4.3 牛顿第二定律(分层作业)物理人教版必修第一册
2026-08-30
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摘要:
**基本信息**
以“攻核心-拓思维-链高考”三级分层设计,构建从概念理解到高考实战的递进式知识巩固路径,强化运动与相互作用观念及科学推理能力。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|攻核心·技能提升|牛顿第二定律概念辨析(1-5题)、基本应用(6-10题)、瞬时加速度(11-15题)|以单选形式夯实基础,如通过弹簧与细绳模型(11-15题)深化力与加速度瞬时关系|
|拓思维·重难突破|加速度公式对比、多体受力分析、动态情境综合应用(16-23题)|采用多选题提升科学论证能力,如结合神舟飞船情境(20题)培养模型建构素养|
|链高考·精准破局|高考真题实战(24-25题)|对接高考命题,如火箭发射(24题)强化理论联系实际的社会责任意识|
内容正文:
4.3 牛顿第二定律(原卷版)
目录
【攻核心·技能提升】 1
一、牛顿第二定律内容理解 1
二、牛顿第二定律的基本应用 2
三、瞬时加速度问题 3
【拓思维·重难突破】 5
【链高考·精准破局】 7
一、牛顿第二定律内容理解
1.关于运动物体所受的合力,速度和加速度的关系,下列说法正确的是( )
A.加速度变大,速度可能不变
B.加速度为零,速度就一定为零
C.速度变大,加速度可能不变
D.运动物体所受的合力越大,速度变化越大
2.关于牛顿第二定律的表达式,下列说法正确的是( )
A.物理公式只能确定物理量之间的数量关系和方向关系
B.如果让10 kg的物体产生大小的加速度,所需要的力的大小就是1N
C.如果单位选取合适,牛顿第二定律的表达式可以是
D.由可知,物体的质量与其所受的合外力成正比,与其运动的加速度成反比
3.关于速度、加速度、合力间的关系,正确的是( )
A.物体的速度越大,则物体的加速度越大,所受合力也越大
B.物体的速度为零,则物体的加速度一定为零,所受合力也为零
C.若物体的速度发生反向,加速度也发生反向
D.物体的速度很大,加速度可能为零,所受的合力也可能为零
4.对于牛顿运动定律的理解,下列说法中正确的是( )
A.由牛顿第一定律可知,物体在不受力时只能保持静止状态
B.由牛顿第二定律可知,当物体所受合外力不为零时,如果物体质量很大,就不会产生加速度
C.由牛顿第二定律可知,当物体所受合外力不为零时,一定会产生加速度,但速度可能为零
D.由牛顿第三定律可知,A物体撞击B物体过程中,A物体先给B物体一个力,然后B物体才给A物体一个反作用力
5.由牛顿第二定律知,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,可是,我们用很小的力推很重的桌子时,却推不动,这是因为( )
A.牛顿第二定律不适用于静止的物体
B.桌子加速度很小,肉眼观察不到
C.推力太小,速度增量也很小,肉眼观察不到
D.桌子所受合力大小为零,没有加速度
二、牛顿第二定律的基本应用
6.如图所示,一辆货车上装着圆柱形光滑的空油桶静止在倾角为的斜坡上。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,自由摆放在桶A、B之间,没有用绳索固定。桶C和汽车一起保持静止,重力加速度为。当汽车沿着斜坡加速下行时,为了保证桶C不脱离A,这个加速度不能超过( )
A. B. C. D.
7.如图所示,一小球从某高处A点自由落下,落到直立于地面的轻弹簧上,小球从B点开始压缩弹簧,到达最低点C,然后被弹簧弹回。下列说法中正确的是( )
A.小球到达B点时速度最大
B.小球速度最大出现在B、C之间
C.接触弹簧后,小球的加速度先增大后减小
D.接触弹簧后,小球一直做匀减速运动直至停止
8.如图,一不可伸长轻绳两端各连接一质量为的小球,初始时整个系统静置于光滑水平桌面上,两球间的距离等于绳长L。一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点,方向与两球连线垂直。当两球运动至二者相距时,它们加速度的大小均为( )
