【名师伴你行】2022年高考物理一轮复习课时作业8牛顿第二定律-两类动力学问题-

八牛顿其次定律两类动力学问题1．(2021·蚌埠联谊校二次联考)如图所示，物块A放在斜面上，与斜面一起向右做匀加速运动，物体A受到斜面对它的支持力和摩擦力的合力方向可能是()A．向右斜上方 B．竖直向上C．向右斜下方 D．上述三种方向均不行能答案：A解析：物体向右加速由牛顿其次定律可得物体的合外力方向水平向右，故斜面对物体A的支持力和摩擦力的合力在竖直方向的分力平衡了物体的重力，水平方向的分力为合外力，由平行四边形定则可得物体A受到斜面对它的支持力和摩擦力的合力方向向右斜上方，A对．2．如图所示，轻质弹簧上面固定一块质量不计的薄板，在薄板上放重物，用手将重物向下压缩后，突然将手撒去，则重物将被弹簧弹射出去，在弹射过程中(重物与弹簧脱离之前)重物的运动状况是()A．始终加速运动B．匀加速运动C．先加速运动后减速运动D．先减速运动后加速运动答案：C解析：物体运动状态的转变取决于所受的合外力，所以，对物体进行精确     的受力分析是解此题的关键．重物在整个运动过程中受到重力和弹簧弹力的作用．刚放手时，弹力大于重力，合力向上，重物向上加速运动，但随着重物上移，弹簧形变量变小，弹力随之变小，合力减小，加速度减小，当弹力减至与重力大小相等时，合力为零，加速度为零，此时重物的速度最大；此后重物由于惯性连续上升，弹力连续减小，重物受到的合力向下，重物做减速运动，当弹簧恢复原长时，二者分别．3．(多选)一质点处于静止状态，现对该质点施加力F，力F随时间t按如图所示的正弦规律变化，力F的方向始终在同始终线上，在0～4s内，下列说法正确的是()A．第2s末，质点距离动身点最远B．第2s末，质点的动能最大C．第4s末，质点距离动身点最远D．第4s末，质点的动能最大答案：BC解析：力F随图示的规律变化时，质点在前2s做加速度先增大后减小的加速运动，在2s末速度最大，2～4s内质点做加速度(反方向)先增大后减小的减速运动，在4s末速度为零，质点始终沿正方向运动，故B、C正确．4．(2021·云南第一次检测)物体块放置在与水平地面成30°角倾斜的木板上时，刚好可以沿斜面匀速下滑；若该木板与水平面成60°角倾斜，取g＝10m/s2，则物块AA．5eq\r(3)m/s2 B．3eq\r(3)m/s2C．(5－eq\r(3))m/s2 D．eq\f(10\r(3),3)m/s2答案：D解析：由物块在倾角为30°的木板上匀速下滑，得Ff＝mgsinθ，又FN1＝mgcos30°，Ff＝μFN1，求得动摩擦因数μ＝eq\f(\r(3),3)；在倾角为60°的木板上物块加速下滑，有FN2＝mgcos60°，mgsin60°－μFN2＝ma，求得a＝eq\f(10,3)eq\r(3)m/s2，D项对．5．(2021·莆田模拟)如图所示，底板光滑的小车上用两个量程为20N、完全相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为1kg的物块，在水平地面上，当小车做匀速直线运动时，两弹簧测力计的示数均为10N，当小车做匀加速直线运动时，弹簧测力计甲的示数为8N，A．2m/s2 B．4m/C．6m/s2 D．8m/答案：B解析：小车做匀速直线运动时，物块随小车也做匀速直线运动，两弹簧测力计示数均为10N，形变相同；小车做匀加速直线运动时，弹簧测力计甲的示数变为8N，形变减小Δx，弹簧测力计乙形变要增加Δx，故弹簧测力计乙的示数为12N，物块受到的合外力F＝4N，故加速度的大小是a＝eq\f(F,m)＝eq\f(4,1)m/s2＝4m/s2，选项B正确．6.如图所示，A、B为两个质量相等的小球，由细线相连，再用轻质弹簧悬挂起来，在A、B间细线烧断后的瞬间，A、B的加速度分别是()A．A、B的加速度大小均为g，方向都竖直向下B．A的加速度为0，B的加速度大小为g、竖直向下C．A的加速度大小为g、竖直向上，B的加速度大小为g、竖直向下D．A的加速度大于g、竖直向上，B的加速度大小为g、竖直向下答案：C解析：在细线烧断前，A、B两球的受力状况如图甲所示，由平衡条件可得：对B球有F线＝mg对A球有F弹＝mg＋F线在细线烧断后，F线马上消逝，弹簧弹力及各球重力不变，两球的受力状况如图乙所示．由牛顿其次定律可得：B球有竖直向下的重力加速度g对A球有F弹－mg＝maA解得aA＝g，方向竖直向上．综上分析，选C．7．如图所示，几个倾角不同的光滑斜面具有共同的底边AB，当物体由静止沿不同的倾角从顶端滑到底端，下面哪些说法是正确的()A．倾角为30°时所需时间最短B．倾角为45°时所需时间最短C．倾角为60°时所需时间最短D．所需时间均相等答案：B解析：设沿一般斜面下滑时，倾角为θ，斜面长为l，物体沿斜面做初速度为零、加速度为a＝gsinθ的匀加速直线运动，滑到底端的时间为t，则有l＝eq\f(1,2)gsinθ·t2①l＝eq\f(\x\to(AB),cosθ)②①②联立解得t＝eq\r(\f(2\x\to(AB),gsinθcosθ))＝eq\r(\f(4\x\to(AB),gsin2θ))所以当θ＝45°时，t最小，故选B．