2025届高考物理一轮复习课时作业11牛顿第二定律两类动力学问题含解析鲁科版

PAGEPAGE8课时作业11牛顿其次定律两类动力学问题时间：45分钟1.静止在光滑水平面上的物体，在水平推力F作用下起先运动，推力随时间改变的规律如图所示，关于物体在0～t1时间内的运动状况，正确的描述是(B)A．物体先做匀加速运动，后做匀减速运动B．物体的速度始终增大C．物体的速度先增大后减小D．物体的加速度始终增大解析：由F合＝ma得：F先增大后减小，则a先增大后减小，说明物体做变加速运动，选项A、D错误；在0～t1时间内F的方向不变，F与v同向，则物体做加速运动．2.如图，质量为1.5kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上，质量为0.5kg的物体B由细线悬挂在天花板上，B与A刚好接触但不挤压．现突然将细线剪断，则剪断后瞬间A、B间的作用力大小为(g取10m/s2)(D)A．0 B．2.5NC．5N D．3.75N解析：当细线剪断瞬间，细线的弹力突然变为零，则B物体与A物体突然有了相互作用的弹力，此时弹簧形变仍不变，对A、B整体受力分析可知，整体受重力G＝(mA＋mB)g＝20N，弹力为F＝mAg＝15N，由牛顿其次定律G－F＝(mA＋mB)a，解得a＝2.5m/s2，对B受力分析，B受重力和A对B的弹力F1，对B有mBg－F1＝mBa，可得F1＝3.75N，选项D正确．3．为了使雨滴能尽快地淌离房顶，要设计好房顶的高度，设雨滴沿房顶下淌时做无初速度无摩擦的运动，那么如图所示的四种状况中符合要求的是(C)解析：如图，设房顶宽为2b，高度为h，斜面倾角为θ.由图中几何关系有h＝btanθ由关系式eq\f(h,sinθ)＝eq\f(1,2)g·sinθ·t2可知，t＝eq\f(1,sinθ)eq\r(\f(2h,g))，联立解得t＝eq\r(\f(4b,gsin2θ))，可见，当θ＝45°时，t最小，选项C正确．4.如图所示，小车向右运动的过程中，某段时间内车中悬挂的小球A和车水平底板上的物块B都相对车厢静止，悬挂小球A的悬线与竖直线有肯定夹角．这段时间内关于物块B受到的摩擦力，下述推断中正确的是(B)A．物块B不受摩擦力作用B．物块B受摩擦力作用，大小恒定，方向向左C．物块B受摩擦力作用，大小恒定，方向向右D．因小车的运动性质不能确定，故B受到的摩擦力状况无法推断解析：由题图知A球的加速度大小为a＝gtanθ，方向向左，则小车向右减速行驶，物块B相对小车有向右运动的趋势，它所受的摩擦力方向向左，大小为Ff＝mBgtanθ，只有B正确．5.如图所示，质量为m1的物体A经跨过定滑轮的轻绳与质量为M的箱子B相连，箱子底板上放一质量为m2的物体C.已知m1<M，不计定滑轮的质量和摩擦，不计空气阻力，重力加速度为g，在箱子加速下落的过程中，下列关系式中正确的是(C)A．物体A的加速度大小为eq\f(M＋m2g,m1)B．物体A的加速度大小为eq\f(M＋m2g－m1g,m1)C．物体C对箱子的压力大小为eq\f(2m1m2g,m1＋m2＋M)D．物体C对箱子的压力大小为(M＋m2－m1)g解析：本题考查牛顿其次定律在连接体问题中的应用．设加速度大小为a，对物体A分析，受到重力和向上的拉力T，依据牛顿其次定律，有T－m1g＝m1a，对B、C整体分析，依据牛顿其次定律有(M＋m2)g－T＝(M＋m2)a，联立解得a＝eq\f(M＋m2－m1g,m1＋m2＋M)，故A、B错误；物体C受重力和支持力，依据牛顿其次定律，有m2g－N＝m2a，解得N＝m2(g－a)，代入a的表达式解得N＝eq\f(2m1m2g,m1＋m2＋M)，故C正确，D错误．6．如图所示，光滑水平面上，A、B两物体用轻弹簧连接在一起，A、B的质量分别为m1、m2，在拉力F作用下，A、B共同做匀加速直线运动，加速度大小为a，某时刻突然撤去拉力F，此瞬时A和B的加速度大小为a1和a2，则(D)A．a1＝0a2＝0B．