第3章 第2讲 牛顿第二定律的理解及应用(练习Word版)-【创新教程】2027年高考物理总复习大一轮课时作业

**基本信息** 聚焦牛顿第二定律的理解与应用，通过基础、能力、素养三级训练，系统覆盖瞬时加速度、连接体、实际场景等核心题型，强化运动与相互作用观念及科学推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础落实练|8题|单选/多选，涉及减速滑行、重心平衡、瞬时加速度等基础应用|以牛顿第二定律为核心，结合受力分析（重力、弹力、摩擦力）推导合力与加速度关系| |能力综合练|3题|计算题，含反推发动机推力、弹簧连接体、v-t图像分析|整合运动学公式（v²-v₀²=2ax等）与牛顿第二定律，解决多过程、多体问题| |素养培优练|1题|实际场景题（滑草场），综合斜坡与水平滑行过程|将实际问题模型化，应用牛顿第二定律分析不同轨道加速度及运动学量关系|

课时冲关14　牛顿第二定律的理解及应用 学生用书　P358　 [基础落实练] 1．(2025·广西卷，9)(多选)独竹漂是我国一项民间技艺．如图，在平静的湖面上，独竹漂选手手持划杆踩着楠竹，沿直线减速滑行，选手和楠竹相对静止，则(　　 ) A．选手受合力为零 B．楠竹受到选手作用力的方向一定竖直向下 C．手持划竿可使选手(含划竿)的重心下降，更易保持平衡 D．选手受到楠竹作用力的方向与选手(含划竿)的重心同一竖直平面上 解析：CD　[人和竹筏在水里减速滑行，速度在变化，根据牛顿第二定律可知合力不为零，故A错误；竹筏在水平方向有加速度，人对竹筏的力在竖直方向有重力，水平方向有摩擦力，所以人对竹筏的力方向不是竖直向下，故B错误；人和竹筏相对静止，且减速滑行，人和竹筏的重心要在竹筏所在竖直面上才能保持相对稳定，手持划杆可使选手(含划杆)的重心下移，更易保持平衡，故C正确；人和竹竿构成的整体在减速滑行，受到的合力不为零，根据力的作用线和重心的关系可知整体的重心与杆受到合力作用线应该在同一竖直面上，故D正确．故选CD.] 2．(2025·山东卷，8)工人在河堤的硬质坡面上固定一垂直坡面的挡板，向坡底运送长方体建筑材料．如图所示，坡面与水平面夹角为θ，交线为PN，坡面内QN与PN垂直，挡板平面与坡面的交线为MN，∠MNQ＝θ.若建筑材料与坡面、挡板间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g，则建筑材料沿MN向下匀加速滑行的加速度大小为(　　) A．gsin2 θ－μgcosθ－μgsinθcosθ B．gsin θ cos θ－μgcos θ－μgsin2θ C．gsin θcos θ－μgcos θ－μgsin θcosθ D．gcos2 θ－μgcos θ－μgsin2 θ 解析：B　[根据牛顿第二定律mg sin θcosθ－μmg cos θ－μmg sin θsin θ＝ma，可得a＝gsin θcosθ－μg cos θ－μg sin2 θ.故选B.] 3.如图所示，A质量为2m，B质量为m，中间有一轻质弹簧相连，A用绳悬于O点，当突然剪断OA绳时，关于A物体的加速度，下列说法正确的是(　　) A．0　　　　　　　 B．g C．1.5 g D．无法确定 解析：C　[剪断OA绳前，以B为对象，根据受力平衡可得F弹＝mg，突然剪断OA绳时，弹簧弹力保持不变，以A为对象，根据牛顿第二定律可得F弹＋2mg＝2maA，联立解得A物体的加速度aA＝1.5 g，故选C.] 4.如图所示，一个房顶下面挂一轻弹簧，弹簧下端挂有质量为m的小球P，P与地面用一细线牵连，细线拉力为F，今将细线剪断，则细线剪断瞬间(　　) A．小球的加速度大小为 B．小球的加速度大小为 C．小球的加速度大小为 D．条件不足，无法确定 解析：A　[剪断细线之前对小球分析可知F＋mg＝F弹，剪断细线的瞬时，弹簧弹力不变，F变为零，则此时小球的加速度a＝＝，方向向上．