2020届高考物理总复习课堂检测：牛顿第二定律两类动力学问题

1、课时跟踪检测（九） 牛顿第二定律两类动力学问题 A 级一一基础小题练熟练快 1. （2019 淮北检测）下列说法正确的是（ ） A 物体受到力的作用时，力克服了物体的惯性，使其产生了加速度 B.人走在松软土地上下陷时具有向下的加速度， 说明人对地面的压力大于地面对人的 支持力 C 物理公式既能确定物理量之间的数量关系，又能确定物理量间的单位关系 D .对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力，当力刚作用的瞬间，加速度为零 解析：选 C 惯性是物体的固有属性，力能使物体产生加速度，但不能说力克服了物 体的惯性，A错误。根据牛顿第三定律，两个物体间的作用力与反作用力总是等大反向的， B 错误。物理

2、公式不仅能确定物理量之间的数量关系， 也能确定单位关系，C 正确。根据牛 顿第二定律，合外力与加速度是瞬时对应关系， D 错误。 2. （多选）如图甲所示，物体在水平恒力 F 作用下沿粗糙水平地面由静止开始运动，在 t= 1 s 时刻撤去恒力 F，物体运动的 v-t 图像如图乙所示。重力加速度 g 取 10 m/s2,下列说 法正确的是（ ） A .物体在 3 s 内的位移 x= 3 m B.恒力 F 与摩擦力 f 大小之比为 F : f= 3 : 1 C .物体与地面间的动摩擦因数为 尸 0.3 D.在撤去 F 前后两个阶段的平均速度大小之比为 v 1 : v 2= 2 : 1 解析：选 B

3、C 在速度一时间图像中图线与时间轴所围成的面积等于位移的大小， 3 s 内物体的位移大小应为 9 m, A 错误。撤去力 F 后，物体受摩擦力作用而减速运动，加速 度大小为 3 m/s2,而a2=，得卩=0.3, C 正确。匀变速直线运动的平均速度等于初、末 速度和的一半，故撤去 F前后两个阶段的平均速度相同， D 错误。根据牛顿第二定律可得： F f= mai, f= ma2，又由题图乙可知 ai= 6 m/s2, a2= 3 m/s2,联立解得 F : f= 3 : 1,故 B 正确。 3.（多选）（）（2018 青岛二模）在光滑水平面上，a、b 两小球沿水 平面相向运动。当两小球间距小于

4、或等于 L 时，受到大小相等、 方向相反的相互排斥恒力作用，两小球间距大于 L 时，相互间的 排斥力为零，小球在相互作用区间运动时始终未接触，两小球运 动时速度 v 随时间 t 的变化关系图像如图所示，由图可知 （ ） A. a 球的质量大于 b 球的质量 B. 在 ti时刻两小球间距最小 C .在 0t2时间内两小球间距逐渐减小 D .在 0t3时间内 b 球所受的排斥力方向始终与运动方向相反 解析：选 AC 由速度一时间图像可知 b 小球的速度一时间图线的斜率绝对值较大， 所 以 b 小球的加速度较大，两小球之间的排斥力为相互作用力，大小相等，根据 a=上上知，加 m 速度大的质量小，所以

5、 b 小球的质量较小，故 A 正确；两小球做相向运动，当速度相等时 两小球间距最小，即 t2时刻两小球间距最小，之后距离开始逐渐增大，故 B 错误，C 正确; b 球在 0ti时间内做匀减速运动，排斥力与运动方向相反，故 D 错误。 4如图所示，圆 1 和圆 2 外切，它们的圆心在同一竖直线上，有三 块光滑的板，它们的一端搭在墙上， 另一端搭在圆 2 上，三块板都通过两 圆的切点，A 在圆上，B 在圆内，C 在圆外。从 A、B、C 三处同时由静 止释放一个小球，它们都沿光滑板运动，则最先到达圆 2 上的球是（ ） A .从 A 处释放的球 B.从 B 处释放的球 C .从 C 处释放的球 D

6、.从 A、B、C 三处释放的球同时到达 解析：选 B 假设经过切点的板两端点分别在圆 圆 1 的半径为 r,圆 2 的半径为 R，则圆内轨道的长度 s= 2（r + R）cos a,下滑时小球的加速 度 a= gcos a,根据位移时间公式得 s= 如2,贝U t= 寸号=、yrCRSC0Sa = 即当板的端点在圆上时，沿不同板下滑到底端所用的时间相同；由题意可知， A 在圆上，B 在圆内，C 在圆外，可知从 B 处释放的球下滑的时间最短，故选 Bo 5. （多选）如图所示，质量为 m 的小球被一根橡皮筋 AC 和一根绳 BC 系住，当小球静止时，橡皮筋处在水平方向上。下列判断中正确 的是（