a1＝aa2＝eq\f(m2,m1＋m2)aC．a1＝eq\f(m1,m1＋m2)aa2＝eq\f(m2,m1＋m2)aD．a1＝aa2＝eq\f(m1,m2)a解析：撤去拉力F的瞬间，物体A的受力不变，所以a1＝a，对物体A进行受力分析可得F弹＝m1a；撤去拉力F的瞬间，物体B受到的合力大小为F弹′＝m2a2，又F弹＝F弹′，所以a2＝eq\f(m1,m2)a，故选项D正确．7．可爱的企鹅喜爱在冰面上玩嬉戏．如图所示，有一企鹅在倾角为37°的倾斜冰面上，先以加速度a＝0.5m/s2从冰面底部由静止起先沿直线向上“奔跑”，t＝8s时，突然卧倒以肚皮贴着冰面对前滑行，最终退滑到动身点，完成一次嬉戏(企鹅在滑动过程中姿态保持不变)．若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数μ＝0.25，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s.求：(1)企鹅向上“奔跑”的位移大小；(2)企鹅在冰面滑动的加速度大小；(3)企鹅退滑到动身点时的速度大小．(计算结果可用根式表示)解析：(1)在企鹅向上“奔跑”过程中有x＝eq\f(1,2)at2，解得x＝16m.(2)在企鹅卧倒以后将进行两个过程的运动，第一个过程是从卧倒到最高点，其次个过程是从最高点滑到动身点，两次过程依据牛顿其次定律分别有mgsin37°＋μmgcos37°＝ma1mgsin37°－μmgcos37°＝ma2解得a1＝8m/s2，a2＝4m/s2.(3)企鹅从卧倒到滑到最高点的过程中，做匀减速直线运动，设时间为t′，位移为x′t′＝eq\f(at,a1)，x′＝eq\f(1,2)a1t′2，解得x′＝1m.企鹅从最高点滑到动身点的过程中，设末速度为vt，初速度为0，则有veq\o\al(2,t)－02＝2a2(x＋x′)解得vt＝2eq\答案：(1)16m(2)8m/s24m/s2(3)2eq\8.如图，带有竖直支柱的斜面固定在水平地面上，光滑的小球被轻质细线和轻弹簧系住静止于斜面上，弹簧处于拉伸状态．现剪断细线，小球沿斜面对下运动的过程中(B)A．弹簧达到自然长度前加速运动，之后减速运动B．弹簧达到自然长度前加速运动，之后先加速运动后减速运动C．加速度先增大后减小D．加速度始终减小解析：在未剪断细线时，弹簧处于伸长状态，故弹簧对小球有沿斜面对下的弹力，故剪断细线后小球先沿斜面加速向下运动，加速度减小，当弹簧的弹力沿斜面对上且等于小球重力沿斜面对下的分力时，速度达到最大，小球接着沿斜面对下运动，此后弹簧的弹力大于小球重力沿斜面对下的分力，小球做减速运动，并且加速度增大，选项B正确．9．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．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．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．则(B)A．a1＝a2＝a3 B．a1＝a2<a3C．a1<a2＝a3 D．a1<a2<a3解析：题图甲中的加速度为a1，则有mgsinθ－μmgcosθ＝ma1解得a1＝gsinθ－μgcosθ题图乙中的加速度为a2，则有(m＋m′)gsinθ－μ(m＋m′)gcosθ＝(m＋m′)a2解得a2＝gsinθ－μgcosθ题图丙中的加速度为a3，设F＝m′g，则有(m＋m′)gsinθ－μ(m＋m′)gcosθ＝ma3解得a3＝eq\f(m＋m′gsinθ－μm＋m′gcosθ,m)故a1＝a2<a3，故选项B正确．10.如图，将金属块用压缩的轻弹簧卡在一个箱子中，上顶板和下底板装有压力传感器．当箱子随电梯以a＝4.0m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时，上顶板的传感器显示的压力为4.0N，下底板的传感器显示的压力为10.0N．