2018届高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律2牛顿第二定律两类动力学问题考点规范练

1、牛顿第二定律两类动力学问题一、单项选择题1.(2016湖南长沙模拟)在儿童蹦极游戏中,拴在腰间左右两侧的是弹性极好的橡皮绳,质量为m的小明如图所示静止悬挂时,两橡皮绳的拉力大小均恰为mg。若此时小明左侧橡皮绳在腰间断裂,则小明()A.加速度为零,速度为零B.加速度a=g,沿原断裂橡皮绳的方向斜向下C.加速度a=g,沿未断裂橡皮绳的方向斜向上D.加速度a=g,方向竖直向下导学号解析根据题意,腰间左右两侧的橡皮绳中弹力等于重力。小明左侧橡皮绳断裂,则小明此时所受合力方向沿原断裂橡皮绳的方向斜向下,大小等于mg,所以小明的加速度a=g,沿原断裂橡皮绳的方向斜向下,选项B正确。答案B2.(2017湖北

2、宜昌模拟)A、B两车在同一直线上同向运动,B车在A车的前面,A车以vA=10 m/s的速度向前匀速运动,某时刻B车关闭发动机,此时A、B相距s=200 m,且B车速度vB=10 m/s,B车所受的阻力恒为车重的0.1,g取10 m/s2,则A车追上B车所用的时间为() A.15 sB.20 sC.25 sD.30 s解析B车做匀减速直线运动的加速度大小a=kg=0.110 m/s2=1 m/s2,B车速度减为零的时间t1= s=10 s。此时B车的位移xB= m=50 m,A车的位移xA=vAt1=1010 m=100 m,因为xAgtan 时,网球才向上运动,由于gsin gtan ,故球不

3、一定沿球拍向上运动,故D错误。答案A4.(2016四川联考)在粗糙的水平地面上有一质量为2 kg的小物块,在水平拉力作用下从t=0时开始做初速度为零的直线运动,t=6 s 时撤去拉力,其速度图象如图所示。若重力加速度g取10 m/s2,则下列说法正确的是()A.物块与地面间的动摩擦因数为0.2B.02 s内,物块所受的拉力大小为4 NC.08 s内,物块离出发点最远为6 mD.08 s内,物块的平均速度大小为2.5 m/s解析由题图知第6 s后物块只有摩擦力,即mg=ma,其中a=2 m/s2,得动摩擦因数为0.2,故A正确;02 s内,根据F1-mg=ma1,其中a1=2 m/s2,得F1=

4、8 N,故B错误;在08 s内,物块先向正方向运动了6 m,即t轴上方的面积,然后又向负方向运动了14 m,即t轴下方的面积,所以离出发点最远应为8 m,故C错误;物块的平均速度为位移与时间的比值,即=1 m/s,故D错误。答案A二、多项选择题5.(2016江苏盐城市期中)由牛顿第二定律可知,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,可是当我们用一个很小的水平力去推很重的桌子时,却推不动它,这是因为()A.牛顿第二定律不适用于静止物体B.有加速度产生,但数值很小,不易觉察C.静摩擦力等于水平推力,所以桌子静止不动D.桌子所受合力为零,加速度为零,所以静止不动解析用很小的力来推桌子,这个力小于最大静

5、摩擦力,合力是零,根据牛顿第二定律,加速度等于零,所以静止不动,即牛顿第二定律适用于静止物体,A、B错误,D正确;桌子受力平衡,水平方向上静摩擦力等于水平推力大小,C正确。答案CD6.侯依依同学在家中玩手指支撑盘子的游戏,如图所示,设该盘子的质量为m,手指与盘子之间的动摩擦因数为,重力加速度为g,最大静摩擦等于滑动摩擦。则下列说法正确的是()A.若手支撑着盘子一起水平向右匀速运动,则盘子不受静摩擦力作用B.若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动,则手对盘子的作用力大小为mgC.若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动,则手对盘子的作用力大小为D.若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动,要使得盘子相对手