A. B. C. D.
9.如图,质量为的物体A在平行于斜面向上的外力作用下,沿斜面以加速向上运动,斜面倾角,则突然撤去的瞬时,A的加速度为( )(取,,)
A.,沿斜面向上 B.,沿斜面向下
C.,沿斜面向下 D.,沿斜面向下
10.如图所示,一沿水平方向运动的小车内,有一底面粗糙、斜面光滑的斜劈,斜劈上有一质量为的小物块,它们都和小车保持相对静止。已知斜劈倾角为,下列说法正确的是( )
A.小车一定是向右运动
B.斜面体受到小车的摩擦力方向水平向左
C.物块受到的支持力大小为
D.小车的加速度大小为
三、瞬时加速度问题
11.如图所示,用轻弹簧和轻绳悬挂小球甲和乙,甲、乙的质量分别为m和2m。静止后,剪断轻绳的瞬间,甲球的加速度大小为(重力加速度取g)( )
A.0 B.g C.2g D.3g
12.细绳拴一个质量为的小球,小球用固定在墙上的水平轻弹簧支撑,小球与弹簧不粘连,平衡时细绳与竖直方向的夹角为,如图所示。(,)下列说法正确的是( )
A.小球静止时弹簧弹力的大小为
B.小球静止时细绳拉力的大小为
C.细绳烧断瞬间小球的加速度为
D.细绳烧断瞬间小球的加速度为
13.两个质量均为m的小球放置在倾角为θ=30°的光滑斜面上(斜面固定在地面上不动),如图所示,系统静止时,弹簧与细线均平行于斜面,在细线被烧断的瞬间( )
A.aA=0,aB=g
B.aA=g,aB=0
C.aA=g,aB=g
D.aA=g,aB=g
14.如图所示,质量为4kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面,质量为1kg的物体B用细线悬挂起来,A、B互相接触但不挤压。某时刻将细线剪断,则细线剪断瞬间,B对A的压力大小为(g取10m/s2)( )
A.0 B.50N C.10N D.8N
15.如图,倾角为的固定光滑斜面上有A、B两物体用轻质弹簧相连,A、B的质量均为m,C为垂直于斜面的挡板,系统处于静止状态,重力加速度大小为g。现将挡板C撤去,撤去挡板C的瞬间A、B的加速度大小分别为( )
A., B.,
C., D.,
16.(多选)物体的加速度有两个表达式和,关于这两个表达式,下面说法正确的是( )
A.a与Δv成正比,与Δt成反比
B.前一式表示a是描述速度变化的快慢,后式表明a由F与m决定的
C.两式均为矢量式,前一式中a与Δv方向相同,后一式中a与F方向相同
D.两式均为矢量式,但a、F、v的方向不一定相同
17.(多选)牛顿第二定律的公式大家已经相当熟悉,关于它的各种性质说法正确的是( )
A.a和F之间是瞬时的对应关系,同时存在,同时消失,同时改变
B.a与v的方向时时刻刻总相同,v的方向改变,a的方向立即改变
C.v与F的方向时时刻刻总相同,v的方向改变,F的方向立即改变
D.物体的加速度是合外力产生的即,又可以理解为各力产生的加速度的矢量和
18.(多选)如图所示,一辆装满石块的货车在平直道路上以加速度a向前做匀加速直线运动(石块均相对于车静止)。货箱中有一质量为m的石块B。重力加速度为g,则( )
A.石块B所受合力大小为ma
B.石块B周围与它接触的物体对B的作用力的合力大小为ma
C.石块B周围与它接触的物体对B的作用力的合力大小
D.石块B周围与它接触的物体对B的作用力的合力方向竖直向上
