高考物理總復習專題三牛頓運動定律第2講牛頓第二定律、兩類動力學問題練習含答案

知識鞏固練1.(2023年佛山一中調(diào)研)靜置在粗糙水平面上的物體，受到一個方向不變的水平拉力F作用而運動，F(xiàn)的大小隨時間變化的規(guī)律如圖所示.在0~t1時間內(nèi)物體的加速度大小()A.逐漸變大 B.逐漸變小C.先變小后變大 D.先變大后變小【答案】C【解析】依題意，物體在拉力作用下先加速，由牛頓第二定律可知F-f＝ma，由圖可知，拉力一直減小，所以加速度先減小，當拉力與摩擦力等大時，加速度為零，然后拉力小于摩擦力，物體將做減速運動，有f-F＝ma，可知隨著拉力的減小，加速度將變大.故選C.2.如圖所示，在考慮空氣阻力的情況下，一小石子從O點拋出沿軌跡OPQ運動，其中P是最高點.若空氣阻力大小與瞬時速度大小成正比，則小石子在豎直方向分運動的加速度大小() A.O點最大B.P點最大C.Q點最大D.整個運動過程保持不變【答案】A【解析】由于空氣阻力大小與瞬時速度大小成正比，小石子在O點時速度斜向上方，此時速度最大，空氣阻力斜向下方最大.開始上升時與豎直方向夾角最小，故此時空氣阻力在豎直方向的分力最大，根據(jù)牛頓第二定律可知此時豎直方向分運動的加速度最大，故選A.3.一質(zhì)量為m的乘客站在傾角為θ的自動扶梯的水平踏板上，隨扶梯一起以大小為a0的加速度加速上行，如圖所示.重力加速度大小為g.該過程中，乘客對踏板的壓力大小為()A.mg B.ma0sinθC.mg+ma0sinθ D.mg-ma0sinθ【答案】C4.一質(zhì)量為m的物塊在傾角為θ的足夠長的固定斜面上勻減速下滑.現(xiàn)對物塊施加一個豎直向下的恒力F，如圖所示，則物塊減速為零的時間將()A.變長 B.變短C.不變 D.不能確定【答案】B5.(2023年廣東二模)如圖，甲和乙利用輕繩拉著相同的橡膠輪胎在同一場地上先后進行體能訓練，訓練時，甲、乙均可視為做勻加速直線運動，甲的輕繩與水平地面的夾角比乙的大，即α＞β，兩輪胎與地面始終接觸且受到的支持力相等，則()A.甲的輕繩拉力比乙的大B.兩者輕繩拉力大小相等C.甲所拉的輪胎加速度比乙的小D.兩輪胎所受合外力大小相等【答案】C【解析】對輪胎T甲sinα+N＝mg，T甲cosα-μN＝ma甲，T乙sinβ+N＝mg，T乙cosβ-μN＝ma乙，因為甲的輕繩與水平地面的夾角比乙的大，即α＞β，則sinα＞sinβ，cosα＜cosβ，T甲＜T乙，所以a甲＜a乙，F(xiàn)甲＝ma甲＜F乙＝ma乙，故C正確.6.(多選)如圖，小球在水平輕繩和輕彈簧拉力作用下靜止，彈簧與豎直方向夾角為θ.設重力加速度為g，下列正確的是()A.剪斷彈簧OA瞬間，小球的加速度大小為g，方向豎直向下B.剪斷彈簧OA瞬間，小球的加速度大小為gcosθ，方向與豎直方向成C.剪斷OB繩瞬間，小球的加速度大小為gsinθ，方向與OA垂直斜向左下D.剪斷OB繩瞬間，小球的加速度大小為gtanθ，方向水平向左【答案】AD【解析】剪斷彈簧OA瞬間，彈簧彈力和繩的拉力變?yōu)榱?，小球只受重力，由牛頓第二定律得a＝g，方向豎直向下，故A正確，B錯誤；以球為研究對象，由平衡條件得FOB-FOAsinθ＝0，F(xiàn)OAcosθ-mg＝0，聯(lián)立解得FOB＝mgtanθ.剪斷輕繩OB瞬間，彈簧的彈力沒有變化，小球所受的合外力是重力與彈力的合力，與原來細繩的拉力大小相等、方向相反，由牛頓第二定律得a＝mgtanθm＝gtanθ，方向水平向左，故C錯誤，D綜合提升練7.一輛貨車運載著圓柱形光滑的空油桶.在車廂底，一層油桶平整排列，相互緊貼并被牢牢固定.上一層只有一只桶C，自由地擺放在A、B之間，和汽車一起保持靜止，如圖所示，當C與車共同向左加速時()A.A對C的支持力變大B.B對C的支持力不變C.當向左的加速度達到32g時，C將脫離D.當向左的加速度達到33g時，C將脫離【答案】D【解析】對C進行受力分析，如圖所示.設B對C的支持力與豎直方向的夾角為θ，根據(jù)幾何關系可得sinθ＝R2R＝12，所以θ＝30°.同理可得，A對C的支持力與豎直方向的夾角也為30°.原來C處于靜止狀態(tài)，根據(jù)平衡條件可得NBsin30°＝NAsin30°.令C的加速度為a，根據(jù)正交分解以及牛頓第二定律有NB'sin30°-NA'sin30°＝ma，可見A對C的支持力減小、B對C的支持力增大，故A、B錯誤；當A對C的支持力為零時，根據(jù)牛頓第二定律可得mgtan30°＝ma，解得a＝33g8.(多選)如圖所示，鐵球A、B的質(zhì)量分別為2m、m，它們之間由輕質(zhì)彈簧相連，彈簧的勁度系數(shù)為k，用細繩OA將它們按圖示懸于天花板上，整個系統(tǒng)靜止，重力加速度為g，下列說法中正確的是()A.靜止時彈簧的伸長量為mgB.燒斷細繩OA的瞬間，鐵球A和鐵球B以相同的加速度g做自由落體運動C.燒斷細繩OA的瞬間，鐵球A的加速度大小為1.5gD.燒斷細繩OA的瞬間，鐵球B的加速度大小為g

【答案】AC【解析】靜止時，對小球B由平衡條件可得k·Δx＝mg，解得Δx＝mgk，A正確；靜止時，對A、B組成的系統(tǒng)由平衡條件可知細繩OA的拉力為3mg，燒斷細繩OA的瞬間，彈簧的彈力不變，故B球加速度為零，對A球由受力分析可得a＝3mg2m＝1.5g，C正確，B9.(2022年汕頭模擬)一餐廳推出了一款智能送餐機器人進行送餐(如圖甲).該款機器人的最大運行速度為4m/s，加速度大小在1m/s2≤a≤3m/s2范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)，要求：送餐過程托盤保持水平，菜碟與托盤不發(fā)生相對滑動，機器人到達餐桌時速度剛好為0.現(xiàn)把送餐過程簡化為如圖的直線情境圖(如圖乙)，已知機器人恰好以最大運行速度v＝4m/s通過O處，O與餐桌A相距x0＝6m，餐桌A和餐桌F相距L＝16m，機器人、餐桌都能看成質(zhì)點，送餐使用的菜碟與托盤之間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g取10m/s2.(1)在某次從O到餐桌A的過程中，機器人從O開始勻減速恰好到A停下，求機器人在此過程加速度a的大小.(2)完成(1)問中的送餐任務后，機器人馬上從A繼續(xù)送餐到F，若要求以最短時間從A送餐到F，求機器人運行的最大加速度am和加速過程通過的位移x加.【答案】解：(1)從O點到A點，由運動公式知0-v2＝2a