分层作业26　牛顿第二定律 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 分层设计清晰，从基础概念理解到综合情境应用再到跨学科迁移，梯度合理，适配新授课知识巩固与物理观念、科学思维的培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A组基础巩固练|牛顿第二定律基本应用、合力方向判断、简单受力分析|以滑梯、蹦极等生活情境为载体，如第1题通过加速下滑判断合力方向，强化运动与相互作用观念| |B组能力提升练|斜面运动、动态受力分析、多力合成计算|结合汽车上坡、小球杆上运动等复杂情境，第11题计算题综合摩擦力与推力分析，培养科学推理能力| |C组素养拔高练|实际装置原理分析（水平加速度测量仪）|通过多选形式考查跨情境迁移，如第12题结合角刻度板推理加速度，体现科学态度与责任|

第四章 04分层作业26　牛顿第二定律 A组 基础巩固练 1.儿童沿滑梯加速下滑时,下列图中能正确表示其所受合力F方向的是(　　) 2.如图所示,滑翔伞是一批热爱跳伞、滑翔翼的飞行人员发明的一种飞行器。现有一滑翔伞沿虚线朝斜向下方向做匀加速直线运动。若空气对滑翔伞和飞行人员的作用力为F,则此过程中F的方向可能是(　　) 3.蹦极是一项非常刺激的户外极限运动。如图所示,弹性绳(满足胡克定律)一端固定在高空跳台上,另一端系住跳跃者的脚腕,跳跃者从跳台上由静止开始落下,弹性绳质量不计,忽略空气阻力的影响,则跳跃者第一次下落的过程中(　　) A.其惯性增大 B.速度先增大后减小 C.加速度先不变后增大 D.弹性绳伸直时跳跃者开始做减速运动 4.采用动力学方法测量空间站质量的原理图如图所示。若飞船推进器的平均推力F=800 N,使飞船和空间站获得的共同加速度a=0.01 m/s2,已知飞船质量m=4.0×103 kg,则空间站的质量为(　　) A.4.0×103 kg B.4.0×104 kg C.7.6×104 kg D.8.0×104 kg 5.如图所示,一质量为m的老鹰斜向下俯冲进行狩猎,该过程老鹰可视为做加速度大小为的匀加速直线运动,且该直线路径与水平方向成30°角,重力加速度为g,则老鹰在俯冲过程中,空气对其的作用力大小为(　　) A.mg B.mg C.mg D.mg 6.(2026河北石家庄高一期末)2025年11月14日16时40分,神舟二十一号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。若返回舱在距离地面一定高度时,会打开主降落伞使返回舱以4 m/s2的加速度减速。如图所示,若质量为3 000 kg的返回舱通过24根长度相等的轻绳与主降落伞连接,每根轻绳与竖直方向的夹角均为37°,返回舱所受空气阻力忽略不计。已知重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,则每根轻绳上的拉力大小约为(　　) A.2.2×103 N B.2.9×103 N C.9.4×102 N D.1.25×103 N 7.(2026山东菏泽高一期末)如图所示,在卸货过程中,自动卸货车静止在水平地面上,车厢倾角θ=37°时,货箱正沿车厢下滑,已知货箱与车厢间的动摩擦因数为0.5,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2,则货箱下滑的加速度大小为(　　) A.2 m/s2 B.4 m/s2 C.6 m/s2 D.8 m/s2 B组 能力提升练 8(2026江西名校高一月考)为了让乘客乘车更为舒适,某探究小组设计了一种新的交通工具,乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整,使座椅始终保持水平。如图所示,一汽车沿倾角为30°的斜坡向上做匀加速直线运动,加速度大小a=2 m/s2,乘客的质量m=50 kg,乘客除坐在座椅上外,没有和座椅接触,重力加速度大小g取10 m/s2,则汽车加速上坡时,乘客受到的摩擦力大小为(　　) A.25 N B.25 N C.50 N D.50 N 9.在静止的车厢内,用细绳a和b系住一个小球,a斜向上拉小球,b水平拉小球,如图所示。现让车从静止开始向右做匀加速运动,小球相对于车厢的位置不变,与小车静止时相比,细绳a、b的拉力大小Fa、Fb的变化情况是(　　) A.Fa变大,Fb不变 B.Fa变大,Fb变小 C.Fa不变,Fb变小 D.Fa不变,Fb变大 10.如图所示,将两根原长为l的相同轻质橡皮筋共同系住一质量为m、可视为质点的小球,然后水平固定在相距为2l的两根竖直杆上。