【三維設(shè)計】2022屆高三物理一輪復(fù)習(xí)課時跟蹤檢測(九)-牛頓第二定律-兩類動力學(xué)問題-

課時跟蹤檢測(九)牛頓其次定律兩類動力學(xué)問題對點訓(xùn)練：力學(xué)單位制1．(2021·福建高考)在國際單位制(簡稱SI)中，力學(xué)和電學(xué)的基本單位有：m(米)、kg(千克)、s(秒)、A(安培)。導(dǎo)出單位V(伏特)用上述基本單位可表示為()A．m2·kg·s－4·A－1 B．m2·kg·s－3·A－1C．m2·kg·s－2·A－1 D．m2·kg·s－1·A－1對點訓(xùn)練：力與運動的關(guān)系2．(2021·海南高考)一質(zhì)點受多個力的作用，處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)使其中一個力的大小漸漸減小到零，再沿原方向漸漸恢復(fù)到原來的大小。在此過程中，其他力保持不變，則質(zhì)點的加速度大小a和速度大小v的變化狀況是()A．a(chǎn)和v都始終增大B．a(chǎn)和v都先增大后減小C．a(chǎn)先增大后減小，v始終增大D．a(chǎn)和v都先減小后增大對點訓(xùn)練：已知受力狀況求物體的運動狀況3.(多選)(2021·山東師大附中質(zhì)檢)如圖1所示，質(zhì)量為m＝1kg的物體與水平地面之間的動摩擦因數(shù)為0.3，當(dāng)物體運動的速度為10m/s時，給物體施加一個與速度方向相反的大小為F＝2N的恒力，在此恒力作用下(g取10m/s2)()圖1A．物體經(jīng)10s速度減為零B．物體經(jīng)2s速度減為零C．物體速度減為零后將保持靜止D．物體速度減為零后將向右運動4．(2022·全國卷Ⅰ)大路上行駛的兩汽車之間應(yīng)保持確定的平安距離。當(dāng)前車突然停止時，后車司機可以實行剎車措施，使汽車在平安距離內(nèi)停下而不會與前車相碰。通常狀況下，人的反應(yīng)時間和汽車系統(tǒng)的反應(yīng)時間之和為1s。當(dāng)汽車在晴天干燥瀝青路面上以108km/h的速度勻速行駛時，平安距離為120m。設(shè)雨天時汽車輪胎與瀝青路面間的動摩擦因數(shù)為晴天時的eq\f(2,5)。若要求平安距離仍為120m，求汽車在雨天平安行駛的最大速度。對點訓(xùn)練：已知運動狀況求物體的受力狀況5.(2021·沈陽四校協(xié)作體月考)如圖2所示，當(dāng)小車向右加速運動時，物塊M相對車廂靜止于豎直車廂壁上，當(dāng)車的加速度增大時()圖2A．M受靜摩擦力增大B．M對車廂壁的壓力減小C．M仍相對于車廂靜止D．M受靜摩擦力減小6．乘坐“空中纜車”飽覽大自然的美景是旅游者絕妙的選擇。若某一纜車沿著坡度為30°的山坡以加速度a上行，如圖3所示。在纜車中放一個與山坡表面平行的斜面，斜面上放一個質(zhì)量為m的小物塊，小物塊相對斜面靜止(設(shè)纜車保持豎直狀態(tài)運行)。則()圖3A．小物塊受到的摩擦力方向平行斜面對上B．小物塊受到的摩擦力方向平行斜面對下C．小物塊受到的滑動摩擦力為eq\f(1,2)mg＋maD．小物塊受到的靜摩擦力為ma對點訓(xùn)練：動力學(xué)的圖像問題7．(多選)(2021·黃岡中學(xué)檢測)一汽車沿直線由靜止開頭向右運動，汽車的速度和加速度方向始終向右。汽車速度的二次方v2與汽車前進(jìn)位移x的圖像如圖4所示，則下列說法正確的是()圖4A．汽車從開頭運動到前進(jìn)x1過程中，汽車受到的合外力越來越大B．汽車從開頭運動到前進(jìn)x1過程中，汽車受到的合外力越來越小C．汽車從開頭運動到前進(jìn)x1過程中，汽車的平均速度大于eq\f(v0,2)D．汽車從開頭運動到前進(jìn)x1過程中，汽車的平均速度小于eq\f(v0,2)8．(2022·重慶高考)以不同初速度將兩個物體同時豎直向上拋出并開頭計時，一個物體所受空氣阻力可忽視，另一物體所受空氣阻力大小與物體速率成正比，下列用虛線和實線描述兩物體運動的v-t圖像可能正確的是()圖59．