高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 課后分級(jí)演練8 牛頓第二定律 兩類(lèi)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題

《高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 課后分級(jí)演練8 牛頓第二定律 兩類(lèi)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 課后分級(jí)演練8 牛頓第二定律 兩類(lèi)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題（9頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 課后分級(jí)演練(八) 牛頓第二定律 兩類(lèi)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 【A級(jí)——基礎(chǔ)練】 1．一物塊靜止在粗糙的水平桌面上．從某時(shí)刻開(kāi)始，物塊受到一方向不變的水平拉力作用．假設(shè)物塊與桌面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力．以a表示物塊的加速度大小，F(xiàn)表示水平拉力的大?。苷_描述F與a之間關(guān)系的圖象是(　　) 解析：C　物塊在水平方向上受到拉力和摩擦力的作用，根據(jù)牛頓第二定律，有F－Ff＝ma，即F＝ma＋Ff，該關(guān)系為線(xiàn)性函數(shù)．當(dāng)a＝0時(shí)，F(xiàn)＝Ff；當(dāng)F＝0時(shí)，a＝－.符合該函數(shù)關(guān)系的圖象為C. 2.如圖所示，圓柱形的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)有三塊長(zhǎng)度不同的滑板aO、bO、cO，其下端都固定于底部圓心O，而上端則擱在

2、倉(cāng)庫(kù)側(cè)壁上，三塊滑板與水平面的夾角依次是30°、45°、60°.若有三個(gè)小孩同時(shí)從a、b、c處開(kāi)始下滑(忽略阻力)，則 (　　) A．a(chǎn)處小孩最后到O點(diǎn)　　 B．b處小孩最后到O點(diǎn) C．c處小孩最先到O點(diǎn) D．a(chǎn)、c處小孩同時(shí)到O點(diǎn) 解析：D　三塊滑板與圓柱形倉(cāng)庫(kù)構(gòu)成的斜面底邊長(zhǎng)度均為圓柱形倉(cāng)庫(kù)的底面半徑，則＝gt2sin θ，t2＝，當(dāng)θ＝45°時(shí)，t最小；當(dāng)θ＝30°和60°時(shí)，sin 2θ的值相同，故只有D正確． 3．如圖甲所示，物塊靜止在粗糙水平面上．某時(shí)刻(t＝0)開(kāi)始，物塊受到水平拉力F的作用．拉力F在0～t

3、0時(shí)間內(nèi)隨時(shí)間變化情況如圖乙所示，則物塊的速度－時(shí)間圖象可能是(　　) 解析：D　拉力較小時(shí)，拉力小于最大靜摩擦力，物塊靜止；拉動(dòng)后，由F－μmg＝ma可知，隨著拉力的增大，物塊的加速度增大，所以速度－時(shí)間圖象切線(xiàn)斜率增大． 4.如圖所示，公共汽車(chē)沿水平面向右做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，小球A用細(xì)線(xiàn)懸掛在車(chē)頂上，質(zhì)量為m的一位中學(xué)生手握扶桿始終相對(duì)于汽車(chē)靜止站在車(chē)廂底板上．學(xué)生鞋底與公共汽車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.若某時(shí)刻觀察到細(xì)線(xiàn)偏離豎直方向θ角，則此刻公共汽車(chē)對(duì)學(xué)生產(chǎn)生的作用力的大小和方向?yàn)?　　) A．mg，豎直向上 B.，斜向左上方 C．mgtan θ，水平向右 D．mg，斜向右上方

