摘要:
**基本信息**
聚焦牛顿运动定律,以概念辨析为基础,通过生活情境题构建“概念-定律-应用”逻辑链条,覆盖核心考法与易错点
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|概念辨析|4题(题1-3,5)|结合生活情境考查单位制、惯性本质|从基本单位(米)到惯性概念(质量唯一决定因素),夯实物理观念|
|定律应用|6题(题4,6,8-10,12)|受力分析与运动结合,涉及整体隔离法、瞬时问题|牛顿第二定律为核心,通过弹簧、斜面等模型,训练科学推理与模型建构|
|综合拓展|2题(题7,11)|多过程、多物体系统分析|整合牛顿三定律,提升复杂情境下的科学论证能力|
内容正文:
第12课时 牛顿第一定律 牛顿第二定律
1.(2025甘肃模拟)宁波舰(舷号139)是现代级导弹驱逐舰,因其强大的反舰火力,被誉为“航母杀手”.其满载排水量为7 940吨,长156.5米,宽17.19米,最大速度32节.下列说法正确的是( )
A.“米”是国际单位制中的基本单位
B.“吨”是体积单位
C.节是国际单位中的基本单位
D.在力学范围内,速度是基本量之一
答案 A
解析 “米”是国际单位制中的基本单位,故A正确;“吨”是质量单位,故B错误;国际单位中的基本单位有千克、米、秒、安培、开尔文、摩尔、坎德拉;所以节不是国际单位中的基本单位,故C错误;在力学范围内,质量、长度和时间是基本量之一,速度不是基本量之一,故D错误.故选A.
2.如图所示的情景中,下列说法正确的是( )
甲 乙 丙 丁
A.图甲,雨雪天,汽车装防滑铁链是为了帮助汽车克服惯性
B.图乙,喷洒农药无人机(包括携带的药液)在进行喷洒工作时惯性不变
C.图丙,滑雪运动员下滑的快慢不会改变运动员的惯性大小
D.图丁,磁悬浮列车的车头设计可以减小阻力,所以它的惯性比较小
答案 C
解析 雨雪天,汽车装防滑铁链不是为了帮助汽车克服惯性,而是为了增大摩擦力,防止车辆打滑,故A错误;喷洒农药无人机(包括携带的药液)在进行喷洒工作时,随着质量的减小,惯性减小,故B 错误; 惯性只由质量决定,与运动状态无关,所以滑雪运动员下滑的快慢不会改变运动员的惯性大小,故C 正确;磁悬浮列车的车头设计可以减小阻力,但它的惯性由质量决定,不一定惯性小,故D错误.
3.闽江河口龙舟竞渡历史可追溯到秦汉,那时河口居有一支闽越王无诸氏族,他们擅长划舟,喜赛龙舟,留下了龙舟竞渡传统.《福州地方志》记载:“福州龙舟竞渡,台江、西湖皆有之.”图为龙舟比赛的照片,下列说法正确的是( )
A.龙舟的速度越大,惯性也越大
B.获得冠军的龙舟,其平均速度一定最大
C.龙舟齐头并进时,相对于河岸是静止的
D.龙舟能前进是因为水对船桨的作用力大于船桨对水的作用力
答案 B
解析 物体的惯性只与质量有关,故A错误;龙舟比赛位移相同,获得冠军的龙舟,所用时间最短,故获得冠军的龙舟,其平均速度一定最大,故B正确;龙舟齐头并进时,相对于河岸是运动的,故C错误;根据牛顿第三定律,水对船桨的作用力等于船桨对水的作用力,故D错误.故选B.
4.如图所示,一木块在光滑水平面上受到一恒力F作用而运动,前方固定一轻质弹簧,当木块接触弹簧后,下列判断正确的是( )
A.木块将立即做匀减速直线运动
B.木块将立即做变减速直线运动
C.在弹簧弹力大小等于恒力F时,木块的速度最大
D.在弹簧处于最大压缩状态时,木块的加速度为零
答案 C
解析 对木块进行受力分析,接触弹簧后弹力不断增大,开始接触弹簧时,弹力小于力F,木块仍将加速运动,但加速度变小,故A、B均错误.在弹簧弹力大小等于恒力F时,木块的加速度为零,速度最大,故C正确.继续压缩弹簧,弹簧弹力大于F时,木块开始做减速运动,随弹簧弹力的逐渐增大,木块所受合力反向且增大,加速度向右且不断增大,故D错误.故选C.
5.(2025河南卷)野外高空作业时,使用无人机给工人运送零件.如图,某次运送过程中的一段时间内,无人机向左水平飞行,零件用轻绳悬挂于无人机下方,并相对于无人机静止,轻绳与竖直方向成一定角度.忽略零件所受空气阻力,则在该段时间内( )
A.无人机做匀速运动
B.零件所受合外力为零
C.零件的惯性逐渐变大
D.零件的重力势能保持不变
答案 D
解析 无人机沿水平方向飞行,零件相对于无人机静止,也沿水平方向飞行做直线运动,故零件的高度不变,可知零件的重力势能保持不变,故D正确;对零件受力分析,受重力和绳子的拉力,由于零件沿水平方向做直线运动,可知合外力沿水平方向,提供水平方向的加速度.零件水平向左做匀加速直线运动,故AB错误;惯性的大小只与质量有关,零件的质量不变,故零件的惯性不变,故C错误.故选D.
