高中物理人教新版課時練牛頓第二定律的基本應(yīng)用word版含解析

1．(2022·江西贛州市上學(xué)期期末)電梯頂上懸掛一根勁度系數(shù)是200N/m的彈簧，彈簧的原長為20cm，在彈簧下端掛一個質(zhì)量為kg的砝碼．當(dāng)電梯運動時，測出彈簧長度變?yōu)?3cm，g取10m/s2，則電梯的運動狀態(tài)及加速度大小為()A．勻加速上升，a＝m/s2B．勻減速上升，a＝m/s2C．勻加速上升，a＝5m/s2D．勻減速上升，a＝5m/s2答案C解析由胡克定律可知，彈簧的彈力F＝kx＝200×－N＝6N，由牛頓第二定律知：F－mg＝ma，解得：a＝5m/s2物體加速度向上，可能是加速上升，也可能是減速下降，故C正確，A、B、D錯誤．2．(多選)一人乘電梯上樓，在豎直上升過程中加速度a隨時間t變化的圖線如圖1所示，以豎直向上為a的正方向，則人對地板的壓力()圖1A．t＝2s時最大 B．t＝2s時最小C．t＝s時最大 D．t＝s時最小答案AD解析人乘電梯向上運動，規(guī)定向上為正方向，人受到重力和支持力兩個力的作用，則有F－mg＝ma，即F＝mg＋ma，根據(jù)牛頓第三定律知，人對地板的壓力大小等于地板對人的支持力大小，將對應(yīng)時刻的加速度(包含正負(fù)號)代入上式，可得選項A、D正確，B、C錯誤．3.(2022·廣東東莞市調(diào)研)為了讓乘客乘車更為舒適，某探究小組設(shè)計了一種新的交通工具，乘客的座椅能隨著坡度的變化而自動調(diào)整，使座椅始終保持水平，如圖2所示．當(dāng)此車勻減速上坡時，乘客(僅考慮乘客與水平面之間的作用)()圖2A．處于超重狀態(tài)B．不受摩擦力的作用C．受到向后(水平向左)的摩擦力作用D．所受合力豎直向上答案C解析當(dāng)車勻減速上坡時，加速度方向沿斜坡向下，人的加速度與車的加速度相同，根據(jù)牛頓第二定律知人受到的合力方向沿斜面向下，合力的大小不變，則人受重力、支持力和水平向左的靜摩擦力，如圖所示．將加速度沿豎直方向和水平方向分解，則有豎直向下的加速度，所以乘客處于失重狀態(tài)，故A、B、D錯誤，C正確．4.如圖3所示，物塊1、2間用剛性輕質(zhì)桿連接，物塊3、4間用輕質(zhì)彈簧相連，物塊1、3質(zhì)量均為m,2、4質(zhì)量均為m0，兩個系統(tǒng)均置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)將兩木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，物塊1、2、3、4的加速度大小分別為a1、a2、a3、a4.重力加速度大小為g，則有()圖3A．a(chǎn)1＝a2＝a3＝a4＝0B．a(chǎn)1＝a2＝a3＝a4＝gC．a(chǎn)1＝a2＝g，a3＝0，a4＝eq\f(m＋m0,m0)gD．a(chǎn)1＝g，a2＝eq\f(m＋m0,m0)g，a3＝0，a4＝eq\f(m＋m0,m0)g答案C解析在抽出木板的瞬間，物塊1、2與輕桿接觸處的形變立即消失，物塊1、2受到的合力大小均等于各自重力，所以由牛頓第二定律知a1＝a2＝g；物塊3、4間的輕彈簧的形變還來不及改變，此時彈簧對物塊3向上的彈力大小和對物塊4向下的彈力大小仍為F＝mg，因此物塊3滿足F－mg＝0，即a3＝0；對物塊4由牛頓第二定律得a4＝eq\f(F＋m0g,m0)＝eq\f(m0＋m,m0)g，故C正確，A、B、D錯誤．