2018年高考一轮物理第3章第2节课时提能练8牛顿第二定律两类动力学问题

 时间:2018-03-20 03:16:57 贡献者:高级教师

导读:课时提能练(八)牛顿第二定律 学问题(限时:40 分钟) A级 跨越本科线两类动力1.(2017· 武汉模拟)如图 3211 所示,老鹰沿虚线 MN 斜向下减速俯冲的过 程中,空气对老鹰的作用力可能是图中的(

2018-2019最新新课标物理高考总复习课件:第61课时电磁感应中的动力学
2018-2019最新新课标物理高考总复习课件:第61课时电磁感应中的动力学

课时提能练(八)牛顿第二定律 学问题(限时:40 分钟) A级 跨越本科线两类动力1.(2017· 武汉模拟)如图 3211 所示,老鹰沿虚线 MN 斜向下减速俯冲的过 程中,空气对老鹰的作用力可能是图中的( )图 3211 A.F1 C.F3 B B.F2 D.F4[老鹰沿虚线由 M 到 N 做减速运动,合外力与初速度的方向相反,由受力分析可知, 空气的阻力与重力的合力方向与 MN 反向,因此空气对老鹰的作用 力可能是题图中的 F2,B 正确.] 2.(多选)如图 3212 所示,一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧, 其左端固定在小车上, 右端与一小球相连,设在某一段时间内小球与小车相对静 止且弹簧处于压缩状态, 若忽略小球与小车间的摩擦力,则在这段时间内小车可 能是( ) 【导学号:92492130】图 3212 A.向右做加速运动 C.向左做加速运动 B.向右做减速运动 D.向左做减速运动AD [小球水平方向受到向右的弹簧弹力 F,由牛顿第二定律可知,小球必1

定具有向右的加速度, 小球与小车相对静止,故小车可能向右做加速运动或向左 做减速运动.选项 A、D 正确.] 3.(2017· 邯郸模拟)如图 3213 所示,倾角为 α 的光滑斜面的顶端固定一立 柱 O,斜面上有 A、B、C、D 四个相同的小球,其中 O、A 间和 B、C 间是轻质 细绳,A、B 间和 C、D 间是轻质弹簧,重力加速度为 g.则( )图 3213 A.只剪断 O、A 间细绳的瞬间,A、B 的加速度均为零 B.只剪断 O、A 间细绳的瞬间,C 的加速度为 2gsin α,D 的加速度为零 C.只剪断 B、C 间细绳的瞬间,C、D 的加速度均为零 D.只剪断 B、C 间细绳的瞬间,C 的加速度为 2gsin α,D 的加速度为零 D [设小球的质量为 m,一开始 A、B 间弹簧上的弹力大小为 3mgsin α,C、 D 间弹簧弹力为 mgsin α,只剪断 O、A 间细绳瞬间,A、B 间弹簧上的弹力没变, 由牛顿第二定律得 mgsin α+3mgsin α=ma,A 的加速度为 4gsin α,B、C、D 的 加速度为零,A、B 错误;只剪断 B、C 间细绳瞬间,对于 C,由牛顿第二定律 得 mgsin α+mgsin α=ma,a=2gsin α,D 的加速度为零,C 错误,D 正确.] 4.(多选)(2017· 浙江十二校联考)如图 3214 所示,在动摩擦因数 μ=0.2 的 水平面上, 质量 m=2 kg 的物块与水平轻弹簧相连, 物块在与水平方向成 θ=45° 角的拉力 F 作用下处于静止状态,此时水平面对物块的弹力恰好为零.g 取 10 m/s2,以下说法正确的是( ) 【导学号:92492131】图 3214 A.此时轻弹簧的弹力大小为 20 N B.当撤去拉力 F 的瞬间,物块的加速度大小为 8 m/s2,方向向左 C.若剪断弹簧右端,则剪断的瞬间物块的加速度大小为 8 m/s2,方向向右2

