【步步高】2014高考物理大一轮复习 3.2 牛顿第二定律及应用

1 3 23 2 牛顿第二定律及应用牛顿第二定律及应用 1 物体受 10 N 的水平拉力作用 恰能沿水平面匀速运动 当撤去这个拉力后 物体将 A 匀速运动 B 立即停止运动 C 产生加速度 做匀减速运动 D 产生加速度 做匀加速运动 解析 由题意知物体所受阻力为 10 N 撤去拉力后 物体的合力等于阻力 此后产生 加 速度 且加速度方向与速度方向相反 故撤去拉力后 物体做匀减速直线运动 A B D 错 C 对 答案 C 2 如图 3 2 1 所示 轻弹簧上端与一质量为m的木块 1 相连 下端与另一质量为M的木块 2 相连 整个系统置于水平放置 的光滑木板上 并处于静止状态 现将木板沿水平方向突然 抽出 设抽出后的瞬间 木块 1 2 的加速度大小分别为 a1 a2 重力加速度大小为g 则有 A a1 0 a2 g B a1 g a2 g C a1 0 a2 g m M M D a1 g a2 g m M M 解析 抽出木板的瞬间 弹簧的弹力未变 故木块 1 所受合力仍为零 其加速度为 a1 0 对于木块 2 受弹簧的弹力F1 mg和重力Mg作用 根据牛顿第二定律得a2 F1 Mg M g 因此选项 C 正确 m M M 答案 C 3 儿童蹦极 中 拴在腰间左右两侧的是弹性极好的橡皮 绳 质量为m的小明如图 3 2 2 所示静止悬挂时 两橡皮绳 的拉力大小均恰为mg 若此时小明左侧橡皮绳在腰间断裂 则 小明此时 图 3 2 1 2 A 速度为零 B 加速度a g 沿原断裂橡皮绳的方向斜向下 C 加速度a g 沿未断裂橡皮绳的方向斜向上 D 加速度a g 方向竖直向下 解析 橡皮绳断裂时速度不能发生突变 A 正确 两橡皮绳的拉力大小均恰为mg 可知 两橡皮绳夹角为 120 小明左侧橡皮绳在腰间断裂时 弹性极好的橡皮绳的弹力不能 发 生突变 对小明进行受力分析可知 B 正确 C D 错误 答案 AB 4 蹦极 就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处 从几十米高处跳下的一种 极限运动 某人做蹦极运动 所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图 3 2 3 所示 将蹦极过程近似为在竖直方向的运动 重力加速度为g 据图可知 此人在蹦极 过程中的最大加速度约为 图 3 2 3 A g B 2g C 3g D 4g 解析 在蹦极过程中 经过足够长的时间后 人不再上下振动 而是停在空中 此时绳 子拉力F等于人的重力mg 由F t图线可以看出 F0 mg 在人上下振动的过程中 3 5 弹力向上 重力向下 当人在最低点时 弹力达到一个周期中的最大值 在第一个周 期 中 弹力最大为Fm F0 3mg 故最大加速度为am 2g 选项 B 正确 9 5 Fm mg m 答案 B 5 质量为 1 kg 的物体 受水平恒力作用 由静止开始在光滑的水平面上做加速运动 它 在t秒内的位移为x m 则F的大小为 A B 2x t2 2x 2t 1 图 3 2 2 3 C D 2x 2t 1 2x t 1 解析 由x at2得 a m s2 对物体由牛顿第二定律得 F ma 1 N N 1 2 2x t2 2x t2 2x t2 答案 A 6 A B两物体以相同的初速度在一水平面上滑动 两个物体与水平面间的动摩擦因数相 同 且mA 3mB 则它们能滑动的最大距离xA和xB的关系为 A xA xB B xA 3xB C xA xB D xA 9xB 1 3 解析 由 mg ma知a g 再由x 得x x与 有关 与m无关 A 正 v2 2a v2 2 g 确 答案 A 7 在交通事故的分析中 刹车线的长度是很重要的依据 刹车线是汽车刹车后 停止转动 的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹 在某次交通事故中 汽车的刹车线长度 是 14 m 假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为 0 7 g取 10 m s2 则汽车刹车前 的速度为 A 7 m s B 14 m s C 10 m s D 20 m s 解析 设汽车刹车后滑动的加速度大小为a 由牛顿第二定律得 mg