高考物理一轮复习第3章牛顿运动定律第2讲牛顿第二定律两类动力学问题课后限时训练新人教版必修1

为深入贯彻落实党的十九大精神和习近平总书记的重要指示精神，保障人民安居乐业、社会安定有序、国家长治久安、进一步巩固党的执政基础，束城镇深入贯彻全市扫黑除恶会议精神，强化措施，深入扎实开展扫黑除恶专项斗争牛顿第二定律 两类动力学问题一、选择题(本题共8小题，14题为单选，58题为多选)1(2017河南中原名校联考)如图所示，质量为m的球置于斜面上，被一个竖直挡板挡住，现用一个力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，以下说法中正确的是(D)A若加速度足够小，竖直挡板对球的弹力可能为零B若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零C斜面和挡板对球的弹力的合力等于maD斜面对球的弹力不仅有，而且是一个定值解析小球受到重力mg、斜面的支持力FN2、竖直挡板的水平弹力FN1，设斜面的倾角为，则竖直方向有：FN2cosmg；因为mg和不变，故无论加速度如何变化，FN2不变且不可能为零，故B错误，D正确。水平方向有：FN1FN2sinma，因为FN2sin0，若加速度足够小，竖直挡板的水平弹力不可能为零，故A错误。斜面和挡板对球的弹力的合力即为竖直方向的FN2cos与水平方向的ma的合力，因此不等于ma，故C错误。2(2016河北“五个一名校联盟教学质量监测”)如图，A、B、C三个小球的质量均为m，A、B之间用一根没有弹性的轻绳连在一起，B、C之间用轻弹簧拴接，用细线悬挂在天花板上，整个系统均静止，现将A上面的细线烧断，使A的上端失去拉力，则在烧断细线瞬间，A、B、C的加速度的大小分别为(A)A1.5g1.5g0Bg2g0CgggDgg0解析开始时，A、B、C均静止，隔离C，受力分析，弹簧的弹力F弹mg，剪断A上面的细线瞬间，A、B成为运动状态相同的一个整体，在该瞬间弹簧的弹力不变，隔离A、B整体，受力分析，A、B整体的加速度aaAaB1.5g；C所受合力为零，加速度为零，故A正确。易错分析：本题是力学中的瞬时问题，关键是要注意轻弹簧的弹力与形变量成正比，来不及突变，而细线的弹力是由微小形变产生的，可以突变；然后在剪断瞬间根据牛顿第二定律列式求解加速度。该题的易错点是错误地认为细线剪断瞬间，A、B之间细线弹力突变为零，从而得到以下结论：A、B间细线的拉力突然变为零，则A的加速度为g，在该瞬间弹簧的弹力不变，隔离对B分析，B的加速度aB2g(错解分析：若A的加速度为g，B的加速度为2g，则B的运动比A快，A、B间绳子的拉力不可能为零)。3(2016河南郑州三模)如图所示，在竖直方向运行的电梯中，一个质量为m的物块置于倾角为30的粗糙斜面上，物块始终位于斜面上某一位置。则下列判断中正确的是(C)A若电梯静止不动，物块所受的摩擦力一定是零B若电梯匀速向上运动，物块所受摩擦力方向有可能沿斜面向下C若电梯加速上升，物块所受弹力与摩擦力的合力一定大于mgD若电梯加速下降，物块所受摩擦力的方向一定沿斜面向下解析若电梯静止不动或匀速向上运动，则物块受重力、沿斜面向上的摩擦力、斜面的支持力，三力平衡，故A、B项错误。若电梯加速上升，则物块所受合力向上，支持力和摩擦力的合力必大于重力，故C项正确。若电梯加速下降，物块受力有两种情况：(1)所受摩擦力沿斜面向上，其与支持力的合力小于重力；(2)不受摩擦力和支持力。物块不可能受到沿斜面向下的摩擦力，否则会与斜面发生相对滑动，故D项错误。4(2016河南信阳高级中学大考)身体素质拓展训练中，人从竖直墙壁的顶点A沿光滑杆自由下滑到倾斜的木板上(人可看成质点)，若木板的倾斜角不同，人沿着三条不同路径AB、AC、AD滑到木板上的时间分别为t1、t2、t3，若已知AB、AC、AD与板的夹角分别为70、90和105，则(A)At1t2t3Bt1t2t2t3，A正确。易错分析：解题能力方面忽略了知识的迁移，遇到此类题，没有想到使用“等时圆”模型，解题时无处下手，导致错选。5(2017河南省郑州市第一次质量检测)如图甲所示，静止在水平地面上的物块A，受到水平向右的拉力F作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面间的最大静摩擦力fm与滑动摩擦力大小相等，则(BC)At2t5时间内物块A的加速度逐渐减小Bt2时刻物块A的加速度最大Ct3和t5时刻物块A的速度相等D0t5时间内物块A一直做加速运动解析开始物块A静止，到t1后拉力F大于摩擦阻力，物块A开始加速运动，到t4时加速度为0，加速运动结束，之后摩擦阻力大于拉力F，物块A做减速运动，D错误；从t1到t2，拉力F越来越大，加速度越来越大；从t2到t4，拉力F越来越小，加速度越来越小；从t4到t5，拉力F小于摩擦阻力且越来越小，加速度反向越来越大；由图可知，在t2时刻加速度最大，A错误，B正确；根据拉力和摩擦阻力的大小关系，应用对称性可知，t3和t5，两个时刻的加速度等大反向，同理从t3到t4和从t5到t4各时刻的加速度都等大反向，可知物块A先加速后减速，t3和t5两时刻速度相等，C正确。