高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)(九)牛頓第二定律 兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題-人教版高三物理試題

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高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)(九)牛頓第二定律 兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題-人教版高三物理試題_第1頁(yè)
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1、課時(shí)跟蹤檢測(cè)(九) 牛頓第二定律 兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練:牛頓第二定律的理解 1.若戰(zhàn)機(jī)從“遼寧號(hào)”航母上起飛前滑行的距離相同,牽引力相同,則(  ) A.?dāng)y帶彈藥越多,加速度越大 B.加速度相同,與攜帶彈藥的多少無(wú)關(guān) C.?dāng)y帶彈藥越多,獲得的起飛速度越大 D.?dāng)y帶彈藥越多,滑行時(shí)間越長(zhǎng) 解析:選D 攜帶彈藥越多,戰(zhàn)機(jī)的質(zhì)量越大,而牽引力相同,根據(jù)牛頓第二定律F=ma可知,飛機(jī)加速度越小,由v2=2ax可知,起飛速度越小,選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤;起飛前滑行的距離相同,由x=at2可得,加速度越小,滑行時(shí)間越長(zhǎng),所以D正確。 2.[多選]如圖所示,一木塊在光滑水平面上受一恒力F

2、作用,前方固定一足夠長(zhǎng)的水平輕彈簧,則當(dāng)木塊接觸彈簧后,下列判斷正確的是(  ) A.木塊立即做減速運(yùn)動(dòng) B.木塊在一段時(shí)間內(nèi)速度仍增大 C.當(dāng)F等于彈簧彈力時(shí),木塊速度最大 D.彈簧壓縮量最大時(shí),木塊速度為零但加速度不為零 解析:選BCD 剛開(kāi)始時(shí),彈簧對(duì)木塊的作用力小于外力F,木塊繼續(xù)向右做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),直到二力相等,而后,彈簧對(duì)木塊的作用力大于外力F,木塊繼續(xù)向右做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng),直到速度為零,但此時(shí)木塊的加速度不為零,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B、C、D正確。 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練:牛頓第二定律的瞬時(shí)性問(wèn)題 3.(2018·南通模擬)如圖所示,一根彈簧一端固定在左側(cè)豎直墻上

3、,另一端連著A小球,同時(shí)水平細(xì)線一端連著A球,另一端固定在右側(cè)豎直墻上,彈簧與豎直方向的夾角是60°,A、B兩小球分別連在另一根豎直彈簧兩端。開(kāi)始時(shí)A、B兩球都靜止不動(dòng),A、B兩小球的質(zhì)量相等,重力加速度為g,若不計(jì)彈簧質(zhì)量,在水平細(xì)線被剪斷瞬間,A、B兩球的加速度分別為(  ) A.a(chǎn)A=aB=g         B.a(chǎn)A=2g,aB=0 C.a(chǎn)A=g,aB=0 D.a(chǎn)A=2g,aB=0 解析:選D 設(shè)兩個(gè)小球的質(zhì)量都為m,以AB球整體作為研究對(duì)象,A處于靜止?fàn)顟B(tài)受力平衡,由平衡條件得:細(xì)線拉力T=2mgtan 60°=2mg,剪斷細(xì)線瞬間彈簧的彈力沒(méi)有變化,A球受到的合力與原來(lái)細(xì)

4、線的拉力大小相等,方向相反,由牛頓第二定律得:aA==2g,B球的受力情況不變,則加速度仍為0,故D正確。 4.[多選](2018·天水一模)如圖所示,在動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2的水平面上有一個(gè)質(zhì)量m=1 kg的小球,小球與水平輕彈簧及與豎直方向成θ=45°角的不可伸長(zhǎng)的輕繩一端相連,此時(shí)小球處于靜止?fàn)顟B(tài),且水平面對(duì)小球的彈力恰好為零。在剪斷輕繩的瞬間(g取10 m/s2),下列說(shuō)法中正確的是(  ) A.小球受力個(gè)數(shù)不變 B.小球立即向左運(yùn)動(dòng),且a=8 m/s2 C.小球立即向左運(yùn)動(dòng),且a=10 m/s2 D.若剪斷的是彈簧,則剪斷瞬間小球加速度為零 解析:選BD 在剪斷輕繩前,小球