故选A.] 5.餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根完全相同的轻质弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接质量为M的托盘，托盘上放着6个质量均为m的盘子并处于静止状态．已知重力加速度大小为g.某顾客快速取走1号盘子的瞬间，3号盘子对2号盘子的作用力的大小为(　　) A. B. C. D. 解析：A　[6个盘子处于静止时，6个盘子所受合力为0，顾客快速取走1号盘子的瞬间，托盘和其他5个盘子所受的合力为mg，根据牛顿第二定律有mg＝(M＋5m)a，对2号盘子，根据牛顿第二定律有N－mg＝ma，联立可得3号盘子对2号盘子作用力的大小N＝，故选A.] 6.2025年在西班牙潘普洛纳举行的世界蹦床锦标赛中，中国队斩获4金2铜．假设在比赛中的某一个时间段内蹦床所受的压力随时间变化的关系如图所示，忽略空气阻力，重力加速度g取10 m/s2.下列说法正确的是(　　) A．1.0 s～1.4 s内运动员向上运动，处于失重状态 B．1.0 s～1.4 s内运动员向下运动，处于超重状态 C．1.4 s时运动员的速度达到最大值 D．运动员在脱离蹦床后的上升过程中上升的最大高度约为3.6 m 解析：D　[1.0 s～1.4 s内运动员对蹦床的压力逐渐变大，则运动员向下运动，压力先小于重力，加速度向下，失重；后压力大于重力，加速度向上，超重，选项A、B错误；1.4 s时运动员对蹦床的压力最大，此时到达最低点，则运动员的速度为零，选项C错误；运动员在脱离蹦床后到再次回到蹦床上用时间为3.8 s－2.1 s＝1.7 s，则上升过程中上升的最大高度约为 h＝gt2＝×10×2m≈3.6 m，选项D正确．] 7.如图所示，货车在平直道路上向右以加速度a1，做加速运动时，与石块B接触的物体对它的作用力为F，方向与水平方向夹角为θ.若货车向右以加速度a2(a2＞a1)做加速运动，则与石块B接触的物体对它的作用力F如何变化(　　) A．θ不变，F增大 B．θ不变，F减小 C．θ增大，F减小 D．θ减小，F增大 解析：D　[依题意，对石块受力分析，如图 货车在平直道路上向右以加速度a1运动时，有Fsinθ＝mg，tanθ＝， 货车向右以加速度a2(a2＞a1)做加速运动，有tanθ＝，可知θ会减小，再根据F＝，可知F会变大．故选D.] 8．宇航员在宇宙飞船中做了一个测量物体质量的实验：如图所示，用力推着待测物体从静止开始沿直线运动，力传感器显示此过程中推力大小恒为F，测得物体在t时间内前进的距离为x，可得待测物体质量为(　　) A. B. C. D. 解析：C　[根据匀变速的位移公式x＝at2， 根据牛顿第二定律F＝ma， 联立得m＝，故选C.] [能力综合练] 9.2025年11月14日，神舟二十一号飞船返回舱在东风着陆场着陆．当返回舱距离地面高度为1.2 m时，返回舱的速度为8 m/s，此时返回舱底部的4台反推发动机同时点火工作，返回舱触地前的瞬间速度降至2 m/s，从而实现软着陆．若该过程飞船始终竖直向下做匀减速运动，返回舱的质量变化和受到的空气阻力均忽略不计．返回舱的总质量为3×103kg，重力加速度g＝10 m/s2，则平均每台反推发动机提供的推力大小为(　　) A．2.6×104 N B．1.88×104 N C．1.05×105 N D．7.5×104 N 解析：A　[根据运动学公式可得v2－v＝－2ah，解得加速度大小为a＝＝m/s2＝25 m/s2， 根据牛顿第二定律可得4F－mg＝ma， 解得平均每台反推发动机提供的推力大小为F≈2.6×104 N，故选A.] 10．(多选) 如图所示，两个质量分别为m1＝2 kg，m2＝4 kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧秤连接．