高考物理压轴题专项训练牛顿第二定律的动力学问题（含解析）

3.动力学问题的解答离不开对匀变速直线运动规第二定律作为连接这些知识点的桥梁，其在整个高中物理中的串联作用至关重要。正因为在近年来的高考命题中常常以压轴题的形式出现，考查学生对于不同运动形式的理解和图像问题的处理能此时牛顿第二定律的形式：F合x=m1a1x+m2a2x+m3a3x+⋯;F合y=m1a1y+m2a2y+m3a3y+⋯2x3x、⋯⋯和a1y、a2y、a3y、⋯⋯指的是系统内每个物体在x轴和y轴上相对地面的加速度。1122 A.轿厢A下降过程中处于完全失重状态B.配重B的质量为480kg33C.配重B的质量为500kg 2 2。44 A.绳子的拉力大小不变C.物体A和B运动的加速度大小不变B.绳子的拉力大小变大D.物体A和B运动的加速度大小变小 一端与物体A相连.A上端连接一轻质细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连且始终与斜面平行。开中正确的是()A.刚释放B时，A受到细线的拉力大小为mgB.A的最大速度为 55面间动摩擦因数均为tanθ,则细线的拉力为()mgsinθmgsinθmgsinθmgsinθ 是()A.斜面的倾角θ=60°B.每个物块的质量m=2.5kgC.当F=10N时，F0=15N 系一小物块A和B。其中mA=20kg，mB未知，滑轮下缘距地面H=1m。开始B物块离地面高h=0.6m，B.mB=10kg66A.木块A向上做匀加速运动的过程中，力F的最大值是8ND.从A向上做匀加速运动到A、B分离 Ft1A.F1=16NB.F2=20ND.在t1∼t2时间段内物块做匀加速直线运动 77A.t=1s时物块A的速度小于0.8m/sB.t=1s时弹簧弹力为0.6NC.物块B的质量为2kgD.F大小为1.5N C.t1 A.若在F作用下三个砖块保持相对静止的一起向上运B.若μ>则无论F多大，砖块A、B、C都将保持相对静止C.若μ=，且F>3mg，则砖块A、B之间的摩擦力为FD.若μ=，且F>3mg，则砖块A、B之间的摩擦力为F 88 (1)泥石流经过B点时的速度大小及由A点运动到B点所用的时间； 若运动员起跳时获得竖直向上的初速度v0=1m/s，并在距离水面h0=1.6m前完成规定动作并调整好入水(3)运动员即将入水时速度v的大小和入水至水深h处的过程运动员受到水的平均作用力F的大小。99 为h=10m。已知A物块的质量为m=1kg，B物块的质量为M=3kg，A物块与斜面间的动摩擦因数μ(2)斜面的长度L及A从t=0时刻起到返回斜面底端所需时间t。3.动力学问题的解答离不开对匀变速直线运动规第二定律作为连接这些知识点的桥梁，其在整个高中物理中的串联作用至关重要。正因为在近年来的高考命题中常常以压轴题的形式出现，考查学生对于不同运动形式的理解和图像问题的处理能此时牛顿第二定律的形式：F合x=m1a1x+m2a2x+m3a3x+⋯;F合y=m1a1y+m2a2y+m3a3y+⋯2x3x、⋯⋯和a1y、a2y、a3y、⋯⋯指的是系统内每个物体在x轴和y轴上相对地面的加速度。1122 A.轿厢A下降过程中处于完全失重状态B.配重B的质量为480kg33C.配重B的质量为500kgBC．对轿厢A和配重B的整体应用牛顿第二定律得mAg-mBg=(mA+mB)a解得配重B的质量mB=故BC错误；D．轿厢A匀速上升、配重B匀速下降时，电动机牵引绳的拉力F满足F+mBg=mAg解得F=2000N牵引绳的功率P=Fv=4kW故D正确。故选D。 m/s+2m/s=5m/s故A正确；的速度-时间图象由图像围成的面积表示位移D．在t=1s时刻，由牛顿第二定律可得F-μmg=ma代入数据解得F=5N故D正确。本题选错误的，故选B。44 22 2。55 在相邻的0.5s两瓦片的距离Δx1=a1t2=0.625m所以在L1内有瓦片块数个瓦片在轨道上运 动时，在大于L1范围内，根据牛顿第二定律得mgsinθ-μ0mg 3m/s相邻瓦片的距离为Δx=vt=1.5m所以在大于L1范围内有瓦片块数个则轨道上瓦片的个数为n=6个。 A.绳子的拉力大小不变B.绳子的拉力大小变大C.物体A和B运动的加速度大小不变D.物体A和B运动的加速度大小变小有F=mAa对B，有mBg-F=mBa联立求得g，F=g将A和B互换位置，绳子仍保持66=(mA+mB(a/求得g对B，根据牛顿第二定律有F/=mBa/求得F/=g因为mA>mB，所以可得a< 一端与物体A相连.A上端连接一轻质细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连且始终与斜面平行。开中正确的是()A.刚释放B时，A受到细线的拉力大小为mgB.A的最大速度为mg-T=ma解得故物体A受到细线的拉力大小为mg，故A错误；大小刚好等于B的重力，设此时弹簧的伸长量为x1，则mg-kx1-mgsinθ=0解得x1=所以此时弹簧守恒，根据机械能守恒定律得sinθ=×2mv解得vm=故B正确；D．