5.(2022·河北衡水中學(xué)第一次調(diào)研)如圖4所示，一根彈簧一端固定在左側(cè)豎直墻上，另一端連著A小球，同時水平細(xì)線一端連著A球，另一端固定在右側(cè)豎直墻上，彈簧與豎直方向的夾角是60°，A、B兩小球分別連在另一根豎直彈簧兩端．開始時A、B兩球都靜止不動，A、B兩小球的質(zhì)量相等，重力加速度為g，若不計彈簧質(zhì)量，在水平細(xì)線被剪斷瞬間，A、B兩球的加速度分別為()圖4A．a(chǎn)A＝aB＝g B．a(chǎn)A＝2g，aB＝0C．a(chǎn)A＝eq\r(3)g，aB＝0 D．a(chǎn)A＝2eq\r(3)g，aB＝0答案D解析水平細(xì)線被剪斷前，對A、B進(jìn)行受力分析如圖所示：靜止時，T＝Fsin60°，F(xiàn)cos60°＝mAg＋F1，F(xiàn)1＝mBg，又mA＝mB解得T＝2eq\r(3)mAg水平細(xì)線被剪斷瞬間，T消失，其他各力不變，A所受合力與T等大反向，所以aA＝eq\f(T,mA)＝2eq\r(3)g，aB＝0.6.(2022·吉林“五地六?！焙献黧w聯(lián)考)如圖5所示，質(zhì)量分別為m1、m2的A、B兩小球分別連在彈簧兩端，B小球用細(xì)繩固定在傾角為30°的光滑斜面上，若不計彈簧質(zhì)量且細(xì)繩和彈簧與斜面平行，在細(xì)繩被剪斷的瞬間，A、B兩小球的加速度大小分別為()圖5A．都等于eq\f(g,2)B．0和eq\f(m1＋m2g,2m2)\f(m1＋m2g,2m2)和0D．0和eq\f(g,2)答案B解析在剪斷細(xì)繩之前，A處于平衡狀態(tài)，所以彈簧的拉力與A的重力沿斜面的分力相等；在剪斷上端的細(xì)繩的瞬間，細(xì)繩上的拉力立即減為零，而彈簧的伸長量沒有來得及發(fā)生改變，故彈力不變，仍等于A的重力沿斜面的分力，故A球的加速度為零；在剪斷細(xì)繩之前，對B球進(jìn)行受力分析，B受到重力、彈簧對它斜向下的拉力、支持力及繩子的拉力，在剪斷上端的細(xì)繩的瞬間，繩子上的拉力立即減為零，對B球進(jìn)行受力分析，則B受到重力、彈簧向下的拉力、支持力，所以根據(jù)牛頓第二定律得：aB＝eq\f(m1gsin30°＋m2gsin30°,m2)＝eq\f(m1＋m2g,2m2)，故B正確，A、C、D錯誤．7.(2022·東北三省四市教研聯(lián)合體模擬)如圖6所示，物體A、B由跨過定滑輪且不可伸長的輕繩連接，由靜止開始釋放，在物體A加速下降的過程中，下列判斷正確的是()圖6A．物體A和物體B均處于超重狀態(tài)B．物體A和物體B均處于失重狀態(tài)C．物體A處于超重狀態(tài)，物體B處于失重狀態(tài)D．物體A處于失重狀態(tài)，物體B處于超重狀態(tài)答案D解析A加速下降，則加速度方向向下，輕繩的拉力小于重力，故A處于失重狀態(tài)；同時B加速上升，則加速度方向向上，輕繩的拉力大于重力，故B處于超重狀態(tài)，故A、B、C錯誤，D正確．8．(多選)(2022·山西運城市5月適應(yīng)性測試)一個可以看做質(zhì)點的物塊以恒定大小的初速度滑上木板，木板的傾角可在0～90°之間任意調(diào)整，設(shè)物塊沿木板向上能達(dá)到的最大位移為x.木板傾角不同時對應(yīng)的最大位移x與木板傾角α的關(guān)系如圖7所示，g取10m/s2，不計空氣阻力，則下列說法正確的是()圖7A．