4、 解析：B　對(duì)小球A，由牛頓第二定律得m′gtan θ＝m′a，則人與車(chē)的加速度為a＝gtanθ，方向水平向左，因此車(chē)對(duì)人的作用力為F＝＝，方向斜向左上方，因此選項(xiàng)B正確，其他選項(xiàng)均錯(cuò)． 5.(多選)如圖所示，A、B、C三球的質(zhì)量均為m，輕質(zhì)彈簧一端固定在斜面頂端、另一端與A球相連，A、B間由一輕質(zhì)細(xì)線(xiàn)連接，B、C間由一輕桿相連．傾角為θ的光滑斜面固定在地面上，彈簧、細(xì)線(xiàn)與輕桿均平行于斜面，初始系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，細(xì)線(xiàn)被燒斷的瞬間，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．A球的加速度沿斜面向上，大小為gsin θ B．C球的受力情況未變，加速度為0 C．B、C兩球的加速度均沿斜面向下，大小均

5、為gsin θ D．B、C之間桿的彈力大小為0 解析：CD　初始系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，把BC看成整體，BC受重力2mg、斜面的支持力FN、細(xì)線(xiàn)的拉力FT，由平衡條件可得FT＝2mgsin θ，對(duì)A進(jìn)行受力分析，A受重力mg、斜面的支持力、彈簧的拉力F彈和細(xì)線(xiàn)的拉力FT，由平衡條件可得：F彈＝FT＋mgsin θ＝3mgsin θ，細(xì)線(xiàn)被燒斷的瞬間，拉力會(huì)突變?yōu)榱?，彈簧的彈力不變，根?jù)牛頓第二定律得A球的加速度沿斜面向上，大小a＝2gsin θ，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；細(xì)線(xiàn)被燒斷的瞬間，把BC看成整體，根據(jù)牛頓第二定律得BC球的加速度a′＝gsin θ，均沿斜面向下，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；對(duì)C進(jìn)行受力分析，C

6、受重力mg、枰的彈力F和斜面的支持力，根據(jù)牛頓第二定律得mgsin θ＋F＝ma′，解得F＝0，所以B、C之間桿的彈力大小為0，選項(xiàng)D正確． 6.(2017·三湘名校聯(lián)盟三模)在明德中學(xué)教學(xué)樓頂?shù)踔豢诖箸?，每年元旦?huì)進(jìn)行敲鐘儀式，如圖所示，在大鐘旁邊并排吊著撞錘，吊撞錘的輕繩長(zhǎng)為L(zhǎng)，與吊撞錘的點(diǎn)等高且水平相距處有一固定的光滑定滑輪，一同學(xué)將輕繩一端繞過(guò)定滑輪連在撞錘上，然后緩慢往下拉繩子另一端，使得撞錘提升豎直高度L/2時(shí)突然松手，使撞錘自然地?cái)[動(dòng)下去撞擊大鐘，發(fā)出聲音．(重力加速度為g)則(　　) A．在撞錘上升過(guò)程中，該同學(xué)對(duì)繩子的拉力大小不變 B．在撞錘上升過(guò)程中，

7、撞錘吊繩上的拉力大小不變 C．突然松手時(shí)，撞錘的加速度大小等于g D．突然松手時(shí)，撞錘的加速度大小等于g 解析：D　因該同學(xué)緩慢拉繩子，則撞錘在緩慢上升，處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，對(duì)撞錘受力分析可知，其受兩繩的拉力和重力作用．因重力的大小和方向恒定不變，由平衡條件可知兩繩拉力的合力與重力等大反向，而兩繩拉力方向均在變化，由平行四邊形定則分析可知，兩繩上的拉力大小均在變化，A、B錯(cuò)誤：突然松手時(shí)，撞錘此時(shí)受重力和吊撞錘的繩子對(duì)它的拉力作用．如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系知兩繩子的夾角為90°，且吊撞錘的繩子與豎直方向的夾角為60°，則F合＝mgsin 60°＝mg，根據(jù)牛頓第