7、） A .在 AC 被突然剪断的瞬间， BC 对小球的拉力不变 B.在 AC 被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为 gsin 01、圆 2 上，板与竖直方向的夹角为 a, D.在 BC 被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为 解析：选 BC 设小球静止时 BC 绳的拉力为 得: Fcos 0= mg, Fsin 0= T，解得： F = mg , cos 06. （多选） （） （2019 温州四校联考）质量分别为 M 和 m 的两物块 A、B 大小相同，将它们用 轻绳跨过光滑定滑轮连接。如图甲所示，绳子平行于倾角为 面上，不考虑两物块与斜面之间的摩擦，若互换两物块的位置, A .此时轻绳的拉力

8、大小为 mg B.此时轻绳的拉力大小为 Mg D .此时 A 运动的加速度大小为 次按题图乙放置时，对 A、B 整体由牛顿第二定律得, M m =（1 sin a）g= Mg,对 B,由牛顿第二定律得 T mgsin a= ma,解得 T = mg,故 A、 D 正确，B、C 错误。 B 级一一保分题目练通抓牢 7. （2019 天津调研）在两个足够长的固定的相同斜面体上 （其斜面光滑）,分别有如图甲、 乙所示的两套装置，斜面体 B 的上表面水平且光滑， 长方体 D 的上表面与斜面平行且光滑， p 是固定在 B、D 上的小柱，完全相同的两只弹簧一端固定在 p 上。另一端分别连在 A 和 C C

9、.在 BC 被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为 g cos 0 gsin 0 F, AC 橡皮筋的拉力为 T,由平衡条件可 T = mgtan 0在 AC 被突然剪断的瞬间, BC 上的拉力 F 发生了突变，小球的加速度方向沿与 BC 垂直的方向且斜向下，大小为 a = 球的合力大小与 0, B 正确，Be 被剪断前cOh，C正确, D 错误。 a的斜面，A 恰好能静止在斜 按图乙放置，然后释放 已知斜面固定，重力加速度大小为 g,则（ C .此时 A 运动的加速度大小为 2 (1 sin a)g 解析：选 AD 第一次按题图甲放置时 A 静止, 则由平衡条件可得 Mgsin a= mg,第

10、二 Mg mgsin a= (m+ M)a，联立得 a 甲 ) 上。在 A 与 B、C 与 D 分别保持相对静止状态沿斜面自由下滑的过程中，下列说法正确的 是（）（） A 两弹簧都处于拉伸状态 B.两弹簧都处于压缩状态 C .弹簧 Li处于压缩状态，弹簧 L2处于原长 D .弹簧 Li处于拉伸状态，弹簧 L2处于压缩状态 解析：选 C 由于斜面光滑，它们整体沿斜面下滑的加速度相同，为 gsin a。对于题图 甲，以 A 为研究对象，重力与支持力的合力沿竖直方向，而 A 沿水平方向的加速度： ax = acos a= gsin a cos a,该加速度由水平方向弹簧的弹力提供，所以弹簧 Li处于

11、压缩状态； 对于题图乙，以 C 为研究对象，重力与斜面支持力的合力大小： F合=mgsin a,即 C 不能 受到弹簧的弹力，弹簧 L2处于原长状态。故选项 C 正确，A、B、D 错误。 8. （多选）如图甲所示， 静止在水平面 C 上足够长的木板 B 左端放着小物块 A。某时刻， A 受到水平向右的拉力 F 作用，F 随时间 t 的变化规律如图乙所示。 A、B 间最大静摩擦力 大于 B、C 之间的最大静摩擦力， 假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 则在拉力逐渐增大的 过程中，下列反映 A、B 运动过程中的加速度及 A 与 B 间摩擦力 fi、B 与 C 间摩擦力 f2随 时间变化的图线中，正确

12、的是 （ ） 解析：选 ACD 当拉力小于 B、C 之间的最大静摩擦力时， A、B 保持静止没有加速度， 所以 B项错误；此时 fi = f2= F，即两个摩擦力都随拉力增大而增大， 在拉力增大到等于 B、 C 之间的最大静摩擦力至 A、B 间达到最大静摩擦力这段时间， A、B 一起向前加速，加速 动摩擦力保持不变，所以 D 项正确；当拉力再增大时， A、B 之间也发生了相对滑动， A、 B 之间变成了滑动摩擦力， 即不再变化，此时 A 的加速度 a = F fimax,综上所述可知 A、 mA C 项正确。 F 9. （2018 盐城模拟）两物块 A、B 并排放在水平地面上，且两物块接触面为