初始时,用手托住小球,使两根橡皮筋均保持原长并处于水平位置,橡皮筋满足胡克定律,且劲度系数均为。突然放手,让小球从静止开始下落,当小球下落高度为l时其加速度大小为(　　) A.(-1)g B.(+1)g C.g D.g 11.(2026浙江宁波高一期末)如图所示,质量为m=5 kg的小球穿在斜杆上,斜杆与水平方向的夹角为θ=37°,小球恰好能在杆上匀速向下滑动。若小球受一大小为F=200 N的水平推力作用,可使小球沿杆向上匀加速滑动,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求: (1)小球与斜杆间的动摩擦因数; (2)小球沿杆向上匀加速滑动时的加速度大小。 C组 素养拔高练 12.(多选)(2026浙江杭州高一期中)某“水平加速度测量仪”的简化图如图所示。一个小铁球通过不可伸长的轻绳悬挂于支架顶部,以角刻度板为背景,角刻度板上的角度值为轻绳摆到该处时与竖直方向的夹角,现将该测量仪置于在水平路面直线行驶的车厢内,角刻度板平面与车辆行驶方向平行,下列说法正确的是(　　) A.当轻绳稳定于-15°位置时,车辆可能向左运动 B.若在角刻度板上标注加速度值,则加速度的刻度均匀 C.当轻绳稳定于-15°位置时,汽车的加速度大小为gsin 15° D.当轻绳稳定于-15°位置时,汽车的加速度大小为gtan 15° 参考答案 1.B　儿童沿滑梯加速下滑,加速度沿滑梯向下,根据牛顿第二定律可知,加速度方向与儿童所受合力的方向相同。故选B。 2.A　滑翔伞沿虚线朝斜向下方向做匀加速直线运动,则F与G的合力方向与v同向,故A符合题意,B、C、D不符合题意。 3.B　惯性的大小只与质量有关,质量不变,惯性不变,故A错误。弹性绳在伸直前,跳跃者做自由落体运动,速度逐渐增大;弹性绳伸直后,跳跃者受到弹性绳向上的弹力和向下的重力,弹力先小于重力,后大于重力,合力先向下后向上,则跳跃者先向下加速后减速,因此跳跃者的速度先增大后减小,故B正确,D错误。弹性绳伸直前,跳跃者的加速度竖直向下保持不变;弹性绳伸直后,弹力逐渐增大,跳跃者所受合力先减小直至零再反向增大,则跳跃者的加速度先向下减小直至零后向上增大,故C错误。 4.C　对飞船和空间站的整体,由牛顿第二定律可知F=(m0+m)a,解得空间站的质量m0=-m=-4.0×103 kg=7.6×104 kg。故选C。 5.C　老鹰受重力和空气的作用力,且合力方向沿运动方向,其受力如图所示,由几何关系可知F的大小为mg,C正确。 6.A　根据牛顿第二定律可得24Fcos 37°-mg=ma,代入数据,解得F=2 187.5 N≈2.2×103 N。故选A。 7.A　对货箱受力分析,由牛顿第二定律可得mgsin θ-μmgcos θ=ma,即a=gsin θ-μgcos θ,解得a=2 m/s2。故选A。 8.D　汽车加速上坡时对人进行受力分析,人受到重力、支持力和水平向右的摩擦力,水平方向的摩擦力提供水平方向的加速度,在水平方向上,由牛顿第二定律有Ff=macos 30°=50 N。故选D。 9.C　以小球为研究对象,分析受力情况,如图所示,根据牛顿第二定律得,水平方向Fasin α-Fb=ma,竖直方向Facos α-mg=0。由题意可知,α不变,则Fa不变;Fb=Fasin α-ma<Fasin α,即Fb变小。故选C。 10.A　当小球下落高度为l时,设橡皮筋与水平方向的夹角为θ,则有tan θ=,解得θ=60°,此时橡皮筋对小球的拉力大小为F=k=mg,小球受到两个拉力与重力,由牛顿第二定律可得2Fsin 60°-mg=ma,联立解得a=(-1)g,故A正确。 11.解析 (1)小球匀速向下滑动时,受力分析如图甲所示,由平衡条件得,平行于杆方向有mgsin θ=Ff1 垂直于杆方向有FN1=mgcos θ 又Ff1=μFN1,联立解得μ=0.75。 (2)水平推力F作用后,对小球受力分析,如图乙所示, 平行于杆方向有Fcos θ-mgsin θ-Ff2=ma 垂直于杆方向有FN2=Fsin θ+mgcos θ 又Ff2=μFN2 解得a=2 m/s2。 答案 (1)0.75　(2)2 m/s2 12.AD　当轻绳稳定于-15°位置时,小球所受的合力方向向右,加速度方向向右,车辆可能向左减速运动,故A正确;令轻绳与竖直方向的夹角为θ,根据牛顿第二定律有mgtan θ=ma,解得a=gtan θ,可知加速度与角度值不成正比,若在角刻度板上标注加速度值,则加速度的刻度不均匀,故B错误;当轻绳稳定于-15°位置时,根据牛顿第二定律有mgtan 15°=ma,解得a=gtan 15°,故C错误,D正确。 9 学科网（北京）股份有限公司 $