(2021·上海八校聯(lián)考)一質(zhì)量m＝0.5kg的滑塊以確定的初速度沖上一傾角為30°足夠長的斜面，某同學(xué)利用DIS試驗系統(tǒng)測出了滑塊沖上斜面過程中多個時刻的瞬時速度，如圖6所示為通過計算機繪制出的滑塊上滑過程的v-t圖。求：(g取10m/s2)圖6(1)滑塊沖上斜面過程中的加速度大??；(2)滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)；(3)推斷滑塊最終能否返回斜面底端？若能返回，求出返回斜面底端時的動能；若不能返回，求出滑塊停在什么位置。對點訓(xùn)練：利用牛頓其次定律求瞬時加速度10．(2021·天津市十二區(qū)縣高三聯(lián)考)如圖7所示，在傾角為α＝30°的光滑固定斜面上，有兩個質(zhì)量均為m的小球A、B，它們用勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接，現(xiàn)對A施加一水平向右的恒力，使A、B均靜止在斜面上，此時彈簧的長度為L，下列說法正確的是()圖7A．彈簧的原長為L＋eq\f(mg,2k)B．水平恒力大小為eq\f(\r(3),3)mgC．撤掉恒力的瞬間小球A的加速度為gD．撤掉恒力的瞬間小球B的加速度為g考點綜合訓(xùn)練11．(多選)(2021·青島市高三期中)一斜面固定在水平面上，在斜面頂端有一長木板，木板與斜面之間的動摩擦因數(shù)為μ，木板上固定一輕質(zhì)彈簧測力計，彈簧測力計下面連接一個光滑的小球，如圖8所示，當(dāng)木板固定時，彈簧測力計示數(shù)為F1，現(xiàn)由靜止釋放后，木板沿斜面下滑，穩(wěn)定時彈簧測力計的示數(shù)為F2，若斜面的高為h，底邊長為d，則下列說法正確的是()圖8A．穩(wěn)定后彈簧仍處于伸長狀態(tài)B．穩(wěn)定后彈簧確定處于壓縮狀態(tài)C．μ＝eq\f(F1d,F2h)D．μ＝eq\f(F2h,F1d)12．(2021·杭州七校聯(lián)考)如圖9甲所示，水平平臺的右端安裝有輕質(zhì)滑輪，質(zhì)量為M＝2.5kg的物塊A放在與滑輪相距l(xiāng)的平臺上，現(xiàn)有一輕繩跨過定滑輪，左端與物塊連接，右端掛質(zhì)量為m＝0.5kg的小球B，繩拉直時用手托住小球使其在距地面h高處靜止，繩與滑輪間的摩擦不計，重力加速度為g(g取10m/s2)。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。圖9(1)某探究小組欲用上述裝置測量物塊與平臺間的動摩擦因數(shù)。放開小球，系統(tǒng)運動，該小組對小球勻加速下落過程拍得同一底片上多次曝光的照片如圖乙所示，拍攝時每隔1s曝光一次，若小球直徑為20cm，求物塊A與平臺間的動摩擦因數(shù)μ；(2)設(shè)小球著地后馬上停止運動，已知l＝3.0m，要使物塊A不撞到定滑輪，求小球下落的最大高度h?答案1．選B本題考查基本單位與導(dǎo)出單位間的關(guān)系，意在考查考生對單位制的生疏。由1J＝1V·A·s＝1kg·m·s－2·m可得，1V＝1m2·kg·s－3·A－1，因此選B。2．選C質(zhì)點受到的合外力先從0漸漸增大，然后又漸漸減小為0，合力的方向始終未變，故質(zhì)點的加速度方向不變，先增大后減小，速度始終增大，本題選C。3．選BC物體受到向右的滑動摩擦力，F(xiàn)f＝μFN＝μG＝3N，依據(jù)牛頓其次定律得，a＝eq\f(F＋Ff,m)＝eq\f(2＋3,1)m/s2＝5m/s2，方向向右，物體減速到0所需的時間t＝eq\f(v0,a)＝eq\f(10,5)s＝2s，B正確，A錯誤。減速到零后，F(xiàn)<Ff，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，不再運動，C正確，D錯誤。4．解析：設(shè)路面干燥時，汽車與地面間的動摩擦因數(shù)為μ0，剎車時汽車的加速度大小為a0，平安距離為s，反應(yīng)時間為t0，由牛頓其次定律和運動學(xué)公式得μ0mg＝ma0①s＝v0t0＋eq\f(v02,2a0)②式中，m和v0分別為汽車的質(zhì)量和剎車前的速度。