5、受重力、繩子的拉力以及彈簧的彈力處于平衡,根據(jù)共點(diǎn)力平衡得,彈簧的彈力:F=mgtan 45°=10×1 N=10 N,剪斷輕繩的瞬間,彈簧的彈力仍然為10 N,小球此時(shí)受重力、支持力、彈簧彈力和摩擦力四個(gè)力作用。小球的受力個(gè)數(shù)發(fā)生改變,故A錯(cuò)誤;小球所受的最大靜摩擦力為:Ff=μmg=0.2×10 N=2 N,根據(jù)牛頓第二定律得小球的加速度為:a== m/s2=8 m/s2,合力方向向左,所以向左運(yùn)動(dòng),故B正確,C錯(cuò)誤;剪斷彈簧的瞬間,輕繩對(duì)小球的拉力瞬間為零,此時(shí)小球所受的合力為零,則小球的加速度為零,故D正確。 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練:動(dòng)力學(xué)的兩類基本問(wèn)題 5.(2018·大連模擬)質(zhì)量分別為m1

6、、m2的甲、乙兩球,在離地相同高度處,同時(shí)由靜止開(kāi)始下落,由于空氣阻力的作用,兩球到達(dá)地面前經(jīng)時(shí)間t0分別達(dá)到穩(wěn)定速度v1、v2,已知空氣阻力大小f與小球的下落速率v成正比,即f=kv(k>0),且兩球的比例常數(shù)k完全相同,兩球下落的v-t關(guān)系如圖所示,下列說(shuō)法正確的是(  ) A.m1<m2 B.= C.釋放瞬間甲球的加速度較大 D.t0時(shí)間內(nèi)兩球下落的高度相等 解析:選B 兩球先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),最后都做勻速運(yùn)動(dòng),穩(wěn)定時(shí)有kv=mg,因此最大速度與其質(zhì)量成正比,即 vm∝m,則=。由圖像知v1>v2,因此m1>m2,故A錯(cuò)誤,B正確;釋放瞬間v=0,因此空氣阻力f=0,兩球

7、均只受重力,加速度均為重力加速度g,故C錯(cuò)誤;速度圖像與時(shí)間軸圍成的面積表示兩球通過(guò)的位移,由題圖可知,t0時(shí)間內(nèi)兩球下落的高度不相等,故D錯(cuò)誤。 6.[多選](2018·淄博二模)如圖所示,某雜技演員在做手指玩耍盤(pán)子的高難度表演。若盤(pán)的質(zhì)量為m,手指與盤(pán)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,盤(pán)底處于水平狀態(tài)且不考慮盤(pán)的自轉(zhuǎn)。則下列說(shuō)法正確的是(  ) A.若手指支撐著盤(pán),使盤(pán)保持靜止?fàn)顟B(tài),則手指對(duì)盤(pán)的作用力等于mg B.若手指支撐著盤(pán)并一起水平向右勻速運(yùn)動(dòng),則盤(pán)受到水平向右的靜摩擦力 C.若手指支撐著盤(pán)并一起水平向右勻加速運(yùn)動(dòng),則手指對(duì)盤(pán)的作用力大小為μ

8、mg D.若盤(pán)隨手指一起水平勻加速運(yùn)動(dòng),則手指對(duì)盤(pán)的作用力大小不可超過(guò)mg 解析:選AD 若手指支撐著盤(pán),使盤(pán)保持靜止?fàn)顟B(tài),則盤(pán)受力平衡,手指對(duì)盤(pán)的作用力與盤(pán)的重力等大反向,則手指對(duì)盤(pán)的作用力等于mg,選項(xiàng)A正確;若手指支撐著盤(pán)并一起水平向右勻速運(yùn)動(dòng),則水平方向盤(pán)不受力,即盤(pán)不受靜摩擦力,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;若手指支撐著盤(pán)并一起水平向右勻加速運(yùn)動(dòng),則手指對(duì)盤(pán)的作用力為靜摩擦力,大小不一定等于μmg,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;若盤(pán)隨手指一起水平勻加速運(yùn)動(dòng),則手指對(duì)盤(pán)子水平方向的最大靜摩擦力為μmg,豎直方向?qū)ΡP(pán)子的支持力為mg,則手指對(duì)盤(pán)的作用力大小的最大值=mg,即手指對(duì)盤(pán)的作用力大小不可超過(guò)mg,選項(xiàng)D正確。