ma 解得 a g 由匀变速直线运动速度 位移关系式v02 2ax 可得汽车刹车前的速度为 v0 m s 14 m s 2ax2 gx2 0 7 10 14 因此 B 正确 答案 B 8 同学们小时候都喜欢玩滑梯游戏 如图 3 2 4 所示 已知斜面的倾 角为 斜面长度为L 小孩与斜面的动摩擦因数为 小孩可看成 质点 不计空气阻力 则下列有关说法正确的是 A 小孩下滑过程中对斜面的压力大小为mgcos B 小孩下滑过程中的加速度大小为gsin C 到达斜面底端时小孩速度大小为 2gLsin D 下滑过程小孩所受摩擦力的大小为 mgcos 图 3 2 4 4 解析 对小孩由牛顿第二定律 在下滑过程中 小孩受重力mg 支持力N mgcos 摩擦力f N mgsin N ma 故a gsin gcos sin cos g 到达底端时 的速度大小为v 故 A D 对 B C 错 2aL2gL sin cos 答案 AD 9 如图 3 2 5 所示 物体沿斜面由静止滑下 在水平面上滑行一段 距离后停止 物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同 斜面与水 平面平滑连接 下图中v a f和s分别表示物体速度大小 加速 度大小 摩擦力大小和路程 下图中正确的是 解析 物体在斜面上下滑 受到重力 支持力和摩擦力的作用 其合外力为恒力 加速 度为恒量 物体做匀加速直线运动 其加速度图象应为一平行横轴的直线段 速度v at 其速度图象应为一向上倾斜的直线段 路程s 路程随时间变化的图象应为 at2 2 一开 口向上的抛物线 A B D 错误 物体滑到水平面上后 在摩擦力作用下做匀减速运动 其摩擦力大于在斜面上运动时的摩擦力 所以 C 正确 答案 C 10 在一种速降娱乐项目中 人乘坐在吊篮中 吊篮通过滑轮沿一条倾斜的钢索向下滑 行 现有两条彼此平行的钢索 它们的起 终点分别位于同一高度 小红和小明分别乘吊 篮从速降的起点由静止开始下滑 在他们下滑的过程中 当吊篮与滑轮达到相对静止状态 时 分别拍下一张照片 如图 3 2 6 所示 已知两人运动过程中 空气阻力的影响可以 忽略 则 图 3 2 5 5 图 3 2 6 A 小明到达终点用时较短 B 小红到达终点用时较短 C 小明到达终点时速度较大 D 两人的运动都一定是匀速运动 解析 由照片可看出 小明运动时所受的合外力比小红大 加速度较大 小明到达终 点 用时较短 选项 A 正确 B 错误 由于两条钢索彼此平行 它们的起 终点分别位于同 一高度 位移x相等 由v2 2ax可知 加速度较大的小明到达终点时速度较大 选项 C 正确 两人由静止开始下滑 两人的运动都一定是加速运动 选项 D 错误 答案 AC 11 如图 3 2 7 所示 水平恒力F 20 N 把质量m 0 6 kg 的木 块压在竖直墙上 木块离地面的高度H 6 m 木块从静止开始 向下做匀加速运动 经过 2 s 到达地面 取g 10 m s2 求 1 木块下滑的加速度a的大小 2 木块与墙壁之间的动摩擦因数 解析 1 由H at2得 1 2 a m s2 3 m s2 2H t2 2 6 22 2 木块受力分析如图所示 根据牛顿第二定律有 mg f ma N F 又f N 解得 0 21 m g a F 0 6 10 3 20 答案 1 3 m s2 2 0 21 5 2011 山东卷 24 如图 3 2 16 所示 在高出水平地面h 1 8 m 的光滑平台上放置 一质量M 2 kg 由两种不同材料连接成一体的薄板A 其右段长度l1 0 2 m 且表面 图 3 2 23 6 光滑 左段表面粗糙 在A最右端放有可视为质点的物块B 其质量m 1 kg B与A 左段间动摩擦因数 0 4 开始时二者均静止 现对A施加F 20 N 水平向右的恒力 待B脱离A A尚未露出平台 后 将A取走 B离开平台后的落地点与平台右边缘的水 平距离x 1 2 m 取g 10 m s2 求 图 3 2 16 1 B离开平台时的速度vB 2 B从开始运动到刚脱离A时 B运动的时间tB和位移xB 3 A左段的长度l2 解析 1 设物块B平抛运动的时间为t 由运动学知识可得 h gt2 1 2 x vBt 联立 式 代入数据得 vB 2 m s 2 设B的加速度为aB 由牛顿第二定律和运动学的知识得 mg maB vB aBtB xB aBtB2