2016屆高三物理人教版一輪復(fù)習(xí)習(xí)題：第3章 第2講牛頓第二定律

1、第三章 第2講一、選擇題(16題為單選題，7、8題為多選題)1(2014吉林實(shí)驗(yàn)中學(xué)模抉)中國首次太空授課活動于2013年6月20日上午舉行，如圖所示，航天員王亞平利用天宮一號中的“質(zhì)量測量儀”測量航天員聶海勝的質(zhì)量為74kg。測量時，聶海勝與輕質(zhì)支架被王亞平水平拉離初始位置，且處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)王亞平松手后，聶海勝與輕質(zhì)支架受到一個大小為100N的水平恒力作用而復(fù)位，用光柵測得復(fù)位時瞬間速度為1m/s，則復(fù)位的時間為()A0.74sB0.37sC0.26sD1.35s答案A解析宇航員復(fù)位的過程中由于受到的是水平恒力的作用，所以是勻變速直線運(yùn)動，由牛頓第二定律可得宇航員的加速度為aeq f(F,

2、m)eq f(100N,74kg)eq f(100,74)m/s2，再根據(jù)加速度的定義式aeq f(vtv0,t)得到復(fù)位的時間，所以復(fù)位時間teq f(vt,a)eq f(1,f(100,74)s0.74s，A正確。2(2014西安鐵一中模擬)如圖所示，小車沿水平面做直線運(yùn)動，小車內(nèi)粗糙底面上有一物塊被一拉伸彈簧拉著，小車向右做加速運(yùn)動。若小車向右的加速度增大，物塊始終相對小車靜止，則物塊所受摩擦力F1和車右壁受彈簧的拉力F2的大小變化可能是()AF1不變，F(xiàn)2一直變大BF1先變小后變大，F(xiàn)2不變CF1先變大后變小，F(xiàn)2不變DF1變大，F(xiàn)2先變小后不變答案B解析小車向右的加速度增大，而物塊始

3、終相對小車靜止，即彈簧伸長量始終不變，則F2不變，A、D錯；若開始沒有摩擦力或摩擦力水平向右，則隨著加速度的增大，摩擦力必變大；若開始摩擦力向左，則隨著加速度的增大，摩擦力必先變小后變大，B對C錯。3(2014北京海淀質(zhì)檢)如圖所示，一物體分別從3個不同高度，但同底的光滑斜面的頂端由靜止開始滑下，斜面與水平面夾角分別為30、45、60，滑到底端所用的時間t1、t2、t3的關(guān)系是()At1t2t3Bt1t3t2Ct1t2t3Dt1t2t2，選項(xiàng)B正確。4(2014南京外國語學(xué)校月考)在水平地面上運(yùn)動的小車車廂底部有一質(zhì)量為m1的木塊，木塊和車廂通過一根輕質(zhì)彈簧相連接，彈簧的勁度系數(shù)為k.在車廂的

4、頂部用一根細(xì)線懸掛一質(zhì)量為m2的小球某段時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)細(xì)線與豎直方向的夾角為，在這段時間內(nèi)木塊與車廂保持相對靜止，如圖所示不計(jì)木塊與車廂底部的摩擦力，則在這段時間內(nèi)彈簧的形變?yōu)?)A伸長量為eq f(m1g,k)tanB壓縮量為eq f(m1g,k)tanC伸長量為eq f(m1g,ktan)D壓縮量為eq f(m1g,ktan)答案A解析對小球：F合m2gtanm2a，agtan，對木塊：F彈kxm1a，xeq f(m1g,k)tan，故A正確。5(2014大綱全國)一物塊沿傾角為的斜坡向上滑動。當(dāng)物塊的初速度為時，上升的最大高度為H，如圖所示；當(dāng)物塊的初速度為eq f(,2)時，上升的最大高度

5、記為h.重力加速度大小為g.物塊與斜坡間的動摩擦因數(shù)和h分別為()Atan和eq f(H,2)B(eq f(v2,2gH)1)tan和eq f(H,2)Ctan和eq f(H,4)D(eq f(v2,2gH)1)tan和eq f(H,4)答案D解析本題考查牛頓第二定律的兩類基本問題，用牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式解即可，根據(jù)牛頓第二定律，mgsinmgcosma，而0v22aeq f(H,sin)，解得eq f(v2,2gH)1tan，當(dāng)速度為eq f(v,2)時，(eq f(v,2)2v22aeq f(h,sin)，解得heq f(H,4)，本題中物體做勻變速運(yùn)動，且末速度為零，可以根據(jù)動能定理

