2024高考物理一輪復習規(guī)范演練11牛頓第二定律兩類動力學問題含解析新人教版

PAGE6-規(guī)范演練11牛頓其次定律兩類動力學問題[抓基礎]1．汽車平安帶的作用是在汽車緊急剎車或發(fā)生碰撞時，盡可能地減輕對乘客的損害．假定乘客質(zhì)量為70kg，汽車車速為90km/h，從踩下剎車到完全停止須要的時間為5s，平安帶對乘客的作用力大小約為(不計人與座椅間的摩擦)()A．450N B．400NC．350N D．300N解析：汽車的速度v0＝90km/h＝25m/s，設汽車勻減速的加速度大小為a，則a＝eq\f(v0,t)＝5m/s2，對乘客由牛頓其次定律得F＝ma＝70×5N＝350N.答案：C2．豎直向上飛行的子彈，到達最高點后又返回原處．假設整個運動過程中，子彈受到的阻力與速度的大小成正比，且阻力始終小于其重力，則子彈在整個運動過程中，加速度大小的改變是()A．始終變大 B．始終變小C．先變大后變小 D．先變小后變大解析：子彈向上運動過程中速度越來越小，子彈受向下的阻力越來越小，子彈受到的合外力越來越小，由牛頓其次定律可知，子彈上升過程中加速度越來越??；子彈從最高點向下運動過程做加速運動，其速度越來越大，受到向上的空氣阻力越來越大，物體受到的合外力越來越小，其加速度越來越?。鸢福築3．(2024·莆田模擬)一質(zhì)點受多個力的作用，處于靜止狀態(tài)．現(xiàn)使其中一個力的大小漸漸減小到零，再沿原方向漸漸復原到原來的大?。诖诉^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的改變狀況是()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都先減小后增大解析：質(zhì)點受多個力的作用，處于靜止狀態(tài)，則多個力的合力為零，其中隨意一個力與剩余全部力的合力大小相等、方向相反，使其中一個力的大小漸漸減小到零再復原到原來大小的過程中，其他全部力的合力先變大后變小，但合力的方向不變，依據(jù)牛頓其次定律知，a先增大后減小，v始終增大．答案：C4．(2024·惠州模擬)放在固定粗糙斜面上的滑塊A以加速度a1沿斜面勻加速下滑，如圖甲所示．在滑塊A上放一物體B，物體B始終與A保持相對靜止，以加速度a2沿斜面勻加速下滑，如圖乙所示．在滑塊A上施加一豎直向下的恒力F，滑塊A以加速度a3沿斜面勻加速下滑，如圖丙所示．則()圖甲圖乙圖丙A．a(chǎn)1＝a2＝a3 B．a(chǎn)1<a2＝a3C．a(chǎn)1＝a2<a3 D．a(chǎn)1<a2<a3解析：圖甲中加速度為a1，則有mgsinθ－μmgcosθ＝ma1，解得a1＝gsinθ－μcosθ；圖乙中的加速度為a2，則有(m＋m′)gsinθ－μ(m＋m′)gcosθ＝(m＋m′)a2，解得a2＝gsinθ－μgcosθ；圖丙中的加速度為a3，則有：(mg＋F)sinθ－μ(mg＋F)cosθ＝ma3，解得a3＝eq\f(（mg＋F）sinθ－μ（mg＋F）cosθ,m)，故a1＝a2<a3，C正確．答案：C5.(2024·寧夏青銅峽高級中學月考)如圖所示，放在固定斜面上的物塊以加速度a沿斜面勻加速下滑，若在物塊上再施加一個豎直向下的恒力F，則()A．物塊可能勻速下滑B．物塊仍以加速度a勻加速下滑C．物塊將以大于a的加速度勻加速下滑D．物塊將以小于a的加速度勻加速下滑答案：C6.(2024·江西新干縣四校聯(lián)考)一物塊放在一粗糙斜面上，給物塊施加一個沿斜面對上的力F，F(xiàn)和物塊的加速度a的關(guān)系如圖所示(取加速度向上為正值)，已知圖中直線斜率為k，縱軸上兩個截距分別為p和n，重力加速度為g(以上給出量均為國際單位)．