8、二定律得其加速度大小a＝＝g，C錯(cuò)誤，D正確． 7.如圖所示，兩根長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)1和L2的光滑桿AB和BC在B點(diǎn)垂直焊接，當(dāng)按圖示方式固定在豎直平面內(nèi)時(shí)，將一滑環(huán)從B點(diǎn)由靜止釋放，分別沿BA和BC滑到桿的底端經(jīng)歷的時(shí)間相同，則這段時(shí)間為(　　) A. B. C. D. 解析：C　設(shè)BA和BC傾角分別為α和β，根據(jù)牛頓第二定律得： 滑環(huán)沿BA下滑的加速度為a1＝＝gsin α① 沿BC下滑的加速度為a2＝＝gsin β② 設(shè)下滑時(shí)間為t，由題有： L1＝a1t2③ L2＝a2t2④ 由幾何知識(shí)有：sin α＝cos β⑤ 聯(lián)立以上各式解得t＝，故選C. 8. (多選

9、)(2017·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μmg 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：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)

10、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．(多選)兩實(shí)心小球甲和乙由同一種材料制成，甲球質(zhì)量大于乙球質(zhì)量．兩球在空氣中由靜止下落，假設(shè)它們運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力與球的半徑成正比，與球的速率

11、無(wú)關(guān)．若它們下落相同的距離，則(　　) A．甲球用的時(shí)間比乙球長(zhǎng) B．甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小 C．甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小 D．甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功 解析：BD　設(shè)小球的密度為ρ，其質(zhì)量m＝，設(shè)阻力與球的半徑的比值為k，根據(jù)牛頓第二定律得：a＝＝g－＝g－，由此可見(jiàn)，由m甲>m乙，ρ甲＝ρ乙，r甲>r乙，可知a甲>a乙，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于兩球由靜止下落，兩小球下落相同的距離則由x＝at2，t2＝，t甲<t乙，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由v2＝2ax可知，甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小，選項(xiàng)B正確；由于甲球質(zhì)量大于乙球質(zhì)量，所

12、以甲球半徑大于乙球半徑，甲球所受的阻力大于乙球所受的阻力，則兩小球下落相同的距離甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功，選項(xiàng)D正確． 10．如圖所示，傾角為30°的光滑斜面與粗糙的水平面平滑連接．現(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h＝0.8 m，B點(diǎn)到C點(diǎn)的距離L＝2.0 m(滑塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)沒(méi)有能量損失，取g＝10 m/s2)．求： (1)滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度的大?。? (2)滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ； (3)滑塊從A點(diǎn)釋放后，經(jīng)過(guò)時(shí)間t＝1.0 s時(shí)速度的大?。? 解析：(1)滑塊先在斜面上做勻加速運(yùn)

13、動(dòng)，然后在水平面上做勻減速運(yùn)動(dòng)，故滑塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)達(dá)到速度最大值vm，設(shè)滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a1，由牛頓第二定律得mgsin 30°＝ma1. 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知v＝ 解得vm＝4 m/s (2)設(shè)滑塊在水平面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a2，由牛頓第二定律得μmg＝ma2 又v＝2a2L 解得μ＝0.4 (3)設(shè)滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，則vm＝a1t1 解得t1＝0.8 s 由于t>t1，故t＝1.0 s時(shí)滑塊已經(jīng)經(jīng)過(guò)B點(diǎn)，做勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t－t1＝0.2 s 設(shè)t＝1.0 s時(shí)速度大小為v，則v＝vm－a2(t－t1) 解得v＝3.2 m/s

14、答案：(1)4 m/s　(2)0.4　(3)3.2 m/s 【B級(jí)——提升練】 11. (多選)如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧下端固定在傾角為θ的粗糙斜面底端的擋板C上，另一端自然伸長(zhǎng)到A點(diǎn)．質(zhì)量為m的物塊從斜面上B點(diǎn)由靜止開(kāi)始滑下，與彈簧發(fā)生相互作用，最終停在斜面上某點(diǎn)．下列說(shuō)法正確的是 (　　) A．物塊第一次滑到A點(diǎn)時(shí)速度最大 B．物塊速度最大時(shí)彈簧的壓縮量小于 C．物塊壓縮彈簧后被反彈過(guò)程做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng) D．物塊最終停在斜面上時(shí)受到的摩擦力小于mgsin θ 解析：BD　當(dāng)物塊受力平衡時(shí)速度最大，由kx＋μmgcos θ＝mgsin θ，解得x＝，故A