19.(多选)如图所示,正在水平路面上行驶的车厢底部放有一个箱子,在车厢的顶部用细线悬挂一个小球,某段时间内,乘客发现细线与竖直方向成角保持不变,箱子始终相对于车厢静止。取重力加速度大小为,,,下列说法正确的是( )
A.箱子受到的静摩擦力可能水平向左
B.箱子受到的静摩擦力一定水平向右
C.箱子的加速度大小为
D.箱子的加速度大小为
20.(多选)神舟二十一号于2025年11月1日成功对接空间站,创造对接的最快纪录。图为采用动力学方法测量空间站相关数据的原理图。若飞船质量为,其推进器的平均推力F为800N,对接后2s内,飞船和空间站的速度变化为0.032m/s。关于对接后2s内,下列说法正确的是( )
A.空间站对飞船的作用力大于飞船对空间站的力
B.飞船和空间站的加速度均为
C.空间站的质量为
D.若增大F,则空间站的质量会增大
21.(多选)两个质量均为m的小球,用两条轻绳连接,处于平衡状态(图1);若只将A、B间的轻绳换成轻质弹簧(图2),其他不变。现突然迅速剪断两图中的轻绳OA,让小球下落,在剪断轻绳的瞬间(图1中小球A和B球的加速度大小分别为a1和a2,图2中小球A和B球的加速度大小分别为a1'和a2'),则正确的是( )
A.a1=g B.a1'=0 C.a2'=0 D.a1'=a1
22.(多选)如图所示,质量为m的小球在水平轻绳和轻弹簧拉力作用下静止,M、N点分别为弹簧、轻绳与小球的连接点,弹簧与竖直方向夹角为,轻弹簧拉力大小为,轻绳拉力大小为,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A.若从M点剪断弹簧瞬间,则小球受两个力作用
B.若从M点剪断弹簧瞬间,则小球加速度,方向竖直向下
C.若从N点剪断轻绳瞬间,则小球加速度,方向水平向右
D.若从N点剪断轻绳瞬间,则小球加速度,方向竖直向下
23.(多选)如图所示,吊篮A、物体B、物体C的质量均为m,B和C分别固定在竖直弹簧两端,弹簧的质量不计。整个系统在轻绳悬挂下处于静止状态,现将悬挂吊篮的轻绳剪断,在轻绳刚断的瞬间( )
A.物体B的加速度大小为g B.物体C与吊篮A间的弹力大小为0.5mg
C.物体C的加速度大小为2g D.吊篮A的加速度大小为1.5g
24.(2025·甘肃·高考真题)2025年4月24日,在甘肃酒泉卫星发射中心成功发射了搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭。若在初始的内燃料对火箭的平均推力约为。火箭质量约为500吨且认为在内基本不变,则火箭在初始内的加速度大小约为( )(重力加速度g取)
A. B. C. D.
25.(2025·甘肃·高考真题)(多选)如图,轻质弹簧上端固定,下端悬挂质量为的小球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
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4.3
一、牛顿第二定律内容理解
1.答案:C
2.答案:C
3.
答案:D
4.答案:C
5.答案:D
二、牛顿第二定律的基本应用
6.答案:B
7.答案:B
6
答案:C
9.答案:C
10
答案:D
三、瞬时加速度问题
11.
答案:D
12.答案:C
13.答案:C
14.答案:D
15.答案:D
16.答案:BCD
17.答案:AD
17.
