2021高考物理一輪復(fù)習(xí)第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第2講牛頓第二定律兩類(lèi)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題練習(xí)含解析新人教版

1、第2講牛頓第二定律兩類(lèi)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題一、單項(xiàng)選擇題：在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1(2020福建泉州質(zhì)檢)甲、乙兩冰雹從高空由靜止落下，假設(shè)兩冰雹下落過(guò)程中空氣阻力大小均與速率的二次方成正比，且比例系數(shù)相同，甲的質(zhì)量是乙的2倍，則下落過(guò)程中(d)a甲的最大加速度是乙的2倍b甲的最大加速度是乙的 倍c甲的最大速度是乙的2倍d甲的最大速度是乙的 倍解析本題考查借助冰雹運(yùn)動(dòng)中的受力情況分析其運(yùn)動(dòng)情況。冰雹下落過(guò)程中空氣阻力大小均與速率的二次方成正比，所以冰雹下落過(guò)程中最大加速度出現(xiàn)在速度為0時(shí)，冰雹只受重力，所以加速度均為g，故a、b錯(cuò)誤；當(dāng)冰雹的重力與阻力相等時(shí)加速度為0，速度

2、最大，即有mgkv2，解得v，由于甲的質(zhì)量是乙的2倍，所以甲的最大速度是乙的倍，故c錯(cuò)誤，d正確。2. (2020安徽蕪湖模擬)如圖所示，pq為圓的豎直直徑，aq、bq、cq為三個(gè)光滑傾斜軌道，分別與圓相交于a、b、c三點(diǎn)。現(xiàn)讓三個(gè)小球(可以看成質(zhì)點(diǎn))分別沿著aq、bq、cq軌道自軌道頂端由靜止滑下到q點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)的平均速度分別為v1、v2和v3。則有(a)av2v1v3bv1v2v3cv3v1v2dv1v3v2解析本題考查等時(shí)圓模型。設(shè)任一軌道的傾角為，圓的直徑為d。根據(jù)牛頓第二定律得到agsin ，軌道的長(zhǎng)度為xdsin ，則有xat2得t，可見(jiàn)，小球下滑時(shí)間與軌道的傾角無(wú)關(guān)。則有t1t2t3

3、。因x2x1x3，根據(jù)可知，v2v1v3，故選a。3. (2019山東青島二中模擬)如圖所示，吊籃a、物體b、物體c的質(zhì)量分別為m、2m、3m，b和c分別固定在豎直彈簧兩端，彈簧的質(zhì)量不計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)在輕繩懸掛下處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將懸掛吊籃的輕繩剪斷，在輕繩剛斷的瞬間(d)a吊籃a的加速度大小為gb物體b的加速度大小為gc物體c的加速度大小為gda、c間的彈力大小為0.5mg解析本題考查牛頓第二定律的瞬時(shí)性問(wèn)題。將c和a看成一個(gè)整體，根據(jù)牛頓第二定律得，aac1.5g，即a、c的加速度均為1.5g，故a、c錯(cuò)誤；在輕繩剛斷的瞬間，彈簧的彈力不能突變，則物體b受力情況不變，故物體b的加速度大小為零，

4、故b錯(cuò)誤；剪斷輕繩的瞬間，a受到重力和c對(duì)a的作用力，對(duì)a有facmgmaac，得facmaacmg0.5mg，故d正確。4(2019江蘇南通模擬)用一隨時(shí)間均勻變化的水平拉力f拉靜止在水平面上的物體。已知fkt(k2 n/s)，物體與水平面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，物體的加速度a隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示，g取10 m/s2，則下列選項(xiàng)錯(cuò)誤的是(d)a物體的質(zhì)量為2 kgb物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2ct4 s時(shí)物體的速度為2 m/sd04 s內(nèi)拉力f做的功為4 j解析本題考查根據(jù)at圖象分析力和運(yùn)動(dòng)。物體受重力、地面的支持力、拉力和與拉力方向相反的摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律得fm

