2019版高考物理一輪復(fù)習(xí)第三章牛頓運動定律課后分級演練8牛頓第二定律兩類動力學(xué)問題

1、 課后分級演練（八）牛頓第二定律兩類動力學(xué)問題 【A 級一一基礎(chǔ)練】 1.一物塊靜止在粗糙的水平桌面上從某時刻開始，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摩擦力以 表示水平拉力的大小能正確描述 部圓心0,而上端則擱在倉庫側(cè)壁上，三塊滑板與水平面的夾角依次是 若有三個小孩同時從 a、b、c處開始下滑（忽略阻力），則 解析：D 三塊滑板與圓柱形倉庫構(gòu)成的斜面底邊長度均為圓柱形倉庫的底面半徑，則 R- = 2gt2sin 0 , t2= i 4R 0，當(dāng) 0 = 45 時，t 最??；當(dāng) 0 = 30 和 60 時，sin cos 0 2 gsin 2 0 的值相同，

2、故只有 D 正確. 3. 如圖甲所示， 物塊靜止在粗糙水平面上.某時刻 （t = 0）開始，物塊受到水平拉力 的作用.拉力F在 0to時間內(nèi)隨時間變化情況如圖乙所示，則物塊的速度一時間圖象可能 解析：D 拉力較小時，拉力小于最大靜摩擦力，物塊靜止；拉動后，由解析：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 =ma,即F= m升Ff，該關(guān)系為線性函數(shù).當(dāng) a= 0 時, Ff F= Ff； 當(dāng) F= 0 時，a=- m-符合該 函數(shù)關(guān)系的圖象為 C. 2.如圖所示，圓柱形的倉庫內(nèi)有三塊長度不同的滑板 aO bO cO,其下端都固定于底 a表示物塊的加速度大小，F(xiàn) 30

3、、 45、 60. A. a處B. b處C. c處小孩最先到0點 D. a、Fmg= ma F與a之間關(guān)系的圖象是（ ) 甲 D 可知，隨著拉力的增大，物塊的加速度增大，所以速度一時間圖象切線斜率增大. 4. 如圖所示，公共汽車沿水平面向右做勻變速直線運動，小球 A用細線懸掛在車頂上， 質(zhì)量為m的一位中學(xué)生手握扶桿始終相對于汽車靜止站在車廂底板上. 學(xué)生鞋底與公共汽車 間的動摩擦因數(shù)為 卩.若某時刻觀察到細線偏離豎直方向 0角，則此刻公共汽車對學(xué)生產(chǎn) 生的作用力的大小和方向為 （ ） V s mg B. 礦0斜向左上方 解析：B 對小球A,由牛頓第二定律得 m gtan 0 = m a,則人與

4、車的加速度為 a = gtan 0，方向水平向左，因此車對人的作用力為 F= mg 2+ mgan 0 2= mg- cos 0 方向斜向左上方，因此選項 B 正確，其他選項均錯. 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)細線連接， B、C間由一輕桿相連.傾角為 0的光滑斜面固 定在地面上，彈簧、細線與輕桿均平行于斜面， 初始系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)， 細線被燒斷的瞬間， 下列說法正確的是（ ） 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，大小均為 gsin 0 D. B、C之間桿的彈力大小為

5、 0 解析：CD 初始系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，把 BC看成整體，BC受重力 2mg斜面的支持力FN、 細線的拉力FT,由平衡條件可得 Fr= 2mgin 0，對A進行受力分析，A受重力mg斜面的 支持力、彈簧的拉力F彈和細線的拉力 FT,由平衡條件可得：F彈=Fr+ mn 0 = 3mn 0 , 細線被燒斷的瞬間，拉力會突變?yōu)榱悖瑥椈傻膹椓Σ蛔?，根?jù)牛頓第二定律得 A球的加速度 沿斜面向上，大小 a= 2gsin 0，選項A 錯誤；細線被燒斷的瞬間，把 BC看成整體，根據(jù) 牛頓第二定律得 BC球的加速度a= gsin 0，均沿斜面向下，選項 B 錯誤，C 正確；對C 進行受力分A. mg豎直向上 C

6、. mgan 0，水平向右 D. mg. 1+卩2,斜向右上方 析，C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 mgjin 0 + F= ma，解得F= 0,所以B C之間桿的彈力大小為 0,選項 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豢诖箸姡?每年元旦會進行敲鐘 儀式，如圖所示，在大鐘旁邊并排吊著撞錘，吊撞錘的輕繩長為 L,與吊撞錘的點等高且水 平相距筈3處有一固定的光滑定滑輪，一同學(xué)將輕繩一端繞過定滑輪連在撞錘上，然后緩 慢往下拉繩子另一端， 使得撞錘提升豎直高度 L/2 時突然松手，使撞錘自然地擺動下去撞擊 大鐘，發(fā)出聲音.（重力加速度為g