假設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，則物塊與斜面的動摩擦因數(shù)為()A.eq\f(n－p,\r(k2g2－（p＋n）2)) B.eq\f(n＋p,\r(k2g2－（p－n）2))C.eq\f(n－p,\r(4k2g2－（p＋n）2)) D.eq\f(n＋p,\r(4k2g2－（p－n）2))解析：由題圖可知，當力的大小為p到n時，物體靜止在斜面上的p點和n點，物體恰好受到最大靜摩擦力達到平衡狀態(tài)，則有：mgsinθ－μmgcosθ＝pmgsinθ＋μmgcosθ＝n依據(jù)牛頓其次定律可知：F－mgsinθ＋μmgcosθ＝ma則有：m＝k.聯(lián)立解得：cosθ＝eq\f(\r(4k2g2－（p＋n）2),2kg)，μ＝eq\f(n－p,2kgcosθ)解得μ＝eq\f(n－p,\r(4k2g2－（p＋n）2))，故C正確，A、B、D錯誤．答案：C7．(多選)(2024·佛山模擬)如圖甲所示，某人通過動滑輪將質(zhì)量為m的貨物提升到肯定高處，動滑輪的質(zhì)量和摩擦均不計，貨物獲得的加速度a與豎直向上的拉力FT之間的函數(shù)關(guān)系如圖乙所示．則下列推斷正確的是()A．圖線與縱軸的交點的肯定值為gB．圖線的斜率在數(shù)值上等于物體的質(zhì)量mC．圖線與橫軸的交點N的值FTN＝mgD．圖線的斜率為eq\f(2,m)解析：由題意結(jié)合牛頓其次定律可得：2FT－mg＝ma，則有a＝eq\f(2,m)FT－g，由a-FT圖象可推斷，縱軸截距的肯定值為g，A正確；圖線的斜率在數(shù)值上等于eq\f(2,m)，則B錯誤，D正確；橫軸截距代表a＝0時，F(xiàn)TN＝eq\f(mg,2)，則C錯誤．答案：AD8.(多選)(2024·河南周口中英文學校月考)如圖所示，質(zhì)量為m的小球懸掛在小車頂棚上，在運動過程中當小球偏離豎直方向θ角時，則下列說法正確的是()A．小車可能向左減速運動B．小車可能向右減速運動C．小車的加速度大小a＝gtanθD．懸掛線的拉力大小F＝eq\f(mg,sinθ)解析：球相對車廂處于靜止狀態(tài)，車廂與球的加速度相同，依據(jù)牛頓其次定律得，F(xiàn)＝mgtanθ＝ma，解得小球的加速度a＝gtanθ，方向向右，則小車的加速度大小為gtanθ，方向向右，小車向右做勻加速直線運動或向左做勻減速直線運動，故A、C正確，B錯誤；由幾何關(guān)系可知，懸線的拉力FT＝eq\f(mg,cosθ)，故D錯誤．答案：AC[提素養(yǎng)]9.(2024·四川攀枝花十二中月考)如圖所示，質(zhì)量為m的小球用水平彈簧系住，并用傾角為30°的光滑木板AB托住，小球恰好處于靜止狀態(tài)．當木板AB突然向下撤離的瞬間，小球的加速度為()A．0B．大小為g，方向豎直向下C．大小為eq\f(2\r(3),3)g，方向垂直木板向下D．大小為eq\f(\r(3),3)g，方向水平向右答案：C10.(多選)(2024·江西新余一中二模)如圖所示，在動摩擦因數(shù)μ＝0.2的水平面上有一個質(zhì)量m＝1kg的小球，小球一端與水平輕彈簧相連，另一端與豎直方向成θ＝45°角的不行伸長的輕繩相連，此時小球處于靜止狀態(tài)，且水平面對小球的彈力恰好為零．在剪斷輕繩的瞬間(g取10m/s2)．下列說法中正確的是()A．小球受力個數(shù)不變B．小球馬上向左運動，且a＝8m/s2C．小球馬上向左運動，且a＝10m/s2D．若剪斷的是彈簧，則剪斷瞬間小球加速度為零答案：BD11.(多選)(2024·煙臺統(tǒng)考)如圖所示，固定在地面上的斜面足夠長，其傾角為30°，用平行于斜面對上、大小為16N的力F作用在質(zhì)量為2kg的物塊上，物塊恰好沿斜面勻速上滑，若g取10m/s2，物塊所受最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，則下列說法正確的是()A．