【名師伴你行】2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)8牛頓第二定律-兩類動(dòng)力學(xué)問題-

八牛頓其次定律兩類動(dòng)力學(xué)問題1．(2021·蚌埠聯(lián)誼校二次聯(lián)考)如圖所示，物塊A放在斜面上，與斜面一起向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，物體A受到斜面對(duì)它的支持力和摩擦力的合力方向可能是()A．向右斜上方 B．豎直向上C．向右斜下方 D．上述三種方向均不行能答案：A解析：物體向右加速由牛頓其次定律可得物體的合外力方向水平向右，故斜面對(duì)物體A的支持力和摩擦力的合力在豎直方向的分力平衡了物體的重力，水平方向的分力為合外力，由平行四邊形定則可得物體A受到斜面對(duì)它的支持力和摩擦力的合力方向向右斜上方，A對(duì)．2．如圖所示，輕質(zhì)彈簧上面固定一塊質(zhì)量不計(jì)的薄板，在薄板上放重物，用手將重物向下壓縮后，突然將手撒去，則重物將被彈簧彈射出去，在彈射過程中(重物與彈簧脫離之前)重物的運(yùn)動(dòng)狀況是()A．始終加速運(yùn)動(dòng)B．勻加速運(yùn)動(dòng)C．先加速運(yùn)動(dòng)后減速運(yùn)動(dòng)D．先減速運(yùn)動(dòng)后加速運(yùn)動(dòng)答案：C解析：物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變?nèi)Q于所受的合外力，所以，對(duì)物體進(jìn)行精確?????的受力分析是解此題的關(guān)鍵．重物在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中受到重力和彈簧彈力的作用．剛放手時(shí)，彈力大于重力，合力向上，重物向上加速運(yùn)動(dòng)，但隨著重物上移，彈簧形變量變小，彈力隨之變小，合力減小，加速度減小，當(dāng)彈力減至與重力大小相等時(shí)，合力為零，加速度為零，此時(shí)重物的速度最大；此后重物由于慣性連續(xù)上升，彈力連續(xù)減小，重物受到的合力向下，重物做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈簧恢復(fù)原長時(shí)，二者分別．3．(多選)一質(zhì)點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)對(duì)該質(zhì)點(diǎn)施加力F，力F隨時(shí)間t按如圖所示的正弦規(guī)律變化，力F的方向始終在同始終線上，在0～4s內(nèi)，下列說法正確的是()A．第2s末，質(zhì)點(diǎn)距離動(dòng)身點(diǎn)最遠(yuǎn)B．第2s末，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能最大C．第4s末，質(zhì)點(diǎn)距離動(dòng)身點(diǎn)最遠(yuǎn)D．第4s末，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能最大答案：BC解析：力F隨圖示的規(guī)律變化時(shí)，質(zhì)點(diǎn)在前2s做加速度先增大后減小的加速運(yùn)動(dòng)，在2s末速度最大，2～4s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)做加速度(反方向)先增大后減小的減速運(yùn)動(dòng)，在4s末速度為零，質(zhì)點(diǎn)始終沿正方向運(yùn)動(dòng)，故B、C正確．4．(2021·云南第一次檢測(cè))物體塊放置在與水平地面成30°角傾斜的木板上時(shí)，剛好可以沿斜面勻速下滑；若該木板與水平面成60°角傾斜，取g＝10m/s2，則物塊AA．5eq\r(3)m/s2 B．3eq\r(3)m/s2C．(5－eq\r(3))m/s2 D．eq\f(10\r(3),3)m/s2答案：D解析：由物塊在傾角為30°的木板上勻速下滑，得Ff＝mgsinθ，又FN1＝mgcos30°，F(xiàn)f＝μFN1，求得動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(\r(3),3)；在傾角為60°的木板上物塊加速下滑，有FN2＝mgcos60°，mgsin60°－μFN2＝ma，求得a＝eq\f(10,3)eq\r(3)m/s2，D項(xiàng)對(duì)．5．