6(2016河南周口西华一中等校联考)如图所示，一木箱在斜向下的推力F作用下以加速度a在粗糙水平地面上做匀加速直线运动。现将推力F的大小增大到3F，方向不变，则木箱做匀加速直线运动的加速度可能为(CD)A2aB3aC4aD5a解析对木箱受力分析如图所示，根据牛顿第二定律可知水平方向：Fcosfma，根据平衡条件可知竖直方向：FsinmgN0，其中fN，解得ag；若F变为3倍，加速度应大于3a，故C、D正确，A、B错误。7(2016闽粤大联考期末)一放在粗糙的水平面上的物体在一斜向上的拉力F的作用下沿水平面向右以加速度a做匀加速直线运动，力F在水平和竖直方向的分量分别为F1、F2，如图所示。现将力F突然改为大小为F1、方向水平向右的恒力，则此后(BD)A物体将仍以加速度a向右做匀加速直线运动B物体将可能向右做匀速直线运动C物体将可能以大于a的加速度向右做匀加速直线运动D物体将可能以小于a的加速度向右做匀加速直线运动解析设地面与物体间的动摩擦因数为，当在斜向上的拉力F的作用下运动时，加速度a，现将力F突然改为大小为F1、方向水平向右的恒力，则加速度aa，所以物体可能以小于a的加速度向右做匀加速直线运动，故A、C错误，D正确；若mgF1，则加速度为零，所以物体将可能向右做匀速直线运动，故B正确。易错分析：解决本题的关键是根据牛顿第二定律求出加速度的表达式，一定要注意mgF1的情况。有些同学考虑不周，忽略mgF1的可能，易漏选B。8(2016浙江宁波期末)如图所示，小车上有一固定的水平横杆，横杆左边有一轻杆与竖直方向成角并与横杆固定，下端连接一质量为m1的小铁球；横杆右边用一根细线吊一质量为m2的小铁球，当小车向右做匀加速运动时，细线保持与竖直方向成角，若，则下列说法正确的是(BD)A轻杆对小铁球的弹力方向沿着轻杆方向向上B轻杆对小铁球的弹力方向与细线平行C轻杆对小铁球的弹力与细线对小铁球的弹力大小相等D此时小车的加速度为gtan解析两个小铁球的加速度相同，等于小车的加速度，对右边小铁球分析，受力分析如图，则加速度agtan。对于左边的小铁球，重力为m1g，合力为m1gtan，根据平行四边形定则知，小球所受的弹力方向与细线的拉力方向一致，可知轻杆对小球的弹力方向与细线方向平行；故B、D正确，A、C错误。二、非选择题9(2016江西赣中南五校联考)质量为2kg的雪橇在倾角37的斜坡上向下滑动，所受的空气阻力与速度成正比，比例系数未知。今测得雪橇运动的vt图象如图所示，且AB是曲线最左端那一点的切线，B点的坐标为(4,9)，CD线是曲线的渐近线。(sin 370.6，cos 370.8)。试问：(1)雪橇开始时做什么运动？最后做什么运动？(2)当v03m/s和v16m/s时，雪橇的加速度大小各是多少？(3)空气阻力系数k及雪橇与斜坡间的动摩擦因数各是多少？答案(1)雪橇开始时做加速度减小的加速直线运动，最后做匀速直线运动(2)1.5 m/s20(3)1kg/s0.375解析(1)vt图象的斜率表示加速度的大小，由图可知，雪橇开始时做加速度减小的加速直线运动，最后做匀速直线运动。(2)当v03m/s时，雪橇的加速度是a0m/s21.5m/s2，当v16m/s时，雪橇的加速度是a10。(3)开始加速时：mgsinkv0mgcosma0最后匀速时：mgsinkv1mgcos联立得kv0ma0kv1，得k1kg/s，由式，得0.375。10(2016江苏镇江三校一模)如图甲所示为学校操场上一质量不计的竖直滑杆，滑杆上端固定，下端悬空。为了研究学生沿杆的下滑情况，在杆顶部装有一拉力传感器，可显示杆顶端所受拉力的大小。现有一质量m50kg的学生(可视为质点)从顶端由静止开始滑下，5s末滑到杆底时的速度恰好为零。以学生开始下滑时刻为计时起点，传感器显示的拉力随时间变化的情况如图乙所示(g取10m/s2)。求：(1)该学生下滑过程中的最大速率；(2)滑杆的长度。答案(1)2.4m/s(2)6.0m解析(1)根据图象可知在01 s内，人向下做匀加速运动，人对滑杆的作用力为380N，方向竖直向下，所以滑杆对人的作用力F1的大小为380N，方向竖直向上。以人为研究对象，根据牛顿第二定律有mgF1ma1，解得a12.4m/s2,1s末人的速度为：v1a1t12.4m/s。(2)滑杆的长度