6.(2025通辽三模)如图所示,质量为m的方形箱子放置在光滑的水平面上,在水平向左的力 F0=4mg的作用下,箱子沿水平面向左做匀加速直线运动,箱内一个质量为m的物块紧贴后壁随箱子一起做匀加速直线运动且恰好不下滑,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g,则物块与箱壁间的动摩擦因数为( )
A. B.
C. D.
答案 C
解析 以箱子和物块为整体,由牛顿第二定律得a==2g,在以物块为研究对象,由牛顿第二定律得FN=ma=2mg,由于物块刚好不下滑,则mg=f=2μmg,求出μ=,故选C.
7.(多选)(2025广西卷)“独竹漂”是一种传统的交通工具,人拿着竹竿站在单竹上,人和单竹筏在水里减速滑行,人与竹筏相对静止,则( )
A.人受合力为零
B.人对竹筏的力方向竖直向下
C.人和竹筏的重心在竹筏所在的竖直面上
D.人和竹竿构成的整体的重心,与杆受到合力的作用线在同一竖直平面上
答案 CD
解析 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锁在竖直面上才能保持相对稳定,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.
8.如图所示,光滑水平面上有个一根光滑的水平细杆,上面套着两个质量均为m,半径很小的球A和B,两球用长为L的细线相连接,开始时细线被拉直.现用一与光滑水平面平行且与杆垂直的恒力F作用于线的中点,使两球由静止开始沿杆运动,当两球相距为0.6L时两球沿杆滑行的加速度a的大小为( )
A.a= B.a=
C.a= D.a=
答案 D
解析 根据题意,对结点受力分析,如图所示,由平衡条件有2Tcos θ=F,由几何关系可得cos θ=,sin θ=,对小球,由牛顿第二定律有Tsin θ=ma,联立解得a=.故选D.
9.如图,质量均为m的两个相同小球甲和乙用轻弹簧连接,并用轻绳L1、L2固定,处于静止状态,L1水平,L2与竖直方向的夹角为60°,重力加速度大小为g.则( )
A.L1的拉力大小为mg
B.L2的拉力大小为3mg
C.若剪断L1,该瞬间小球甲的加速度大小为g
D.若剪断L1,该瞬间小球乙的加速度大小为g
答案 C
解析 对甲、乙和弹簧整体进行受力分析可知,L1的拉力大小为T1=2mgtan 60°=2mg,L2的拉力大小为T2==4mg,选项AB错误;若剪断L1瞬间,弹簧的弹力不变,则小球乙受的合外力仍为零,加速度为零;对甲分析可知,甲受重力和弹簧向下的拉力,绳子L2对其的拉力,甲球的速度为0,将力沿着绳子方向和垂直绳子方向分解,沿绳方向合力为0,则剪断L1瞬间,甲球受到的合力F合=2mgsin 60°=ma,由牛顿第二定律可知加速度a=g,选项C正确,D错误.故选C.
10.(2025山东卷)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.gsin2θ-μgcos θ-μgsin θcos θ
B.gsin θcos θ-μgcos θ-μgsin2θ
C.gsin θcos θ-μgcos θ-μgsin θcos θ
D.gcos2θ-μgcos θ-μgsin2θ
答案 B
解析 根据牛顿第二定律mgsin θcos θ-μmgcos θ-μmgsin θsin θ=ma,可得a=gsin θcos θ-μgcos θ-μgsin 2θ,故选B.
11.(多选)(2025甘肃卷)如图,轻质弹簧上端固定,下端悬挂质量为2m的小球A,质量为m的小球B与A用细线相连,整个系统处于静止状态.弹簧劲度系数为k,重力加速度为g.现剪断细线,下列说法正确的是( )
A.小球A运动到弹簧原长处的速度最大
B.剪断细线的瞬间,小球A的加速度大小为
C.小球A运动到最高点时,弹簧的伸长量为
D.小球A运动到最低点时,弹簧的伸长量为
答案 BC
解析 剪断细线后,弹力大于A的重力,则A先向上做加速运动,随弹力的减小,则向上的加速度减小,当加速度为零时速度最大,此时弹力等于重力,弹簧处于拉伸状态,选项A错误;剪断细线之前则F弹=3mg,剪断细线瞬间弹簧弹力不变,则对A由牛顿第二定律F弹-2mg=2ma,解得A的加速度a=,选项B正确;剪断细线之前弹簧伸长量x1=,剪断细线后A做简谐振动,在平衡位置时弹簧伸长量x2=,即振幅为A=x1-x2=,由对称性可知小球A运动到最高点时,弹簧伸长量为,选项C正确;由上述分析可知,小球A运动到最低点时,弹簧伸长量为,选项D错误.故选BC.
12.(2025太原模拟)如图所示,一质量为m=2 kg的物体放置在静止升降机的水平底板上,对物体施加一水平向右、大小为T=10 N的拉力,物体刚好不发生运动.由于升降机运动,发现物体沿升降机底板运动的水平加速度为2 m/s2 .最大静摩擦力等于滑动摩擦力, g=10 m/s2,则下列关于升降机运动的描述可能正确的是( )
A.以4 m/s2的加速度向上加速
B.以5 m/s2的加速度向上加速
C.以4 m/s2的加速度向下加速
D.以5 m/s2的加速度向下加速
答案 C
解析 初始时系统恰好不发生运动,即物体在底板上所受摩擦力恰好为最大静摩擦力,等于滑动摩擦力,根据平衡条件有f=μmg=T=10 N,解得μ=0.5,由于升降机运动,使得物体相对底板向某方向做加速运动,受力分析如图所示
在水平方向,根据牛顿第二定律有T-μN1=max,解得N1=12 N,在竖直方向,根据牛顿第二定律有mg-N1=may,解得ay=4 m/s2,方向竖直向下,即升降机以4 m/s2的加速度向下加速或者向上减速.故选C.
学科网(北京)股份有限公司
$