答案:AD
18.答案:AC
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牛顿第二定律(答案版)
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攻核心
技能提升
拓思维
重难突破
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19.答案:BD
20.答案:BCD
21.答案:AC
22.答案:BC
23.答案:BD
24.答案:A
25.答案:BC
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链高考
精准破局
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4.3 牛顿第二定律(解析版)
目录
【攻核心·技能提升】 1
一、牛顿第二定律内容理解 1
二、牛顿第二定律的基本应用 3
三、瞬时加速度问题 6
【拓思维·重难突破】 9
【链高考·精准破局】 14
一、牛顿第二定律内容理解
1.关于运动物体所受的合力,速度和加速度的关系,下列说法正确的是( )
A.加速度变大,速度可能不变
B.加速度为零,速度就一定为零
C.速度变大,加速度可能不变
D.运动物体所受的合力越大,速度变化越大
【答案】C
【详解】A.物体有加速度,则物体速度一定变化,故A错误;
B.加速度为零,速度不一定为零,如匀速直线运动,故B错误;
C.速度变大,加速度可能不变,如匀加速直线运动,故C正确;
D.运动物体所受的合力越大,根据牛顿第二定律可知物体的加速度越大,则速度变化越快,但速度变化不一定越大,故D错误。
故选C。
2.关于牛顿第二定律的表达式,下列说法正确的是( )
A.物理公式只能确定物理量之间的数量关系和方向关系
B.如果让10 kg的物体产生大小的加速度,所需要的力的大小就是1N
C.如果单位选取合适,牛顿第二定律的表达式可以是
D.由可知,物体的质量与其所受的合外力成正比,与其运动的加速度成反比
【答案】C
【详解】A.物理公式不仅可以确定物理量之间的数量关系和方向关系,同时也确定物理量间的单位关系,A错误;
B.如果让10 kg的物体产生大小的加速度,所需要的力的大小是10 N,B错误;
C.如果力的单位取N,质量单位取g,加速度单位取,牛顿第二定律的表达式就可以是,C正确;
D.物体的质量是物体本身的属性,是所含物质的多少,与物体所受合外力以及物体运动的加速度无关,D错误。
故选C。
3.关于速度、加速度、合力间的关系,正确的是( )
A.物体的速度越大,则物体的加速度越大,所受合力也越大
B.物体的速度为零,则物体的加速度一定为零,所受合力也为零
C.若物体的速度发生反向,加速度也发生反向
D.物体的速度很大,加速度可能为零,所受的合力也可能为零
【答案】D
【详解】AD.物体的速度虽然很大,但可能物体速度没有发生变化,所以加速度可能为零,根据牛顿第二定律可知,合外力也可能为零。故A错误,D正确;
B.物体的速度为零,但物体的加速度不一定为零,所受合力也不一定为零,例如:火箭发射瞬间,速度为0,但加速度不为0,合外力也不为0,故B错误;
C.若物体的速度发生反向,但加速度不一定也发生反向,根据牛顿第二定律可知加速度的方向由合外力的方向来决定,故C错误。
故选D。
4.对于牛顿运动定律的理解,下列说法中正确的是( )
A.由牛顿第一定律可知,物体在不受力时只能保持静止状态
B.由牛顿第二定律可知,当物体所受合外力不为零时,如果物体质量很大,就不会产生加速度
C.由牛顿第二定律可知,当物体所受合外力不为零时,一定会产生加速度,但速度可能为零
D.由牛顿第三定律可知,A物体撞击B物体过程中,A物体先给B物体一个力,然后B物体才给A物体一个反作用力
【答案】C
【详解】A.由牛顿第一定律可知,物体在不受力时能保持静止状态或者匀速直线运动状态,选项A错误;
