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

4.3 牛顿第二定律 分层作业 2026-2027学年高一物理人教版必修第一册【基础题】 【A组基础通关】 一、牛顿第二定律的理解 1．（2026·吉林模拟）如图，顶端固定着小球的直杆固定在小车上，当小车在水平面上向右做匀加速运动时，杆对小球作用力的方向可能沿图中的（　　） A．OA方向 B．OB方向 C．OC方向 D．OD方向 【答案】C 【解析】小车向右做匀加速直线运动，由于球固定在杆上，而杆固定在小车上，则球和小车具有相同的水平加速度，由牛顿第二定律可知，小球所受重力和杆对小球作用力的合力水平向右，杆对小球作用力方向只可能沿图中的OC方向。 故答案为：C。 2． 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1 s内燃料对火箭的平均推力约为6×106 N。火箭质量约为500吨且认为在1 s内基本不变，则火箭在初始1 s内的加速度大小约为（重力加速度g取10 m/s2）（　　） A．2 m/s2 B．4 m/s2 C．6 m/s2 D．12 m/s2 【答案】A 【解析】根据牛顿第二定律有F-mg＝ma，代入数据解得a＝ m/s2＝2 m/s2，故A正确 3．（2025·广东会考）质量为0.5kg的篮球在竖直方向上加速下落，若某时刻加速度为，则篮球在该时刻所受空气阻力大小为（取）（　　） A．0.2N B．0.5N C．1N D．5N 【答案】C 【解析】篮球在竖直方向上加速下落，加速度方向向下，根据牛顿第二定律，有代入数据，可得 故答案为：C。 二、牛顿第二定律的应用 4．（2025·广东会考）如图所示，质量为2kg的物块沿水平地面向左运动，水平向右的恒力F的大小为10N，物块与地面间的动摩擦因数为0.2，g取10m/s2．取水平向左为正方向，则物块的加速度为（　　） A．﹣7m/s2 B．3m/s2 C．﹣3m/s2 D．5m/s2 【答案】A 【解析】以向左为正方向，对物块，由牛顿第二定律得：-F-μmg＝ma，代入数据解得：a=-7m/s2，故A正确，BCD错误； 故答案为：A． 5．（2025高一上·宜宾期末）“刹车线”的长度可作为在交通事故分析中的重要依据。刹车线是汽车紧急制动后，轮胎在地面上滑动时留下的痕迹，汽车紧急制动后可视为匀减速直线运动。某次交通事故中，汽车刹车线的长度为20m，假设汽车的轮胎与地面之间的动摩擦因数为0.5，重力加速度。则汽车紧急制动时的速度约为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】根据牛顿第二定律 可得刹车时加速度的大小 根据速度位移关系 可得汽车紧急制动时的速度约为 故答案为：A。 【B组拓展提升】 6．（2026·甘肃模拟）两同学借助两个完全相同的平板车在教室地面上探究牛顿运动定律。他们先让平板车边沿对齐地砖上的一条缝隙并保持静止（如图1），然后让左边的甲同学推开右边的乙同学（如图2），最后两小车停在如图3所示位置处。对此现象，下列说法正确的是（　　） A．甲同学对乙同学有推力，但乙同学对甲同学未施加力 B．甲同学对乙同学的力大于乙同学对甲同学的力 C．甲同学和车的总质量大于乙同学和车的总质量 D．全过程中乙同学所受小车的摩擦力先向右后向左 【答案】C 【解析】AB．由于甲同学对乙同学施加推力时，两者之间的推力属于相互作用力，根据牛顿第三定律可知，甲同学对乙同学的作用力与乙同学对甲同学的作用力同事产生，且等大、反向，故AB错误； C．由图3可知，乙向前运动的位移较大，所以可知甲乙分离时乙的速度较大，说明甲乙相互作用阶段乙的加速度大导致加速获得的速度比较打，由于二者间相互作用力大小相等，根据牛顿第二定律可知乙的质量较小，即甲同学和车的总质量大于乙同学和车的总质量，故C正确； D．甲乙相互作用阶段，乙同学和小车向右加速，小车随意同学做加速运动，所以乙同学对小车有向右的摩擦力，小车对乙同学有向左的摩擦力，当甲乙同学分离后，乙同学与小车一起向右减速，由于乙同学加速度向左，所以小车对乙同学的摩擦力向左，所以全过程中乙同学所受小车的摩擦力一直向左，故D错误。 故选C。 7．（2026·和平模拟）如图所示，向前行驶的车厢内有甲、乙两质量相同的货物，甲放在车厢地板上，乙放在货架上，货物在自身重力G与车厢（含货架）的作用力F的作用下与车厢保持相对静止，有一小球用细线悬挂在车厢的天花板上，某段时间内悬线与竖直方向夹角为保持不变。下列说法中正确的是（　　） A．车厢的速度越大，悬线与竖直方向的夹角越大 B．甲受车厢地板的摩擦力可能为0 C．甲受到的车厢作用力F可能等于自身的重力G D．车厢对甲的作用力与对乙的作用力相等 【答案】D 【解析】A．对小球受力分析，如下图所示， 由牛顿第二定律，夹角仅与加速度有关，与车厢速度无关，A错误； B．甲与小球加速度相同，具有水平向左的加速度，故甲一定受地板向左的静摩擦力，摩擦力不可能为0，B错误； C．甲受到车厢的作用力是支持力与摩擦力的合力，竖直方向平衡重力，水平方向提供加速度，因此合力一定大于重力，C错误； D．甲、乙质量相同、加速度相同，车厢对货物的作用力为重力与合力的矢量和，二者大小、方向均相同，故作用力相等，D正确。 故答案为：D。 8．（2026·兴义模拟）质量为的物块放在倾角为的固定斜面上。在水平恒力的推动下，物块沿斜面以恒定的加速度向上滑动。物块与斜面间的动摩擦因数为，则的大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】如图所示，物块匀加速运动受重力、推力、滑动摩擦力和支持力。 正交分解后，沿斜面方向，垂直于斜面方向平衡 又有，联立以上三式解得 故答案为：D。 9．（2026·罗湖模拟）质量为0.6kg的物体在水平面上运动。如图所示的图中两条斜线分别是物体受水平拉力和不受水平拉力时的图像，则（　　） A．斜线①一定是物体受水平拉力时的图像 B．斜线②一定是物体受水平拉力时的图像 C．水平拉力一定等于0.2N D．物体所受的摩擦力可能等于0.6N 【答案】C 【解析】图线①对应的加速度大小为 图线②对应的加速度大小为 设有拉力时的加速度为，无拉力时的加速度为，则（1）若拉力的方向与运动方向相反，根据牛顿第二定律得， 代入数据联立解得， 此时图线①为无拉力时的图像，图线②为有拉力时的图像； 若拉力的方向与运动方向相同，则，， 代入数据联立解得， 此时图线②为无拉力时的图像，图①为有拉力时的图像。 故答案为：C。 【C组综合拓展】 10．（2025高三下·湖北月考）如图所示为无人机给珠峰运送货物时悬停的情景，设空气对货物的作用力方向总是水平，绳子的重力忽略不计，且悬停时绳子与竖直方向的夹角为θ，则（　　） A．悬停时，绳子对货物的拉力大于对无人机的拉力 B．若悬停时绳子突然断了，则货物将做自由落体运动 C．悬停时，空气对无人机的作用力方向与竖直方向的夹角一定小于 D．若无人机水平迎风加速飞行，则绳子的拉力一定比悬停时要大 【答案】D 【解析】A．绳子张力不变，对物体和对无人机的拉力大小相等，故A错误； B．水平方向有空气作用力，绳子断后沿绳子反方向做匀加速直线运动，故B错误； C．不明确货物与无人机的质量关系，夹角无法确定，故C错误； D．绳子竖直分力不变，水平分力增大，则绳子张力增大，故D正确。 故答案为：D。 11．（2026·遂宁模拟）某兴趣小组利用轻弹簧与刻度尺设计了一款加速度测量仪，如图甲所示。轻弹簧的右端固定，左端与一小车固定，小车与测量仪底板之间的摩擦阻力可忽略不计。在小车上固定一指针，装置静止时，小车的指针恰好指在刻度尺正中间，图中刻度尺是按一定比例的缩小图，其中每一小格代表的长度为2cm。测定弹簧弹力与形变量的关系图线如图乙所示：已知小车质量为0.5kg，取g=10m/s2。 （1）某次测量小车所在位置如图丙所示，则小车的加速度方向为水平向　 　（填“左”或“右”）、大小为　 　m/s2。 （2）若将小车换为一个质量更小的小车，其他条件均不变，那么该加速度测量仪的量程将　 　。（选填“不变”“增大”或“减小”） 【答案】（1）左；4 （2）增大 【解析】（1）某次测量小车所在位置如图丙所示，则弹簧被压缩，弹力向左，则小车的加速度方向为水平向左， 故答案为：左；4 （2）若将小车换为一个质量更小的小车，其他条件均不变，根据 ，则相同的形变量时小车的加速度变大，那么该加速度测量仪的量程将增大。 故答案为：增大 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.3 牛顿第二定律 分层作业 2026-2027学年高一物理人教版必修第一册【基础题】 【A组基础通关】 一、牛顿第二定律的理解 1．