高考物理一轮复习 第3章 第2单元 牛顿第二定律 两类动力学问题课时跟踪检测-人教版高三物理试题

课时跟踪检测(九)牛顿第二定律两类动力学问题高考常考题型：选择题＋计算题一、单项选择题1.如图1所示，车内绳AB与绳BC拴住一小球，BC水平，车由原来的静止状态变为向右做加速直线运动，小球仍处于图中所示的位置，则()图1A．AB绳、BC绳拉力都变大B．AB绳拉力变大，BC绳拉力变小C．AB绳拉力变大，BC绳拉力不变D．AB绳拉力不变，BC绳拉力变大2．(2013·新课标全国卷Ⅱ)一物块静止在粗糙的水平桌面上。从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用。假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小。能正确描述F与a之间关系的图象是()图23．(2014·信宜调研)质量相等的甲、乙两物体从离地面相同高度同时由静止开始下落，由于两物体的形状不同，运动中受到的空气阻力不同，将释放时刻作为t＝0时刻，两物体的速度图象如图3所示。则下列判断正确的是()图3A．t0时刻之前，甲物体受到的空气阻力总是大于乙物体受到的空气阻力B．t0时刻之前，甲物体受到的空气阻力总是小于乙物体受到的空气阻力C．t0时刻甲乙两物体到达同一高度D．t0时刻之前甲下落的高度小于乙物体下落的高度4.(2015·清远模拟)如图4，电梯与水平地面成θ角，一人静止站在电梯水平梯板上，电梯以恒定加速度a启动过程中，水平梯板对人的支持力和摩擦力分别为FN和f。若电梯启动加速度减小为eq\f(a,2)，则下面结论正确的是()图4A．水平梯板对人的支持力变为eq\f(FN,2)B．水平梯板对人的摩擦力变为eq\f(f,2)C．电梯加速启动过程中，人处于失重状态D．水平梯板对人的摩擦力和支持力之比仍为eq\f(f,FN)5.(2015·东莞五校高三联考)如图5所示，当小车向右加速运动时，物块M相对于车厢静止于竖直车厢壁上，当车的加速度增大时，则()图5A．物块M受到的摩擦力增大B．物块M对车厢壁的压力增大C．物块M将向上滑动D．物块M将向下滑动二、多项选择题6．(2014·东莞调研)下列说法正确的是()A．物体所受到的合外力越大，其速度改变量也越大B．物体所受到的合外力不变(F合≠0)，其运动状态就不改变C．物体所受到的合外力变化，其速度的变化率一定变化D．物体所受到的合外力减小时，物体的速度可能正在增大7.(2014·汕头质检)叠放在一起的A、B两物体在水平力F的作用下，沿水平面以某一速度匀速运动，现突然将作用在B上的力F改为作用在A上，并保持大小和方向不变，如图6所示，则关于A、B的运动状态可能为()图6A．一起匀速运动 B．一起加速运动C．A加速，B减速 D．A加速，B匀速8．(2015·肇庆月考)受水平外力F作用的物体，在粗糙水平面上做直线运动，其v­t图线如图7所示，则()图7A．在0～t1时间内，外力F大小不断增大B．在t1时刻，外力F为零C．在t1～t2时间内，外力F大小可能不断减小D．在t1～t2时间内，外力F大小可能先减小后增大三、计算题9.(2015·广东调研)有一种大型游戏机叫“跳楼机”(如图8所示)，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40m高处，然后由静止释放。可以认为座椅沿轨道做自由落体运动2s后，开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动，且下落到离地面4m高处时速度刚好减小到零。然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落，将游客送回地面。取g＝10m/s2，求：图8(1)座椅在自由下落结束时刻的速度是多大？(2)座椅在匀减速阶段的时间是多少？(3)在匀减速阶段，座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍？10．(2014·中山模拟)如图9所示，一光滑斜面固定在水平地面上，质量m＝1kg的物体在平行于斜面向上的恒力F作用下，从A点由静止开始运动，到达B点时立即撤去拉力F。