9、 7.(2018·孝感一模)如圖所示,用遙控器控制小車,使小車從靜止開(kāi)始沿傾角為α=37°的斜面向上運(yùn)動(dòng),該過(guò)程可看成勻加速直線運(yùn)動(dòng),牽引力F大小為25 N,運(yùn)動(dòng)x距離時(shí)出現(xiàn)故障,此后小車牽引力消失,再經(jīng)過(guò)3 s小車剛好達(dá)到最高點(diǎn),且小車在減速過(guò)程中最后2 s內(nèi)的位移為20 m,已知小車的質(zhì)量為1 kg,g=10 m/s2。(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求: (1)小車與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù); (2)求勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位移x。 解析:(1)設(shè)小車勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a,最后2 s內(nèi)的位移為x,可將勻減速運(yùn)動(dòng)看成反向的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。則有:

10、 甲 x=at2 代入數(shù)據(jù)解得:a=10 m/s2。 小車的受力如圖甲所示, 由牛頓第二定律得:mgsin α+μmgcos α=ma 代入數(shù)據(jù)解得:μ=0.5。 (2)設(shè)牽引力消失時(shí)小車的速度為v,即為勻減速過(guò)程的初速度,在勻減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,得:v=at=10×3 m/s=30 m/s 在勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,設(shè)加速度大小為a′,小車的受力如圖乙所示。 乙 根據(jù)牛頓第二定律得: F-mgsin α-μmgcos α=ma′ 代入數(shù)據(jù)解得:a′=15 m/s2。 由v2=2a′x得:x== m=30 m。 答案:(1)0.5 (2)30 m 8.(2018·蘇州模

11、擬)如圖所示,質(zhì)量m=1.1 kg的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))用細(xì)繩拴住,放在水平傳送帶的右端,物體和傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,傳送帶的長(zhǎng)度L=5 m,當(dāng)傳送帶以v=5 m/s的速度做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),繩與水平方向的夾角θ=37°。已知:g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求: (1)傳送帶穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)繩子的拉力大小T; (2)某時(shí)刻剪斷繩子,求物體運(yùn)動(dòng)至傳送帶最左端所用時(shí)間。 解析:(1)傳送帶穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí),物體處于平衡狀態(tài),有: Tcos θ=μ(mg-Tsin θ) 帶入數(shù)據(jù)解得:T=5 N。 (2)剪斷繩子后,根據(jù)牛頓第二定律有:μmg=ma 代入

12、數(shù)據(jù)求得:a=5 m/s2 勻加速的時(shí)間為:t1== s=1 s 位移為:s1=at2=×5×12 m=2.5 m 則勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為:t2== s=0.5 s 總時(shí)間為:t=t1+t2=1.5 s。 答案:(1)5 N (2)1.5 s 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練:動(dòng)力學(xué)的圖像問(wèn)題 9.(2018·包頭一模)如圖甲,某人正通過(guò)定滑輪將質(zhì)量為m的物體提升到高處?;喌馁|(zhì)量和摩擦均不計(jì),物體獲得的加速度a與繩子對(duì)物體豎直向上的拉力T之間的函數(shù)關(guān)系如圖乙所示。由圖可以判斷 ①圖線與縱軸的交點(diǎn)M的值aM=-g ②圖線與橫軸的交點(diǎn)N的值TN=mg ③圖線的斜率等于物體的質(zhì)量m ④圖線的斜率等于物體

13、質(zhì)量的倒數(shù) 以上判斷正確的是(  ) A.②④ B.②③ C.①②③ D.①②④ 解析:選D 取物體為研究對(duì)象,根據(jù)牛頓第二定律可得: T-mg=ma,解得:a=-g。根據(jù)a=-g結(jié)合乙圖,由數(shù)學(xué)知識(shí)可得①正確、②正確、④正確。 10.(2018·泰州模擬)如圖甲所示,長(zhǎng)木板B靜置于光滑水平面上,其上放置物塊A,木板B受到水平拉力F作用時(shí),其加速度a與拉力F的關(guān)系圖像如圖乙所示,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,則物塊A的質(zhì)量為(  ) A.4 kg B.3 kg C.2 kg D.1 kg 解析:選B 設(shè)A、B的質(zhì)量分別為m和M。 當(dāng)F=4 N時(shí),加速