（2026·吉林模拟）如图，顶端固定着小球的直杆固定在小车上，当小车在水平面上向右做匀加速运动时，杆对小球作用力的方向可能沿图中的（　　） A．OA方向 B．OB方向 C．OC方向 D．OD方向 2． 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1 s内燃料对火箭的平均推力约为6×106 N。火箭质量约为500吨且认为在1 s内基本不变，则火箭在初始1 s内的加速度大小约为（重力加速度g取10 m/s2）（　　） A．2 m/s2 B．4 m/s2 C．6 m/s2 D．12 m/s2 3．（2025·广东会考）质量为0.5kg的篮球在竖直方向上加速下落，若某时刻加速度为，则篮球在该时刻所受空气阻力大小为（取）（　　） A．0.2N B．0.5N C．1N D．5N 二、牛顿第二定律的应用 4．（2025·广东会考）如图所示，质量为2kg的物块沿水平地面向左运动，水平向右的恒力F的大小为10N，物块与地面间的动摩擦因数为0.2，g取10m/s2．取水平向左为正方向，则物块的加速度为（　　） A．﹣7m/s2 B．3m/s2 C．﹣3m/s2 D．5m/s2 5．（2025高一上·宜宾期末）“刹车线”的长度可作为在交通事故分析中的重要依据。刹车线是汽车紧急制动后，轮胎在地面上滑动时留下的痕迹，汽车紧急制动后可视为匀减速直线运动。某次交通事故中，汽车刹车线的长度为20m，假设汽车的轮胎与地面之间的动摩擦因数为0.5，重力加速度。则汽车紧急制动时的速度约为（　　） A． B． C． D． 【B组拓展提升】 6．（2026·甘肃模拟）两同学借助两个完全相同的平板车在教室地面上探究牛顿运动定律。他们先让平板车边沿对齐地砖上的一条缝隙并保持静止（如图1），然后让左边的甲同学推开右边的乙同学（如图2），最后两小车停在如图3所示位置处。对此现象，下列说法正确的是（　　） A．甲同学对乙同学有推力，但乙同学对甲同学未施加力 B．甲同学对乙同学的力大于乙同学对甲同学的力 C．甲同学和车的总质量大于乙同学和车的总质量 D．全过程中乙同学所受小车的摩擦力先向右后向左 7．（2026·和平模拟）如图所示，向前行驶的车厢内有甲、乙两质量相同的货物，甲放在车厢地板上，乙放在货架上，货物在自身重力G与车厢（含货架）的作用力F的作用下与车厢保持相对静止，有一小球用细线悬挂在车厢的天花板上，某段时间内悬线与竖直方向夹角为保持不变。下列说法中正确的是（　　） A．车厢的速度越大，悬线与竖直方向的夹角越大 B．甲受车厢地板的摩擦力可能为0 C．甲受到的车厢作用力F可能等于自身的重力G D．车厢对甲的作用力与对乙的作用力相等 8．（2026·兴义模拟）质量为的物块放在倾角为的固定斜面上。在水平恒力的推动下，物块沿斜面以恒定的加速度向上滑动。物块与斜面间的动摩擦因数为，则的大小为（　　） A． B． C． D． 9．（2026·罗湖模拟）质量为0.6kg的物体在水平面上运动。如图所示的图中两条斜线分别是物体受水平拉力和不受水平拉力时的图像，则（　　） A．斜线①一定是物体受水平拉力时的图像 B．斜线②一定是物体受水平拉力时的图像 C．水平拉力一定等于0.2N D．物体所受的摩擦力可能等于0.6N 【C组综合拓展】 10．（2025高三下·湖北月考）如图所示为无人机给珠峰运送货物时悬停的情景，设空气对货物的作用力方向总是水平，绳子的重力忽略不计，且悬停时绳子与竖直方向的夹角为θ，则（　　） A．悬停时，绳子对货物的拉力大于对无人机的拉力 B．若悬停时绳子突然断了，则货物将做自由落体运动 C．悬停时，空气对无人机的作用力方向与竖直方向的夹角一定小于 D．若无人机水平迎风加速飞行，则绳子的拉力一定比悬停时要大 11．（2026·遂宁模拟）某兴趣小组利用轻弹簧与刻度尺设计了一款加速度测量仪，如图甲所示。轻弹簧的右端固定，左端与一小车固定，小车与测量仪底板之间的摩擦阻力可忽略不计。在小车上固定一指针，装置静止时，小车的指针恰好指在刻度尺正中间，图中刻度尺是按一定比例的缩小图，其中每一小格代表的长度为2cm。测定弹簧弹力与形变量的关系图线如图乙所示：已知小车质量为0.5kg，取g=10m/s2。 （1）某次测量小车所在位置如图丙所示，则小车的加速度方向为水平向　 　（填“左”或“右”）、大小为　 　m/s2。 （2）若将小车换为一个质量更小的小车，其他条件均不变，那么该加速度测量仪的量程将　 　。（选填“不变”“增大”或“减小”） 学科网（北京）股份有限公司 $