取g＝10m/s2，若下底板示数不变，上顶板示数是下底板示数的一半，则电梯的运动状态可能是(B)A．匀加速上升，a＝5m/s2 B．匀加速下降，a＝5m/s2C．匀速上升 D．静止状态解析：当箱子随电梯以a＝4.0m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时，对金属块受力分析，由牛顿其次定律知：FN上＋mg－FN下＝ma，m＝eq\f(FN下－FN上,g－a)＝eq\f(10－4,10－4)kg＝1kg，G＝mg＝10N；若上顶板传感器的示数是下底板传感器的示数的一半，由于弹簧压缩量不变，下底板传感器示数不变，仍为10N，则上顶板传感器的示数是5N.对金属块，由牛顿其次定律知FN上′＋mg－FN下′＝ma′解得a′＝5m/s2，方向向下，故电梯以a＝5m/s2的加速度匀加速下降，或以a＝5m/s2的加速度匀减速上升．故A、C、D错误，B正确．11.(多选)如图所示，光滑水平桌面放置着物块A，它通过轻绳和轻质滑轮悬挂着物块B.已知A的质量为m，B的质量为3m，重力加速度大小为g.由静止释放物块A、BA．相同时间内，A、B运动的路程之比为21B．物块A、B的加速度之比为11C．轻绳的拉力为eq\f(6mg,7)D．当B下落高度h时，速度为eq\r(\f(2gh,5))解析：本题考查加速度不同的连接体问题．依据动滑轮的特点可知，相同时间内，A、B运动的路程之比为21，选项A正确；依据s＝eq\f(1,2)at2可知，物块A、B的加速度之比为21，选项B错误；设轻绳的拉力为T，B的加速度为a，则对A有T＝m·2a，对B有3mg－2T＝3ma，解得a＝eq\f(3,7)g，T＝eq\f(6,7)mg，选项C正确；当B下落高度h时，速度为v＝eq\r(2ah)＝eq\r(\f(6,7)gh)，选项D错误．12.(多选)如图所示，小车在水平面上做匀加速直线运动，车厢内两质量相同的小球通过轻绳系于车厢顶部，轻绳OA、OB与竖直方向夹角均为45°，其中一球用水平轻绳AC系于车厢侧壁，下列说法正确的是(CD)A．小车运动方向向右B．小车的加速度大小为eq\f(\r(2),2)gC．轻绳OA、OB拉力大小相等D．轻绳CA拉力大小是轻绳OA拉力的eq\r(2)倍解析：本题考查加速度相同的连接体问题．对小球B受力分析可知，B所受的合外力向左，且mgtan45°＝ma，解得a＝g，即小车向左做加速度大小为g的加速运动，选项A、B错误；分别对A、B受力分析，OA和OB轻绳拉力的竖直重量均等于mg，即TOBcos45°＝TOAcos45°＝mg，可知轻绳OA、OB拉力大小相等，选项C正确；对A受力分析可知，TCA－TOAsin45°＝ma＝mg，解得TCA＝2mg即TCA＝eq\r(2)TOA，选项D正确．13.如图所示的装置叫作阿特伍德机，是阿特伍德创制的一种闻名力学试验装置，用来探讨匀变速直线运动的规律．绳子两端的物体竖直运动的加速度大小总是小于自由落体的加速度g，同自由落体相比，下落相同的高度，所花费的时间要长，这使得试验可以有较长的时间从容地观测、探讨．已知物体A、B的质量相等均为M，轻绳与轻滑轮间的摩擦不计，轻绳不行伸长且足够长，求：(1)若物体C的质量为eq\f(M,4)，物体B从静止起先下落一段距离的过程中绳受到的拉力和B的加速度分别为多少？(2)若物体C的质量为eq\f(M,4)，物体B从静止起先下落一段距离的时间与自由落体下落同样的距离所用时间的比值；(3)假如连接A、B的轻绳能承受的最大拉力为1.2Mg，那么对物体C的质量有何要求？解析：(1)求出物体B的加速度须要用隔离法分别以A和B、C整体作为探讨对象，依据牛顿其次定律列方程，设滑轮两侧物体运动的加速度大小为a，绳的张力为T，依据牛顿其次定律，对于A：T－Mg＝Ma，探讨B、C：Mg＋eq\f(Mg,4)－T＝(M＋eq\f(M,4))a，解得a＝eq\f(g,9)，T＝e