4.3牛顿第二定律 基础填空与分层练习 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 分层清晰，从概念记忆到综合应用梯度递进，适配新授课牛顿第二定律的知识巩固与科学思维培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础填空|牛顿第二定律内容及表达式|直接考查核心概念，夯实物理观念| |基础训练|单一力与运动关系、简单运动学公式应用|结合机器人赛跑等生活情境，通过选择与基础计算强化科学推理| |能力提升|多物体/多过程受力分析、瞬时加速度|涉及弹簧/细线突变问题，训练模型建构与临界状态分析| |拓展拔高|复杂系统动态平衡与能量转化|综合弹簧压缩、系统加速度关联，体现质疑创新与科学论证|

4.3牛顿第二定律 基础填空与分层练习 【基础填空】 1．牛顿第二定律 (1)内容：物体加速度的大小跟合外力________，跟物体的质量________，加速度的方向跟_________________。 (2)表达式：________，式中k是比例系数，F是物体所受的________。 (3)国际单位制中：________。 【基础训练】 2．2025年，世界人形机器人运动会中，北京“天工”机器人以21.50秒夺得直线百米赛跑冠军。关于“天工”机器人，下列说法正确的是（     ） A．赛跑过程中的合力始终为零 B．平均速度大小约为 C．机器人冲过终点线时的瞬时速度一定大于其全程的平均速度 D．分析机器人运动姿态时可将其视为质点 3．如图所示，光滑水平桌面上有一向右运动的物体，质量为20kg，在运动过程中，受到一个方向向左、大小为10N的水平拉力作用，则物体此时加速度的大小及方向分别为（　　） A．0.5m/s2，向左 B．1m/s2，向右 C．2m/s2，向左 D．3m/s2，向右 4．如图所示，质量为1kg的物体（可视为质点）放在光滑水平面上，某时刻该物体受到两个平行于水平面的共点力和的作用，已知和垂直，大小均为3N，则物体的加速度为（　　） A．0 B． C． D． 5．如图所示，质量为m的物体在水平向右的拉力F作用下，从时刻由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动。已知，。求： (1)物体加速度的大小a； (2)2.0s末物体速度的大小v； (3)2.0s内物体位移的大小x。 6．一辆以大小的速度在平直路面上匀速行驶的自行车，刹车后匀减速滑行后停止。 (1)求自行车匀减速行驶的加速度大小； (2)若人与自行车的总质量，求人与自行车所受的总阻力大小。 7．消防滑竿曾是消防员经常接触的一种设备，可简化为一根竖直放置的滑竿，消防员可顺着滑竿迅速下滑，节约下楼时间，提高出警效率。某次训练中，消防员顺着消防滑竿从高处无初速度滑下，运动过程可简化为先匀加速再匀减速的直线运动。消防员先以5m/s2的加速度下滑1s，然后匀减速下滑4m到达地面时速度大小为1m/s。求此过程中： (1)消防员下滑1s后的速度大小； (2)消防员质量为60kg,则匀减速阶段消防员受到合力的大小； (3)消防员下滑的总高度。 【能力提升】 8．如图，一辆货车运载着圆柱形光滑的空油桶。在车厢底，一层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，上一层只有一只桶C，自由地摆放在桶A、B之间，没有用绳索固定。桶C受到桶A和桶B的支持，设A对C的力大小为F1，B对C的力大小为F2。当货车以某一加速度向左加速时，桶和货车一起保持相对静止，则（     ） A．F1减小，F2减小 B．F1减小，F2增大 C．F1增大，F2增大 D．F1增大，F2减小 9．