高考物理二轮专题训练牛顿第二定律(含解析)

1、3-2牛顿第二定律一、选择题1. （2012安徽理综）如图所示，放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F,则（）13 / 13A.物块可能匀速下滑B.物块仍以加速度a匀加速下滑.C.物块将以大于a的加速度匀加速下滑D.物块将以小于a的加速度匀加速下滑答案C解析根据题意，放在斜面上的物块沿斜面以加速度 a匀加速下滑，在沿斜面方向对物块由牛顿第二定律有mgsin 0(1 mgos 0= ma，在物块上施加竖直向下的力 F后，在沿斜面方向对物块由牛顿第二定律有(mg+F)sin 0 Mmg+F)cosO= ma0，由易知 a0>a,选项C正确、选项A

2、BD错误。2. （2012北京顺义区调研）在工厂的车间里有一条沿水平方向匀 速运行的传送带，可将放在其上的小工件（可视为质点）运送到指定位 置。某次将小工件放到传送带上时，恰好带动传送带的电动机突然断 电，导致传送带做匀减速运动至停止。则小工件被放到传送带上后相 对于地面（）A.做匀减速直线运动直到停止B.先做匀加速直线运动，然后做匀减速直线运动C.先做匀加速直线运动，然后做匀速直线运动D.先做匀减速直线运动，然后做匀速直线运动答案B解析将小工件放到传送带上时，由于传送带速度大于小工件速 度，小工件相对于传送带向后运动，小工件在滑动摩擦力作用下相对 于地面加速向前做匀加速直线运动，当二者速度相

3、等时，滑动摩擦力 瞬间消失，之后由于传送带做减速运动，小工件速度大于传送带速 度，小工件相对于传送带向前运动，小工件在水平向后的滑动摩擦力 的作用下相对于地面做匀减速直线运动，故选项 B正确3. （2012江苏单科）将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到 空气阻力的大小与速度的大小成正比。下列描绘皮球在上升过程中加 速度大小a与时间t关系的图象，可能正确的是（）ABCD答案C解析设皮球受到的阻力F = kv,根据牛顿第二定律可得 mg+F = ma,两式联立可得mg + kv = ma,皮球上升过程中速度逐渐减小，则加速度也逐渐减小，当 v-0时a = g,故选项C正确4. 如图所示，正沿平直

4、轨道向右匀速行驶的车厢内，用水平绳a和倾斜绳b共同固定一个小球，若车厢改做加速运动，则两绳的拉力FTa和FTb的变化情况是（）VB. FTb减小C. FTa不变D. FTa、FTb的合力增大A. FTa增大答案AD解析当向右匀速行驶时，FTa与FTb的合力大小等于重力，方向竖直向上；当向右加速时，球所受的合外力不为0, FTa、FTb的合力在竖直方向的分量等于重力，水平方向的分量等于ma,由此得 到FTa增大，FTa、FTb的合力增大5. （2012山东潍坊一模）如图所示，一个质量为 m的圆环套在一 根固定的水平长直杆上，环与杆的动摩擦因数为国现给环一个水平向右的恒力F,使圆环由静止开始运动，

5、同时对环施加一个竖直向 上、大小随速度变化的作用力 Fi = kv,其中k为常数，则圆环运动 过程中（）A.最大加速度为FF + ll mg b.最大加速度为mF + ll mgC最大速度为FTd.最大速度为mkg答案AC解析圆环在竖直方向受力：竖直向下的重力 G,竖直向上的外力Fi,水平直杆的弹力Fn；在水平方向受力：水平向右的恒力 F,水平向左的摩擦力Ff,圆环先做加速度越来越大的加速运动，再做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动。当 G=Fi时，Fn =0, Ff = 0,此时圆环的加速度最大，a=F;当匀速运动时圆环的速 度最大，此时物体处于平衡状态，水平方向有 F = Ff,竖直

6、方向有F + mgFi mg- Fn= 0,又 Ffr= Fn,可得最大速度 v=7 。故 A、Cp K正确。6. （2012浙江宁波质检）如图所示，传送带的水平部分长为 L, 传动速率为v,在其左端无初速度释放一小木块，若木块与传送带间 的动摩擦因数为 也则木块从左端运动到右端的时间可能是（）答案ACD解析如果传送带足够长，木块先在滑动摩擦力的作用下做匀加 速直线运动，加速度大小为a=wg当木块速度增加到等于传动速率 v时，木块相对于传送带静止，木块从左端运动到右端的时间为t=L-/ L+- = L选项A对；如果木块到达右端时，速度大小w g v v 2 M'，刚好增加到v,那么所求

7、时间t=：菸t =，2选项D对；如果传送带比较短，当木块到达右端时，速度大小还没有增加到v,那么所求时间t=、件选项C对。V g7. （2012吉林长春调研）如图所示，50个大小相同、质量均为 m 的小物块，在平行于斜面向上的恒力 F作用下一起沿斜面向上运 动。已知斜面足够长，倾角为30°,各物块与斜面的动摩擦因数相 同，重力加速度为g,则第3个小物块对第2个小物块的作用力大小 为（）A.125B.2425C. 24mg + F2D.因为动摩擦因数未知，所以不能确定答案B解析先选取50个小物块组成的整体为研究对象，由牛顿第二 定律得：F 50mgsin30 50mgcos30 = 5