13、竖直面。现 用一水平推力 F 作用在物块 A 上，使 A、B 由静止开始一起向右做匀加速运动，如图甲所 示。在 A、B 的速度达到 6 m/s时，撤去推力F。已知A、B质量分别为 mA= 1 kg、mB= 3 kg , A与水平地面间的动摩擦因数为 尸 0.3, B与地面没有摩擦，B物块运动的v-t图像如图乙 所示。g取 10 m/s2,求: (1)推力 F 的大小; A 物块刚停止运动时，物块 A、B 之间的距离。 解析：( (1)在水平推力 F 作用下，物块 A、B 一起做匀加速运动，加速度为 a,由 B 物 块的 v-t 图像得, 对于 A、B 整体，由牛顿第二定律得 F umg= (m

14、A+ mB) )a，代入数据解得 F = 15 N。 (2)设物块 A 做匀减速运动的时间为 t,撤去推力 F 后，A、B 两物块分离，A 在摩擦力 作用下做匀减速运动， B 做匀速运动，对 A,由一 (imAg= mAaA，解得 aA = g 3 m/s2 物块 A 通过的位移 xA= 3t= 6 m 物块 B 通过的位移 xB= v0t= 6 x 2 m = 12 m 物块 A 刚停止时 A、B 间的距离 Ax= xB xA = 6 m。 答案：(1)15 N (2)6 m 10. 如图所示为一架四旋翼无人机， 它是一种能够垂直起降的小 型遥控飞行器，目前得到越来越广泛的应用。若一架质量

15、m= 2 kg 的无人机，其动力系统所能提供的最大升力为 F = 36 N，运动过程 中所受空气阻力大小恒为 f = 4 N, g 取 10 m/s2。 (1)无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞，求在 度 h; (2) 当无人机悬停在距离地面高度 H = 100 m 处，由于动力设备故障，无人机突然失去 升力而坠落。求无人机坠落到地面时的速度大小 v; (3) 在第(2)问条件下，若无人机坠落过程中，由于遥控设备的干预，动力设备重新启动 提供向上最大升力。为保证安全着地，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间 b。 0 6 aA s= 2 s a= v A =6 m/s2= 3

16、m/ s2 t= 5 s 时离地面的咼 屮 解析：( (1)设无人机上升时加速度为 a，由牛顿第二定律，有： F mg f = ma,解得 a H 4 为（ ) A B C D T 2 =6 m/s 由：h = 1at2,解得：h = 75 m。 设无人机坠落过程中加速度为 ai,由牛顿第二定律，有：mg f= ma解得讪=8 m/s2 由：v = 2aiH，解得：v = 40 m/s。 解得 a2= 10 m/s2 又由 vm= aiti，解得：ti = 答案：( (i)75 m (2)40 m/s (3)535 s 3 C 级一一难度题目适情选做 若某时刻观察到细线偏离竖直方向 0角，则此

17、刻小车对物块 B 产生的作用力的大小和方向 f= ma= mgtan 0,方向水平向右, 小车对 B 的支持力大小为 N = mg,方向竖直向上, 则小车对物块 B 产生的作用力的大小为: F = N2+ f2 = mgp1+ tan2 0,方向斜向右上方, 故 D 正确。 端以初速度 v0= 9.6 m/s 沿斜面上滑。斜面倾角 0= 37,滑块与斜面间 （3）设飞行器恢复升力后向下减速时加速度为 设飞行器恢复升力时速度大小为 v m,则有: 2 2 v m v m = 2ai 2a2 mg,竖直向上 mg：Ji+ f,斜向左上方 mgtan 0,水平向右 mg/i + tan2 0,斜向右

18、上方 解析：选 D 以小球 A 为研究对象，分析受力如图，根据牛顿第二定律 再对物块 B 研究得：小车对 B 的摩擦力为: i2.如图所示，斜面体 ABC 放在粗糙的水平地面上。滑块在斜面底 a2,由牛顿第二定律, 有 F mg+ f= ma2, ii. （20i9 银川模拟）如图所示，带支架的平板小车沿水平面向左 终相对于小车静止地摆放在右端。 B 与小车平板间的动摩擦因数为 f 得：mAgtan 0= mAa, 得：a= gtan 0,方向水平向右。 做直线运动，小球 A 用细线悬挂于支架前端，质量为 m 的物块 B 始 的动摩擦因数 尸 0.45。整个过程斜面体保持静止不动，已知滑块的质量 =0.6，cos 37 = 0.8, g 取 10 m/ 试求： (1) 滑块回到出发点时的速度大小。 (2) 定量画出斜面体与水平地面之间的摩擦力 Ff随时间 t 变化的图像。 解析：( (1)滑块沿斜面上滑过程，由牛顿第二定律： mgsin 0+ mgosB= mai，解得 ai = 9.6 m/s2 设滑块上滑位移大小为 L,则由 vo2= 2a