当B下落至最低点时，此时A上升到最高位置，根据对称性可知B产生的加速故对B受力分析，根据牛顿第二定律可知T/-mg=ma/解得T/=mg故AB整体研究，设此时弹簧弹力F+mgsinθ-mg=a/解得F=mg对A研究，A受到弹簧拉力、重力和绳子的拉力，则=mgsinθ+F-T/=mg故D错误。故选B。 77面间动摩擦因数均为tanθ,则细线的拉力为()mgsinθmgsinθmgsinθmgsinθ有T-μmgcosθ-mgsinθ=ma对B由牛顿第二定律有4mgsinθ-μ(4m+m)gcosθ-μmgcosθ-T=4ma两式联立解得mgsinθ故选B。 是()A.斜面的倾角θ=60°B.每个物块的质量m=2.5kgC.当F=10N时，F0=15ND.当F=10N时，物块的加速度大小为a=2.5m/s2=2.5=gsinθ解得sinθ=所以θ=30°故AB错误；CD．当F=10N时，据F-2mgsinθ=2ma可求得三个物块的加速度大小为a=5m/s2对三个物体有F0-3mgsinθ=3ma可解得F0=15N故C正确，D错误。故选C。9988系一小物块A和B。其中mA=20kg，mB未知，滑轮下缘距地面H=1m。开始B物块离地面高h=0.6m，B.mB=10kgBC．B刚落地时A继续上升做竖直上抛运动，此时vA=vB=2g(H-h)=22m/s又vA=2ah所以m/s2对A、B由牛顿第二定律有mBg-mAg=(mB+mA(a解得mB=5mA=100kg，B错误CD．隔离A由牛顿第二定律有FT-mAg=mAa解得FT=166.67N，D错误。故选C。 A.木块A向上做匀加速运动的过程中，力F的最大值是8ND.从A向上做匀加速运动到A、B分离【详解】AB．对于A，根据牛顿第二定律有F-mAg+FBA=mAa故当FBA=0时，F最大，即Fm=mAg+mAa=12N故AB错误；有kx2-mBg=mBa解得x2=0.12m以A、B为整体，A、B上升的高度为Δx=x1-x2=0.08m99根据动力学公式v2=2aΔx，A、B分离时的速度为=0.4由动能定理有WF+W弹-(mA+mB(gΔx=(mA+mB(v2由题意知W弹=1.28J，可得WF=0.64J故C正确，D错误。故选C。 【详解】AC．由推力与时间的图像可得FA=8-2t，FB=2+2t则t=0时，可知FA0=8N，FB0=2N作用力为F，对B根据牛顿第二定律可得F+FB0=mBa解得F=2N故AC错误；mBmA4mBmA48-2t6解得t=1s分离时的速度为v=at=1m/s故B正确，D错误。故选B。 Ft1A.F1=16NB.F2=20NC.木板加速度所能达到的最大值为2.5m/s2D.在t1∼t2时间段内物块做匀加速直线运动木板与地面间的静摩擦力达到最大值，根据平衡条件BC．当拉力达到F2时，木板相对物块发生相对滑动，根据牛顿第二定律，对木板f2-f1=m1a对物块F2-f2故选B。 A.t=1s时物块A的速度小于0.8m/sB.t=1s时弹簧弹力为0.6NC.物块B的质量为2kgD.F大小为1.5Ns<×1m/s=0.8m/s，0-1s内速度变化量Δv=s<0.8m/s，t=1s时物块A的速度vA=Δv<故A正确；D．图像可知t=0时，物块A的加速度aA=1.0m/s2水平向右的恒力F=mAaA=3×1N=3N故D错误;由牛顿第二定律得F=(mA+mB)a共得物块B的质量-mA=2kg故C错误；B．t=1s时弹簧弹力F弹=mBa共=2kg×0.6m/s2=1.2N故B错误；故选AC。 C.t1aAB A.若在F作用下三个砖块保持相对静止的一起向上运B.若μ>则无论F多大，砖块A、B、C都将保持相对静止C.若μ=，且F>3mg，则砖块A、B之间的摩擦力为FD.若μ=，且F>3mg，则砖块A、B之间的摩擦力为F【详解】A．根据牛顿第二定律F-3mg=3ma得三个砖块的加速度为-g，A错误；C．若μ=，且F>3mg，三块砖相对静止，一起匀加速度运动，根据2f-mg=ma得f=，故选BC。 则F合=mgtan30°=ma解得a=gtan30°整体由牛顿第二定律得F=3ma=、3mg故A正确；θ (1)泥石流经过B点时的速度大小及由A点运动到B点所用的时间；根据运动学公式可得2axAB=v-0解得vB=36m/s根据运动学公式vB=at可得t=6s(2)设汽车开始运动到与泥石流速度相等所用时间为t1，则有vB-a1t1=a2t1解得t1=4s泥石流在水平面上运动的位移为x1=vBt1-解得x1=104m汽车在水平面上运动的位移为解得x2=32m共速时二者的距离为Δx=x2+x0-x1=8m>0所以泥石流追不上汽车。 若运动员起跳时获得竖直向上的初速度v0=1m/s，并在距离水面h0=1.6m前完成规定动作并调整好入水(3)运动员即将入水时速度v的大小和入水至水深h处的过程运动员受到水的平均作用力F的大小。【详解】(1)运动员起跳后做竖直上抛运动，到最高点则有-2ghm=0-v解得hm=m=0.05mt2为hm+H-h0=代入数据解得t2=1.3s运动员完成规定动作允许的最长时间为tm=t1+t2=0.1s+运动员入水后至水深h处，由速度位移关系公式可得-2ah=0-v2代入数据解得a=40.2m/s2运动员入水后至水深h处的过程中，受