物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為eq\f(\r(3),3)B．物塊初速度的大小是5m/sC．沿傾角為30°和90°上滑時，物塊運動到最大位移的時間不同D．當(dāng)α＝0時，x＝eq\f(5\r(3),4)m答案ABD解析當(dāng)α＝90°，物塊做豎直上拋運動，最大位移x＝m，根據(jù)運動學(xué)規(guī)律得：veq\o\al(02,)－0＝2gx，解得v0＝5m/s；當(dāng)α＝30°，x＝m，根據(jù)速度位移關(guān)系：veq\o\al(02,)－0＝2ax，有a＝eq\f(v\o\al(02,),2x)＝10m/s2，而a＝μgcosθ＋gsinθ，解得：μ＝eq\f(\r(3),3)，A、B正確；因為30°和90°對應(yīng)的加速度大小均為a＝10m/s2，根據(jù)v0－0＝at，運動到最高點時間相同，C錯誤；當(dāng)α＝0時，a′＝μg＝eq\f(10\r(3),3)m/s2，根據(jù)veq\o\al(02,)－0＝2a′x，求得x＝eq\f(5\r(3),4)m，D正確．9．在某段平直的鐵路上，一列以324km/h高速行駛的列車某時刻開始勻減速行駛，5min后恰好停在某車站，并在該站停留4min，隨后勻加速駛離車站，經(jīng)km后恢復(fù)到原速324km/取10m/s2.(1)求列車減速時的加速度大小；(2)若該列車總質(zhì)量為×105kg，所受阻力恒為車重的倍，求列車駛離車站加速過程中牽引力的大??；(3)求列車從開始減速到恢復(fù)原速這段時間內(nèi)的平均速度大?。鸢?1)m/s2(2)×106N(3)30m/s解析(1)列車的速度v＝324km/h＝90m/s經(jīng)過t1＝5min＝300s停下，所以加速度為a1＝eq\f(Δv,t1)＝eq\f(0－90,300)m/s2＝－m/s2即加速度大小為m/s2.(2)列車受到的阻力為f＝根據(jù)牛頓第二定律，有F－f＝ma2由運動學(xué)公式有v2＝2a2x2聯(lián)立解得a2＝m/s2，F(xiàn)＝×106N.(3)列車減速運動通過的位移為x1＝eq\f(v,2)t1＝eq\f(90,2)×300m＝13500m列車加速運動的時間為t3＝eq\f(v,a2)＝eq\f(90,s＝180s所以整個過程的平均速度為eq\x\to(v)＝eq\f(x,t)＝eq\f(x1＋x2,t1＋t2＋t3)＝eq\f(13500＋8100,300＋240＋180)m/s＝30m/s.10.(2022·浙江新高考研究聯(lián)盟聯(lián)考)如圖8所示，某次滑雪訓(xùn)練，運動員站在水平雪道上第一次利用滑雪杖對雪面的作用獲得水平推力F＝84N而從靜止(t＝0時刻)向前滑行，其作用時間為t1＝s，撤除水平推力F后經(jīng)過t2＝2．0s，他第二次利用滑雪杖對雪面的作用獲得同樣的水平推力，作用距離與第一次相同．已知該運動員連同裝備(可視為質(zhì)點)的總質(zhì)量為m＝60kg，在整個運動過程中受到的滑動摩擦力大小恒為f＝12N，求：圖8(1)第一次利用滑雪杖對雪面作用獲得的速度大小及這段時間內(nèi)的位移的大??；(2)t＝s時運動員的速度大小；(3)該運動員第二次撤除水平推力后能滑行的最大距離．答案(1)m/sm(2)m/s(3)m解析(1)運動員利用滑雪杖獲得的加速度大小為a1＝eq\f(F－f,m)＝m/s2第一次利用滑雪杖對雪面作用獲得