屆高中物理二輪復(fù)習(xí)熱點(diǎn)題型專練專題.牛頓第二定律動(dòng)力學(xué)兩類問題含解析

屆高中物理二輪復(fù)習(xí)熱門題型專練專題.牛頓第二定律動(dòng)力學(xué)兩類問題含分析屆高中物理二輪復(fù)習(xí)熱門題型專練專題.牛頓第二定律動(dòng)力學(xué)兩類問題含分析PAGE屆高中物理二輪復(fù)習(xí)熱門題型專練專題.牛頓第二定律動(dòng)力學(xué)兩類問題含分析專題3.2牛頓第二定律動(dòng)力學(xué)兩類問題1．放在水平面上的一物體質(zhì)量為45kg，現(xiàn)用90N的水平推力推該物體，此時(shí)物體的加速度為1.6m/s2.當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)后，撤掉水平推力，此時(shí)該物體的加速度大小為()A．0.4m/s2 B．1.6m/s2C．2m/s2 D．2.4m/s2【答案】A2．質(zhì)量為m的木箱置于水平面上，水平推力F即可使木箱做勻速直線運(yùn)動(dòng)．現(xiàn)保持F的大小不變，方向改為與水平方向成60°斜向上拉木箱，還可以使其做勻速直線運(yùn)動(dòng)，以下列圖．則木箱與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為()A.eq\f(\r(3),2) B.eq\f(1,2)C.eq\f(\r(3),3) D.eq\r(3)【分析】用水平推力F即可使物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，知摩擦力f＝F＝μmg①當(dāng)改用與水平方向成θ角的斜向上的拉力F去拉物體，則有：Fcos60°＝f′②f′＝μ(mg－Fsin60°)③聯(lián)立①②③解得：μ＝eq\f(\r(3),3)應(yīng)選C.【答案】C3．如圖，水平川面上質(zhì)量為m的物體，與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，在恒力F的作用下沿水平川面做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程輕質(zhì)彈簧沒有高出彈性限度，則()A．物體受5個(gè)力作用B．彈簧的彈力為(μg＋a)mC．物體的加速度a＝eq\f(F,π)D．彈簧的彈力小于物體所受合外力【答案】B4．(多項(xiàng)選擇)以下列圖，一木塊在圓滑水平面上受一恒力F作用，前面固定一足夠長的彈簧，則當(dāng)木塊接觸彈簧后()A．木塊馬上做減速運(yùn)動(dòng)B．木塊在一段時(shí)間內(nèi)速度仍可增大C．當(dāng)F等于彈簧彈力時(shí)，木塊速度最大D．彈簧壓縮量最大時(shí)，木塊加速度為零【分析】當(dāng)木塊接觸彈簧后，水平方向碰到向右的恒力F和彈簧水平向左的彈力．彈簧的彈力先小于恒力F，后大于恒力F，木塊所受的合力方向先向右后向左，則木塊先做加速運(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈力大小等于恒力F時(shí)，木塊的速度為最大值．當(dāng)彈簧壓縮量最大時(shí)，彈力大于恒力F，合力向左，加速度大于零，故B、C正確，A、D錯(cuò)誤．應(yīng)選BC.【答案】BC5．以下列圖，帶支架的平板小車沿水平面向左做直線運(yùn)動(dòng)，小球A用細(xì)線懸掛于支架前端，質(zhì)量為m的物塊B向來相對(duì)于小車靜止地?cái)[放在右端．B與小車平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.若某過程中觀察到細(xì)線偏離豎直方向θ角，則此刻小車對(duì)物塊B產(chǎn)生的作用力的大小和方向?yàn)?)A．mg，豎直向上B．mgeq\r(1＋μ2)，斜向左上方C．mgtanθ，水平向右D．mgeq\r(1＋tan2θ)，斜向右上方【分析】以A為研究對(duì)象，分析受力如圖，【答案】D6．以下列圖，A、B兩小球分別連在彈簧兩端，B端用細(xì)線固定在傾角為30°的圓滑斜面上．A、B兩小球的質(zhì)量分別為mA、mB，重力加速度為g，若不計(jì)彈簧質(zhì)量，在線被剪斷剎時(shí)，A、B兩球的加速度分別為()A．都等于0 B．g和0C.eq\f(mA＋mB,2)g和0 D．