15、錯(cuò)誤，B正確；物塊壓縮彈簧后被反彈過(guò)程先做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，后做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；由于物塊能夠由靜止下滑，可得最大靜摩擦力小于重力沿斜面方向的分力，故最終停止運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧有彈力，根據(jù)受力平衡知，物塊受到的摩擦力小于mgsin θ，故D正確． 12.如圖所示，有一半圓，其直徑水平且與另一圓的底部相切于O點(diǎn)，O點(diǎn)恰好是下半圓的圓心，有三條光滑軌道AB、CD、EF，它們的上下端分別位于上下兩圓的圓周上，三軌道都經(jīng)過(guò)切點(diǎn)O，軌道與豎直線(xiàn)的夾角關(guān)系為α>β>θ.現(xiàn)在讓一物塊先后從三軌道頂端由靜止開(kāi)始下滑至底端，則物塊在每一條傾斜軌道上滑動(dòng)時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間關(guān)系為(　　)

16、 A．tAB＝tCD＝tEF B．tAB>tCD>tEF C．tAB<tCD<tEF D．tAB＝tCD<tEF 解析：B　在傾斜軌道上，設(shè)軌道與豎直方向間夾角為r，對(duì)物塊由牛頓第二定律有mgcos r＝ma，得加速度a＝g cos r，又位移x＝2R1cos r＋R2，再結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式x＝at2，得t＝，由此關(guān)系式可知隨r的增大t增大，因α>β>θ，則tAB>tCD>tEF，故選B. 13.如圖所示，水平桌面由粗糙程度不同的AB、BC兩部分組成，且AB＝BC，物塊P(可視為質(zhì)點(diǎn))以某一初速度從A點(diǎn)滑上桌面，最后恰好停在C點(diǎn)，已知物

17、塊經(jīng)過(guò)AB與BC兩部分的時(shí)間之比為1∶4，則物塊P與桌面上AB、BC部分之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1、μ2之比為(物塊P在AB、BC上所做的運(yùn)動(dòng)均可看作勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng))(　　) A．1∶1 B．1∶4 C．4∶1 D．8∶1 解析：D　由牛頓第二定律可知，物塊P在AB段減速的加速度a1＝μ1g，在BC段減速的加速度a2＝μ2g，設(shè)物塊P在AB段運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，則可得：vB＝μ2g·4t，v0＝μ1gt＋μ2g·4t，由xAB＝·t，xBC＝·4t，xAB＝xBC解得：μ1＝8μ2，故D正確． 14.如圖所示，在傾角θ＝37°的粗糙斜面上距離斜

18、面底端s＝4 m處，有一質(zhì)量m＝1 kg的物塊，受水平恒力F作用由靜止開(kāi)始沿斜面下滑，到達(dá)底端時(shí)立即撤去水平恒力F，然后在水平面上滑動(dòng)一段距離后停止．每隔0.2 s通過(guò)傳感器測(cè)得物塊的瞬時(shí)速度，下表給出了部分測(cè)量數(shù)據(jù)．若物塊與各接觸面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相等，不計(jì)物塊撞擊水平面時(shí)的能量損失，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求： t/s 0 0.2 0.4 … 2.2 2.4 … v/(m·s－1) 0 0.4 0.8 … 3.6 3.2 … (1)撤去水平恒力F時(shí)物塊的速度大?。? (2)物塊

