第3章 第2讲 牛顿第二定律的理解及应用-【创新教程】2025年高考物理总复习大一轮课时作业word（人教版）
课时冲关9 牛顿第二定律的理解及应用
基础对点练
关于牛顿第二定律的理解，以下说法正确：A.当物体静止于光滑水平面上并受到水平推力时，它会立即产生加速度；B.加速度的指向始终与合力的方向保持一致，然而它可能与速度方向一致，也可能与之不同；C.在初速度为零的匀加速直线运动过程中，速度、加速度和合力的方向始终保持一致；D.当合力减小，物体的速度不一定减小。
根据牛顿第二定律，我们可以确认A、B选项是正确的；在初速度为零的匀加速直线运动过程中，速度v、加速度a以及力F三者方向一致，因此C选项也是正确的；当合力减小，加速度也会减小，然而速度的变化方向取决于加速度和速度的方向关系，所以D选项是错误的。
在光滑的水平面上，甲、乙两车的质量均为M，乘坐其中的人质量均为m。甲车上的人以力F推动车辆，而乙车上的人则用相同大小的力F拉动与滑轮连接的绳子（假设绳与滑轮的质量及摩擦力均可忽略不计）。在此过程中，人与车均维持相对静止状态。关于两车的加速度，正确的说法是：甲车的加速度值为多少，乙车的加速度值为多少。选项B和C正确。
对甲车而言，将其作为一个整体进行考察，发现其在水平方向上并未受到任何力的作用，因此甲车的加速度值可以确定为0；对于乙车，同样将其视为一个整体进行分析，发现在水平方向上受到一个向左的2F拉力，由此可知乙车的加速度值非零。因此，选项B和C是正确的，而选项A和D则是错误的。
在研究滑滑梯的物理原理时，我们发现，为了确保孩子们能够平稳地沿着斜坡滑下，一个研究团队对滑板的尺寸进行了测量。结果显示，滑板的水平长度为6米，垂直高度为2.4米。据此，在设计滑板时，需要确保滑板与儿童衣物之间的动摩擦系数小于某个特定值。经过计算，我们发现这个值应该是0.4，因此正确答案是C。
为了确保孩子们能够顺畅地滑行，即下滑时的加速度不低于零，我们设定滑梯与地面之间的夹角为θ。依据牛顿第二定律开元ky888棋牌官网版，可以得出公式：mg sinθ减去μmg cosθ等于ma，且a大于等于0。再结合几何关系，tanθ的值可以表示为sinθ除以cosθ，通过计算得出μ的值应小于等于0.4，因此我们选择了C选项。
4.（瞬时性问题）（多选）观察图形可知，一个质量标记为m的物体通过轻绳P和轻弹簧Q与外界相连，轻绳P垂直向上，轻弹簧Q与竖直方向形成θ角，地球重力加速度为g。以下选项中，哪些描述是准确的？（ ）A. 在轻绳P被剪断的瞬间，物体的加速度值为g；B. 在轻绳P被剪断的瞬间，物体的加速度值为gsinθ；C. 弹簧Q有可能处于被压缩的状态；D. 轻绳P的拉力大小等同于mg。分析：AD
轻绳P垂直悬挂，由力的平衡条件推断，轻弹簧Q所受的弹力为零，弹簧Q保持其原始长度，因此轻绳P的拉力与物体的重力mg相等，因此选项C是错误的，而选项D是正确的；在剪断轻绳的瞬间，因为弹簧仍处于原始长度，物体仅受到重力的作用，因此物块的加速度等于重力加速度g，所以选项A是正确的，而选项B是错误的。
在倾角为30°的陡峭斜坡上，存在C、O、B三个点，其中CO和OB的距离均为10米。在O点垂直地固定了一根长度为10米的直杆AO。杆的A端分别与C点和坡脚B点通过光滑的钢绳相连，每根钢绳上均悬挂着一个可视为质点的钢球。当这两个钢球从A点静止释放，沿着各自的钢绳滑至末端时，钢球在钢绳上滑行的时间tAC和tAB分别是多少（取重力加速度g为10 m/s²）？选项为：A. s和4 s，B. s和2 s，C. 2 s和2 s，D. 4 s和 s。
由几何学的原理可知，线段AB与地面形成的角度是60度，而线段AC与地面形成的角度则是30度。据此，AB的长度可以计算为x1，即BC乘以30度角的余弦值，结果为10米；AC的长度直接为10米。运用牛顿第二定律，我们可以得出小球在AB钢绳上滑动时的加速度a1，等于重力加速度乘以60度角的正弦值，即5米每平方秒；同理，小球在AC钢绳上滑动时的加速度a2，等于重力加速度乘以30度角的正弦值，也是5米每平方秒。根据位移公式x等于1/2at的平方，我们可以计算出小球在AB钢绳上滑动的时间tAB，以及小球在AC钢绳上滑动的时间tAC，两者均为2秒。因此，正确答案为C。
图示中，桌面由AB、BC两段组成，其长度相等。小物块P以初速度从A点出发，沿桌面滑行至C点停止。物块在AB段和BC段滑行的时间比为1比4。由于物块在这两段上的运动可视为匀变速直线运动，我们可以得出物块与桌面AB、BC部分间的动摩擦因数μ1和μ2的比值为8比1。故选B。
B点的速度标识为vB，依据匀加速直线运动的平均速度原理，可以得出t1等于t2，同时t1与t2的比例为1比4，通过计算得出vB的值，AB段的加速度绝对值为a1，等于μ1乘以g，BC段的加速度绝对值为a2，等于μ2乘以g，将这两个比例关系联立求解，得到μ1与μ2的比例为8比1，因此选择B选项。