0和eq\f(mA＋mB,2mB)g【分析】對(duì)A球分析，開始處于靜止，則彈簧的彈力F＝mAgsin30°，剪斷細(xì)線的剎時(shí)，彈簧的彈力不變，對(duì)A，所受的合力為零，則A的加速度為0，對(duì)B，依照牛頓第二定律得，aB＝eq\f(F＋mBgsin30°,mB)＝eq\f(mAgsin30°＋mBgsin30°,mB)＝eq\f(mA＋mB,2mB)g.應(yīng)選D.12．設(shè)雨點(diǎn)下落過程中碰到的空氣阻力與雨點(diǎn)(可看作球形)的橫截面積S成正比，與下落速度v的二次方成正比，即f＝kSv2，其中k為比率常數(shù)，且雨點(diǎn)最后都做勻速運(yùn)動(dòng)。已知球的體積公式為V＝eq\f(4,3)πr3(r為半徑)。若兩個(gè)雨點(diǎn)的半徑之比為1∶2，則這兩個(gè)雨點(diǎn)的落地速度之比為()A．1∶eq\r(2)B．1∶2C．1∶4D．1∶8答案A分析當(dāng)雨點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力與阻力相等，即f＝mg，故k×πr2×v2＝ρ×eq\f(4,3)πr3g，即v2＝eq\f(4\a\vs4\al(ρ)rg,3k)，由于兩個(gè)雨點(diǎn)的半徑之比為1∶2，則落地速度之比為1∶eq\r(2)，A正確。13.以下列圖，一質(zhì)量為m的正方體物塊置于風(fēng)洞內(nèi)的水平面上，其一面與風(fēng)速垂直，當(dāng)風(fēng)速為v0時(shí)恰好能推動(dòng)該物塊。已知風(fēng)對(duì)物塊的推力F正比于Sv2，其中v為風(fēng)速、S為物塊迎風(fēng)面積。當(dāng)風(fēng)速變?yōu)?v0時(shí)，恰好能推動(dòng)用同一資料做成的另一正方體物塊，則該物塊的質(zhì)量為()A．64mB．32mC．8mD．4m答案A14．(多項(xiàng)選擇)以下列圖，完好相同的磁鐵A、B分別位于鐵質(zhì)車廂豎直面和水平面上，A、B與車廂間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，小車靜止時(shí)，A恰好不下滑。現(xiàn)使小車加速運(yùn)動(dòng)，為保證A、B無滑動(dòng)，則()A．速度可能向左，加速度可小于μgB．加速度必然向右，不能夠高出(1＋μ)gC．加速度必然向左，不能夠高出μgD．加速度必然向左，不能夠高出(1＋μ)g答案AD15．將質(zhì)量為m的圓環(huán)套在固定的水平直桿上，環(huán)的直徑略大于桿的截面直徑，環(huán)與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，對(duì)環(huán)施加一位于豎直平面內(nèi)斜向上且與桿夾角為θ的拉力F，使圓環(huán)以加速度a沿桿運(yùn)動(dòng)，則F的大小不能能是()A.eq\f(ma＋\a\vs4\al(μ)mg,cosθ＋μsinθ) B.eq\f(ma－\a\vs4\al(μ)mg,cosθ－μsinθ)C.eq\f(ma,sinθ) D.eq\f(mg,sinθ)答案C分析對(duì)環(huán)受力分析，受重力、拉力、彈力和摩擦力。其中彈力可能向上，也可能向下，也可能等于0。(1)若環(huán)碰到的彈力為0，則：Fcosθ＝ma，F(xiàn)sinθ＝mg解得F＝eq\f(mg,sinθ)或F＝eq\f(ma,cosθ)。(2)若環(huán)碰到的彈力的方向向上，則：Fcosθ－μ(mg－Fsinθ)＝ma所以F＝eq\f(ma＋\a\vs4\al(μ)mg,cosθ＋μsinθ)。(3)若環(huán)碰到的彈力的方向向下，則：Fcosθ－μ(Fsinθ－mg)＝ma所以F＝eq\f(ma－\a\vs4\al(μ)mg,cosθ－μsinθ)。所以A、B、D可能，C不能能。16.以下列圖，圓滑水平面上放置質(zhì)量分別為m和2m的四個(gè)木塊A、B、C、D，其中A、C兩木塊間用一不能伸長的輕繩相連，木塊間的最大靜摩擦力是μmg。現(xiàn)用水平拉力F拉D木塊，使四個(gè)木塊以同一加速度運(yùn)動(dòng)，則A、C輕繩的最大拉力為()A.eq\f(3μmg,5)B.eq\f(3μmg,2)C.eq\f(3μmg,4)D．3μmg答案C17．