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1、高三物理總練習(xí)3-2牛頓第二定律練習(xí)新蘇版一、選擇題1(2017·北京)“蹦極”就是跳躍者把一端固定的長彈性繩綁在踝關(guān)節(jié)等處,從幾十米高處跳下的一種極限運動某人做蹦極運動,所受繩子拉力F的大小隨時間t變化的情況如下圖將蹦極過程近似為在豎直方向的運動,重力加速度為g.據(jù)圖可知,此人在蹦極過程中最大加速度約為()AgB2gC3gD4g答案B解析由Ft圖象知,靜止時,0.6F0mg 當(dāng)F1.8F0時,有最大加速度,根據(jù)牛頓第二定律:18F0mgma 由得a2g.2.如下圖,正沿平直軌道向右勻速行駛的車廂內(nèi),用水平繩a和傾斜繩b共同固定一個小球,若車廂改做加速運動,則兩繩的拉力FTa和FTb
2、的變化情況是()AFTa增大 BFTb減小CFTa不變 DFTa、FTb的合力增大答案AD解析當(dāng)向右勻速行駛時,F(xiàn)Ta與FTb的合力大小等于重力,方向豎直向上;當(dāng)向右加速時,球所受的合外力不為0,F(xiàn)Ta、FTb的合力在豎直方向的分量等于重力, 水平方向的分量等于ma,由此得到FTa增大,F(xiàn)Ta、FTb的合力增大3(2017·江西重點中學(xué)模擬)如圖(甲)是某景點的山坡滑道圖片,為了探究滑行者在滑道直線部分AE滑行的時間技術(shù)人員通過測量繪制出如圖(乙)所示的示意圖AC是滑道的豎直高度,D點是AC豎直線上的一點,且有ADDE10m,滑道AE可視為光滑,滑行者從坡頂A點由靜止開始沿滑道AE向
3、下做直線滑動,g取10m/s2,則滑行者在滑道AE上滑行的時間為()A.s B2s C.s D2s答案B解析設(shè)CAE,則由牛頓第二定律得,滑行者的加速度為agcos;由幾何關(guān)系得,AE2ADcos;由運動學(xué)公式得,AEat2,由以上兩式代入數(shù)據(jù)解得t2s,故B正確4(2017·黑龍江四校模擬)質(zhì)量為0.3kg的物體在水平面上做直線運動,其運動情況如下圖,兩條直線為:水平方向物體只受摩擦力作用時和水平方向受到摩擦力、水平力F兩個力共同作用時的速度時間圖象,則以下說法中正確的選項是(g10m/s2)()A水平力F可能等于0.3NB物體的摩擦力一定等于0.1NC水平力F一定等于0.1ND物
4、體的摩擦力可能等于0.3N答案C解析由題圖可知,物體在兩種情況下均做減速運動,圖線a的加速度大小為aam/s2m/s2,圖線b的加速度大小為abm/s2m/s2;若水平力F與速度方向相同,則Ff Fmaa、Ffmab,解得Ff0.2N、F0.1N;若水平力F與速度方向相反,則Ffmaa、FFfmab,解得F0.1N、Ff0.1N.故C正確5(2017·撫州模擬)如下圖,帶有長方體盒子的斜劈A放在固定的斜面體C的斜面上,在盒子內(nèi)放有光滑球B,B恰與盒子前、后壁P、Q點相接觸若使斜劈A在斜面體C上靜止不動,則P、Q對球B無壓力以下說法不正確的選項是()A若C的斜面光滑,斜劈A由靜止釋放,
5、則Q點對球B有壓力B若C的斜面光滑,斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行,則P、Q對B均無壓力C若C的斜面粗糙,斜劈A沿斜面勻速下滑,則P、Q對B均無壓力D若C的斜面粗糙,斜劈A沿斜面加速下滑,則Q點對球B有壓力答案B解析將A、B作為一個整體,若C的斜面光滑,不論斜劈A由靜止釋放,還是斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行,整體都具有沿斜面向下的加速度gsin;隔離B進行受力分析可知,除重力外,B還受到A的豎直向上的支持力,所以A的后壁的Q點一定對B產(chǎn)生壓力,B沿斜面向下的加速度才會達到gsin,故A正確、B錯誤;若C的斜面粗糙,斜劈A沿斜面勻速下滑,P點和Q點都不能對B產(chǎn)生彈力,否則B不能做勻速運