8、0ma;再选取 1、2 两个小物块组成的整体为研究对象，设第 3个小物块对第2个小物块的作 用力大小为F32,由牛顿第二定律可得F F32 2mgsin30 -112mgcos30 =2ma,联立以上两式，解得F32 = F,故选项B对。258. （2012辽宁大连双基测试）如图所示，质量均为m的两个木 块P、Q叠放在水平地面上，P、Q接触面的倾角为0,现在Q上加 一水平推力F,使P、Q保持相对静止一起向左做加速直线运动，下 列说法正确的是（）A.物体Q对地面的压力一定为2mgB.若Q与地面间的动摩擦因数为_ Fw 2mgC.若P、Q之间光滑，则加速度a= gtan 0D.若运动中逐渐减小F,

9、则地面与Q间的摩擦力也逐渐减小答案AC解析木块P、Q组成的整体竖直方向受力平衡，所以地面对 Q的支持力为2mg,由牛顿第三定律可知，Q对地面的压力为2mg,选项A正确；由Ff=pFN可知w=3=悬，因为木块做加速运动，F>Ff, F N 2mg所以选项B错误；若P、Q间光滑，则木块P受力如图所示，木块P所受合力Fp=mgtan 0,因整体无相又t运动，木块 P的加速度与整体加速度相同，即.a = gtan 0,选项C正确；地面与Q间的滑动摩擦力只与地面与Q间的动摩擦因数及Q与地面间的压力有关，与推力 无关，选项D错误二、非选择题9. (2012 上海卷)如图，将质量m= 0.1kg的圆环

10、套在固定的水 平直杆上。环的直径略大于杆的截面直径。环与杆间动摩擦因数0.8。对环施加一位于竖直平面内斜向上、与杆夹角0= 53°的拉力F,使圆环以a = 4.4m/s2的加速度沿杆运动，求F的大小。(取 sin53 =0.8, cos53 =0.6, g=10m/s2)答案1N或9N解析令 Fsin53、mg = 0, F=1.25N当F<1.25N时，环与杆的上部接触，受力如图。由牛顿定律得FcosOw Fn= ma, FN + Fsin 0= mg,解得 F = 1N当F>1.25N时，环与杆的下部接触，受力如图。由牛顿定律得F cos 0 p Fn = maFsi

11、n 0= mg + Fn解得F = 9N10. (2012安徽理综)质量为0.1kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的v-1图象如图所示。球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的3/4。设球受到的空气阻力大小恒为f,取g=10m/s2,求:弹性球受到的空气阻力f的大小;(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度ho答案(1)0.2N (2)3m解析(1)设弹性球第一次下落过程中的加速度大小为ab由题图加 42ai =五=0.5m/s2 = 8m/s2 根据牛顿第二定律，得mg f=mai f = m（g ai） = 0.2N （2）由图知弹性球第一次到达地面时的速度大小为vi

12、 = 4m/s,设球第一次离开地面时的速度大小为 V2,则3V2= 4vi = 3m/s 第一次离开地面后，设上升过程中球的加速度大小为a2,则mg + f=ma2(5a2= 12m/s2于是，有0 V2 = 2a2h .3 _解得h = £m811. （2012安徽“江南十校”联考）如图所示，倾角为30°的光滑 斜面与粗糙的水平面平滑连接。现将一滑块 （可视为质点）从斜面上A 点由静止释放，最终停在水平面上的 C点。已知A点距水平面的高 度h = 0.8m, B点距C点的距离L = 2.0m。（滑块经过B点时没有能 量损失,取g=10m/s2）求：(1)滑块在运动过程中的

13、最大速度;(2)滑块与水平面间的动摩擦因数(3)滑块从A点释放后，经过时间t=1.0s时速度的大小。答案(1)4m/s (2)0.4 (3)3.2m/s解析(1)滑块先在斜面上做匀加速运动，然后在水平面上做匀减 速运动，故滑块运动到B点时速度最大，设为Vmax, 上运动的加速度大小为ai;mgsin30 = mai.2hvmax 2a1sin30解得：vmax=4m/S(2)设滑块在水平面上运动的加速度大小为a2,则叱mgma2vmax = 2a2L解得：呼0.4设滑块在斜面得 ti = 0.8s由于t>ti,故滑块已经经过B点，做匀减速运动t-ti = 0.2s(3)设滑块在斜面上运动

14、的时间为tl, Vmax = aitl,设t= 1.0s时速度大小为V,则V=Vmax-a2(t-tl)解得：v = 3.2m/s12. (2012广东名校质检)如图，质量M = 1kg的木板静止在水平 面上，质量m=1kg、大小可以忽略的铁块静止在木板的右端。设最 大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知木板与地面间的动摩擦因数卬=0.1,铁块与木板之间的动摩擦因数区=0.4,取g=10m/s2,现给铁块施加一个水平向左的力 F。(1)若力F恒为8N,经1s铁块运动到木板的左端。求木板的长 度；(2)若力F从零开始逐渐增加，且木板足够长。试通过分析与计 算，在图中作出铁块受到的摩擦力 f随力F大小变化

15、的图象。F左M右6543210"T ' *1'"1'11 r F r 11 " T " 1Ii1i 一 T . + - - k - «i!1P V 4 - 9F d，F b 81E Ji 4!a那2 4 6 8 10 12 1T答案(1)1m (2)见解析解析(1)对铁块，由牛顿第二定律得F图mg = ma1对木板，由牛顿第二定律得 区mg EM“ + m)g=Ma2卷设木板的长度为L,经时间t铁块运动到木板的左端，则1 s木= 2a2t2 1s铁= 2a1t2 又s铁一s木=L)联立解得L = 1m(2)( i )当FW M