將一輕質(zhì)彈簧豎直立在水平面上，當(dāng)在其上端放上托盤Q時(shí)，平衡時(shí)彈簧縮短了3cm；當(dāng)將一個(gè)物塊P輕輕放在托盤中，待系統(tǒng)平衡后，彈簧又縮短了2cm；若是此時(shí)在P上施加一個(gè)豎直向下的力F，待系統(tǒng)再次平衡后，彈簧又縮短了2cm，以下列圖。若在此時(shí)突然撤去力F，則(彈簧向來處于彈性限度內(nèi)，重力加速度為g)()A．剛撤去力F剎時(shí)，物塊P的加速度大小為0.4gB．剛撤去力F剎時(shí)，物塊P的加速度大小為0.8gC．撤去力F后，物塊P、Q共同向上運(yùn)動(dòng)5cm后分別D．撤去力F后，物塊P、Q共同向上運(yùn)動(dòng)7cm后分別答案A分析當(dāng)在其上端放上托盤Q時(shí)，平衡時(shí)彈簧縮短了3cm，則m1g＝kx1，當(dāng)將一個(gè)物塊P輕輕放在托盤中，待系統(tǒng)平衡后，彈簧又縮短了2cm，此時(shí)m1g＋m2g＝k(x1＋x2)，撤去F后，k(x1＋x2＋x3)－(m1g＋m2g)＝(m1＋m2)a；聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得a＝0.4g，故A正確，B錯(cuò)誤；由于在物塊P上施加力F從前，彈簧已經(jīng)壓縮了5cm，撤去力后，P與Q和彈簧組成的系統(tǒng)是一個(gè)彈簧振子系統(tǒng)，其振幅大小等于再次的壓縮量，即2cm，所以PQ向上運(yùn)動(dòng)的最大位移是4cm，PQ不能能會(huì)分別，故C、D錯(cuò)誤。18．以下列圖，在圓滑水平面上，放置著A、B兩個(gè)物體。A、B緊靠在一起，其質(zhì)量分別為mA＝3kg，mB＝6kg，推力FA作用于A上，拉力FB作用于B上，F(xiàn)A、FB大小均隨時(shí)間而變化，其規(guī)律為FA＝(12－2t)N，F(xiàn)B＝(6＋2t)N。問從t＝0開始，到A、B相互走開為止，A、B的共同位移是多少。答案9m19．靜止在水平面上的A、B兩個(gè)物體經(jīng)過一根拉直的輕繩相連，以下列圖，輕繩長L＝1m，承受的最大拉力為8N，A的質(zhì)量m1＝2kg，B的質(zhì)量m2＝8kg，A、B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，現(xiàn)用一逐漸增大的水平力作用在B上，使A、B向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)F增大到某一值時(shí)，輕繩恰好被拉斷(取g＝10m/s2)。(1)求繩剛被拉斷時(shí)F的大??；(2)若繩剛被拉斷時(shí)，A、B的速度為2m/s，保持此時(shí)的F大小不變，當(dāng)A的速度恰好減小為0時(shí)，A、B間的距離為多少？答案(1)40N(2)3.5m(2)設(shè)繩斷后，A的加速度為a1，B的加速度為a2，則a1＝eq\f(μm1g,m1)＝2m/s2a2＝eq\f(F－μm2g,m2)＝3m/s2A停下來的時(shí)間為t，則t＝eq\f(v,a1)＝1sA的位移為x1，則x1＝eq\f(v2,2a1)＝1mB的位移為x2，則x2＝vt＋eq\f(1,2)a2t2＝3.5mA剛靜止時(shí)，A、B間距離為Δx＝x2＋L－x1＝3.5m。【答案】(1)5s(2)14.3m(3)斜面長度L＞10m，則Lb＝10m時(shí)速度最大；若斜面長度L≤10m，則斜面最低點(diǎn)速度最大．27．有一個(gè)冰上推木箱的游戲節(jié)目，規(guī)則是：選手們從起點(diǎn)開始用力推木箱一段時(shí)間后，放手讓木箱向前滑動(dòng)，若木箱最后停在桌上有效地域內(nèi)，視為成功；若木箱最后未停在桌上有效地域內(nèi)就視為失敗。其簡化模型如圖9所示，AC是長度為L1＝7m的水平冰面，選手們可將木箱放在A點(diǎn)，從A點(diǎn)開始用一恒定不變的水平推力推木箱，BC為有效地域。已知BC長度L2＝1m，木箱的質(zhì)量m＝50kg，木箱與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1。某選手作用在木箱上的水平推力F＝200N，木箱沿AC做直線運(yùn)動(dòng)，若木箱可視為質(zhì)點(diǎn)，g取10m/s2。那么該選手要想游戲獲得成功，試求：圖9 (1)推力作用在木箱上時(shí)的加速度大小； (2)推力作用在木箱上的時(shí)間滿足的條件。 分析(1)設(shè)推力作用在木箱上時(shí)，木箱的加速度為a，依照牛頓運(yùn)動(dòng)定律得F－μmg＝ma1