B.由牛顿第二定律可知,当物体所受合外力不为零时,即使物体质量很大,但也会产生加速度,选项B错误;
C.由牛顿第二定律可知,当物体所受合外力不为零时,一定会产生加速度,但速度可能为零,选项C正确;
D.由牛顿第三定律可知,A物体撞击B物体过程中,A物体给B物体一个力,与此同时B物体也会给A物体一个反作用力,选项D错误。
故选C。
5.由牛顿第二定律知,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,可是,我们用很小的力推很重的桌子时,却推不动,这是因为( )
A.牛顿第二定律不适用于静止的物体
B.桌子加速度很小,肉眼观察不到
C.推力太小,速度增量也很小,肉眼观察不到
D.桌子所受合力大小为零,没有加速度
【答案】D
【详解】A.静止物体的加速度为零,合力为零,牛顿第二定律同样适用于静止的物体,故A错误;
B.根据F=ma可知,物体的合力为零,加速度为零,而不是“加速度很小,肉眼观察不到”,故B错误;
CD.由于水平推力不大于桌子的最大静摩擦力,则推不动桌子,桌子受到的合力等于零,由牛顿第二定律可知,加速度等于零,故C错误,D正确。故选D。
二、牛顿第二定律的基本应用
6.如图所示,一辆货车上装着圆柱形光滑的空油桶静止在倾角为的斜坡上。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,自由摆放在桶A、B之间,没有用绳索固定。桶C和汽车一起保持静止,重力加速度为。当汽车沿着斜坡加速下行时,为了保证桶C不脱离A,这个加速度不能超过( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据题意可知,为了保证桶C不脱离A,当汽车加速度最大时,对C的支持力为0,对C受力分析,受B的支持力和重力,如图所示
由几何关系可得
由牛顿第二定律有
解得
即为了保证桶C不脱离A,这个加速度不能超过。
故选B。
7.如图所示,一小球从某高处A点自由落下,落到直立于地面的轻弹簧上,小球从B点开始压缩弹簧,到达最低点C,然后被弹簧弹回。下列说法中正确的是( )
A.小球到达B点时速度最大
B.小球速度最大出现在B、C之间
C.接触弹簧后,小球的加速度先增大后减小
D.接触弹簧后,小球一直做匀减速运动直至停止
【答案】B
【详解】小球与弹簧接触后压缩弹簧,小球受到竖直向下的重力与竖直向上的弹力作用,开始重力大于弹力,合力向下,小球向下做加速运动;小球向下运动过程,弹簧压缩量变大,弹簧弹力变大,小球所受合外力减小,加速度减小,小球做加速度减小的加速运动;当重力与弹力相等小球所受合力为零时小球速度最大,然后小球继续向下运动过程,弹力大于重力,小球所受合力向上,小球向下做减速运动,随小球向下运动,弹力继续增大,合力增大,加速度增大,小球向下做加速度增大的减速运动,故小球不是一直做匀减速运动到停止。
故选B。
8.如图,一不可伸长轻绳两端各连接一质量为的小球,初始时整个系统静置于光滑水平桌面上,两球间的距离等于绳长L。一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点,方向与两球连线垂直。当两球运动至二者相距时,它们加速度的大小均为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】当两球运动至二者相距0.8L时,以轻绳中点为对象,受力如图所示
则有
根据几何关系可得
可得
联立可得轻绳拉力大小为
以小球为对象,根据牛顿第二定律可得
解得小球的加速度大小为
故选C。
9.如图,质量为的物体A在平行于斜面向上的外力作用下,沿斜面以加速向上运动,斜面倾角,则突然撤去的瞬时,A的加速度为( )(取,,)
A.,沿斜面向上 B.,沿斜面向下
C.,沿斜面向下 D.,沿斜面向下
【答案】C
【详解】有外力作用时,由牛顿第二定律有
突然撤去的瞬时,由于惯性继续沿斜面向上运动,摩擦力不变
故有