8．(2021·庆阳模拟)如图所示，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的匀加速直线运动，小球仍处于图中所示的位置，则()A．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绳拉力变大答案：D解析：车加速时，小球受力如图所示，由牛顿其次定律得，水平方向FT2－FT1sinθ＝ma，竖直方向FT1cosθ－G＝0，解以上两式得FT1＝eq\f(G,cosθ)，FT2＝FT1sinθ＋ma，故FT1不变，FT2变大，选项D正确．9．如图所示，带支架的平板小车沿水平面对左做直线运动，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μ＝0.5.若某时刻观看到细线偏离竖直方向30°角，则此时物块B受摩擦力大小和方向为()A．eq\f(1,2)mg，水平向左 B．eq\f(1,2)mg，水平向右C．eq\f(\r(3),3)mg，水平向右 D．eq\f(\r(3),3)mg，水平向左答案：C解析：A、B相对于小车静止，小球A与物块B具有相同的加速度．对小球A，依据牛顿其次定律有mgtanθ＝ma，小车对B的摩擦力f＝μmg＝ma，方向水平向右，则f＝mgtanθ＝eq\f(\r(3),3)mg，C正确．10．(多选)如图所示，质量为m的小物块以初速度v0沿足够长的固定斜面上滑，斜面倾角为θ，物体与该斜面间的动摩擦因数μ>tanθ，下图表示该物块的速度v和所受摩擦力Ff随时间t变化的图线，以初速度v0的方向为正方向，其中可能正确的是()答案：AC解析：物体沿斜面上滑时，受力如图所示，由牛顿其次定律得－mgsinθ－μmgcosθ＝ma，解得a＝－g(sinθ＋μcosθ)，物块沿斜面做匀减速直线运动，物块所受滑动摩擦力Ff＝－μmgcosθ，其大小不变，方向沿斜面对下；物块速度减为零时，由于μ>tanθ，故mgsinθ<μmgcosθ，物块将静止在斜面上不动，此时物块所受摩擦力为静摩擦力，由平衡条件得Ff＝mgsinθ，方向沿斜面对上，故选项A、C正确，B、D错误．11.(2022·上海单科)如图，水平地面上的矩形箱子内有一倾角为θ的固定斜面，斜面上放一质量为m的光滑球．静止时，箱子顶部与球接触但无压力．箱子由静止开头向右做匀加速运动，然后改做加速度大小为a的匀减速运动直至静止，经过的总路程为s，运动过程中的最大速度为v.(1)求箱子加速阶段的加速度大小a′.(2)若a>gtanθ，求减速阶段球受到箱子左壁和顶部的作用力．答案：(1)eq\f(av2,2as－v2)(2)m(acotθ－g)解析：(1)由匀变速运动公式知s1＝eq\f(v2,2a′)s2＝eq\f(v2,2a)s＝s1＋s2＝eq\f(v2,2a′)＋eq\f(v2,2a)解得a′＝eq\f(av2,2as－v2).(2)设球不受箱子作用，应满足Nsinθ＝ma，Ncosθ＝mg解得a＝gtanθ减速时加速度向左，此加速度由斜面支持力N与左壁支持力F共同打算，当a>gtanθ时F＝0球受力如图．由牛顿其次定律Nsinθ＝maNcosθ－Q＝mg解得Q＝m(acotθ－g)12.质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v­t图象如图所示．取g＝10m/s2(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ；(2)水平推力F的大小；(3)0～10s内物体运动位移的大小．答案：(1)0.2(2)6N(3)46解析：(1)设物体做匀减速直线运动的时间为Δt2，初速度为v20，末速度为v2t，加速度为a2，则a2＝eq\f(v2t－v20,Δt2)＝－2m/s2①设物体所受的摩擦力为Ff，由牛顿其次定律得：－Ff＝ma2②Ff＝μmg③联立②③式，代入数据得μ＝0.2.④(2)设物体做匀加速直线运动的时间为Δt1，初速度为v10，末速度为v1t，加速度为a1，则a1＝eq\f(v1t－v10,Δt1)＝1m/s2⑤依据牛顿其次定律，有F－Ff＝ma1⑥联立各式，代入数据得F＝6N.(3)由匀变速直线运动的位移公式，得x＝x1＋x2＝v10Δt1＋eq\f(1,2)a1(Δt1)2＋v20Δt2＋eq\f(1,2)a2(Δt2)2＝46m.13．将两个滑块1、2用一轻质细绳连接放在粗糙的水平面上，如图所示．已知细绳的长度为L＝1m,1、2的质量分别为m1＝2kg、m2＝8kg，滑块与地面间的动摩擦因数均为μ＝0.2，取g＝10m/s2，细绳的最大拉力为T＝8N．今在滑块2上施加一水平向右的外力(1)求细绳恰好断裂的瞬间，水平外力F的大小．(2)假如细绳恰好断裂的瞬间，两滑块具有的速度为2m/s，此后水平外力F保持不变，求当滑块1的速度刚好为零时，两滑块1、答案：(1)40N(2)3.5解析：(1)绳刚要被拉断的瞬间绳上拉力为T＝8N，依据牛顿其次定律，对滑块1：T－μm1g＝m代入数据得a＝2m对滑块1、2整体：F－μ(m1＋m2)g＝(m1＋