(2021·莆田模擬)如圖所示，底板光滑的小車上用兩個(gè)量程為20N、完全相同的彈簧測(cè)力計(jì)甲和乙系住一個(gè)質(zhì)量為1kg的物塊，在水平地面上，當(dāng)小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)均為10N，當(dāng)小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)甲的示數(shù)為8N，A．2m/s2 B．4m/C．6m/s2 D．8m/答案：B解析：小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊隨小車也做勻速直線運(yùn)動(dòng)，兩彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)均為10N，形變相同；小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)甲的示數(shù)變?yōu)?N，形變減小Δx，彈簧測(cè)力計(jì)乙形變要增加Δx，故彈簧測(cè)力計(jì)乙的示數(shù)為12N，物塊受到的合外力F＝4N，故加速度的大小是a＝eq\f(F,m)＝eq\f(4,1)m/s2＝4m/s2，選項(xiàng)B正確．6.如圖所示，A、B為兩個(gè)質(zhì)量相等的小球，由細(xì)線相連，再用輕質(zhì)彈簧懸掛起來，在A、B間細(xì)線燒斷后的瞬間，A、B的加速度分別是()A．A、B的加速度大小均為g，方向都豎直向下B．A的加速度為0，B的加速度大小為g、豎直向下C．A的加速度大小為g、豎直向上，B的加速度大小為g、豎直向下D．A的加速度大于g、豎直向上，B的加速度大小為g、豎直向下答案：C解析：在細(xì)線燒斷前，A、B兩球的受力狀況如圖甲所示，由平衡條件可得：對(duì)B球有F線＝mg對(duì)A球有F彈＝mg＋F線在細(xì)線燒斷后，F(xiàn)線馬上消逝，彈簧彈力及各球重力不變，兩球的受力狀況如圖乙所示．由牛頓其次定律可得：B球有豎直向下的重力加速度g對(duì)A球有F彈－mg＝maA解得aA＝g，方向豎直向上．綜上分析，選C．7．如圖所示，幾個(gè)傾角不同的光滑斜面具有共同的底邊AB，當(dāng)物體由靜止沿不同的傾角從頂端滑到底端，下面哪些說法是正確的()A．傾角為30°時(shí)所需時(shí)間最短B．傾角為45°時(shí)所需時(shí)間最短C．傾角為60°時(shí)所需時(shí)間最短D．所需時(shí)間均相等答案：B解析：設(shè)沿一般斜面下滑時(shí)，傾角為θ，斜面長為l，物體沿斜面做初速度為零、加速度為a＝gsinθ的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，滑到底端的時(shí)間為t，則有l(wèi)＝eq\f(1,2)gsinθ·t2①l＝eq\f(\x\to(AB),cosθ)②①②聯(lián)立解得t＝eq\r(\f(2\x\to(AB),gsinθcosθ))＝eq\r(\f(4\x\to(AB),gsin2θ))所以當(dāng)θ＝45°時(shí)，t最小，故選B．8．(2021·慶陽模擬)如圖所示，車內(nèi)繩AB與繩BC拴住一小球，BC水平，車由原來的靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)橄蛴业膭蚣铀僦本€運(yùn)動(dòng)，小球仍處于圖中所示的位置，則()A．AB繩、BC繩拉力都變大B．AB繩拉力變大，BC繩拉力變小C．AB繩拉力變大，BC繩拉力不變D．AB繩拉力不變，BC繩拉力變大答案：D解析：車加速時(shí)，小球受力如圖所示，由牛頓其次定律得，水平方向FT2－FT1sinθ＝ma，豎直方向FT1cosθ－G＝0，解以上兩式得FT1＝eq\f(G,cosθ)，F(xiàn)T2＝FT1sinθ＋ma，故FT1不變，F(xiàn)T2變大，選項(xiàng)D正確．9．如圖所示，帶支架的平板小車沿水平面對(duì)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始終相對(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＝0.5.若某時(shí)刻觀看到細(xì)線偏離豎直方向30°角，則此時(shí)物塊B受摩擦力大小和方向?yàn)?)A．eq\f(1,2)mg，水平向左 B．eq\f(1,2)mg，水平向右C．eq\f(\r(3),3)mg，水平向右 D．eq\f(\r(3),3)mg，水平向左答案：C解析：A、B相對(duì)于小車靜止，小球A與物塊B具有相同的加速度．對(duì)小球A，依據(jù)牛頓其次定律有mgtanθ＝ma，小車對(duì)B的摩擦力f＝μmg＝ma，方向水平向右，則f＝mgtanθ＝eq\f(\r(3),3)mg，C正確．