联立解得,方向沿斜面向下。
故选C。
10.如图所示,一沿水平方向运动的小车内,有一底面粗糙、斜面光滑的斜劈,斜劈上有一质量为的小物块,它们都和小车保持相对静止。已知斜劈倾角为,下列说法正确的是( )
A.小车一定是向右运动
B.斜面体受到小车的摩擦力方向水平向左
C.物块受到的支持力大小为
D.小车的加速度大小为
【答案】D
【详解】A.因斜劈的斜面光滑,物块仅受支持力和重力作用,可知两力合力水平向右,小车加速度向右,但小车运动方向与加速度方向无关,故A错误;
B.因小车加速度向右,对斜面和小物块整体由牛顿第二定律可知,斜面体受到小车的摩擦力方向向右,故B错误;
C.物块受到的支持力的竖直分量等于重力,满足
即,故C错误;
D.物块受到的合力大小为,由牛顿第二定律得物块的加速度,小车的加速度亦为,故D正确。
故选D。
三、瞬时加速度问题
11.如图所示,用轻弹簧和轻绳悬挂小球甲和乙,甲、乙的质量分别为m和2m。静止后,剪断轻绳的瞬间,甲球的加速度大小为(重力加速度取g)( )
A.0 B.g C.2g D.3g
【答案】D
【详解】剪断细绳之前,弹簧的弹力为
剪断细绳瞬间,细绳的拉力变为零,弹簧弹力不变,甲球此时只受重力和弹簧弹力,由牛顿第二定律可得
解得
故选D。
12.细绳拴一个质量为的小球,小球用固定在墙上的水平轻弹簧支撑,小球与弹簧不粘连,平衡时细绳与竖直方向的夹角为,如图所示。(,)下列说法正确的是( )
A.小球静止时弹簧弹力的大小为
B.小球静止时细绳拉力的大小为
C.细绳烧断瞬间小球的加速度为
D.细绳烧断瞬间小球的加速度为
【答案】C
【详解】AB.小球静止时,以小球为对象,根据平衡条件可得
,
解得
,
故AB错误;
CD.细绳烧断瞬间,弹簧弹力保持不变,则重力和弹簧弹力的合力大小等于细绳烧断前细绳拉力的大小,则小球的加速度为
故C正确,D错误。
故选C。
13.两个质量均为m的小球放置在倾角为θ=30°的光滑斜面上(斜面固定在地面上不动),如图所示,系统静止时,弹簧与细线均平行于斜面,在细线被烧断的瞬间( )
A.aA=0,aB=g
B.aA=g,aB=0
C.aA=g,aB=g
D.aA=g,aB=g
【答案】C
【详解】细线被烧断前,以A、B两球为整体,根据受力平衡可得弹簧弹力大小为
在细线被烧断的瞬间,弹簧弹力保持不变,以A球为对象,根据牛顿第二定律可得
以B球为对象,根据牛顿第二定律可得
故选C。
14.如图所示,质量为4kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面,质量为1kg的物体B用细线悬挂起来,A、B互相接触但不挤压。某时刻将细线剪断,则细线剪断瞬间,B对A的压力大小为(g取10m/s2)( )
A.0 B.50N C.10N D.8N
【答案】D
【详解】初始时,有
细线剪断瞬间,弹簧弹力不变,对A、B整体有
对B有
联立可得
根据牛顿第三定律可得,B对A的压力大小为8N。
故选D。
15.如图,倾角为的固定光滑斜面上有A、B两物体用轻质弹簧相连,A、B的质量均为m,C为垂直于斜面的挡板,系统处于静止状态,重力加速度大小为g。现将挡板C撤去,撤去挡板C的瞬间A、B的加速度大小分别为( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【详解】撤去挡板C的瞬间,弹簧形变没有发生变化,弹簧弹力不变,即A所受外力不变,即有
撤去挡板之前,对A进行分析,根据平衡条件有,弹簧的弹力为
撤去挡板C的瞬间,对B进行分析,根据牛顿第二定律有解得故选D。
16.(多选)物体的加速度有两个表达式和,关于这两个表达式,下面说法正确的是( )
A.a与Δv成正比,与Δt成反比
B.前一式表示a是描述速度变化的快慢,后式表明a由F与m决定的
C.两式均为矢量式,前一式中a与Δv方向相同,后一式中a与F方向相同
D.两式均为矢量式,但a、F、v的方向不一定相同
【答案】BCD
【详解】A.加速度的定义式为