19、與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)； (3)水平恒力F的大?。? 解析：(1)由表中數(shù)據(jù)可得物塊沿斜面加速下滑的加速度大小a1＝＝ m/s2＝2 m/s2.由v2＝2a1s，代入數(shù)據(jù)解得v＝＝ m/s＝4 m/s. (2)物塊沿水平面減速滑行時(shí)，加速度大小a2＝＝ m/s2＝2 m/s2，在水平面上由牛頓第二定律得μmg＝ma2，解得μ＝＝0.2. (3)物塊沿斜面加速下滑時(shí)，有mgsin θ－Fcos θ－μ(mgcos θ＋Fsin θ)＝ma1，代入數(shù)據(jù)解得F＝2.6 N. 答案：(1)4 m/s　(2)0.2　(3)2.6 N 15.避險(xiǎn)車(chē)道(標(biāo)志如圖甲所示)是避免惡性交通事故的重要設(shè)施

20、，由制動(dòng)坡床和防撞設(shè)施等組成，如圖乙所示的豎直平面內(nèi)，制動(dòng)坡床視為與水平面夾角為θ的斜面．一輛長(zhǎng)12 m的載有貨物的貨車(chē)因剎車(chē)失靈從干道駛?cè)胫苿?dòng)坡床，當(dāng)車(chē)速為23 m/s時(shí)，車(chē)尾位于制動(dòng)坡床的底端，貨物開(kāi)始在車(chē)廂內(nèi)向車(chē)頭滑動(dòng)，當(dāng)貨物在車(chē)廂內(nèi)滑動(dòng)了4 m時(shí)，車(chē)頭距制動(dòng)坡床頂端38 m，再過(guò)一段時(shí)間，貨車(chē)停止．已知貨車(chē)質(zhì)量是貨物質(zhì)量的4倍，貨物與車(chē)廂間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4；貨車(chē)在制動(dòng)坡床上運(yùn)動(dòng)受到的坡床阻力大小為貨車(chē)和貨物總重的0.44倍．貨物與貨車(chē)分別視為小滑塊和平板，取cos θ＝1，sin θ＝0.1，g ＝10 m/s2.求： (1)貨物在車(chē)廂內(nèi)滑動(dòng)時(shí)加速度的大小和方向； (2

21、)制動(dòng)坡床的長(zhǎng)度． 解析：(1)設(shè)貨物的質(zhì)量為m，貨物與車(chē)廂間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.4，貨物在車(chē)廂內(nèi)滑動(dòng)過(guò)程中，受到的摩擦力大小為Ff，加速度大小為a1，則 Ff＋mgsin θ＝ma1① Ff＝μmgcos θ② 聯(lián)立①②式并代入數(shù)據(jù)得a1＝5 m/s2③ a1的方向沿制動(dòng)坡床向下 (2)設(shè)貨車(chē)的質(zhì)量為M，車(chē)尾位于制動(dòng)坡床底端時(shí)的車(chē)速為v＝23 m/s.貨物在車(chē)廂內(nèi)開(kāi)始滑動(dòng)到車(chē)頭距制動(dòng)坡床頂端s0＝38 m的過(guò)程中，用時(shí)為t，貨物相對(duì)制動(dòng)坡床的運(yùn)動(dòng)距離為s1，在車(chē)廂內(nèi)滑動(dòng)的距離s＝4 m，貨車(chē)的加速度大小為a2，貨車(chē)相對(duì)制動(dòng)坡床的運(yùn)動(dòng)距離為s2.貨車(chē)受到制動(dòng)坡床的阻力大小為F，F(xiàn)是

22、貨車(chē)和貨物總重的k倍，k＝0.44，貨車(chē)長(zhǎng)度l0＝12 m，制動(dòng)坡床的長(zhǎng)度為l，則 Mgsin θ＋F－Ff＝Ma2④ F＝k(m＋M)g⑤ s1＝vt－a1t2⑥ s2＝vt－a2t2⑦ s＝s1－s2⑧ l＝l0＋s0＋s2⑨ 聯(lián)立①②④～⑨并代入數(shù)據(jù)得l＝98 m⑩ 答案：(1)5 m/s2　方向沿制動(dòng)坡床向下　(2)98 m 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375