（多选）如图所示，小球P、Q质量均为m，分别用轻弹簧b和细线c悬挂在天花板下，再用另一细线d、e与左边的固定墙相连，静止时细线d、e水平，b、c与竖直方向夹角均为θ=30°，下列判断正确的是（     ） A．剪断d瞬间P的加速度大小为g B．剪断d瞬间P的加速度大小为 C．剪断e前c的拉力大小为 D．剪断e瞬间c的拉力大小为 10．（多选）如图，两个质量相同的小球和之间用轻弹簧连接，然后用细绳悬挂起来使系统保持静止状态。剪断细绳后的瞬间，设球的加速度大小为，B球的加速度大小为，则（     ） A． B． C． D． 11．（多选）如图所示，小车沿水平方向做匀变速直线运动，车厢中悬挂小球A的悬线偏离竖直方向60°角，球和车厢相对静止。已知球的质量为1kg。另外有质量均为1kg的物块B和C分别位于车厢侧壁与底板上，都与车厢保持相对静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力（g取10 m/s2）。下列说法正确的是（　　） A．悬线上拉力的大小为20 N B．车厢侧壁与物体B之间的动摩擦因数μ可能为0.5 C．车厢底板对物体C的作用力的大小为20 N D．车厢底板对物体C的作用力的大小为 【拓展拔高】 12．（多选）如图所示，用轻绳将质量为m的小球 悬挂于质量为3m的木箱顶部。小球 通过一根轻弹簧与质量同为 的小球 相连。小球 底部与木箱接触而不挤压。木箱通过轻绳 悬挂于天花板。小球和木箱均为静止状态。已知重力加速度为 ，现仅剪断其中一根轻绳，下列说法正确的是（　　） A．剪断轻绳 瞬间，小球 的加速度大小为 B．剪断轻绳 瞬间，轻绳 的拉力为 C．剪断轻绳 瞬间，小球 的加速度大小为 D．剪断轻绳 b 瞬间，轻绳 a 的拉力为2mg 13．（多选）如图所示，下端固定的一根轻弹簧竖直立在水平地面上，此时弹簧的上端静止在点，现自点正上方从静止释放一物块（视为质点），释放点到点的高度为，物块下落到点后开始压缩弹簧，当弹簧的压缩量为时，物块的速度变为零，重力加速度大小为，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．物块下落过程中的最大速度大小为 B．物块速度最大时，到点的距离小于 C．物块从最低点返回到点的时间大于 D．弹簧的压缩量为时，物块的加速度大于 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．(1) 成正比 成反比 合外力的方向相同 (2) kma 合外力 (3)ma 【详解】（1）略 （2）略 （3）略 2．B 【详解】A．机器人在赛跑过程中，从静止启动，存在加速过程，加速度不为零，根据牛顿第二定律，可知加速过程合力不为零，故A错误； B．百米赛跑的位移，时间，根据平均速度 代入数据解得，故B正确； C．百米赛跑是变速运动，机器人的运动规律不确定，若机器人先高速运动后低速冲线，则冲线时的瞬时速度可能小于全程的平均速度，故C错误； D．分析机器人运动姿态时，需要考虑其肢体动作和形状，机器人的大小和形状不能忽略，因此不能将其视为质点，故D错误。 故选B。 3．A 【详解】水平桌面是光滑的，则物体所受拉力即为合力，根据牛顿第二定律可得 解得物体此时加速度大小为 方向与合力方向相同，向左。 故选A。 4．C 【详解】和的合力大小为 根据牛顿第二定律可得 解得物体的加速度为 故选C。 5．(1) (2)4.0m/s (3)4.0m 【详解】（1）根据牛顿第二定律 解得物体加速度的大小为 （2）根据运动学公式 解得2.0s末物体速度的大小 （3）根据运动学公式 解得2.0s内物体位移的大小 6．(1)0.8m/s2 (2)80N 【详解】（1）根据运动公式，解得 则自行车匀减速行驶的加速度大小0.8m/s2。 （2）根据牛顿第二定律可知 人与自行车所受的总阻力大小80N。 7．(1) (2)180N (3) 【详解】（1）消防员做初速度为0的匀加速直线运动，由 得 （2）消防员做匀减速直线运动，加速度方向与速度方向相反，若规定向下为正方向，由 得 根据，可得消防员受到合力的大小为180N。 （3）消防员下滑的高度由两段过程组成。第一段加速过程由 得 由题意得第二段消防员下落距离为 所以消防员下落的总高度为 8．B 【详解】当汽车保持静止时，对桶C受力分析如图所示 根据平衡条件可得， 当汽车向左做加速运动时，根据牛顿第二定律有 竖直方向根据平衡条件可得 联立可得， 可知当汽车以某一加速度向左加速时，减小，增大. 故选B。 9．BD 【详解】ABC．剪断细线、前，小球、受力相同，都受到竖直向下的重力、沿弹簧或细线与竖直方向夹角为斜向右上方的拉力和水平向左的拉力，三力平衡，由平衡条件解得，，由于弹簧弹力不能突变，剪断瞬间，受到的合力与的拉力等大反向，故加速度大小为，剪断前的拉力大小为，故AC错误、B正确； D．细线的拉力可以突变，剪断后瞬间，小球受的拉力和竖直向下的重力，小球将要做圆周运动，但此刻速度为零，故沿细线方向合力为零，则有，故D正确。 故选BD。 10．BC 【详解】弹簧上的弹力大小等于B球重力，细绳上的拉力大小等于两球重力之和；剪断细绳的瞬间，弹簧上的弹力不变，对A球由牛顿第二定律可得 解得 B球仍然处于平衡状态，加速度为0。 故选BC。 11．AC 【详解】A．对A分析可知，， 解得悬线上拉力的大小为T=20 N，加速度，A正确； B．对B分析可知， 可得，则车厢侧壁与物体B之间的动摩擦因数μ不可能为0.5，B错误； CD．车厢底板对物体C的作用力的摩擦力 车厢底板对物体C的作用力大小为，C正确，D错误。 故选AC。 12．AC 【详解】初始状态，对小球B受力分析，受重力和弹簧弹力，因不挤压，支持力为0，故 弹簧处于伸长状态。对小球A，受重力、弹簧向下的弹力和绳拉力，平衡时 对整体，绳拉力 A．剪断轻绳瞬间，弹簧弹力不变，小球A受重力和弹簧向下的弹力 由牛顿第二定律 解得，故A正确； B．剪断轻绳瞬间，小球A向下加速，小球B受重力和弹簧向上的弹力，合力为0，加速度为0，仍静止。木箱受重力和绳拉力，B对木箱无压力，故绳拉力为，故B错误； C．剪断轻绳瞬间，绳拉力消失。假设B与木箱分离，对B，受重力和弹簧弹力 合力为0，加速度 对木箱和小球A整体，受重力和弹簧向下的拉力，由牛顿第二定律 解得 因，木箱向下加速度大于B，B确实与木箱分离，假设成立。小球A的加速度大小为，故C正确； D．剪断轻绳瞬间，对小球A，受重力、弹簧弹力和绳拉力，由牛顿第二定律 即 解得，故D错误。 故选AC。 13．BD 【详解】A．由自由落体运动规律可知，物块自由下落到O点时，速度才是​。物块到达O点后，重力仍大于弹簧弹力，由牛顿第二定律可知，物块会继续加速下落一段距离，因此最大速度大于，故A错误； B．由胡克定律和牛顿第二定律可知，物块在挤压弹簧的过程中先做加速度减小的加速运动，后做加速度逐渐增大的减速运动，根据运动对称性，画出物块到达O点至弹簧形变量为过程中的图像，如图所示 由图可知，物块在时刻速度达到最大，图线与时间轴所围图形的面积表示位移，物块在时刻到点的距离为，则物块在时刻到点的距离小于，故B正确； C．根据图像和运动的对称性可知，物块从最低点返回到O点的平均速度大于，则物块从最低点返回到O点的时间小于，故C错误； D．根据图像可知，物块在时刻的加速度大小为，则弹簧的压缩量为时，物块的加速度大于，故D正确。 故选BD。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $