高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)8 牛頓第二定律的應(yīng)用（含解析）-人教版高三物理試題

課時(shí)作業(yè)(八)牛頓第二定律的應(yīng)用[基礎(chǔ)鞏固練]1．(2019·湖北荊州一模)由牛頓第二定律知，無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度，可是，我們用很小的力推很重的桌子時(shí)，卻推不動(dòng)，這是因?yàn)?)A．牛頓第二定律不適用于很重的物體B．桌子加速度很小，肉眼觀察不到C．推力太小，速度增量也很小，肉眼觀察不到D．桌子所受合力大小為零，沒有加速度D[靜止物體的加速度為零，合力為零，牛頓第二定律同樣適用于靜止的物體，故A錯(cuò)誤；根據(jù)F＝ma可知，物體的合力為零，加速度為零，而不是“加速度很小，肉眼觀察不到”，故B錯(cuò)誤；由于水平推力不大于桌子的最大靜摩擦力，則推不動(dòng)桌子，桌子的合力等于零，由牛頓第二定律可知，加速度等于零，故C錯(cuò)誤，D正確．]2．如圖所示，臺(tái)秤上放一個(gè)裝有水的容器，有一個(gè)金屬球掛在彈簧測力計(jì)下面，現(xiàn)將金屬球浸沒在水中，比較在金屬球浸入水中前、后的情況()A．彈簧測力計(jì)的示數(shù)減小，臺(tái)秤的示數(shù)不變B．彈簧測力計(jì)的示數(shù)不變，臺(tái)秤的示數(shù)增加C．彈簧測力計(jì)的示數(shù)減小，臺(tái)秤的示數(shù)增大，且減少的示數(shù)等于增加的示數(shù)D．彈簧測力計(jì)的示數(shù)增大，臺(tái)秤的示數(shù)減小，且增加的示數(shù)等于減少的示數(shù)C[當(dāng)金屬球浸入水中后，受到向上的浮力作用，故彈簧測力計(jì)的示數(shù)減??；由牛頓第三定律，在水對(duì)球有向上的浮力的同時(shí)，金屬球?qū)λ邢蛳碌淖饔昧?，這兩個(gè)力大小相等，方向相反，故使得臺(tái)秤的示數(shù)增大，且彈簧秤減少的示數(shù)等于臺(tái)秤增加的示數(shù)，選項(xiàng)C正確．]3．大小分別為1N和7N的兩個(gè)力作用在一個(gè)質(zhì)量為1kg的物體上，物體能獲得的最小加速度和最大加速度分別是()A．1m/s2和7m/s2 B．5m/s2和8m/s2C．6m/s2和8m/s2 D．0m/s2和8m/s2C[當(dāng)兩力反向時(shí)，合力最小，加速度最小，amin＝eq\f(7－1,1)m/s2＝6m/s2；當(dāng)兩力同向時(shí)，合力最大，加速度最大，amax＝eq\f(7＋1,1)m/s2＝8m/s2，選項(xiàng)C正確．]4．(2019·山東威海模擬)如圖所示是某同學(xué)站在力傳感器上做下蹲——起立的動(dòng)作時(shí)記錄的力隨時(shí)間變化的圖線，縱坐標(biāo)為力(單位為N)，橫坐標(biāo)為時(shí)間(單位為s)．由圖可知，該同學(xué)的體重約為650N，除此以外，還可以得到的信息有()A．該同學(xué)做了兩次下蹲——起立的動(dòng)作B．該同學(xué)做了一次下蹲——起立的動(dòng)作，且下蹲后約2s起立C．下蹲過程中人處于失重狀態(tài)D．下蹲過程中人先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)B[在3～4s下蹲過程中，先向下加速再向下減速，故人先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)；在6～7s起立過程中，先向上加速再向上減速，故人先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤，B正確．]5．有研究發(fā)現(xiàn)，轎車的加速度變化情況將影響乘客的舒適度，即加速度變化得越慢，乘客就會(huì)感到越舒適，加速度變化得越快，乘坐轎車的人就會(huì)感到越不舒適．若引入一個(gè)新物理量來表示加速度變化的快慢，則該物理量的單位是()A．m/s B．m/s2C．m/s3 D．m2/sC[新物理量表示的是加速度變化的快慢，所以新物理量應(yīng)該等于加速度的變化量與時(shí)間的比值，所以新物理量的單位應(yīng)該是m/s3，選項(xiàng)C正確．]6．如圖所示，當(dāng)小車向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊M相對(duì)車廂靜止于豎直車廂壁上，當(dāng)車的加速度增大時(shí)()A．M受靜摩擦力增大 B．M對(duì)車廂壁的壓力減小C．M仍相對(duì)于車廂靜止 D．M受靜摩擦力減小C[分析M受力情況如圖所示，因M相對(duì)車廂壁靜止，有Ff＝Mg，與水平方向的加速度大小無關(guān)，A、D錯(cuò)誤．水平方向，F(xiàn)N＝Ma，F(xiàn)N隨a的增大而增大，由牛頓第三定律知，B錯(cuò)誤．因FN增大，物體與車廂壁的最大靜摩擦力增大，故M相對(duì)于車廂仍靜止，C正確．]7．(2019·山西康杰中學(xué)聯(lián)考)如圖所示，一物體從豎直立于地面的輕彈簧上方某一高度自由落下．A點(diǎn)為彈簧處于自然狀態(tài)時(shí)端點(diǎn)的位置，當(dāng)物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，物體的速度恰好為零，然后被彈回．下列說法中正確的是()A．物體從A點(diǎn)下落到B點(diǎn)的過程中，速率不斷減小B．物體在B點(diǎn)時(shí)，所受合力大小為零C．物體在A點(diǎn)時(shí)處于超重狀態(tài)D．物體在B點(diǎn)時(shí)處于超重狀態(tài)D[物體從A下落到B的過程中，開始時(shí)重力大于彈簧的彈力，加速度方向向下，物體做加速運(yùn)動(dòng)，彈力增大，則加速度減小，當(dāng)重力等于彈力時(shí)，速度達(dá)到最大，在以后運(yùn)動(dòng)的過程中，彈力大于重力，根據(jù)牛頓第二定律知，加速度方向向上，加速度方向與速度方向相反，物體做減速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的過程中彈力增大，加速度增大，物體到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)速度為零．則加速度先減小后增大，速度先增大后減?。矬w在A點(diǎn)時(shí)加速度方向向下，處于失重狀態(tài)；物體在B點(diǎn)時(shí)，加速度方向向上，合力不為零，處于超重狀態(tài)．故D正確，A、B、C錯(cuò)誤．]8．(2019·山東濟(jì)南模擬)在建筑裝修中，工人用質(zhì)量為4.0kg的磨石對(duì)水平地面和斜壁進(jìn)行打磨，已知磨石與水平地面、斜壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ相同，g取10m/s2．(1)當(dāng)磨石受到水平方向F1＝20N的推力打磨水平地面時(shí)，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(2)若用磨石對(duì)θ＝37°的斜壁進(jìn)行打磨(如圖所示)，當(dāng)對(duì)磨石施加豎直向上的推力F2＝60N時(shí)，求磨石從靜止開始沿斜壁向上運(yùn)動(dòng)0.8m所需時(shí)間(斜壁足夠長)．(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)解析(1)磨石在水平地面上恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由F1＝Ff＝μmg，得μ＝0.5．(2)磨石與斜壁間的正壓力FN＝(F2－mg)sinθ根據(jù)牛頓第二定律有(F2－mg)cosθ－μFN＝ma，解得a＝2.5m/s2．根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律x＝eq\f(1,2)at2，解得t＝eq\r(\f(2x,a))＝0.8s．答案(1)μ＝0.5(2)0.8s[能力提升練]9．(2019·山東濟(jì)南市重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)如圖所示，一個(gè)箱子內(nèi)放置質(zhì)量為m的物體，現(xiàn)讓箱子以初速度為零從足夠高的高空釋放，已知箱子所受的空氣阻力與箱子下落速度成正比，則在箱子下落過程中，下列說法正確的是()A．開始的一段時(shí)間內(nèi)箱內(nèi)物體處于超重狀態(tài)B．箱內(nèi)物體經(jīng)歷了先失重后超重的狀態(tài)C．箱內(nèi)物體對(duì)箱子底部的壓力逐漸減小D．箱子接近地面時(shí)，箱內(nèi)物體所受的重力與箱子底部對(duì)物體的支持力是一對(duì)平衡力D[以箱子和物體整體為研究對(duì)象，設(shè)總質(zhì)量為M，根據(jù)牛頓第二定律得Mg－F阻＝Ma，得a＝g－eq\f(F阻,M)＝g－eq\f(kv,M).當(dāng)整體的速度v增大時(shí)，加速度a減小，且方向向下，故物體先處于失重狀態(tài)，當(dāng)a＝0時(shí)，物體受力平衡，A、B錯(cuò)誤．物體的“視重”FN＝mg－ma，隨著加速度a的減小，物體的視重將增大，C錯(cuò)誤．由于足夠高，則箱子接近地面時(shí)，可視為勻速運(yùn)動(dòng)，加速度a＝0，箱內(nèi)物體所受的重力與箱子底部對(duì)物體的支持力是一對(duì)平衡力，D正確．]10．(2019·江蘇常州田家炳中學(xué)調(diào)研)(多選)如圖所示，小車上固定一水平橫桿，橫桿左端的固定斜桿與豎直方向成α角，斜桿下端連接一質(zhì)量為m的小球；橫桿右端用一根細(xì)線懸掛相同的小球．當(dāng)小車沿水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)線與豎直方向間的夾角β(β≠α)保持不變．設(shè)斜桿、細(xì)線對(duì)小球的作用力分別為F1、F2，下列說法正確的是()A．F1、F2可能相同 B．F1、F2一定相同C．小車加速度大小為gtanα D．小車加速度大小為gtanβBD[以右邊的小球?yàn)檠芯繉?duì)象，根據(jù)牛頓第二定律，設(shè)其質(zhì)量為m，有mgtanβ＝ma，得a＝gtanβ；以左邊的小球?yàn)檠芯繉?duì)象，設(shè)其加速度為a′，斜桿對(duì)小球的彈力方向與豎直方向夾角為θ，由牛頓第二定律得mgtanθ＝ma′；因?yàn)閍＝a′，得θ＝β，則斜桿對(duì)小球的彈力方向與細(xì)線平行，即F1、F2方向相同，大小相等，故A錯(cuò)誤，B正確；小車的加速度大小為a＝gtanβ，方向向右，故D正確，C錯(cuò)誤．]11．如圖所示，水平桌面由粗糙程度不同的AB、BC兩部分組成，且AB＝BC．小物塊P(可視為質(zhì)點(diǎn))以某一初速度從A點(diǎn)滑上桌面，最后恰好停在C點(diǎn)，已知物塊經(jīng)過AB與BC兩部分的時(shí)間之比為1∶4，則物塊P與桌面上AB、BC部分之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1、μ2之比為(P物塊在AB、BC上所做兩段運(yùn)動(dòng)可看作勻變速直線運(yùn)動(dòng))()A．1∶4 B．8∶1C．1∶1 D．4∶1B[設(shè)B點(diǎn)的速度為vB，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)平均速度的推論有：eq\f(v0＋vB,2)t1＝eq\f(vB,2)t2，又t1∶t2＝1∶4，解得：vB＝eq\f(v0,3)，在AB上的加速度為：a1＝μ1g＝eq\f(v0－vB,t1)，在BC上的加速度為：a2＝μ2g＝eq\f(vB,t2)，聯(lián)立解得：μ1∶μ2＝8∶1，故選 B．]12．質(zhì)量為2kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后撤去F，其運(yùn)動(dòng)的v－t圖象如圖所示．g取10m/s2，求：(1)物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(2)水平推力F的大??；(3)0～10s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)位移的大?。馕?1)設(shè)物體做勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為Δt2，初速度為v20，末速度為v2t，加速度的大小為a2，則a2＝eq\f(v20－v2t,Δt2)＝eq\f(8－0,10－6)m/s2＝2m/s2 ①設(shè)物體所受的摩擦力為Ff，由牛頓第二定律得Ff＝ma2 ②Ff＝μmg ③聯(lián)立②③式，代入數(shù)據(jù)得μ＝0.2 ④(2)設(shè)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為Δt1，初速度為v10，末速度為v1t，加