6、指不发生滑动,则加速度最大为g解析若手支撑着盘子水平向右匀速运动,盘子不受静摩擦力作用,所以A正确;若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动,手对盘子有水平向右的摩擦力为ma,故手对盘子的作用力为,所以B、C错误;由题意知手指对盘子最大的静摩擦力为mg,根据牛顿第二定律得mg=ma,得a=g,要使得盘子相对手指不发生滑动,则加速度最大为g,所以D正确。答案AD7.(2016广东汕头一模)如图所示,建设房屋时,保持底边l不变,要设计好屋顶的倾角,以便下雨时落在房顶的雨滴能尽快地滑离屋顶,雨滴下滑时可视为小球做无初速无摩擦的运动。下列说法正确的是()A.倾角越大,雨滴下滑时的加速度越大B.倾角越大,雨

7、滴对屋顶压力越大C.倾角越大,雨滴从顶端O下滑至屋檐M时的速度越大D.倾角越大,雨滴从顶端O下滑至屋檐M时的时间越短导学号解析设屋顶的坡面长度为x,雨滴下滑时加速度为a。对雨滴受力分析,只受重力mg和屋顶对雨滴的支持力FN。在垂直于屋顶方向上mgcos =FN在平行于屋顶方向上ma=mgsin 雨滴的加速度为a=gsin ,则倾角越大,雨滴下滑时的加速度越大,故A正确;雨滴对屋顶的压力为FN=FN=mgcos ,则倾角越大,雨滴对屋顶压力越小,故B错误;根据三角关系判断,屋顶坡面的长度x=,由x=at2可得,t=,可见当=45时,用时最短,D错误;由v=at可得,v=,可见越大,雨滴从顶端O下

8、滑至M时的速度越大,C正确。答案AC8.(2016山东青岛模拟)乘坐空中缆车饱览大自然的美景是旅游者绝妙的选择。若某一缆车沿着坡度为30的山坡以加速度a上行,如图所示。在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面,斜面上放一个质量为m的小物块,小物块相对斜面静止。则下列说法正确的是()A.小物块受到的摩擦力方向平行斜面向上B.小物块受到的摩擦力方向平行斜面向下C.小物块受到的滑动摩擦力为mg+maD.小物块受到的静摩擦力为mg+ma解析因为物块和斜面一起沿山坡向上加速运动,故物块所受静摩擦力沿斜面向上,A对,B错;小物块受力如图所示,由牛顿第二定律Ff-mgsin 30=ma,得Ff=mg+ma,因小物

9、块相对斜面静止,所以物块受静摩擦力,故C错,D对。答案AD9.(2016河南洛阳联考)如图甲所示,质量为m的小球放在光滑水平面上,在竖直线MN的左方受到水平恒力F1作用(m可视为质点),在MN的右方除受F1外还受到与F1在同一直线上的水平恒力F2的作用,小球运动的v-t图象如图乙所示。下列说法正确的是()A.小球在MN右方加速度大小为B.F2的大小为C.小球在MN右方运动的时间为t4-t2D.小球在t=0到t=t4这段时间内最大位移为v1t2解析因为v-t图象斜率的绝对值为加速度的大小,选项A正确;由F2-F1=ma2=m,可知选项B错误;由题图乙可知小球在MN右方运动的时间为t3-t1,选项

10、C错误;因为v-t图象的面积等于物体的位移,所以小球在t=0到t=t4这段时间内最大位移为v1t2,选项D正确。答案AD三、非选择题10.(2016江苏南京模拟)如图为一条平直公路中的两段,其中A点左边的路段为足够长的柏油路面,A点右边路段为水泥路面,已知汽车轮胎与柏油路面的动摩擦因数为1,与水泥路面的动摩擦因数为2。当汽车以速度v0沿柏油路面行驶时,若刚过A点时紧急刹车(车轮立即停止转动),汽车要滑行一段距离到B处才能停下。若该汽车以速度2v0在柏油路面上行驶,突然发现B处有障碍物,需在A点左侧的柏油路段上某处紧急刹车,最终汽车刚好不撞上障碍物,(重力加速度为g)求:(1)水泥路面AB段的长