7、）則（ ） A. 在撞錘上升過程中，該同學(xué)對繩子的拉力大小不變 B. 在撞錘上升過程中，撞錘吊繩上的拉力大小不變 C. 突然松手時，撞錘的加速度大小等于 g D.突然松手時，撞錘的加速度大小等于 -23g 解析：D 因該同學(xué)緩慢拉繩子，則撞錘在緩慢上升，處于動態(tài)平衡狀態(tài)，對撞錘受力 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 錯誤：突然松手時，撞錘此時受重力和吊撞錘的繩子對它 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

8、,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)牛頓第二定律得其加速度大小 a=活= g, C 錯誤，D 正確. 7. 如圖所示，兩根長度分別為 Li和L2的光滑桿AB和BC在B點垂直焊接，當(dāng)按圖示方 式固定在豎直平面內(nèi)時， 將一滑環(huán)從B點由靜止釋放，分別沿BA和BC滑到桿的底端經(jīng)歷的 時間相同，則這段時間為（ ） A. 皿 mcsin B 沿BC下滑的加速度為 a2= m = gsin B 設(shè)下滑時間為t,由題有： 1 2 Li = 2ait 1 2 l_2= qa2t 8. （多選）（2017 淄博二模）如圖所示，某雜技演員在做手指玩耍盤子的高難度表演.

9、盤的質(zhì)量為 m手指與盤之間的動摩擦因數(shù)為 卩，重力加速度為g,設(shè)最大靜摩擦力等于滑 動摩擦力，盤底處于水平狀態(tài)且不考慮盤的自轉(zhuǎn)則下列說法正確的是 （ ） A 若手指支撐著盤，使盤保持靜止狀態(tài)，則手指對盤的作用力等于 mg B. 若手指支撐著盤并一起水平向右勻速運動，則盤受到水平向右的靜摩擦力 C. 若手指支撐著盤并一起水平向右勻加速運動，則手指對盤的作用力大小為 卩mg D. 若盤隨手指一起水平勻加速運動，則手指對盤的作用力大小不可超過 1 + 1 mg 解析：AD 若手指支撐著盤，使盤保持靜止狀態(tài)， 則盤受力平衡，手指對盤的作用力與 盤的重力等大反向，則手指對盤的作用力等于 mg選項 A 正

10、確；若手指支撐著盤并一起水 平向右勻速運動，則水平方向盤不受力， 即盤不受靜摩擦力， 選項 B 錯誤；若手指支撐著盤 并一起水平向右勻加速運動，則手指對盤的作用力為靜摩擦力，大小不一定等于 img選 L2+ L2 L+ L2 滑環(huán)沿BA下滑的加速度為ai= mg gsin a a和B ,由幾何知識有：sin a = cos B 項 C 錯誤；若盤隨手指一起水平勻加速運動， 則手指對盤子水平方向的最大靜摩擦力為 i mg 豎直方向?qū)ΡP子的支持力為 mg則手指對盤的作用力大小的最大值 7mg 2+ i mg 2 = 冷1 +i2mg即手指對盤的作用力大小不可超過 1+ i弦mg選項 D 正確. 9

11、. （多選）兩實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)它們運動時受到的阻力與球的半徑成正比,與球的速率無關(guān).若它們下 落相同的距離，則( ) A. 甲球用的時間比乙球長 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 4 3 解析：BD 設(shè)小球的密度為 P，其質(zhì)量m= pn r，設(shè)阻力與球的半徑的比值為 k,根 據(jù)牛頓第二定律得： mg- kr kr 3k , , , a g 3 g 2,由此可見，由 m甲 m乙, m 匕 4 pn r 4 p n r p甲=p乙

12、，r甲r乙，可知a甲a乙，選項 C 錯誤；由于兩球由靜止下落，兩小球下落相同的 1 2 2 2x 2 距離則由x=；at , t = , t甲t乙，選項 A 錯誤；由v= 2ax可知，甲球末速度的大小大 a 于乙球末速度的大小， 選項 B 正確；由于甲球質(zhì)量大于乙球質(zhì)量， 所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 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)從斜面上A點由靜止釋放，最終停在水平面上的 C點.已知A點距水平面的高度 h = 0.8

13、 m , B點到C點的距離L= 2.0 m(滑塊經(jīng)過B點時沒有能量損失，取 g= 10 m/s 2).求： . =Jk 辭 . (1) 滑塊在運動過程中的最大速度的大小； (2) 滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù) 卩； (3) 滑塊從A點釋放后，經(jīng)過時間t = 1.0 s時速度的大小. 解析：(1)滑塊先在斜面上做勻加速運動，然后在水平面上做勻減速運動，故滑塊運動 到B點時達到速度最大值 vm,設(shè)滑塊在斜面上運動的加速度大小為 a1,由牛頓第二定律得 由運動學(xué)公式知矗普 解得 Vm= 4 m/s (2) 設(shè)滑塊在水平面上運動的加速度大小為 a2，由牛頓第二定律得卩mg= ma 2 又 Vm= 2a2