知加速度的大小与 、 无关,A错误;
B.前一式表示a是描述速度变化的快慢,后式表明a由F与m决定的,即根据牛顿第二定律知,加速度与F成正比,与m成反比,B正确;
C.两个式子均为矢量式,加速度的方向与速度变化量方向相同,与F的方向相同,C正确;
D.两式均为矢量式,但a、F的方向一定相同,但是a、F与速度v的方向不一定相同,D错误。
故选BC。
17.(多选)牛顿第二定律的公式大家已经相当熟悉,关于它的各种性质说法正确的是( )
A.a和F之间是瞬时的对应关系,同时存在,同时消失,同时改变
B.a与v的方向时时刻刻总相同,v的方向改变,a的方向立即改变
C.v与F的方向时时刻刻总相同,v的方向改变,F的方向立即改变
D.物体的加速度是合外力产生的即,又可以理解为各力产生的加速度的矢量和
【答案】AD
【详解】A.a和F之间是瞬时的对应关系,同时存在,同时消失,同时改变,故A正确;
BC.a与v的方向不一定时时刻刻总相同,v的方向改变,但是a的方向由合外力决定,故a的方向不一定改变,故BC错误;
D.物体的加速度是合外力产生的,即
根据矢量的叠加原理,又可以理解为各力产生的加速度的矢量和,故D正确。
故选AD。
18.(多选)如图所示,一辆装满石块的货车在平直道路上以加速度a向前做匀加速直线运动(石块均相对于车静止)。货箱中有一质量为m的石块B。重力加速度为g,则( )
A.石块B所受合力大小为ma
B.石块B周围与它接触的物体对B的作用力的合力大小为ma
C.石块B周围与它接触的物体对B的作用力的合力大小
D.石块B周围与它接触的物体对B的作用力的合力方向竖直向上
【答案】AC
【详解】A.由牛顿第二定律可知石块B所受合力大小为,故A正确;
BCD.货车沿水平路以加速度向前加速运动,与B接触的物体对B的作用力F的方向斜向右上方,如图所示
根据几何关系可得作用力大小为
方向为前上方,与水平方向的夹角正切值为,故BD错误,C正确。
故选AC。
19.(多选)如图所示,正在水平路面上行驶的车厢底部放有一个箱子,在车厢的顶部用细线悬挂一个小球,某段时间内,乘客发现细线与竖直方向成角保持不变,箱子始终相对于车厢静止。取重力加速度大小为,,,下列说法正确的是( )
A.箱子受到的静摩擦力可能水平向左
B.箱子受到的静摩擦力一定水平向右
C.箱子的加速度大小为
D.箱子的加速度大小为
【答案】BD
【详解】AB.对小球受力分析,可知小球受到的合力一定水平向右,其加速度也一定水平向右,所以箱子受到的静摩擦力一定水平向右,故B正确,A错误;
CD.设小球的质量为,则小球受到的合力大小为,根据牛顿第二定律可得
解得小球的加速度大小
箱子的加速度和小球的加速度相同,故D正确,C错误。
故选BD。
20.(多选)神舟二十一号于2025年11月1日成功对接空间站,创造对接的最快纪录。图为采用动力学方法测量空间站相关数据的原理图。若飞船质量为,其推进器的平均推力F为800N,对接后2s内,飞船和空间站的速度变化为0.032m/s。关于对接后2s内,下列说法正确的是( )
A.空间站对飞船的作用力大于飞船对空间站的力
B.飞船和空间站的加速度均为
C.空间站的质量为
D.若增大F,则空间站的质量会增大
【答案】BCD
【详解】A.空间站对飞船的作用力与飞船对空间站的力是一对作用力和反作用力,大小相等,故A错误;
B.飞船与空间站对接后的加速度为,故B正确;
C.设飞船质量为m,空间站质量为M,根据牛顿第二定律有
解得
若增大F,则空间站的质量会增大,故CD正确;
故选BCD。
21.(多选)两个质量均为m的小球,用两条轻绳连接,处于平衡状态(图1);若只将A、B间的轻绳换成轻质弹簧(图2),其他不变。现突然迅速剪断两图中的轻绳OA,让小球下落,在剪断轻绳的瞬间(图1中小球A和B球的加速度大小分别为a1和a2,图2中小球A和B球的加速度大小分别为a1'和a2'),则正确的是( )
A.a1=g B.a1'=0 C.a2'=0 D.a1'=a1
【答案】AC
