《(江蘇專用)2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 第3章 牛頓運(yùn)動定律 基礎(chǔ)課時7 牛頓第二定律 兩類動力學(xué)問題(含解析)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(江蘇專用)2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 第3章 牛頓運(yùn)動定律 基礎(chǔ)課時7 牛頓第二定律 兩類動力學(xué)問題(含解析)(8頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、基礎(chǔ)課時7牛頓第二定律兩類動力學(xué)問題 一、單項選擇題1對靜止在光滑水平面上的物體施加一水平拉力,力剛開始作用的瞬間()A物體立即獲得速度B物體立即獲得加速度C物體同時獲得速度和加速度D由于物體未來得及運(yùn)動,所以速度和加速度都為零解析由牛頓第二定律可知,力F作用的同時物體立即獲得了加速度,但是速度還是零,物體有了加速度還必須有時間的累積才能使速度發(fā)生變化。因此,選項B正確。答案B2(2020廣東珠海模擬)質(zhì)量為1 t的汽車在平直公路上以10 m/s的速度勻速行駛,阻力大小不變。從某時刻開始,汽車牽引力減少2 000 N,那么從該時刻起經(jīng)過6 s,汽車行駛的路程是()A50 m B42 mC25
2、m D24 m解析汽車勻速運(yùn)動時F牽Ff,當(dāng)牽引力減小2 000 N時,即汽車所受合力的大小為F2 000 N由牛頓第二定律得Fma聯(lián)立得a2 m/s2汽車減速到停止所需時間t5 s汽車行駛的路程xvt25 m答案C3.一皮帶傳送裝置如圖1所示,皮帶的速度v足夠大,輕彈簧一端固定,另一端連接一個質(zhì)量為m的滑塊,已知滑塊與皮帶之間存在摩擦,當(dāng)滑塊放在皮帶上時,彈簧的軸線恰好水平,若滑塊放到皮帶上的瞬間,滑塊的速度為零,且彈簧正好處于自然長度,則當(dāng)彈簧從自然長度到第一次達(dá)到最長這一過程中,滑塊的速度和加速度的變化情況是()圖1A速度增大,加速度增大B速度增大,加速度減小C速度先增大后減小,加速度先
3、增大后減小D速度先增大后減小,加速度先減小后增大解析滑塊在水平方向受向左的滑動摩擦力Ff和彈簧向右的拉力F拉kx,合力F合FfF拉ma,當(dāng)彈簧從自然長度到第一次達(dá)最長這一過程中,x逐漸增大,拉力F拉逐漸增大,因為皮帶的速度v足夠大,所以合力F合先減小后反向增大,從而加速度a先減小后反向增大;滑動摩擦力與彈簧彈力相等之前,加速度與速度同向,滑動摩擦力與彈簧拉力相等之后,加速度便與速度方向相反,故滑塊的速度先增大,后減小。答案D4如圖2所示,放在水平桌面上的質(zhì)量為1 kg的物體A通過水平輕繩、輕彈簧和光滑定滑輪與物體B相連接,兩物體均靜止時彈簧測力計甲和乙的讀數(shù)分別為5 N和2 N,則剪斷物體A左
4、側(cè)輕繩瞬間,物體A的加速度和彈簧測力計乙的讀數(shù)分別為()圖2A5 m/s2,0 B2 m/s2,2 NC0,0 D0,2 N解析兩物體均靜止時,體A在水平方向的受力如圖所示,物體A所受最大靜摩擦力Ffmax3 N,剪斷物體A左側(cè)輕繩瞬間,F(xiàn)T甲0,F(xiàn)T乙2 N,由于FfmaxFT乙,所以物體A仍能靜止不動,所以物體A的加速度為0;此時物體B也處于靜止?fàn)顟B(tài),所以彈簧測力計乙的讀數(shù)不變?nèi)詾? N。綜上分析,選項D正確。答案D5(2020江西南昌七校聯(lián)考)如圖3所示,一物體以速度v0沖上粗糙的固定斜面,經(jīng)過2t0時間返回斜面底端,則物體運(yùn)動的速度v(以初速度方向為正)隨時間t的變化關(guān)系可能正確的是(
5、)圖3解析設(shè)斜面傾角為,由于斜面粗糙,上滑過程,根據(jù)牛頓第二定律:mgsin mgcos ma1,而下滑過程,根據(jù)牛頓第二定律mgsin mgcos ma2,知a1a2,即上滑過程圖象的斜率的絕對值大于下滑過程圖象的斜率的絕對值,又上滑與下滑過程的位移大小相同,由xat2和v22ax知t上t下,v0v1,故只有選項C正確。答案C6. (2020陜西西安臨潼區(qū)模擬)如圖4,在光滑的水平面上,A、B兩物體的質(zhì)量mA2mB,A物體與輕質(zhì)彈簧相連,彈簧的另一端固定在豎直墻上。開始時,彈簧處于自由狀態(tài),當(dāng)物體B沿水平面向左運(yùn)動,將彈簧壓縮到最短時,A、B兩物體間的作用力為F,則彈簧對A物體的作用力的大小
6、為()圖4AF B2F C3F D4F解析A、B碰后以相同的速度一起運(yùn)動,即A、B的加速度相同。以B為研究對象,據(jù)牛頓第二定律得aBaA。以A為研究對象,設(shè)彈簧對A的作用力為FA,根據(jù)牛頓第二定律有FAFmAaA,則FAFmAaAFmA3F。答案C二、多項選擇題7.如圖5所示,球P、Q的質(zhì)量相等,兩球之間用輕質(zhì)彈簧相連,光滑斜面的傾角為,系統(tǒng)靜止時,彈簧與輕繩均與斜面平行,則在輕繩被突然剪斷的瞬間,下列說法中正確的是()圖5A兩球的加速度大小均為gsin BQ球的加速度為零CP球的加速度方向沿斜面向上,Q球的加速度方向沿斜面向下DP球的加速度大小為2gsin 解析在輕繩被突然剪斷的瞬間,彈簧的