14、L mi n 30 ma. 解得= 0.4 (3) 設(shè)滑塊在斜面上運動的時間為 11,則Vm= a1t1 解得 t1 = 0.8 s 由于tti,故t = 1.0 s時滑塊已經(jīng)經(jīng)過 B點，做勻減速運動的時間為 t -ti= 0.2 s 設(shè)t = 1.0 s時速度大小為 v,貝U v= vm-a2（t 11） 解得 v= 3.2 m/s 答案：（1）4 m/s （2）0.4 （3）3.2 m/s 【B 級一一提升練】 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 0的粗糙斜面底端 的擋板C上，另一端自然伸長到 A點.質(zhì)量為m的物塊從斜面上 B點由靜止開始滑下， 與彈 簧發(fā)生

15、相互作用，最終停在斜面上某點下列說法正確的是 B. 物塊速度最大時彈簧的壓縮量小于 噸：9 k C. 物塊壓縮彈簧后被反彈過程做加速度逐漸減小的加速運動 D. 物塊最終停在斜面上時受到的摩擦力小于 m毀 n 9 解析：BD 當(dāng)物塊受力平衡時速度最大，由 kx +卩mgcos 9 = mgsin 9，解得x = 小的加速運動，后做加速度增大的減速運動， 故 C 錯誤；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，故最終停止運動時彈簧有彈力，根據(jù)受力平衡知， 物塊受到的摩擦力小于 mgpin 9，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

16、點，O點恰好是下半 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)過切點 O軌道與豎直線的夾角關(guān)系為 a 3 9 .現(xiàn)在讓一物塊先后從三軌道頂端由 靜止開始下滑至底端，則物塊在每一條傾斜軌道上滑動時所經(jīng)歷的時間關(guān)系為 mgfin 9卩 mgpos 9 k 故 A 錯誤， B 正確；物塊壓縮彈簧后被反彈過程先做加速度逐漸減 D. t AB= t CDt EF 解析：B 在傾斜軌道上，設(shè)軌道與豎直方向間夾角為 r,對物塊由牛頓第二定律有 mgcosA. t AB= t CD= t EF B. t t EF C. t ABt CD 3 B ,貝U t

17、ABt CDt EF,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)以某一初速度從 A點滑上桌面，最后恰好停在 C點，已知物塊經(jīng)過 AB與BC兩部 分的時間之比為 1 : 4，則物塊P與桌面上AB BC部分之間的動摩擦因數(shù) 卩1、卩2之比為(物 塊P在AB BC上所做的運動均可看作勻變速直線運動 )( ) p Va 1 _ I I ABC 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 =ig,在BC段減速 的加速度a2= i 2g,設(shè)物塊 P

18、在AB段運動時間為t，則可得：VB= 口 2g4t , vo= 口 1gt + Vo+ VB VB 1 2g -4 t，由 XAB= 2- t , XBC=4 t , XAB= XBC解得: 14. 如圖所示，在傾角0 = 37的粗糙斜面上距離斜面底端 s= 4 m 處，有一質(zhì)量m= 1 kg 的物塊，受水平恒力 F作用由靜止開始沿斜面下滑，到達底端時立即撤去水平恒力 F,然后 在水平面上滑動一段距離后停止.每隔 0.2 s 通過傳感器測得物塊的瞬時速度，下表給出了 部分測量數(shù)據(jù).若物塊與各接觸面之間的動摩擦因數(shù)均相等， 不計物塊撞擊水平面時的能量 2 損失，g 取 10 m/s , sin

19、37 = 0.6 , cos 37 = 0.8.求： t /s 0 0.2 0.4 2.2 2.4 v/(m s J 0 0.4 0.8 3.6 3.2 (1) 撤去水平恒力F時物塊的速度大小; (2) 物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)； 水平恒力F的大小. 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 已1=十 =誇 m/s2= 2 m/s【由 V = 2a1S,代入數(shù)據(jù)解得 v=#2a1S=2x2X4 m/s = 4 m/s. V2 0.4 2 2 由此關(guān)系式可知隨 (2)物塊沿水平面減速滑行時，加速度大小 a2 = 貢 =02 m/s = 2 m/s ,在水平面上由 牛頓第二定律得

20、 a2 卩m= ma，解得孑=02 (3)物塊沿斜面加速下滑時，有 min 0 Feos 0 卩(mgpos 0 + Fsin 0 ) = ma,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. 避險車道(標志如圖甲所示)是避免惡性交通事故的重要設(shè)施，由制動坡床和防撞設(shè) 施等組成，如圖乙所示的豎直平面內(nèi)，制動坡床視為與水平面夾角為 0的斜面一輛長 12 m 的載有貨物的貨車因剎車失靈從干道駛?cè)胫苿悠麓玻?dāng)車速為 23 m/s時，車尾位于制動 坡床的底端，貨物開始在車廂內(nèi)向車頭滑動，當(dāng)貨物在車廂內(nèi)滑動了 4 m 時，車頭距制動坡 床頂端 38 m，再過一段時間，