2022年高考物理一轮复习课时作业8牛顿第二定律-两类动力学问题-.docx

八八 牛顿其次定律牛顿其次定律 两类动力学问题两类动力学问题 1(2021 蚌埠联谊校二次联考)如图所示，物块 A 放在斜面上，与斜面一起向右做匀加速运动，物体 A 受到斜面对它的支持力和摩擦力的合力方向可能是()A向右斜上方 B竖直向上 C向右斜下方 D上述三种方向均不行能 答案：A 解析：物体向右加速由牛顿其次定律可得物体的合外力方向水平向右，故斜面对物体 A 的支持力和摩擦力的合力在竖直方向的分力平衡了物体的重力，水平方向的分力为合外力，由平行四边形定则可得物体 A 受到斜面对它的支持力和摩擦力的合力方向向右斜上方，A 对 2如图所示，轻质弹簧上面固定一块质量不计的薄板，在薄板上放重物，用手将重物向下压缩后，突然将手撒去，则重物将被弹簧弹射出去，在弹射过程中(重物与弹簧脱离之前)重物的运动状况是()A始终加速运动 B匀加速运动 C先加速运动后减速运动 D先减速运动后加速运动 答案：C 解析：物体运动状态的转变取决于所受的合外力，所以，对物体进行精确 的受力分析是解此题的关键重物在整个运动过程中受到重力和弹簧弹力的作用刚放手时，弹力大于重力，合力向上，重物向上加速运动，但随着重物上移，弹簧形变量变小，弹力随之变小，合力减小，加速度减小，当弹力减至与重力大小相等时，合力为零，加速度为零，此时重物的速度最大；此后重物由于惯性连续上升，弹力连续减小，重物受到的合力向下，重物做减速运动，当弹簧恢复原长时，二者分别 3(多选)一质点处于静止状态，现对该质点施加力 F，力 F 随时间 t 按如图所示的正弦规律变化，力 F 的方向始终在同始终线上，在 04 s 内，下列说法正确的是()A第 2 s 末，质点距离动身点最远 B第 2 s 末，质点的动能最大 C第 4 s 末，质点距离动身点最远 D第 4 s 末，质点的动能最大 答案：BC 解析：力 F 随图示的规律变化时，质点在前 2 s 做加速度先增大后减小的加速运动，在 2 s 末速度最大，24 s 内质点做加速度(反方向)先增大后减小的减速运动，在 4 s 末速度为零，质点始终沿正方向运动，故 B、C 正确 4(2021 云南第一次检测)物体块放置在与水平地面成 30 角倾斜的木板上时，刚好可以沿斜面匀速下滑；若该木板与水平面成 60 角倾斜，取 g10 m/s2，则物块 A 沿此斜面下滑的加速度大小为()A5 3 m/s2 B3 3 m/s2 C(5 3)m/s2 D10 33 m/s2 答案：D 解析：由物块在倾角为 30 的木板上匀速下滑，得 Ffmgsin，又 FN1mgcos 30，FfFN1，求得动摩擦因数 33；在倾角为 60 的木板上物块加速下滑，有 FN2mgcos 60，mgsin 60 FN2ma，求得 a1033 m/s2，D 项对 5(2021 莆田模拟)如图所示，底板光滑的小车上用两个量程为 20 N、完全相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为 1 kg 的物块，在水平地面上，当小车做匀速直线运动时，两弹簧测力计的示数均为 10 N，当小车做匀加速直线运动时，弹簧测力计甲的示数为 8 N，这时小车运动的加速度大小是()A2 m/s2 B4 m/s2 C6 m/s2 D8 m/s2 答案：B 解析：小车做匀速直线运动时，物块随小车也做匀速直线运动，两弹簧测力计示数均为 10 N，形变相同；小车做匀加速直线运动时，弹簧测力计甲的示数变为 8 N，形变减小 x，弹簧测力计乙形变要增加x，故弹簧测力计乙的示数为 12 N，物块受到的合外力 F4 N，故加速度的大小是 aFm41 m/s24 m/s2，选项 B 正确 6.如图所示，A、B 为两个质量相等的小球，由细线相连，再用轻质弹簧悬挂起来，在A、B 间细线烧断后的瞬间，A、B 的加速度分别是()AA、B 的加速度大小均为 g，方向都竖直向下 BA 的加速度为 0，B 的加速度大小为 g、竖直向下 CA 的加速度大小为 g、竖直向上，B 的加速度大小为 g、竖直向下 DA 的加速度大于 g、竖直向上，B 的加速度大小为 g、竖直向下 答案：C 解析：在细线烧断前，A、B 两球的受力状况如图甲所示，由平衡条件可得：对 B 球有 F线mg 对 A 球有 F弹mgF线 在细线烧断后，F线马上消逝，弹簧弹力及各球重力不变，两球的受力状况如图乙所示由牛顿其次定律可得：B 球有竖直向下的重力加速度 g 对 A 球有 F弹mgmaA 解得 aAg，方向竖直向上 综上分析，选 C 7如图所示，几个倾角不同的光滑斜面具有共同的底边 AB，当物体由静止沿不同的倾角从顶端滑到底端，下面哪些说法是正确的()A倾角为 30 时所需时间最短 B倾角为 45 时所需时间最短 C倾角为 60 时所需时间最短 D所需时间均相等 答案：B 解析：设沿一般斜面下滑时，倾角为，斜面长为 l，物体沿斜面做初速度为零、加速度为 agsin 的匀加速直线运动，滑到底端的时间为 