2024高考物理一轮复习规范演练11牛顿第二定律两类动力学问题含解析新人教版

PAGE6-规范演练11牛顿其次定律两类动力学问题[抓基础]1．汽车平安带的作用是在汽车紧急刹车或发生碰撞时，尽可能地减轻对乘客的损害．假定乘客质量为70kg，汽车车速为90km/h，从踩下刹车到完全停止须要的时间为5s，平安带对乘客的作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)()A．450N B．400NC．350N D．300N解析：汽车的速度v0＝90km/h＝25m/s，设汽车匀减速的加速度大小为a，则a＝eq\f(v0,t)＝5m/s2，对乘客由牛顿其次定律得F＝ma＝70×5N＝350N.答案：C2．竖直向上飞行的子弹，到达最高点后又返回原处．假设整个运动过程中，子弹受到的阻力与速度的大小成正比，且阻力始终小于其重力，则子弹在整个运动过程中，加速度大小的改变是()A．始终变大 B．始终变小C．先变大后变小 D．先变小后变大解析：子弹向上运动过程中速度越来越小，子弹受向下的阻力越来越小，子弹受到的合外力越来越小，由牛顿其次定律可知，子弹上升过程中加速度越来越小；子弹从最高点向下运动过程做加速运动，其速度越来越大，受到向上的空气阻力越来越大，物体受到的合外力越来越小，其加速度越来越小．答案：B3．(2024·莆田模拟)一质点受多个力的作用，处于静止状态．现使其中一个力的大小渐渐减小到零，再沿原方向渐渐复原到原来的大小．在此过程中，其他力保持不变，则质点的加速度大小a和速度大小v的改变状况是()A．a和v都始终增大B．a和v都先增大后减小C．a先增大后减小，v始终增大D．a和v都先减小后增大解析：质点受多个力的作用，处于静止状态，则多个力的合力为零，其中随意一个力与剩余全部力的合力大小相等、方向相反，使其中一个力的大小渐渐减小到零再复原到原来大小的过程中，其他全部力的合力先变大后变小，但合力的方向不变，依据牛顿其次定律知，a先增大后减小，v始终增大．答案：C4．(2024·惠州模拟)放在固定粗糙斜面上的滑块A以加速度a1沿斜面匀加速下滑，如图甲所示．在滑块A上放一物体B，物体B始终与A保持相对静止，以加速度a2沿斜面匀加速下滑，如图乙所示．在滑块A上施加一竖直向下的恒力F，滑块A以加速度a3沿斜面匀加速下滑，如图丙所示．则()图甲图乙图丙A．a1＝a2＝a3 B．a1<a2＝a3C．a1＝a2<a3 D．a1<a2<a3解析：图甲中加速度为a1，则有mgsinθ－μmgcosθ＝ma1，解得a1＝gsinθ－μcosθ；图乙中的加速度为a2，则有(m＋m′)gsinθ－μ(m＋m′)gcosθ＝(m＋m′)a2，解得a2＝gsinθ－μgcosθ；图丙中的加速度为a3，则有：(mg＋F)sinθ－μ(mg＋F)cosθ＝ma3，解得a3＝eq\f(（mg＋F）sinθ－μ（mg＋F）cosθ,m)，故a1＝a2<a3，C正确．答案：C5.(2024·宁夏青铜峡高级中学月考)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()A．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：C6.(2024·江西新干县四校联考)一物块放在一粗糙斜面上，给物块施加一个沿斜面对上的力F，F和物块的加速度a的关系如图所示(取加速度向上为正值)，已知图中直线斜率为k，纵轴上两个截距分别为p和n，重力加速度为g(以上给出量均为国际单位)．假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，则物块与斜面的动摩擦因数为()A.eq\f(n－p,\r(k2g2－（p＋n）2)) B.eq\f(n＋p,\r(k2g2－（p－n）2))C.eq\f(n－p,\r(4k2g2－（p＋n）2)) D.eq\f(n＋p,\r(4k2g2－（p－n）2))解析：由题图可知，当力的大小为p到n时，物体静止在斜面上的p点和n点，物体恰好受到最大静摩擦力达到平衡状态，则有：mgsinθ－μmgcosθ＝pmgsinθ＋μmgcosθ＝n依据牛顿其次定律可知：F－mgsinθ＋μmgcosθ＝ma则有：m＝k.联立解得：cosθ＝eq\f(\r(4k2g2－（p＋n）2),2kg)，μ＝eq\f(n－p,2kgcosθ)解得μ＝eq\f(n－p,\r(4k2g2－（p＋n）2))，故C正确，A、B、D错误．答案：C7．(多选)(2024·佛山模拟)如图甲所示，某人通过动滑轮将质量为m的货物提升到肯定高处，动滑轮的质量和摩擦均不计，货物获得的加速度a与竖直向上的拉力FT之间的函数关系如图乙所示．则下列推断正确的是()A．图线与纵轴的交点的肯定值为gB．图线的斜率在数值上等于物体的质量mC．图线与横轴的交点N的值FTN＝mgD．图线的斜率为eq\f(2,m)解析：由题意结合牛顿其次定律可得：2FT－mg＝ma，则有a＝eq\f(2,m)FT－g，由a-FT图象可推断，纵轴截距的肯定值为g，A正确；图线的斜率在数值上等于eq\f(2,m)，则B错误，D正确；横轴截距代表a＝0时，FTN＝eq\f(mg,2)，则C错误．答案：AD8.(多选)(2024·河南周口中英文学校月考)如图所示，质量为m的小球悬挂在小车顶棚上，在运动过程中当小球偏离竖直方向θ角时，则下列说法正确的是()A．小车可能向左减速运动B．小车可能向右减速运动C．小车的加速度大小a＝gtanθD．