D.若剪断弹簧右端,则剪断的瞬间物块的加速度为 0 AB [物块在重力、拉力 F 和弹簧的弹力作用下处于静止状态,由平衡条件mg 得 F 弹=Fcos θ,mg=Fsin θ,联立解得弹簧的弹力 F 弹=tan 45° =20 N,选项 A 正确;撤去拉力 F 的瞬间,由牛顿第二定律得 F 弹-μmg=ma1,解得 a1=8 m/s2, 方向向左,选项 B 正确;剪断弹簧右端的瞬间,物块受到的弹力消失,则 Fcos θ =ma2,解得 a2=10 m/s2,方向向右,选项 C、D 错误.] 5.(2017· 江门模拟)如图 3215 所示,光滑的水平面上有一小车,以向右的 加速度 a 做匀加速运动,车内两物体 A、B 质量之比为 2∶1,A、B 间用弹簧相 连并放在光滑桌面上,B 通过质量不计的轻绳与车相连,剪断轻绳的瞬间,A、B 的加速度大小分别为( )图 3215 A.a、0 C.a、2a B.a、a D.0、2aC [令物体 B 的质量为 m,剪断轻绳前,弹簧弹力大小为 F,绳子拉力大小 为 T,将 A、B 及弹簧看作整体,则有 T=3ma;隔离物体 A 为研究对象,则有 F =2ma.剪断轻绳后,绳中拉力消失,弹簧弹力不变,所以物体 A 受力不变,加速 度大小仍为 a,而物体 B 所受合力为 F=maB,即 aB=2a.] 6.如图 3216 所示,在光滑水平面上有一静止小车,小车质量为 M=5 kg, 小车上静止放置一质量为 m=1 kg 的木块, 木块和小车间的动摩擦因数为 μ=0.2, 用水平恒力 F 拉动小车,下列关于木块的加速度 am 和小车的加速度 aM,可能正 确的有( )图 3216 A.am=2 m/s2,aM=1 m/s2 B.am=1 m/s2,aM=2 m/s23

C.am=2 m/s2,aM=4 m/s2 D.am=3 m/s2,aM=5 m/s2 C [当木块与小车间的摩擦力恰好达到最大值时,木块与小车加速度相同, 木块的加速度最大,对木块,am=μg=2 m/s2 为最大值且 am≤aM,故选项 A、D 错误;当木块的加速度为 1 m/s2 时,木块与小车加速度相同,故选项 B 错误; 当 a=2 m/s2 时, 若木块相对小车发生滑动, 小车的加速度随外力 F 增大而增大, 故选项 C 正确.] 7.乘坐“空中缆车”饱览大自然的美景是旅游者绝妙的选择.若某一缆车 沿着坡度为 30° 的山坡以加速度 a 上行,如图 3217 所示.在缆车中放一个与山 坡表面平行的斜面,斜面上放一个质量为 m 的小物块,小物块相对斜面静止(设 缆车保持竖直状态运行).则( )图 3217 A.小物块受到的摩擦力方向平行斜面向上 B.小物块受到的摩擦力方向平行斜面向下 1 C.小物块受到的滑动摩擦力为2mg+ma D.小物块受到的静摩擦力为 ma A [小物块相对斜面静止, 因此小物块与斜面间的摩擦力是静摩擦力. 缆车 以加速度 a 上行, 小物块的加速度也为 a, 以物块为研究对象, 则有 Ff-mgsin 30° 1 =ma,Ff=2mg+ma,方向平行斜面向上,故 A 正确,B、C、D 均错误.] 8.(多选)质量 m=2 kg、初速度 v0=8 m/s 的物体沿着粗糙的水平面向右运 动,物体与水平面之间的动摩擦因数 μ=0.1,同时物体还要受一个如图 3218 所示的随时间变化的水平拉力 F 的作用,水平向右为拉力的正方向.则以下结 论正确的是(g 取 10 m/s2)( )4

图 3218 A.0~1 s 内,物体的加速度大小为 2 m/s2 B.1~2 s 内,物体的加速度大小为 2 m/s2 C.0~1 s 内,物体的位移为 7 m D.0~2 s 内,物体的总位移为 11 m BD [由题图可知,在 0~1 s 内力 F 为 6 N,方向向左,由牛顿第二定律可 得 F+μmg=ma, 解得加速度大小 a=4 m/s2, 在 1~2 s 内力 F 为 6 N, 方向向右, 由牛顿第二定律可得 F-μmg=ma1,解得加速度大小 a1=2 m/s2,所以选项 A 错 误, B 正确; 由运动关系可得 0~1 s 内位移为 6 m, 选项 C 错误; 同理可计算 0~ 2 s 内的位移为 11 m,选项 D 正确.] B级 名校必刷题9.(多选)(2015· 全国卷Ⅰ)如图 3219(a),一物块在 t=0 时刻滑上一固定斜 面,其运动的 vt 图线如图(b)所示.若重力加速度及图中的 v0、v1、t1 均为已知 量,则可求出( ) 【导学号:92492132】(a) 图 3219 A.斜面的倾角 B.物块的质量 C.物块与斜面间的动摩擦因数 D.物块沿斜面向上滑行的最大高度(b)v0 ACD [由题图(b)可以求出物块上升过程中的加速度为 a1= t ,下降过程中15