此后，物体到达C点时速度为零。每隔0.2s通过速度传感器测得物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据。图9t/s0.00.20.4…2.22.4…v/(m·s－1)0.01.02.0…3.32.1…试求：(1)斜面的倾角α；(2)恒力F的大小；(3)t＝1.6s时物体的瞬时速度。答案1．选D如图所示，车加速时，球的位置不变，则AB绳拉力沿竖直方向的分力仍为FT1cosθ，且等于重力G，即FT1＝eq\f(G,cosθ)，故FT1不变。向右的加速度只能是由BC绳上增加的拉力提供，故FT2增加，所以D正确。2．选C本题考查摩擦力、牛顿第二定律等基础知识点，意在考查考生应用相关知识分析问题、解决问题的能力。设物块所受滑动摩擦力为f，在水平拉力F作用下，物块做匀加速直线运动，由牛顿第二定律，F－f＝ma，F＝ma＋f，所以能正确描述F与a之间关系的图象是C，选项C正确，A、B、D错误。3．选D由牛顿第二定律可得物体下落的加速度a＝eq\f(mg－f,m)＝g－eq\f(f,m)从图象上的斜率可知甲的加速度不变，说明其受阻力不变，乙的加速度一直减小，说明其受阻力一直增大，比较两图象的斜率，乙的斜率先大于甲，后小于甲，中间某一时刻二者的斜率相等，说明甲物体所受阻力开始大于乙，后小于乙，中间某一时刻相等，因此A、B选项均错。t0时刻二者速度相等，从图像上图线所围面积推断乙下落的位移大，因此C错D对。4．选B将人的加速度分解，水平方向ax＝acosθ，竖直方向ay＝asinθ。对于人根据牛顿第二定律，在水平方向有f＝max，在竖直方向有FN－mg＝may，人处于超重状态，C错误；当加速度由a变为eq\f(a,2)时，摩擦力变为原来的一半，但支持力不为原来的一半，则它们的比值也发生变化，故A、D错误，B正确。5．选B分析M受力情况如图所示，因M相对车厢壁静止，f＝Mg，与水平方向的加速度大小无关，A错误；水平方向，FN＝Ma，FN随a的增大而增大，由牛顿第三定律知，物块M对车厢壁的压力增大，B正确；因FN增大，物块与车厢壁的最大静摩擦力增大，故M相对于车厢壁仍静止，C、D错误。6．选CD物体所受到的合外力越大，物体的加速度(速度变化率)也越大，即速度变化得越快，但速度改变量还与时间有关，故选项A错误，C正确；物体所受的合外力不为零，就会迫使其运动状态(运动的快慢或方向)发生变化，选项B错误；合外力的大小与速度的大小之间没有直接关系，选项D正确。7．选ACF大于A、B之间的最大静摩擦力时，A加速，B减速；F小于A、B之间的最大静摩擦力时，A、B一起匀速运动。8．选CDv­t图象的斜率表示加速度，在0～t1时间内，物体做加速度减小的加速运动，由牛顿第二定律得：F－f＝ma，所以外力F不断减小，选项A错误；在t1时刻，加速度为零，外力F等于摩擦力f，选项B错误；在t1～t2时间内，物体做加速度增大的减速运动，由牛顿第二定律得：f－F＝ma′，所以外力F可能不断减小，选项C正确；若物体静止前，外力F已减至零，则此后，外力F必再反向增大，选项D正确。9．解析：(1)设座椅在自由下落结束时刻的速度为v。由v＝gt1，得v＝20m/s。(2)设座椅自由下落和匀减速运动的总高度为h，总时间为t。则h＝40m－4m＝36m由h＝eq\f(v,2)t，得t＝3.6s设座椅匀减速运动的时间为t2，则t2＝t－t1＝1.6s。(3)设座椅匀减速阶段的加速度大小为a，座椅对游客的作用力大小为F。由v＝at2，得a＝12.5m/s2由牛顿第二定律得：F－mg＝ma所以eq\f(F,mg)＝2.25。答案：(1)20m/s(2)1.6s(3)2.2510．解析：(1)物体从A到B做匀加速运动，设加速度为a1则a1＝eq\f(2.0－1.0,0.4－0.2)m/s2＝5m/s2，若物体加速了2.2s，则2.2s末速度为11m/s，由表格数据知2.2s末的速度为3.3m/s，故当t＝2.2s时，物体已通过B点。因此减速过程加速度大小a2＝eq\f(3.3－2.1,2.4－2.2)m/s2＝6m/s2，mgsinα＝ma2，解得α＝37°。