第3章 第2讲 牛顿第二定律的应用(Word练习)-【精讲精练】2026年高考物理一轮复习（人教版）

[对应学生用书第367页]

[基础题组]

1．(2024·天津模拟)一伞兵从高空悬停的直升机上无初速度下落，5 s后打开降落伞。规定竖直向下为正方向，其沿竖直方向运动的v­t图像如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．0～5 s内伞兵处于完全失重状态

B．5～9 s内，伞兵处于超重状态

C．伞兵下落50 m时速度小于20 m/s

D．5～9 s内伞兵所受的合力越来越大

解析　0～5 s内伞兵向下的加速度为a＝ m/s2＝8 m/s2<g，则伞兵并非处于完全失重状态，选项A错误；5～9 s内，伞兵向下减速运动，加速度向上，则处于超重状态，选项B正确；伞兵在开始的100 m内做匀加速下降，则下落50 m时速度v＝＝ m/s＝20 m/s>20 m/s，选项C错误；图像的斜率等于加速度，可知5～9 s内伞兵的加速度逐渐减小，则所受的合力越来越小，选项D错误。

答案　B

2．(2024·重庆八中校考)如图所示为影视摄影区的特技演员高空速滑的图片，钢索与水平方向的夹角θ＝37°，质量为m的特技演员(轻绳、轻环质量忽略不计)利用轻绳通过轻质滑环悬吊在滑索下。在匀速下滑过程中，不计空气阻力，已知sin 37°＝0.6，重力加速度为g，下列说法正确的是(　　)

A．钢索对轻质滑环的作用力垂直于钢索向上

B．演员处于完全失重状态

C．钢索与滑环间的动摩擦因数为0.6

D．钢索对滑环的摩擦力为0.6mg

解析　在匀速下滑过程中，处于平衡状态，所以钢索对轻质滑环的作用力竖直向上，用

来平衡演员的拉力，故选项A错误；在匀速下滑过程中，处于平衡状态，故选项B错误；钢索与滑环间的动摩擦因数为mg sin θ＝μmg cos θ，解得μ＝tan θ＝0.75，故选项C错误；钢索对滑环的摩擦力为Ff＝μmg cos θ＝0.6mg，故选项D正确。

答案　D

3．一质量为2 kg的物体，在竖直向上的拉力F作用下由静止开始向上做匀加速直线运动，第2 s内的位移为3 m，已知重力加速度g＝10 m/s2，不计空气阻力，则拉力F大小为(　　)

A．2 N　　　　　　　 B．4 N

C．12 N    D．24 N

解析　根据位移—时间公式x＝at2得第2 s内的位移为x2＝at22－at12＝×a×22(m)－×a×12(m)＝3 m

解得物体的加速度为a＝2 m/s2

根据牛顿第二定律得F－mg＝ma

解得F＝mg＋ma＝24 N

故选项A、B、C错误，D正确。

答案　D

4．如图甲为位移传感器，图乙为相对应的木块下滑过程中的部分位移－时间(x­t)图像，若斜面倾角为θ＝30°，取重力加速度 g＝10 m/s2，斜面足够长。下列说法中正确的是(　　)

A．木块在t＝3 s时处于斜面上x＝16 m的位置

B．木块在t＝1 s时速度大小为2 m/s

C．木块与斜面间的动摩擦因数为μ＝

D．木块的加速度大小为5 m/s2

解析　设木块下滑的初速度为v0，加速度为a，根据x­t关系可得x＝v0t＋at2，根据题图乙可知，当t＝1 s时x＝2 m，当t＝2 s时x＝8 m，联立解得v0＝0，a＝4 m/s2，选项D错误；木块在t＝3 s时处于斜面上x＝×4×32 m＝18 m的位置，选项A错误；木块在t＝1

s时速度大小为v＝at＝4×1 m/s＝4 m/s，选项B错误；由牛顿第二定律可知木块下滑的加速度a＝g(sin 30°－μcos 30°)，因a＝4 m/s2，解得μ＝，选项C正确。

答案　C

5．如图所示，木盒中固定一质量为m的砝码，木盒和砝码在斜面上一起以一定的初速度滑行一段距离后停止。现拿走砝码，而持续加一个垂直于斜面向下的恒力F(F＝mg cos θ)，其他条件不变，则木盒滑行的距离将(　　)

A．不变    B．变小

C．变大    D．变大变小均有可能

解析　设木盒的质量为M且向上滑行，放有砝码时，由牛顿第二定律有μ(M＋m)g cos θ＋(M＋m)g sin θ＝(M＋m)a1，换成垂直于斜面向下的恒力F时，由牛顿第二定律有μ(M＋m)g cos θ＋Mg sin θ＝Ma2，可知a2＞a1，再由x＝可得x2＜x1。同理可知，若木盒向下滑行，放有砝码时，有μ(M＋m)·g cos θ－(M＋m)g sin θ＝(M＋m)a1′，换成垂直于斜面向下的恒力F时，有μ(M＋m)g cos θ－Mg sin θ＝Ma2′，可知a2′＞a1′，再由x′＝可得x2′＜x1′，故选项B正确。

答案　B

6．置于水平地面上质量m＝1.0 kg的物块在F＝6 N的水平拉力作用下做匀加速直线运动。已知物块与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.4，重力加速度取g＝10 m/s2。该物块依次通过A、B、C、D四个位置，已知AB＝3 m，CD＝9 m，且物块通过AB段和CD段的时间均为1 s，则BC段的长度为(　　)

A．8 m    B．10 m

C．12 m    D．16 m

解析　物块的加速度a＝＝2 m/s2，设A点的速度v0，BC＝x，从B到C时间为t′，则从A到B，AB＝v0t＋at2＝3 m；则从A到C，AC＝3 m＋x＝v0(t＋t′)＋a(t＋t′)2＝v0(1＋t′)＋(1＋t′)2，从A到D，AD＝3 m＋x＋9 m＝v0(2t＋t′)＋a(2t＋t′)2＝v0(2＋t′)＋(2＋t′)2，联立解得t′＝2 s，x＝12 m，故选项C正确。