6、求動摩擦因數(shù)，根據(jù)初速度為零的勻變速運(yùn)動規(guī)律直接判斷heq f(H,4)。6(2014湖北部分重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)如圖所示，在光滑水平面上有一靜止小車，小車質(zhì)量為M5kg，小車上靜止放置一質(zhì)量為m1kg的木塊，木塊和小車間的動摩擦因數(shù)為0.2，用水平恒力F拉動小車，下列關(guān)于木塊的加速度am和小車的加速度aM，可能正確的有()Aam2m/s2，aM1m/s2Bam1m/s2，aM2m/s2Cam2m/s2，aM4m/s2Dam3m/s2，aM5m/s2答案C解析本題考查牛頓第二定律的應(yīng)用，意在考查考生合理選擇研究對象以及應(yīng)用牛頓第二定律解決問題的能力。當(dāng)木塊與小車間的摩擦力恰好達(dá)到最大值時，木塊與小車

7、加速度相同，木塊的加速度最大，對木塊，amg2m/s2為最大值且amaM，故選項(xiàng)A、D錯誤；當(dāng)木塊的加速度為1m/s2時，木塊與小車加速度相同，故選項(xiàng)B錯誤；當(dāng)a2m/s2時，若木塊相對小車發(fā)生滑動，小車的加速度隨外力F增大而增大，故選項(xiàng)C正確。7.(2014陜西省高三教學(xué)質(zhì)量檢測)如圖所示，運(yùn)動員手持網(wǎng)球拍托球沿水平面勻加速運(yùn)動，設(shè)球拍和球的質(zhì)量分別為M、m，球拍平面和水平面之間的夾角為，球拍與球保持相對靜止，它們之間的摩擦及空氣阻力不計(jì)，則()A運(yùn)動員的加速度大小為gtanB球拍對球的作用力為eq f(mg,cos)C運(yùn)動員對球拍的作用力為MgcosD若運(yùn)動員的加速度大于gsin，則球一定

8、沿球拍向上運(yùn)動答案AB解析球拍對球的支持力與球的重力的合力等于ma，由此可得運(yùn)動員的加速度大小為agtan，球拍對球的作用力為Feq f(mg,cos)，選項(xiàng)A、B正確；運(yùn)動員對球拍的作用力為eq f(Mmg,cos)，選項(xiàng)C錯誤；若運(yùn)動員的加速度大于gtan，球一定沿球拍向上運(yùn)動，選項(xiàng)D錯誤。8(2014四川理綜)如圖所示，水平傳送帶以速度v1勻速運(yùn)動，小物體P、Q由通過定滑輪且不可伸長的輕繩相連，t0時刻P在傳送帶左端具有速度v2，P與定滑輪間的繩水平，tt0時刻P離開傳送帶。不計(jì)定滑輪質(zhì)量和摩擦，繩足夠長。正確描述小物體P速度隨時間變化的圖象可能是()答案BC解析v2v1時，P所受傳送帶

9、的摩擦力方向向左，物體減速運(yùn)動，然后達(dá)到速度v1，以后有以下幾種情況，物體Q的重力比物體P所受傳送帶的最大摩擦力小，即GQfm，則物本P將繼續(xù)減速運(yùn)動，速度減到零后，再向左加速度運(yùn)動，由牛頓第二定律知，這兩個加速度相等，綜上所述，選項(xiàng)A、B錯誤，C正確。二、非選擇題9.(2014鄭州質(zhì)量預(yù)測)如圖所示，工人用繩索拉鑄件，鑄件的質(zhì)量是20kg，鑄件與地面間的動摩擦因數(shù)是0.25。工人用80N的力拉動鑄件，從靜止開始在水平面上前進(jìn)，繩與水平方向的夾角為37并保持不變，經(jīng)4s后松手。求松手后鑄件還能前進(jìn)的距離。(g10m/s2)答案5.4m解析工人拉鑄件時，根據(jù)牛頓第二定律有Fcosfma1N1Fs