設(shè)在雨天行駛時，汽車與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，依題意有μ＝eq\f(2,5)μ0③設(shè)在雨天行駛時汽車剎車的加速度大小為a，平安行駛的最大速度為v，由牛頓其次定律和運動學(xué)公式得μmg＝ma④s＝vt0＋eq\f(v2,2a)⑤聯(lián)立①②③④⑤式并代入題給數(shù)據(jù)得v＝20m/s(或72km/h)⑥答案：20m/s(或72km/h)5．選C分析M受力狀況如圖所示，因M相對車廂壁靜止，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錯誤。因FN增大，物體與車廂壁的最大靜摩擦力增大，故M相對于車廂仍靜止，C正確。6．選A小物塊相對斜面靜止，因此小物塊與斜面間的摩擦力是靜摩擦力。纜車以加速度a上行，小物塊的加速度也為a，以物塊為爭辯對象，則有Ff－mgsin30°＝ma，F(xiàn)f＝eq\f(1,2)mg＋ma，方向平行斜面對上，故A正確，B、C、D均錯誤。7．選AD由v2＝2ax可知，若汽車速度的二次方v2與汽車前進(jìn)位移x的圖像為直線，則汽車做勻加速運動。由汽車速度的二次方v2與汽車前進(jìn)位移x的圖像可知，汽車的加速度越來越大，汽車受到的合外力越來越大，選項A正確，B錯誤；依據(jù)汽車做加速度漸漸增大的加速運動，可畫出速度圖像，依據(jù)速度圖像可得出，汽車從開頭運動到前進(jìn)x1過程中，汽車的平均速度小于eq\f(v0,2)，選項C錯誤，D正確。8．選D不受空氣阻力的物體，整個上拋過程中加速度恒為g，方向豎直向下，題圖中的虛線表示該物體的速度－時間圖像；受空氣阻力的物體在上升過程中，mg＋kv＝ma，即a＝g＋eq\f(kv,m)，隨著物體速度的減小，物體的加速度不斷減小，故A項錯誤；受空氣阻力的物體上升到最高點時，速度為零，此時物體的加速度也是g，方向豎直向下，故圖中實線與t軸交點處的切線的斜率應(yīng)與虛線的斜率相同，故D項正確，B、C項錯誤。9．解析：(1)滑塊的加速度大小：a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(0－6,0.5)))m/s2＝12m/s2。(2)滑塊在沖上斜面過程中mgsinθ＋μmgcosθ＝maμ＝eq\f(a－gsin30°,gcos30°)＝eq\f(12－10×0.5,10×\f(\r(3),2))＝0.81(3)滑塊速度減小到零時，重力的分力小于最大靜摩擦力，不能再下滑。x＝eq\f(v02,2a)＝eq\f(62,2×12)m＝1.5m滑塊停在距底端1.5m處。答案：(1)12m/s2(2)0.81(3)不能返回，停在距底端1.5m處10．選C分析小球B受力，由平衡條件可得：kx＝mgsinα，解得x＝eq\f(mg,2k)，彈簧的原長為L－x＝L－eq\f(mg,2k)，A錯誤；分析小球A受力，由平衡條件可得：Fcosα＝mgsinα＋kx，解得：F＝eq\f(2\r(3),3)mg，B錯誤；撤去F的瞬間，彈簧彈力不變，故B球的加速度為零，由mgsinα＋kx＝maA可得：小球A此時的加速度為aA＝g，C正確。11．選AD平衡時，對小球分析F1＝mgsinθ；木板運動后穩(wěn)定時，對整體分析有：a＝gsinθ－μgcosθ；則a＜gsinθ，依據(jù)牛頓其次定律得知，彈簧對小球的彈力應(yīng)沿斜面對上，彈簧處于拉伸狀態(tài)，對小球有mgsinθ－F2＝ma，而tanθ＝eq\f(h,d)；聯(lián)立以上各式計算可得μ＝eq\f(F2h,F1d)。故A、D正確。12．解析：(1)對比片分析知，s1＝60cm，s2＝100cm，由Δs＝s2－s1＝aT2得a＝eq\f(Δs,T2)＝eq\f(100－60,12)cm/s2＝0.4m/s2以小球B為爭辯對象，受力如圖所示，由牛頓其次定律，可知mg－FT＝ma對于物塊A，在水平方向，由牛頓其次定律，可得：FT′－Ff＝Ma又Ff＝μMg，F(xiàn)T＝－FT′，聯(lián)立各