5、gma，解得agtg，由at圖線(xiàn)可知010 m/s2,2 m/s210 m/s2，聯(lián)立解得m2 kg，0.2；at圖線(xiàn)與t軸所圍成的面積表示速度的變化量，所以04 s內(nèi)有vv022 m/s2 m/s，t4 s時(shí)物體的速度v2 m/s；根據(jù)動(dòng)能定理可知，wfwfek4 j，所以wf4 j，本題選錯(cuò)誤的，故選d。5. (2020福建漳州質(zhì)檢)如圖，在水平地面的平板小車(chē)上放一質(zhì)量m2 kg的滑塊，滑塊與車(chē)上右側(cè)擋板用水平的輕彈簧連接，小車(chē)在水平向右的力的作用下以a1 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈力為1 n，滑塊與小車(chē)保持相對(duì)靜止，現(xiàn)減小外力使小車(chē)的加速度逐漸減小到零，

6、則(d)a彈簧的彈力逐漸減小b滑塊受到的摩擦力保持不變c當(dāng)小車(chē)加速度為零時(shí)，滑塊不受摩擦力作用d滑塊與小車(chē)仍保持相對(duì)靜止解析本題考查根據(jù)帶彈簧的連接體的運(yùn)動(dòng)情況分析其受力情況。設(shè)滑塊受到的摩擦力為f，彈簧的彈力為n。根據(jù)牛頓第二定律有fnma，開(kāi)始時(shí)f3 n，加速度逐漸減小到零，摩擦力逐漸減小到1 n，彈力不變，故a、b、c錯(cuò)誤；開(kāi)始時(shí)f3 n，最大靜摩擦力大于等于3 n，由于整個(gè)過(guò)程摩擦力小于3 n，滑塊與小車(chē)仍保持相對(duì)靜止，故d正確。二、多項(xiàng)選擇題：在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)是符合題目要求的。6(2020福建龍巖質(zhì)檢)質(zhì)量m2 kg的物塊在粗糙的水平地面上運(yùn)動(dòng)，t0時(shí)刻開(kāi)始受到方向相

7、反的水平拉力f1、f2的作用，以3 m/s的速度做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，f1、f2隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖所示，取g10 m/s2，則下列說(shuō)法正確的是(bd)a物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3b3 s末物塊的加速度大小為1.5 m/s2c5 s末物塊的速度大小為1.5 m/sd5 s內(nèi)物塊的位移大小為9 m解析本題考查根據(jù)物體受力圖象分析運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。02 s內(nèi)，由物塊處于平衡狀態(tài)可得f1f2mg0，代入數(shù)據(jù)解得0.2，故a錯(cuò)誤；3 s末物塊的加速度大小為a1.5 m/s2，故b正確；24 s內(nèi)物塊的加速度都為a1.5 m/s2，所以物塊減速到0的時(shí)間為t2 s2 s，即物塊在4 s末速度減為0，接下來(lái)物塊

8、處于靜止?fàn)顟B(tài)，故c錯(cuò)誤；5 s內(nèi)物塊的位移大小等于4 s內(nèi)物塊的位移大小，即為(322) m9 m，故d正確。7(2019江西南昌二中月考)質(zhì)量分別為m和m的物塊a和b形狀、大小均相同，將它們通過(guò)輕繩跨過(guò)光滑定滑輪連接，如圖甲所示，繩子平行于傾角為的斜面，a恰好能靜止在斜面上，不考慮a、b與斜面之間的摩擦，若互換兩物塊位置，按圖乙放置，然后釋放a，斜面仍保持靜止，則下列說(shuō)法正確的是(acd)a輕繩的拉力等于mgb輕繩的拉力等于mgca運(yùn)動(dòng)的加速度大小為(1sin )gda運(yùn)動(dòng)的加速度大小為g解析第一次放置時(shí)a靜止，則由平衡條件可得mgsin mg；第二次按圖乙放置時(shí)，對(duì)整體，由牛頓第二定律得m

9、gmgsin (mm)a，聯(lián)立解得a(1sin )gg。對(duì)b，由牛頓第二定律有tmgsin ma，解得tmg，故a、c、d正確，b錯(cuò)誤。8(2020山東煙臺(tái)二中模擬)如圖甲所示，為測(cè)定物體沖上粗糙斜面能達(dá)到的最大位移x與斜面傾角的關(guān)系，將某一物體每次以不變的初速率v0沿足夠長(zhǎng)的斜面向上推出，調(diào)節(jié)斜面與水平方向的夾角，實(shí)驗(yàn)測(cè)得x與斜面傾角的關(guān)系如圖乙所示，g取10 m/s2，根據(jù)圖象可求出(bc)a物體的初速度v03 m/sb物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.75c取不同的傾角，物體在斜面上能達(dá)到的位移x的最小值xmin1.44 md當(dāng)45時(shí)，物體達(dá)到最大位移后將停在斜面上解析本題考查根據(jù)x圖象分析物