悬挂线的拉力大小F＝eq\f(mg,sinθ)解析：球相对车厢处于静止状态，车厢与球的加速度相同，依据牛顿其次定律得，F＝mgtanθ＝ma，解得小球的加速度a＝gtanθ，方向向右，则小车的加速度大小为gtanθ，方向向右，小车向右做匀加速直线运动或向左做匀减速直线运动，故A、C正确，B错误；由几何关系可知，悬线的拉力FT＝eq\f(mg,cosθ)，故D错误．答案：AC[提素养]9.(2024·四川攀枝花十二中月考)如图所示，质量为m的小球用水平弹簧系住，并用倾角为30°的光滑木板AB托住，小球恰好处于静止状态．当木板AB突然向下撤离的瞬间，小球的加速度为()A．0B．大小为g，方向竖直向下C．大小为eq\f(2\r(3),3)g，方向垂直木板向下D．大小为eq\f(\r(3),3)g，方向水平向右答案：C10.(多选)(2024·江西新余一中二模)如图所示，在动摩擦因数μ＝0.2的水平面上有一个质量m＝1kg的小球，小球一端与水平轻弹簧相连，另一端与竖直方向成θ＝45°角的不行伸长的轻绳相连，此时小球处于静止状态，且水平面对小球的弹力恰好为零．在剪断轻绳的瞬间(g取10m/s2)．下列说法中正确的是()A．小球受力个数不变B．小球马上向左运动，且a＝8m/s2C．小球马上向左运动，且a＝10m/s2D．若剪断的是弹簧，则剪断瞬间小球加速度为零答案：BD11.(多选)(2024·烟台统考)如图所示，固定在地面上的斜面足够长，其倾角为30°，用平行于斜面对上、大小为16N的力F作用在质量为2kg的物块上，物块恰好沿斜面匀速上滑，若g取10m/s2，物块所受最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，则下列说法正确的是()A．在撤去力F的瞬间，物块所受摩擦力方向不变B．在撤去力F的瞬间，物块的加速度大小为8m/s2C．物块与斜面间的动摩擦因数为0.4D．撤去力F后，物块最终将静止在斜面上解析：物块匀速上滑过程，受到力F、重力、支持力和摩擦力，依据共点力平衡条件，有F＝mgsin30°＋f，代入数据解得f＝6N；撤去F后，物块由于惯性接着上滑，其余力均不变，摩擦力f＝6N，方向沿斜面对下，依据牛顿其次定律有f＋mgsin30°＝ma，解得a＝8m/s2，A、B正确；滑动摩擦力f＝μmgcos30°，解得μ＝eq\f(\r(3),5)，C错误；当物块上滑的速度减为零时，因mgsin30°＞μmgcos30°(即μ＜tan30°)，物块不能保持静止，将沿斜面下滑，D错误．答案：AB12．(2024·潍坊模拟)如图甲所示，水平地面上轻弹簧左端固定，右端通过滑块压缩0.4m后锁定，t＝0时解除锁定释放滑块．计算机通过滑块上的速度传感器描绘出滑块的速度图象如图乙所示，其中Oab段为曲线，bc段为直线，倾斜直线Od是t＝0时的速度图线的切线，已知滑块质量m＝2.0kg，g取10m/s2.求：(1)滑块与地面间的动摩擦因数；(2)弹簧的劲度系数．解析：(1)从题图乙可知，滑块脱离弹簧后的加速度大小a1＝eq\f(Δv1,Δt1)＝eq\f(1.5,0.3)m/s2＝5m/s2，由牛顿其次定律得μmg＝ma1，代入数据解得μ＝0.5.(2)刚释放时滑块的加速度为a2＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(3,0.1)m/s2＝30m/s2，由牛顿其次定律得kx－μmg＝ma2，代入数据解得k＝175N/m.答案：(1)0.5(2)175N/m13．(2024·黄冈检测)a、b两物块可视为质点，在a以初速度v0从地面竖直上抛的同时，b以初速度v0滑上倾角为θ＝30°的足够长的斜面．已知b与斜面间的动摩擦因数为μ＝eq\f(\r(3),2)，重力加速度为g，求当a落地时，b离地面的高度．解析：以b为探讨对象，斜面对b的支持力为FN＝mgcos30°，斜面对b的摩擦力为Ff＝μFN＝eq\f(\r(3),2)×eq\f(\r(3),2)mg＝eq\f(3,4)mg，重力沿斜面对下的分力为mgsin30°＝eq\f(1,2)mg，由于Ff＞mgsin30°，所以b达到斜面最高点时应当静止；由牛顿其次定律：Ff＋mgsin30°＝ma，所以b上升过程中加速度大小为a＝1.25g；B在斜面上运动的时间t1＝eq\f(v0,a)＝eq\f(4v0,5g)；以a为探讨对象，a在空中运动的总时间t2＝eq\f(2v0,g)，由于t1＜t2，所以当a落地时，b已静止在斜面上．设b离地面的高度为h，由运动学公式：eq\f(h,sin30°)＝eq\f(v0,2)t1，联立解得h＝eq\f(veq\o\al(2,0),5g).答案：eq\f(veq\o\al(2,0),5g)14．马路上行驶的两汽车之间应保持肯定的平安距离．当前车突然停止时，后车司机可以实行刹车措施，使汽车在平安距离内停下而不会与前车相碰．通常状况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1s．当汽车在晴天干燥沥青路面上以108km/h的速度匀速行驶时，平安距离为120m．设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的eq\f(2,5)，若要求平安距离仍为120m，求汽车在雨天平安行驶的最大速度．解析：设路面干燥时，汽车与路面间的动摩擦因数为μ0，刹车时汽车的加速度大小为a0，平安距离为s，反应时间为t0.由牛顿其次定律和运