【详解】图1中,在剪断轻绳的瞬间,A、B两球由于用绳连接,一起下落,对A、B整体,根据牛顿第二定律得
解得
可知A和B球完全失重,A、B间的绳子拉力为零,则
图2中,在剪断绳前,根据平衡条件得知,弹簧的弹力大小等于mg,绳OA对A物体的拉力2mg。在剪断绳的瞬间,弹簧的弹力没有来得及变化,B的受力情况没有变化,则B所受的合力为0,则
A所受的合力大小等于绳的拉力大小2mg,由牛顿第二定律可得
解得
故选AC。
22.(多选)如图所示,质量为m的小球在水平轻绳和轻弹簧拉力作用下静止,M、N点分别为弹簧、轻绳与小球的连接点,弹簧与竖直方向夹角为,轻弹簧拉力大小为,轻绳拉力大小为,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A.若从M点剪断弹簧瞬间,则小球受两个力作用
B.若从M点剪断弹簧瞬间,则小球加速度,方向竖直向下
C.若从N点剪断轻绳瞬间,则小球加速度,方向水平向右
D.若从N点剪断轻绳瞬间,则小球加速度,方向竖直向下
【答案】BC
【详解】A.若从M点剪断弹簧瞬间,小球之后做圆周运动,剪断瞬间,小球初速度为0,小球所需向心力为0,小球沿半径方向的合力为0,则轻绳弹力为0,则小球仅仅受到重力一个力的作用,故A错误;
B.结合上述,若从M点剪断弹簧瞬间,小球仅仅受到重力作用,根据牛顿第二定律可知,小球的加速度为g,方向竖直向下,故B正确;
CD.若从N点剪断轻绳瞬间,由于弹簧的弹力不能突变,所以小球受到弹簧的弹力和重力作用,其合力水平向右,大小等于,根据牛顿第二定律可知,此时小球的加速度为方向水平向右,故C正确,D错误。故选BC。
23.(多选)如图所示,吊篮A、物体B、物体C的质量均为m,B和C分别固定在竖直弹簧两端,弹簧的质量不计。整个系统在轻绳悬挂下处于静止状态,现将悬挂吊篮的轻绳剪断,在轻绳刚断的瞬间( )
A.物体B的加速度大小为g B.物体C与吊篮A间的弹力大小为0.5mg
C.物体C的加速度大小为2g D.吊篮A的加速度大小为1.5g
【答案】BD
【详解】A.在轻绳刚断的瞬间,弹簧的弹力不能突变,则物体B受力情况不变,故物体B的加速度大小为零,故A错误;
BCD.假设A、C间的弹力为零,C的加速度为2g,A的加速度为g,可见C超前运动,即C和A实际为一个整体,根据牛顿第二定律得其中解得
对A受力分析,由牛顿第二定律
可得,物体C与吊篮A间的弹力大小为
故BD正确,C错误。故选BD。
24.(2025·甘肃·高考真题)2025年4月24日,在甘肃酒泉卫星发射中心成功发射了搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭。若在初始的内燃料对火箭的平均推力约为。火箭质量约为500吨且认为在内基本不变,则火箭在初始内的加速度大小约为( )(重力加速度g取)
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据题意,由牛顿第二定律有
代入数据解得
故选A。
25.(2025·甘肃·高考真题)(多选)如图,轻质弹簧上端固定,下端悬挂质量为的小球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
【详解】A.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;
B.剪断细线之前则
剪断细线瞬间弹簧弹力不变,则对A由牛顿第二定律
解得A的加速度
选项B正确;
C.剪断细线之前弹簧伸长量
剪断细线后A做简谐振动,在平衡位置时弹簧伸长量
即振幅为
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;
D.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。
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