6、動;若斜劈A沿斜面加速下滑時,Q點一定對B產(chǎn)生彈力,故C、D均正確6(2017·濰坊模擬)如圖(甲)所示,一物體沿足夠長的光滑斜面從t0時由靜止開始運動,同時受到沿斜面向上的風(fēng)力作用,風(fēng)力的大小與時間成正比,即Fkt(k為常數(shù))在物體沿斜面向下運動的過程中,物體的加速度、速度隨時間變化的圖象正確的選項是(取沿斜面向下為正方向)()答案B解析對物體受力分析如下圖,在t0時,F(xiàn)0,物體的加速度沿斜面向下,大小為agsin;隨時間t的增加,F(xiàn)增大,由牛頓第二定律得mgsinFma,所以物體的加速度沿斜面向下,大小為agsin,所以物體的加速度減小,速度增大;當(dāng)風(fēng)力F增大到Fmgsin時,物
7、體的加速度為零,速度達到最大;F繼續(xù)隨時間增大,物體的加速度沿斜面向上,由牛頓第二定律得Fmgsinma,則agsin,所以物體的加速度增大,速度減??;由于在沿斜面向下運動的過程中,加速度隨時間先均勻減小后均勻增加,且方向發(fā)生變化,故A錯誤、B正確;由于加速度先減小后增大,所以vt圖象中圖線的斜率應(yīng)先減小后增大,故C、D均錯誤7(2017·濟寧模擬)如下圖,水平傳送帶A、B兩端點相距x4m,以v02m/s的速度(始終保持不變)順時針運轉(zhuǎn),今將一小煤塊(可視為質(zhì)點)無初速度地輕放至A點處,已知小煤塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.4,g取10m/s2. 由于小煤塊與傳送帶之間有相對滑動,會
8、在傳送帶上留下劃痕則小煤塊從A運動到B的過程中()A小煤塊從A運動到B的時間是sB小煤塊從A運動到B的時間是2.25sC劃痕長度是4mD劃痕長度是0.5m答案BD解析小煤塊剛放上傳送帶后,加速度ag 4m/s2,由v0at1可知,小煤塊加速到與傳送帶同速的時間為t10.5s,此時小煤塊運動的位移x1t10.5m,而傳送帶的位移為x2v0t11m,故小煤塊在帶上的劃痕長度為lx2x10.5m,D正確,C錯誤;之后的xx13.5m,小煤塊勻速運動,故t21.75s,故小煤塊從A運動到B的時間tt1t22.25s,A錯誤,B正確8(2017·濟南模擬)如圖a所示,一輕質(zhì)彈簧的下端固定在水平
9、面上,上端放置一物體(物體與彈簧不連接),初始時物體處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)用豎直向上的拉力F作用在物體上,使物體開始向上做勻加速運動,拉力F與物體位移x的關(guān)系如圖b所示(g10m/s2),則正確的結(jié)論是()A物體與彈簧分離時,彈簧處于壓縮狀態(tài)B彈簧的勁度系數(shù)為7.5N/cmC物體的質(zhì)量為3kgD物體的加速度大小為5m/s2答案D解析設(shè)靜止時彈簧的壓縮量為x0,則kx0mg,施加拉力F后,設(shè)上移的位移為x,則此時彈簧的壓縮量為(x0x),由牛頓第二定律可得:Fk(x0x)mgma得出Fmakx,對應(yīng)圖b可得:ma10N,kN/cm5N/cm,物體與彈簧分離時,彈簧應(yīng)處于自然狀態(tài),故x04cm,故可計算得
10、出:m2kg,a5m/s2,因此只有D正確二、非選擇題9.一只小貓?zhí)饋碜プ覓煸谔旎ò迳系呢Q直木桿,如右圖所示,在這一瞬間懸繩斷了,設(shè)木桿足夠長,由于小貓繼續(xù)上爬,所以小貓離地面高度不變,則木桿下降的加速度大小為_,方向為_(設(shè)小貓質(zhì)量為m,木桿的質(zhì)量為M)答案g向下解析先對貓進行分析,由于貓相對地面高度不變,即貓?zhí)幱谄胶鉅顟B(tài),而貓受重力G1mg和木桿對貓向上的摩擦力F的作用,如下圖所示,故G1與F二力平衡,即FG1mg 再對木桿進行受力分析:木桿受重力G2Mg作用,由于木桿對貓有向上的摩擦力F,由牛頓第三定律可知,貓對桿有向下的摩擦力F,且FF 由牛頓第二定律,桿的加速度為a 由、式可得:
11、ag,即桿下降的加速度為g,方向向下10(2017·江西百所名校模擬)一游客在滑雪時,由靜止開始沿傾角37°的山坡勻加速下滑下滑過程中攝影師分別在相距L22.5m的A點和B點各給游客抓拍一張照片,為了追求滑雪過程中的動感效果,攝影師將相機的曝光時間定為 t0.1s.由于游客的速度較快,相片中出現(xiàn)了一定長度的虛影,經(jīng)實地測量照片中與A點的虛影長度相對應(yīng)的實際長度lA2m ,照片中與B點的虛影長度相對的實際長度lB2.5m.若考慮在0.1s內(nèi)游客的運動可視為勻速運動,試計算:(g10m/s2,sin37°0.6,cos37°0.8)(1)游客在A點時速度的大
12、小vA;(2)滑雪板與坡道間的動摩擦因數(shù);(3)A點距出發(fā)點的距離LA.答案(1)20m/s(2)0.125(3)40m解析(1)在t時間內(nèi)游客的運動可看成勻速運動,則游客在A點的速度為vA20m/s(2)同理,游客在B點的速度為 vB25m/s設(shè)游客的加速度為a,由2aLvv得:a5m/s2由牛頓第二定律得:mgsinmgcosma解得0.125(3)游客的初速度為零,由2aLAv得LA40m11(2017·山東)如下圖,在高出水平地面h1.8m的光滑平臺上放置一質(zhì)量M2kg、由兩種不同材料連接成一體的薄板A,其右段長度l10.2m且表面光滑,左段表面粗糙在A最右端放有可視為質(zhì)點的
13、物塊B,其質(zhì)量m1kg.B與A左段間動摩擦因數(shù)0.4.開始時二者均靜止,現(xiàn)對A施加F20N水平向右的恒力待B脫離A(A尚未露出平臺)后,將A取走B離開平臺后的落地點與平臺右邊緣的水平距離x1.2m.(取g10m/s2)求: (1)B離開平臺時的速度vB.(2)B從開始運動到剛脫離A時,B運動的時間tB和位移xB.(3)A左端的長度l2.答案(1)2m/s(2)0.5s0.5m(3)1.5m解析(1)設(shè)物塊B平拋運動時間為t,由運動學(xué)公式得hgt2 xvBt 聯(lián)立式,代入數(shù)據(jù)得vB2m/s (2)設(shè)B的加速度為aB,由牛頓第二定律和運動學(xué)知識得mgmaB vBaBtB xBaBt 聯(lián)立式,代入數(shù)
14、據(jù)得tB0.5s xB0.5m. (3)設(shè)B剛開始運動時,A的速度為v1,由動能定理得Fl1Mv 設(shè)B運動后A的加速度為aA,由牛頓第二定律和運動學(xué)公式得,F(xiàn)mgMaA (l2xB)v1tBaAt 聯(lián)立式,代入數(shù)據(jù)得l21.5m.12(2017·金華十校模擬)傳送帶以恒定速度v4m/s順時針運行,傳送帶與水平面的夾角37°.現(xiàn)將質(zhì)量m2kg的小物品輕放在其底端(小物品可看成質(zhì)點),平臺上的人通過一根輕繩用恒力F20N拉小物品,經(jīng)過一段時間物品被拉到離地高為H1.8m的平臺上,如下圖已知物品與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)0.5,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10m/s2,已知sin37°0.6,cos37°0.8.求:(1)物品從傳送帶底端運動到平臺上所用的時間是多少?(2)若在物品與傳送帶達到同速瞬間撤去恒力F,求物品還需多少時間離開傳送帶?答案(1)1s(2)(2)s解析(1)物品在達到與傳送帶速度v4m/s相等前,做初速度為零的勻加速直線運動由牛頓第二定律得:Fmgcos37°mgsin37°ma1解得a1
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