14、度為:a=1 m/s2, 對(duì)整體分析,由牛頓第二定律有:F=(M+m)a 代入數(shù)據(jù)解得:M+m=4 kg 當(dāng)F>4 N時(shí),A、B發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),對(duì)木板B分析, 根據(jù)牛頓第二定律得:a==F- 知a-F圖線的斜率 k==1,解得:M=1 kg, 所以A的質(zhì)量為:m=3 kg。故B正確。 考點(diǎn)綜合訓(xùn)練 11.(2018·濮陽(yáng)模擬)如圖所示,質(zhì)量分別為m、2m的小球A、B,由輕質(zhì)彈簧相連后再用細(xì)線懸掛在電梯內(nèi),已知電梯正在豎直向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),細(xì)線中的拉力為F,此時(shí)突然剪斷細(xì)線。在線斷的瞬間,彈簧的彈力的大小和小球A的加速度的大小分別為(  ) A.,+g B.,+g C.

15、,+g D.,+g 解析:選A 在剪斷細(xì)線前,對(duì)A、B及彈簧整體由牛頓第二定律有F-3mg=3ma,對(duì)B由牛頓第二定律得F彈-2mg=2ma,由此可得F彈=,細(xì)線被剪斷后的瞬間,彈簧彈力不變,此時(shí)A球受到向下的重力和彈簧彈力作用,則有F彈+mg=maA,解得aA=+g,A正確。 12.[多選](2018·銅仁模擬)用一水平力F向右拉靜止在水平面上的物體,在F從0開(kāi)始逐漸增大的過(guò)程中,加速度a隨外力F變化的圖像如圖所示,取g=10 m/s2,則可以計(jì)算出(  ) A.物體與水平面間的最大靜摩擦力 B.F為14 N時(shí)物體的速度 C.物體與水平面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù) D.物體的質(zhì)量 解

16、析:選ACD 物體受重力、地面的支持力、向右的拉力和向左的摩擦力 根據(jù)牛頓第二定律得:F-μmg=ma 解得:a=-μg 由a與F圖線,得到 0.5=-10μ ① 4=-10μ ② ①②聯(lián)立得,m=2 kg,μ=0.3,故C、D正確; 故a=0時(shí),F(xiàn)為6 N,即最大靜摩擦力為6 N,故A正確; 由于物體先靜止后又做變加速運(yùn)動(dòng),無(wú)法利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律求速度和位移,又F為變力無(wú)法求F所做的功,從而也無(wú)法根據(jù)動(dòng)能定理求速度,故B錯(cuò)誤。 13.(2018·南充模擬)如圖所示,斜面體ABC放在粗糙的水平地面上?;瑝K在斜面底端以初速度v0=9.6 m/s沿斜面上滑。斜面傾角θ=37°

17、,滑塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.45。整個(gè)過(guò)程斜面體保持靜止不動(dòng),已知滑塊的質(zhì)量m=1 kg,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2。試求: (1)滑塊回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度大小。 (2)定量畫(huà)出斜面與水平地面之間的摩擦力Ff隨時(shí)間t變化的圖像。 解析:(1)滑塊沿斜面上滑過(guò)程,由牛頓第二定律: mgsin θ+μmgcos θ=ma1,解得a1=9.6 m/s2 設(shè)滑塊上滑位移大小為L(zhǎng),則由v02=2a1L,解得L=4.8 m 滑塊沿斜面下滑過(guò)程,由牛頓第二定律: mgsin θ-μmgcos θ=ma2,解得a2=2.4 m/s2 根據(jù)v2=2a2L,解得v=4.8 m/s。 (2)滑塊沿斜面上滑過(guò)程用時(shí)t1==1 s 對(duì)斜面與滑塊構(gòu)成的系統(tǒng)受力分析可得 Ff1=ma1cos θ=7.68 N 滑塊沿斜面下滑過(guò)程用時(shí)t2==2 s 對(duì)斜面與滑塊構(gòu)成的系統(tǒng)受力分析可得 Ff2=ma2cos θ=1.92 N Ff隨時(shí)間變化如圖所示。 答案:(1)4.8 m/s (2)見(jiàn)解析圖

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