10．(多選)如圖所示，質(zhì)量為m的小物塊以初速度v0沿足夠長的固定斜面上滑，斜面傾角為θ，物體與該斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ>tanθ，下圖表示該物塊的速度v和所受摩擦力Ff隨時(shí)間t變化的圖線，以初速度v0的方向?yàn)檎较颍渲锌赡苷_的是()答案：AC解析：物體沿斜面上滑時(shí)，受力如圖所示，由牛頓其次定律得－mgsinθ－μmgcosθ＝ma，解得a＝－g(sinθ＋μcosθ)，物塊沿斜面做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，物塊所受滑動(dòng)摩擦力Ff＝－μmgcosθ，其大小不變，方向沿斜面對(duì)下；物塊速度減為零時(shí)，由于μ>tanθ，故mgsinθ<μmgcosθ，物塊將靜止在斜面上不動(dòng)，此時(shí)物塊所受摩擦力為靜摩擦力，由平衡條件得Ff＝mgsinθ，方向沿斜面對(duì)上，故選項(xiàng)A、C正確，B、D錯(cuò)誤．11.(2022·上海單科)如圖，水平地面上的矩形箱子內(nèi)有一傾角為θ的固定斜面，斜面上放一質(zhì)量為m的光滑球．靜止時(shí)，箱子頂部與球接觸但無壓力．箱子由靜止開頭向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，然后改做加速度大小為a的勻減速運(yùn)動(dòng)直至靜止，經(jīng)過的總路程為s，運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度為v.(1)求箱子加速階段的加速度大小a′.(2)若a>gtanθ，求減速階段球受到箱子左壁和頂部的作用力．答案：(1)eq\f(av2,2as－v2)(2)m(acotθ－g)解析：(1)由勻變速運(yùn)動(dòng)公式知s1＝eq\f(v2,2a′)s2＝eq\f(v2,2a)s＝s1＋s2＝eq\f(v2,2a′)＋eq\f(v2,2a)解得a′＝eq\f(av2,2as－v2).(2)設(shè)球不受箱子作用，應(yīng)滿足Nsinθ＝ma，Ncosθ＝mg解得a＝gtanθ減速時(shí)加速度向左，此加速度由斜面支持力N與左壁支持力F共同打算，當(dāng)a>gtanθ時(shí)F＝0球受力如圖．由牛頓其次定律Nsinθ＝maNcosθ－Q＝mg解得Q＝m(acotθ－g)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．取g＝10m/s2(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?。鸢福?1)0.2(2)6N(3)46解析：(1)設(shè)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為Δt2，初速度為v20，末速度為v2t，加速度為a2，則a2＝eq\f(v2t－v20,Δt2)＝－2m/s2①設(shè)物體所受的摩擦力為Ff，由牛頓其次定律得：－Ff＝ma2②Ff＝μmg③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，加速度為a1，則a1＝eq\f(v1t－v10,Δt1)＝1m/s2⑤依據(jù)牛頓其次定律，有F－Ff＝ma1⑥聯(lián)立各式，代入數(shù)據(jù)得F＝6N.(3)由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式，得x＝x1＋x2＝v10Δt1＋eq\f(1,2)a1(Δt1)2＋v20Δt2＋eq\f(1,2)a2(Δt2)2＝46m.13．將兩個(gè)滑塊1、2用一輕質(zhì)細(xì)繩連接放在粗糙的水平面上，如圖所示．已知細(xì)繩的長度為L＝1m,1、2的質(zhì)量分別為m1＝2kg、m2＝8kg，滑塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.2，取g＝10m/s2，細(xì)繩的最大拉力為T＝8N．今在滑塊2上施加一水平向右的外力(1)求細(xì)繩恰好斷裂的瞬間，水平外力F的大小．(2)假如細(xì)繩恰好斷裂的瞬間，兩滑塊具有的速度為2m/s，此后水平外力F保持不變，求當(dāng)滑塊1的速度剛好為零時(shí)，兩滑塊1、答案：(1)40N(2)3.5解析：(1)繩剛要被拉斷的瞬間繩上拉力為T＝8N，依據(jù)牛頓其次定律，對(duì)滑塊1：T－μm1g＝m代入數(shù)據(jù)得a＝2m對(duì)滑塊1、2整體：F－μ(m1＋m2)g＝(m1＋