两个大小分别为F1＝40 N，F2＝16 N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则达到稳定状态后，下列说法正确的是(　　) A．弹簧秤的示数是32 N B．弹簧秤的示数是28 N C．在突然撤去F2的瞬间，m2的加速度大小为7 m/s2 D．在突然撤去F1的瞬间，m1的加速度大小为16 m/s2 解析：AD　[以两物体组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律可知 a＝＝m/s2＝4 m/s2， 系统的加速度方向水平向右，设弹簧秤的拉力为F，以m2为研究对象，由牛顿第二定律得 F－F2＝m2a，得F＝32 N，故A正确，B错误；弹簧的弹力不能突变，在突然撤去F2的瞬间，m2不再受F2的作用，m2受的合力等于弹簧的弹力，设m2此时加速度为a3，由牛顿第二定律可知，F＝m2a3，得a3＝8 m/s2，故C错误；弹簧的弹力不能突变，在突然撤去F1的瞬间，设此时m1加速度为a4，由牛顿第二定律可知，F＝m1a4，得a4＝16 m/s2，故D正确．] 11．在我国无人机已广泛应用于各行各业．如图甲所示是物流公司使用6旋翼无人机运输货物，无人机用一根绳索悬挂货物，当无人机到达目的地正上方后，无人机悬停在空中，操控绳索让货物竖直向下先做匀加速运动后做匀减速运动恰好安全落地，图乙是货物降落全过程的vt图像．已知货物的质量为M＝40 kg，无人机质量为m＝20 kg，绳索质量及空气阻力不计，g取10 m/s2.求： (1)当无人机悬停在空中且货物静止不动时，每支旋翼产生的升力大小F1； (2)卸货前货物离地面的高度h及货物匀减速下降过程中加速度的大小a； (3)货物匀减速下降过程中，绳索对货物的拉力大小F2. 解析：(1)对无人机和货物整体受力分析，由平衡条件得6F1＝(M＋m)g， 解得F1＝100 N. (2)根据货物降落全过程的vt图像，卸货前货物离地面的高度为h＝×5×6m＝15 m， 由题图乙可得，货物匀减速下降过程中加速度大小为a＝m/s2＝3 m/s2. (3)货物匀减速下降过程中，对货物由牛顿第二定律得F2－Mg＝ma， 代入数据解得F2＝520 N. 答案：(1)100 N；(2)15 m,3 m/s2；(3)520 N [素养培优练] 12．如图甲，天台安科村滑草场惊险刺激，深受人们喜爱．简化图像如图乙所示，假设某人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下，滑到斜坡底端B点后，沿水平的滑道再滑一段距离到C点停下来．如果人和滑板的总质量m＝60 kg，滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ＝0.5，斜坡的倾角θ＝37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，斜坡与水平滑道间是平滑连接的，整个运动过程中空气阻力忽略不计．求： (1)人从斜坡上滑下的加速度为多大？ (2)若AB距离为10 m，求人和滑板滑到斜面底端的速度大小？ (3)若由于场地的限制，水平滑道的最大距离BC为L＝20.0 m，则人在斜坡上滑下的距离AB应不超过多少？ 解析：(1)根据牛顿第二定律得，人从斜坡上下滑的加速度为a1＝＝2 m/s2. (2)根据速度与位移的关系有v2＝2a1xAB， 解得v＝2 m/s. (3)人在水平面上做匀减速运动的加速度大小为a2＝μg＝5 m/s2， 根据速度位移公式得，B点的速度为vB＝＝10 m/s， 根据速度位移公式得LAB＝＝50 m. 答案：(1)2 m/s2；(2)v＝2 m/s；(3)50 m 学科网（北京）股份有限公司 $