在撤去力F的瞬間，物塊所受摩擦力方向不變B．在撤去力F的瞬間，物塊的加速度大小為8m/s2C．物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.4D．撤去力F后，物塊最終將靜止在斜面上解析：物塊勻速上滑過程，受到力F、重力、支持力和摩擦力，依據(jù)共點力平衡條件，有F＝mgsin30°＋f，代入數(shù)據(jù)解得f＝6N；撤去F后，物塊由于慣性接著上滑，其余力均不變，摩擦力f＝6N，方向沿斜面對下，依據(jù)牛頓其次定律有f＋mgsin30°＝ma，解得a＝8m/s2，A、B正確；滑動摩擦力f＝μmgcos30°，解得μ＝eq\f(\r(3),5)，C錯誤；當物塊上滑的速度減為零時，因mgsin30°＞μmgcos30°(即μ＜tan30°)，物塊不能保持靜止，將沿斜面下滑，D錯誤．答案：AB12．(2024·濰坊模擬)如圖甲所示，水平地面上輕彈簧左端固定，右端通過滑塊壓縮0.4m后鎖定，t＝0時解除鎖定釋放滑塊．計算機通過滑塊上的速度傳感器描繪出滑塊的速度圖象如圖乙所示，其中Oab段為曲線，bc段為直線，傾斜直線Od是t＝0時的速度圖線的切線，已知滑塊質(zhì)量m＝2.0kg，g取10m/s2.求：(1)滑塊與地面間的動摩擦因數(shù)；(2)彈簧的勁度系數(shù)．解析：(1)從題圖乙可知，滑塊脫離彈簧后的加速度大小a1＝eq\f(Δv1,Δt1)＝eq\f(1.5,0.3)m/s2＝5m/s2，由牛頓其次定律得μmg＝ma1，代入數(shù)據(jù)解得μ＝0.5.(2)剛釋放時滑塊的加速度為a2＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(3,0.1)m/s2＝30m/s2，由牛頓其次定律得kx－μmg＝ma2，代入數(shù)據(jù)解得k＝175N/m.答案：(1)0.5(2)175N/m13．(2024·黃岡檢測)a、b兩物塊可視為質(zhì)點，在a以初速度v0從地面豎直上拋的同時，b以初速度v0滑上傾角為θ＝30°的足夠長的斜面．已知b與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ＝eq\f(\r(3),2)，重力加速度為g，求當a落地時，b離地面的高度．解析：以b為探討對象，斜面對b的支持力為FN＝mgcos30°，斜面對b的摩擦力為Ff＝μFN＝eq\f(\r(3),2)×eq\f(\r(3),2)mg＝eq\f(3,4)mg，重力沿斜面對下的分力為mgsin30°＝eq\f(1,2)mg，由于Ff＞mgsin30°，所以b達到斜面最高點時應當靜止；由牛頓其次定律：Ff＋mgsin30°＝ma，所以b上升過程中加速度大小為a＝1.25g；B在斜面上運動的時間t1＝eq\f(v0,a)＝eq\f(4v0,5g)；以a為探討對象，a在空中運動的總時間t2＝eq\f(2v0,g)，由于t1＜t2，所以當a落地時，b已靜止在斜面上．設b離地面的高度為h，由運動學公式：eq\f(h,sin30°)＝eq\f(v0,2)t1，聯(lián)立解得h＝eq\f(veq\o\al(2,0),5g).答案：eq\f(veq\o\al(2,0),5g)14．馬路上行駛的兩汽車之間應保持肯定的平安距離．當前車突然停止時，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，人的反應時間和汽車系統(tǒng)的反應時間之和為1s．當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．解析：設路面干燥時，汽車與路面間的動摩擦因數(shù)為μ0，剎車時汽車的加速度大小為a0，平安距離為s，反應時間為t0.由牛頓其次定律和運