7、彈力不變,Q球所受的合力不變,加速度為零,B正確;繩子的拉力(2mgsin )立刻變?yōu)榱悖琍球所受的合力(彈簧的拉力和重力沿斜面向下的分力)的大小為2mgsin ,故P球的加速度大小為2gsin ,D正確。答案BD8(2020海南單科,9)如圖6,升降機(jī)內(nèi)有一固定斜面,斜面上放一物塊。開始時,升降機(jī)做勻速運(yùn)動,物塊相對于斜面勻速下滑。當(dāng)升降機(jī)加速上升時()圖6A物塊與斜面間的摩擦力減小B物塊與斜面間的正壓力增大C物塊相對于斜面減速下滑D物塊相對于斜面勻速下滑解析當(dāng)升降機(jī)加速上升時,物體有豎直向上的加速度,則物塊與斜面間的正壓力增大,根據(jù)滑動摩擦力公式FfFN可知物體與斜面間的摩擦力增大,故A錯
8、誤,B正確;設(shè)斜面的傾角為,物體的質(zhì)量為m,當(dāng)勻速運(yùn)動時有mgsin mgcos ,即sin cos .當(dāng)物體以加速度a向上加速運(yùn)動時,有FNm(ga)cos ,F(xiàn)fm(ga)cos ,因為sin cos ,所以m(ga)sin m(ga)cos ,故物體仍相對斜面勻速下滑,C錯誤,D正確。答案BD三、非選擇題9(2020江蘇鎮(zhèn)江模擬)如圖7所示,風(fēng)洞實驗室中能模擬產(chǎn)生恒定向右的風(fēng)力。質(zhì)量m100 g的小球穿在長L1.2 m的直桿上并置于實驗室中,球與桿間的動摩擦因數(shù)為0.5,當(dāng)桿豎直固定放置時,小球恰好能勻速下滑。保持風(fēng)力不變,改變固定桿與豎直線的夾角為37,將小球從O點(diǎn)靜止釋放。g取10
9、m/s2,sin 370.6,cos 370.8,求:圖7(1)小球受到的風(fēng)力大?。?2)當(dāng)37時,小球離開桿時的動能。解析(1)當(dāng)桿豎直固定放置時,F(xiàn)Nmg,F(xiàn)NF解得F2 N(2)當(dāng)37時,小球受力情況如圖所示,垂直桿方向上有Fcos 37mgsin 37FN解得FN1 N小球受摩擦力FfFN0.5 N小球沿桿運(yùn)動的加速度為a15 m/s2由v2v2aL得,小球到達(dá)桿下端時速度為v6 m/s球離開桿時的動能為Ekmv21.8 J答案(1)2 N(2)1.8 J10為了測定木塊與斜面間的動摩擦因數(shù),用測速儀研究木塊在斜面上的運(yùn)動情況,裝置如圖8甲所示。使木塊以初速度v04 m/s的速度沿傾角
10、30的斜面上滑,緊接著下滑至出發(fā)點(diǎn),并同時開始記錄數(shù)據(jù),結(jié)果電腦只繪出了木塊從開始上滑至最高點(diǎn)的vt圖線如圖乙所示。g取10 m/s2。求:圖8(1)上滑過程中的加速度的大小a1;(2)木塊與斜面間的動摩擦因數(shù);(3)木塊回到出發(fā)點(diǎn)時的速度大小v。解析(1)由題圖乙可知,木塊經(jīng)0.5 s滑至最高點(diǎn),由加速度定義式a得上滑過程中加速度的大?。篴1 m/s28 m/s2(2)由牛頓第二定律得,上滑過程中mgsin mgcos ma1代入數(shù)據(jù)得(3)下滑距離等于上滑的距離,其值為x1 m由牛頓第二定律得下滑過程中mgsin mgcos ma2下滑至出發(fā)點(diǎn)的速度大小v聯(lián)立解得:v2 m/s。答案(1)
11、8 m/s2(2)(3)2 m/s11.如圖9所示,傾角為30的光滑斜面與粗糙的水平面平滑連接?,F(xiàn)將一滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面上A點(diǎn)由靜止釋放,最終停在水平面上的C點(diǎn)。已知A點(diǎn)距水平面的高度h0.8 m,B點(diǎn)距C點(diǎn)的距離L2.0 m(滑塊經(jīng)過B點(diǎn)時沒有能量損失,g取10 m/s2),求:圖9(1)滑塊在運(yùn)動過程中的最大速度;(2)滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù);(3)滑塊從A點(diǎn)釋放后,經(jīng)過時間t1.0 s時速度的大小。解析(1)滑塊先在斜面上做勻加速運(yùn)動,然后在水平面上做勻減速運(yùn)動,故滑塊運(yùn)動到B點(diǎn)時速度最大為vm,設(shè)滑塊在斜面上運(yùn)動的加速度大小為a1,由牛頓第二定律得mgsin 30ma1,v2a1,解得vm4 m/s。(2)滑塊在水平面上運(yùn)動的加速度大小為a2,由牛頓第二定律得:mgma2,v2a2L,解得0.4。(3)滑塊在斜面上運(yùn)動的時間為t1,有vma1t1,解得t10.8 s,由于tt1,故滑塊已經(jīng)經(jīng)過B點(diǎn),做勻減速運(yùn)動的時間為tt10.2 s,設(shè)t1.0 s時速度大小為v,有:vvma2(tt1),解得v3.2 m/s。答案(1)4 m/s(2)0.4(3)3.2 m/s