v1 的加速度为 a2= t .物块在上升和下降过程中,由牛顿第二定律得 mgsin θ+f=1v0+v1 ma1 , mgsin θ - f = ma2 ,由以上各式可求得 sin θ = 2t g ,滑动摩擦力 f = 1 mv0-v1 t图 2t1 ,而 f=μFN=μmgcos θ,由以上分析可知,选项 A、C 正确.由 v象中横轴上方的面积可求出物块沿斜面上滑的最大距离, 可以求出物块沿斜面向 上滑行的最大高度,选项 D 正确.] 10.如图 3220 所示,水平传送带 A、B 两端相距 s=3.5 m,工件与传送带 间的动摩擦因数 μ=0.1.工件滑上 A 端的瞬时速度 vA=4 m/s, 到达 B 端的瞬时速 度设为 vB,则下列说法不正确的是( )图 3220 A.若传送带不动,则 vB=3 m/s B.若传送带以速度 v=4 m/s 逆时针匀速转动,则 vB=3 m/s C.若传送带以速度 v=2 m/s 顺时针匀速转动,则 vB=3 m/s D.若传送带以速度 v=2 m/s 顺时针匀速转动,则 vB=2 m/s D [由牛顿第二定律可知,工件在传送带上运动,摩擦力产生的加速度 a= -μg=-1 m/s2,传送带不动或逆时针转动时,工件始终受摩擦力作用,有 v2 B- v2 A=-2μgs,解得 vB=3 m/s,选项 A、B 正确;若传送带以速度 v=2 m/s 顺时 针匀速转动, 则工件在传送带上运动的速度始终大于传送带的速度,工件受到的 摩擦力方向始终向左且大小不变,即工件的加速度不变,综上所述 vB=3 m/s, 选项 C 正确,D 错误.] 11.(2017· 石家庄模拟)如图 3221 所示,一倾角 θ=37° 的足够长的斜面固 定在水平地面上.当 t=0 时,滑块以初速度 v0=10 m/s 沿斜面向上运动.已知 滑块与斜面间的动摩擦因数 μ=0.5,g 取 10 m/s2,sin 37° =0.6,cos 37° =0.8, 下列说法正确的是( ) 【导学号:92492133】6

图 3221 A.滑块一直做匀变速直线运动 B.t=1 s 时,滑块速度减为零,然后静止在斜面上 C.t=2 s 时,滑块恰好又回到出发点 D.t=3 s 时,滑块的速度大小为 4 m/s D [ 设滑块上滑时的加速度大小为 a1 ,由牛顿第二定律可得 mgsin θ +1v0 1 μmgcos θ=ma1,解得 a1=10 m/s2,上滑时间 t1=a =1 s,上滑的距离 x1=2v0t1 =5 m,因 tan θ>μ,mgsin θ>μmgcos θ,滑块上滑到速度为零后,向下运动,选 项 B 错误;设滑块下滑时的加速度大小为 a2,由牛顿第二定律可得 mgsin θ- 1 2 μmgcos θ=ma2,解得 a2=2 m/s2,经 1 s,滑块下滑的距离 x2=2a2t2 =1 m<5 m, 滑块未回到出发点,选项 C 错误;因上滑和下滑过程中的加速度不同,故滑块 全程不是匀变速直线运动,选项 A 错误;t=3 s 时,滑块沿斜面向下运动,此时 的速度 v=a2(3 s-1 s)=4 m/s,选项 D 正确.] 12.(2017· 福州二模)如图 3222 甲所示,质量 m=1 kg 的物块在平行斜面 向上的拉力 F 作用下从静止开始沿斜面向上运动,t=0.5 s 时撤去拉力,利用速 度传感器得到其速度随时间的变化关系图象(vt 图象)如图乙所示,g 取 10 m/s2, 求:甲 图 3222 (1)2 s 内物块的位移大小 x 和通过的路程 L;乙(2)沿斜面向上运动的两个阶段加速度大小 a1、a2 和拉力大小 F. 【解析】 1 (1)物块上升的位移:x1=2×2×1 m=1 m;7

 
 

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