某种型号的焰火礼花弹从特定的炮筒发射出去，经过4秒钟的飞行，到达了距离地面100米的最高点并爆炸，形成了多样的绚丽图案。在礼花弹以初速度v0垂直向上发射的过程中开yun体育官网入口登录app，它所受到的阻力始终是其重力的k倍，重力加速度g为10 m/s²。根据这些条件，我们可以计算出v0和k的值，正确答案是D选项，即v0为50 m/s，k为0.25。
在上升过程中，物体所遭遇的阻力f等于kmg，依据牛顿第二定律，我们可以推导出加速度a等于(k+1)g，再结合公式h＝at²，计算出a等于12.5 m/s²，进而得出初速度v0等于at，即50 m/s。同时，由(k+1)g等于12.5 m/s²，我们可以解出k等于0.25。因此，正确答案是D。
解析：物体B在剪断细线前，由于悬挂状态，其重力通过细线传递给物体A，因此A和B之间没有直接的接触力。剪断细线后，物体B瞬间失去支撑，其重力将直接作用在弹簧上，而此时弹簧尚未产生形变，因此B对A的压力为0。
在剪断细线之前，物体A与物体B之间不存在压力，此时弹簧的弹力F等于mAg，即40牛顿。当剪断细线的瞬间，对物体A和B进行整体分析，可以得出整体加速度a为2米每平方秒。对物体B进行单独分析，根据牛顿第二定律，有mBg－FN等于mBa，通过计算可得FN等于mBg减去mBa，即8牛顿，因此选项B是正确的。
能力综合练
民航客机配备了应急出口，若飞机在紧急情况下紧急降落，打开这些出口后，狭长的气垫会自动膨胀，形成连接出口与地面的斜坡，乘客可以沿着这个斜坡滑行至地面（如图所示）。假设有一型号飞机的舱门底部距离地面4米，气囊形成的斜坡长度为8米，一名体重60千克的乘客从气囊顶部静止开始沿斜坡滑下，其运动可视为匀加速直线运动。假设乘客与气囊之间的动摩擦系数未知，重力加速度g取10米/秒²，那么以下哪个说法是正确的？（ ）A．乘客滑到气囊底部所需时间大约为1秒；B．乘客滑到气囊底部所需时间大约为3秒；C．乘客滑到气囊底部时的速度约为4米/秒；D．乘客滑到气囊底部时的速度约为8米/秒。解析：D。
斜面的角度θ对应正弦值为sin θ，通过计算得出θ等于30度；对乘客所受的力进行分解，运用牛顿第二定律，我们可以得到方程mgsin θ－μmgcos θ＝ma，进而求解出乘客的加速度a等于4 m/s²；接着，根据位移与时间的关系，斜面的长度L可以表示为L＝at²，计算出乘客滑至气囊底端所需的时间t等于2秒，因此选项A和B是错误的；再根据速度与时间的关系，乘客滑至气囊底端时的速度v等于at，即v等于8 m/s，所以选项C也是错误的，而选项D则是正确的。
10. (多选)如图所示，一杆折断后固定于小车上，∠A等于θ，杆的B端连接一个质量为m的小球。假设小车向右的加速度为a，杆对小球施加的力F的大小为多少，方向如何？A．若a等于0，力F的大小为多少，方向如何？B．若a等于g tan θ，力F的大小为多少，方向如何？C．无论a取何值，力F的大小都等于m的什么，方向如何？D．无论a取何值，力F的大小都等于m的什么，方向与AB杆的直线有何关系？解析：选项B和D正确。
对小球进行受力情况的研究，发现小球仅受到两个力的作用：重力以及杆对它的弹力；鉴于小车和小球保持相对静止状态，小车具有向右的加速度，小球同样具有向右的加速度。设弹力与垂直方向形成的夹角为α，并绘制出小球受力情况示意图，如图所示，由此可得F cos α等于mg、F sin α等于ma，从而解出F的值为mg/sinα，tan α的值为a/g。当加速度a等于0时，F等于mg，α等于0，这意味着力F的方向是竖直向上的，因此选项A是错误的。当加速度a等于g tan θ时，F等于mg/sinθ，α等于θ开元ky888棋牌官方版，即力F的方向沿着AB杆，因此选项B是正确的。无论加速度a取何值，力F都等于mg/sinα，其方向与加速度a的大小有关，而与AB杆所在的直线无关，因此选项C是错误的，而选项D是正确的。
在特定时期，众人皆闭门不出，然而部分送餐员依旧坚守岗位。为确保安全，某次配送时，送餐员将外卖放置于顾客阳台下方平地，随后操控无人机使外卖从静止状态起，沿竖直方向进行匀加速直线运动。经过一段时间，外卖继续以匀速上升30秒，最终在匀减速2秒后，速度降至零，平稳抵达顾客阳台。遥控器显示无人机在上升过程中达到的最大速度为1米每秒，最高点高度为32米。已知外卖重量为2千克，所受空气阻力为重力的0.02倍（重力加速度取10米每秒平方）。求：(1)无人机匀加速上升的高度；(2)无人机在上升过程中对外卖的最大作用力。分析：(1)设匀加速运动时间为t，依据匀变速运动的平均速度和匀速运动规律，可得t＋vm·t1＋t2＝32米，其中vm＝1米每秒，t1＝30秒，t2＝2秒，解得t＝2秒，因此匀加速阶段的加速度为a1＝＝0.5米每秒平方，匀加速阶段上升的高度为h1＝a1t2＝1米。(2)无人机对外卖的最大作用力出现在匀加速上升阶段，根据牛顿第二定律，有F－mg－F阻＝ma1，其中F阻＝0.02mg，代入数据整理后可得F＝21.4牛顿，作用方向为竖直向上。结果：(1)1米 (2)21.4牛顿，方向竖直向上。
