对C：F＝mg，弹簧的弹力不能突变，因形变需要过程，绳的弹力可以突变，绳断拉力立即为零。当绳断后，A受力不变，仍然平衡，故 aA＝0；对B，绳断后合力为F合＝F1－mg＝maB，解得aB＝g，方向竖直向上，A正确。 6．如图所示为质量m＝75 kg的滑雪运动员在倾角θ＝37°的直滑道上由静止开始向下滑行的v－t图像，图中的OA直线是t＝0时刻速度图线的切线，速度图线末段BC平行于时间轴，运动员与滑道间的动摩擦因数为μ，所受空气阻力与速度成正比，比例系数为k。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则 (　　) A.滑雪运动员开始时做加速度增大的加速直线运动，最后做匀速运动 B．t＝0时刻运动员的加速度大小为2 m/s2 C．动摩擦因数μ为0.25 D．比例系数k为15 kg/s C　解析：由v－t图像可知，滑雪运动员开始时做加速度减小的加速直线运动，最后做匀速运动，A错误；在t＝0时刻，图线切线的斜率即为该时刻的加速度，故有a0＝ m/s2＝4 m/s2，B错误；在t＝0时刻开始加速时，v0＝0，由牛顿第二定律可得mg sin θ－kv0－μmg cos θ＝ma0，最后匀速时有：vm＝10 m/s，a＝0，由平衡条件可得mg sin θ－kvm－μmg cos θ＝0，联立解得： μ＝0.25，k＝30 kg/s，C正确，D错误。 7．如图所示，质量分别为m1、m2的A、B两小球分别连在弹簧两端，B小球用细绳固定在倾角为30°的光滑斜面上，若不计弹簧质量，在细绳被剪断的瞬间，A、B两小球的加速度分别为 (　　) A．都等于 B．0和 C．和0 D．和0 B　解析：在剪断绳子之前，A处于平衡状态，所以弹簧的拉力与A的重力沿斜面的分力相等，在剪断上端的绳子的瞬间，绳子上的拉力立即减为零，而弹簧的伸长量没有来得及发生改变，故弹力不变仍为A的重力沿斜面上的分力，故A球的加速度为零；在剪断绳子之前，对B球进行受力分析，B受到重力、弹簧对它斜向下的拉力、支持力及绳子的拉力，在剪断上端的绳子的瞬间，绳子上的拉力立即减为零，对B球进行受力分析，则B球受到重力、弹簧的向下拉力、支持力，所以根据牛顿第二定律得：aB＝＝，B正确，A、C、D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$