t，则有 l12gsin t2 lABcos 联立解得 t2 ABgsin cos 4 ABgsin 2 所以当 45 时，t 最小，故选 B 8(2021 庆阳模拟)如图所示，车内绳 AB 与绳 BC 拴住一小球，BC水平，车由原来的静止状态变为向右的匀加速直线运动，小球仍处于图中所示的位置，则()AAB 绳、BC 绳拉力都变大 BAB 绳拉力变大，BC 绳拉力变小 CAB 绳拉力变大，BC 绳拉力不变 DAB 绳拉力不变，BC 绳拉力变大 答案：D 解析：车加速时，小球受力如图所示，由牛顿其次定律得，水平方向Gcos，FT2FT2FT1sin ma，竖直方向 FT1cos G0，解以上两式得 FT1FT1sin ma，故 FT1不变，FT2变大，选项 D 正确 9如图所示，带支架的平板小车沿水平面对左做直线运动，小球 A 用细线悬挂于支架前端，质量为 m 的物块 B 始终相对于小车静止地摆放在右端B 与小车平板间的动摩擦因数为 0.5.若某时刻观看到细线偏离竖直方向 30角，则此时物块 B受摩擦力大小和方向为()A12mg，水平向左 B12mg，水平向右 C33mg，水平向右 D33mg，水平向左 答案：C 解析：A、B 相对于小车静止，小球 A 与物块 B 具有相同的加速度对小球 A，依据牛顿其次定律有 mgtan ma，小车对 B 的摩擦力 fmgma，方向水平向右，则 fmgtan 33mg，C 正确 10(多选)如图所示，质量为 m 的小物块以初速度 v0沿足够长的固定斜面上滑，斜面倾角为，物体与该斜面间的动摩擦因数 tan，下图表示该物块的速度v 和所受摩擦力Ff随时间 t 变化的图线，以初速度 v0的方向为正方向，其中可能正确的是()答案：AC 解析：物体沿斜面上滑时，受力如图所示，由牛顿其次定律得mgsin mgcos ma，解得 ag(sin cos)，物块沿斜面做匀减速直线运动，物块所受滑动摩擦力 Ffmgcos，其大小不变，方向沿斜面对下；物块速度减为零时，由于 tan，故 mgsin gtan，求减速阶段球受到箱子左壁和顶部的作用力 答案：(1)av22asv2(2)m(acot g)解析：(1)由匀变速运动公式知 s1v22a s2v22a ss1s2v22av22a 解得 aav22asv2.(2)设球不受箱子作用，应满足 Nsin ma，Ncos mg 解得 agtan 减速时加速度向左，此加速度由斜面支持力 N 与左壁支持力 F 共同打算，当 agtan 时 F0 球受力如图由牛顿其次定律 Nsin ma Ncos Qmg 解得 Qm(acot g)12.质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去 F，其运动的 v-t 图象如图所示取 g10 m/s2，求：(1)物体与水平面间的动摩擦因数；(2)水平推力 F 的大小；(3)010 s 内物体运动位移的大小 答案：(1)0.2(2)6 N(3)46 m 解析：(1)设物体做匀减速直线运动的时间为 t2，初速度为 v20，末速度为 v2t，加速度为 a2，则 a2v2tv20t22 m/s2 设物体所受的摩擦力为 Ff，由牛顿其次定律得：Ffma2 Ffmg 联立式，代入数据得 0.2.(2)设物体做匀加速直线运动的时间为 t1，初速度为 v10，末速度为 v1t，加速度为 a1，则 a1v1tv10t11 m/s2 依据牛顿其次定律，有 FFfma1 联立各式，代入数据得 F6 N.(3)由匀变速直线运动的位移公式，得 xx1x2v10t112a1(t1)2v20t212a2(t2)246 m.13将两个滑块 1、2 用一轻质细绳连接放在粗糙的水平面上，如图所示已知细绳的长度为 L1 m,1、2 的质量分别为 m12 kg、m28 kg，滑块与地面间的动摩擦因数均为 0.2，取 g10 m/s2，细绳的最大拉力为 T8 N今在滑块 2 上施加一水平向右的外力 F，使两滑块共同向右运动，当外力增大到某一数值时，细绳恰好断裂 (1)求细绳恰好断裂的瞬间，水平外力 F 的大小(2)假如细绳恰好断裂的瞬间，两滑块具有的速度为 2 m/s，此后水平外力 F 保持不变，求当滑块 1 的速度刚好为零时，两滑块 1、2 之间的距离 答案：(1)40 N(2)3.5 m 解析：(1)绳刚要被拉断的瞬间绳上拉力为 T8 N，依据牛顿其次定律，对滑块 1：Tm1gm1a 代入数据得 a2 m/s2 对滑块 1、2 整体：F(m1m2)g(m1m2)a 代入数据得 F40 N(2)设绳断后，滑块 1 的加速度大小为 a1，滑块 2 的加速度为 a2，则：a1m1gm12 m/s2 a2Fm2gm23 m/s2 滑块 1 停下来的时间为 t，则 tva11 s 滑块 1 的位移为 x1，则 x1v22a11 m 滑块 2 的位移为 x2，则 x2vt12a2t23.5 m 滑块 1 刚静止时，滑块 1、滑块 2 间距离为 xx2Lx13.5 m