10、inmg0又fN1解得a11.3m/s2松手時，鑄件的速度va1t5.2m/s設(shè)松手后，鑄件的加速度為a2，根據(jù)牛頓第二定律有mgma2解得a22.5m/s2松手后，鑄件滑行的距離是seq f(v2,2a2)5.4m。10(2014云南統(tǒng)一檢測)如圖所示，質(zhì)量M1kg的木塊A靜止在水平地面上，在木塊的左端放置一個質(zhì)量m1kg的鐵塊B(大小可忽略)，鐵塊與木塊間的動摩擦因數(shù)10.3，木塊長L1m，用F5N的水平恒力作用在鐵塊上，g取10m/s2。(1)若水平地面光滑，計(jì)算說明兩物塊間是否發(fā)生相對滑動。(2)若木塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)20.1，求鐵塊運(yùn)動到木塊右端的時間。答案(1)不會(2)e

11、q r(2)s解析(1)A、B之間的最大靜摩擦力為fm1mg0.3110N3N假設(shè)A、B之間不發(fā)生相對滑動，則對A、B整體：F(Mm)a對B：fABma解得：fAB2.5N因fABfm，故A、B之間不發(fā)生相對滑動(2)對B：F1mgmaB 對A：1mg2(Mm)gMaA據(jù)題意：xBxALxAeq f(1,2)aAt2xBeq f(1,2)aBt2解得：teq r(2)s11.傳送帶以穩(wěn)定的速度v6m/s順時針轉(zhuǎn)動，傳送帶與水平面的夾角37，現(xiàn)在將一質(zhì)量m2kg的物體(可以看作質(zhì)點(diǎn))放在其底端，傳送帶頂端平臺上的人通過輕繩以恒定的拉力F20N拉物體，經(jīng)過一段時間物體被拉到斜面頂端，如圖所示，已知

12、傳送帶底端與頂端的豎直高度H6m，物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.25，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。(g取10m/s2，sin370.6，cos370.8)(1)求物體從底端運(yùn)動到頂端所用的時間；(2)若物體與傳送帶達(dá)到速度相等的瞬間，突然撤去拉力，物體還需要多長時間離開傳送帶？答案(1)2s(2)(eq f(3,2)eq f(r(15),2)s解析(1)設(shè)物體開始運(yùn)動時的加速度為a1，則Fmgcos37mgsin37ma1，解得a16m/s2物體達(dá)到和傳送帶速度相等歷時t1由va1t1得t11ssvt1/23m然后對物體進(jìn)行受力分析：Fmgcos37mgsin37ma2，解得a22m/s

13、2再經(jīng)t2到達(dá)頂端，則H/sin37svt2eq f(1,2)a2teq oal(2,2)t21s或者t27s(舍去)，所以物體到達(dá)頂端共歷時tt1t22s。(2)當(dāng)撤去拉力時，對物體進(jìn)行受力分析得mgsin37mgcos37ma3得a34m/s2，方向沿斜面向下，故物體做減速運(yùn)動，經(jīng)時間t3速度減到0物體上升的距離為s2vt3/2a3t3v，t31.5s得s24.5m，故物體沒有上到頂端，從而沿斜面下滑到底端離開傳送帶設(shè)物體從速度為0滑回底端的時間為t4，則eq f(1,2)a3teq oal(2,4)ss2，得t4eq f(r(15),2)s所以物體還需要(eq f(3,2)eq f(r(15),2)s離開傳送帶。12(2014湖南懷化一模)如圖所示，木板與水平地面間的夾角可以隨意改變，當(dāng)30時，可視為質(zhì)點(diǎn)的一小木塊恰好能沿著木板勻速下滑。若讓該小木塊從木板的底端以大小恒定的初速率v010 m/s的速度沿木板向上運(yùn)動，隨著的改變，小物塊沿木板滑行的距離x將發(fā)生變化，重力加速度g10 m/s2。(結(jié)果可用根號表示)(1)求小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)；(2)當(dāng)角滿足什么條件時，小物塊沿木板滑行的距離最小，并求出此最小值。答案(1)eq f(r(3),3)(2)60，eq f(r(3)voal(2,0),4g)解析(1)當(dāng)30時，木塊處于平衡