10、體運(yùn)動(dòng)情況。由題圖乙可知，當(dāng)傾角為90時(shí)，位移為1.80 m，則由豎直上拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知v2gx解得v0 m/s6 m/s，故a錯(cuò)誤；當(dāng)傾角0時(shí)，位移為2.40 m，可得0.75，故b正確；當(dāng)傾角為時(shí)，物體沿斜面上滑的距離為x，則根據(jù)動(dòng)能定理有mgxsin mgxcos 0mv，解得x m m，當(dāng)90時(shí)，sin ()1，此時(shí)位移最小為xmin1.44 m，故c正確；當(dāng)45時(shí)，物體受到的重力沿斜面向下的分力為mgsin 45mg；滑動(dòng)摩擦力fmgcos 450.75mgmg，一般認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則重力沿斜面向下的分力大于最大靜摩擦力，故物體到達(dá)最大位移后會(huì)下滑，故d錯(cuò)誤。三、非選擇

11、題9(2020山東高考模擬)如圖甲所示，在高速公路的連續(xù)下坡路段通常會(huì)設(shè)置避險(xiǎn)車(chē)道，供發(fā)生緊急情況的車(chē)輛避險(xiǎn)使用，本題中避險(xiǎn)車(chē)道是主車(chē)道旁的一段上坡路面。一輛貨車(chē)在行駛過(guò)程中剎車(chē)失靈，以v090 km/h的速度駛?cè)氡茈U(xiǎn)車(chē)道，如圖乙所示。設(shè)貨車(chē)進(jìn)入避險(xiǎn)車(chē)道后牽引力為零，貨車(chē)與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.30，取重力加速度大小g10 m/s2。(1)為了防止貨車(chē)在避險(xiǎn)車(chē)道上停下后發(fā)生溜滑現(xiàn)象，該避險(xiǎn)車(chē)道上坡路面的傾角應(yīng)該滿(mǎn)足什么條件？設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，結(jié)果用的正切值表示。(2)若避險(xiǎn)車(chē)道路面傾角為15，求貨車(chē)在避險(xiǎn)車(chē)道上行駛的最大距離。(已知sin 150.26，cos 150.97，結(jié)果保

12、留2位有效數(shù)字)。答案(1)tan 0.30(2)57 m解析(1)當(dāng)貨車(chē)在避險(xiǎn)車(chē)道停下后，有fmmgsin 貨車(chē)所受的最大摩擦力fmnmgcos 聯(lián)立可解得tan 0.30(2)貨車(chē)在避險(xiǎn)車(chē)道上行駛時(shí)a5.51 m/s2貨車(chē)的初速度v025 m/s則貨車(chē)在避險(xiǎn)車(chē)道上行駛的最大距離為x57 m10(2019河南重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)俯式冰橇是冬奧會(huì)的比賽項(xiàng)目之一，其賽道可簡(jiǎn)化為起點(diǎn)和終點(diǎn)高度差為120 m、長(zhǎng)度為1 200 m的斜坡，假設(shè)某運(yùn)動(dòng)員從起點(diǎn)開(kāi)始，以平行賽道的恒力f40 n推動(dòng)質(zhì)量m40 kg的冰橇開(kāi)始沿斜坡向下運(yùn)動(dòng)，出發(fā)4 s內(nèi)冰橇發(fā)生的位移為12 m,8 s末迅速登上冰橇與冰橇一起沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)直到終點(diǎn)。設(shè)運(yùn)動(dòng)員登上冰橇前后冰橇速度不變，不計(jì)空氣阻力，求：(g取10 m/s2，取賽道傾角的余弦值為1，正弦值按照題目要求計(jì)算)(1)出發(fā)4 s內(nèi)冰橇的加速度大??；(2)冰橇與賽道間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(3)比賽中運(yùn)動(dòng)員到達(dá)終點(diǎn)時(shí)的速度大小。答案(1)1.5 m/s2(2)0.05(3)36 m/s解析(1)設(shè)出發(fā)4 s內(nèi)冰橇的加速度為a1，出發(fā)4 s內(nèi)冰橇發(fā)生的位移為x1a1t