11、度。(2)在第二种情况下汽车运动了多长时间才停下。导学号解析(1)汽车在水泥路面刹车的加速度大小由2mg=ma2得a2=2g由=2a2xAB得xAB=。(2)汽车在柏油路面刹车的加速度大小由1mg=ma1得a1=1g若刚好不碰上障碍物,只需汽车到A点时的速度由2v0减为v0即可,所以汽车在柏油路面上运动的时间为t1=汽车在水泥路面上运动时间为t2=总时间为t=t1+t2=。答案(1)(2)11.(2016江苏清江模拟)足够长光滑斜面BC的倾角=53,一质量m=2 kg的小物块静止于A点,小物块与水平面间的动摩擦因数=0.5,水平面与斜面之间在B点有一小段弧形连接。现在AB段对小物块施加与水平方

12、向夹角为=53的恒力F作用,如图甲所示,小物块在AB段运动的速度时间图象如图乙所示,当到达B点时迅速撤去恒力F。(已知sin 53=0.8,cos 53=0.6,g取10 m/s2)求:(1)小物块所受到的恒力F的大小。(2)小物块从B点沿斜面向上运动,到返回B点所用的时间。(3)小物块能否返回到A点?若能,计算小物块通过A点时的速度:若不能,计算小物块停止运动时离B点的距离。导学号解析(1)由题图乙可知,AB段加速度a1= m/s2=0.5 m/s2;根据牛顿第二定律,有Fcos -(mg-Fsin )=ma得F= N=11 N(2)在BC段,mgsin =ma2,所以a2=gsin =8

13、m/s2小物块从B点沿斜面向上运动所用时间与返回B点所用时间相等,则有t= s=0.5 s。(3)小物块由B向A返回过程中的加速度为a3=g=5 m/s2,由B开始运动到小物块静止,位移为s= m=0.4 m,而A和B之间的距离为s=24 m=4 m,所以小物块不能返回到A点,停止运动时,离B点的距离为0.4 m。答案(1)11 N(2)0.5 s(3)小物块不能返回到A点,停止运动时,离B点的距离为0.4 m12.(2016江苏泰州联考)如图为仓库中常用的皮带传输装置示意图,它由两台皮带传送机组成,一台水平传送,A、B两端相距3 m,另一台倾斜,传送带与地面的倾角=37,C、D两端相距4.4

14、5 m,B、C相距很近,水平部分AB以5 m/s的速率顺时针转动。将质量为10 kg的一袋大米放在A端,到达B端后,速度大小不变地传到倾斜的CD部分,米袋与传送带间的动摩擦因数均为0.5。试求:(1)若CD部分传送带不运转,求米袋沿传送带所能上升的最大距离。(2)若要将米袋送到D端,求CD部分顺时针运转的速度应满足的条件及米袋从C端到D端所用时间的取值范围。导学号解析(1)米袋在AB上加速时的加速度a0=g=5 m/s2米袋的速度达到v0=5 m/s时,滑行的距离s0=2.5 mAB=3 m,因此米袋在到达B点之前就有了与传送带相同的速度设米袋在CD上运动的加速度大小为a,由牛顿第二定律有mgsin +mgcos =ma代入数据得a=10 m/s2所以能滑上的最大距离s=1.25 m(2)设CD部分运转速度为v1时米袋恰能到达D点(即米袋到达D点时速度恰好为零),则米袋速度减为v1之前的加速度为a1=-g(sin +cos )=-10 m/s2米袋速度从v1减至零的加速度为a2=-g(sin -co