江苏省高三高考物理一轮复习 第三章 第二单元 牛顿第二定律及其应用精选精练跟踪练习
- 格式:doc
- 大小:111.50 KB
- 文档页数:6
考点一牛顿第二定律的理解1.内容及表达式物体加速度的大小跟所受外力的合力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向跟合外力方向相同.表达式:F=ma.2.对定律的理解(1)矢量性a为研究对象在合外力作用下产生的加速度;a与合外力方向一致.(2)瞬时对应性一物体所受合外力恒定时,加速度恒定,物体做匀变速直线运动;合外力随时间改变时,加速度也随时间改变;合外力为0时,加速度为0,物体就处于静止或匀速直线运动状态.[思维深化]1.从牛顿第二定律知道,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度.可是我们用力提一个很重的物体时却提不动它,这跟牛顿第二定律有无矛盾?为什么?答案没有矛盾,使物体运动,要有合力产生加速度,由于重力很大,合加速度仍为0. 2.判断下列说法是否正确.(1)物体所受合外力越大,加速度越大.(√)(2)物体所受合外力越大,速度越大.(×)(3)物体在外力作用下做匀加速直线运动,当合外力逐渐减小时,物体的速度逐渐减小.(×)(4)物体的加速度大小不变一定受恒力作用.(×)1.[对牛顿第二定律的基本理解](多选)下列对牛顿第二定律的理解,正确的是()A.如果一个物体同时受到两个力的作用,则这两个力各自产生的加速度互不影响B.如果一个物体同时受到几个力的作用,则这个物体的加速度等于所受各力单独作用在物体上时产生加速度的矢量和C.平抛运动中竖直方向的重力不影响水平方向的匀速运动D.物体的质量与物体所受的合力成正比,与物体的加速度成反比答案ABC解析物体的质量是物体的固有属性,不会受到外界条件的影响(如:受力、运动状态、在火星上还是地球上等)故D错误.2.[速度、加速度、合外力之间的关系](多选)下列关于速度、加速度、合外力之间的关系,正确的是( )A.物体的速度越大,则加速度越大,所受的合外力也越大B.物体的速度为0,则加速度为0,所受的合外力也为0C.物体的速度为0,则加速度可能很大,所受的合外力也可能很大D.物体的速度很大,但加速度可能为0,所受的合外力也可能为0答案CD解析物体的速度大小和加速度大小没有必然联系,一个很大,另一个可以很小,甚至为0,物体所受合外力的大小决定加速度的大小,同一物体所受合外力越大,加速度一定也越大,故选项C、D对.3.[应用定律定性分析](多选)如图1所示,一木块在光滑水平面上受一恒力F作用,前方固定一足够长的弹簧,则当木块接触弹簧后( )图1A.木块立即做减速运动B.木块在一段时间内速度仍可增大C.当F等于弹簧弹力时,木块速度最大D.弹簧压缩量最大时,木块加速度为0答案BC解析当木块接触弹簧后,水平方向受到向右的恒力F和弹簧水平向左的弹力.弹簧的弹力先小于恒力F,后大于恒力F,木块所受的合力方向先向右后向左,则木块先做加速运动,后做减速运动,当弹力大小等于恒力F时,木块的速度最大,加速度为0.当弹簧压缩量最大时,弹力大于恒力F,合力向左,加速度大于0,故B、C正确,A、D错误.1.分析物体的运动性质,要从受力分析入手,求合力,然后根据牛顿第二定律分析加速度的变化.2.特别要注意加速度与合力具有瞬时对应关系,而速度是不能突变的,速度的变化是需要时间的,Δv=aΔt。
高三物理一轮复习3-2牛顿第二定律总结与精品试题一、选择题1.201*北京“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处,从几十米高处跳下的一种极限运动.某人做蹦极运动,所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示.将蹦极过程近似为在竖直方向的运动,重力加速度为g据图可知,此人在蹦极过程中最大加速度约为A.gC.3gB.2gD.4g2如图所示,正沿平直轨道向右匀速行驶的车厢内,用水平绳a和倾斜绳b共同固定一个小球,若车厢改做加速运动,则两绳的拉力FTa和FTb的变化情况是A.FTa增大C.FTa不变B.FTb减小D.FTa、FTb的合力增大3.201*江西重点中学模拟如图甲是某景点的山坡滑道图片,为了探究滑行者在滑道直线部分AE滑行的时间.技术人员通过测量绘制出如图乙所示的示意图.AC是滑道的竖直高度,D点是AC竖直线上的一点,且有AD=DE=10m,滑道AE可视为光滑,滑行者从坡顶A点由静止开始沿滑道AE向下做直线滑动,g取10m/2,则滑行者在滑道AE上滑行的时间为A.B.2D.224.201*黑龙江四校模拟的物体在水平面上做直线运动,其运动情况如图所示,两条直线为:水平方向物体只受摩擦力作用时和水平方向受到摩擦力、水平力F两个力共同作用时的速度时间图象,则下列说法中正确的是g=10m/2A....5.201*抚州模拟如图所示,带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C的斜面上,在盒子内放有光滑球B,B恰与盒子前、后壁,以v0=2m/的速度始终保持不变顺时针运转,今将一小煤块可视为质点无初速度地轻放至A点处,已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为04,g取10m/2由于小煤块与传送带之间有相对滑动,会在传送带上留下划痕.则小煤块从A运动到B的过程中A.小煤块从A运动到B的时间是2B..划痕长度是4mD.8.201*济南模拟如图a所示,一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端放置一物体物体与弹簧不连接,初始时物体处于静止状态.现用竖直向上的拉力F作用在物体上,使物体开始向上做匀加速运动,拉力F与物体位移的关系如图b所示g=10m/2,则正确的结论是A.物体与弹簧分离时,弹簧处于压缩状态B..物体的质量为3gD.物体的加速度大小为5m/2二、非选择题9一只小猫跳起来抓住悬挂在天花板上的竖直木杆,如右图所示,在这一瞬间悬绳断了,设木杆足够长,由于小猫继续上爬,所以小猫离地面高度不变,则木杆下降的加速度大小为________,方向为________.设小猫质量为m,木杆的质量为M10.201*江西百所名校模拟一游客在滑雪时,由静止开始沿倾角θ=37°的山坡匀加速下滑.下滑过程中摄影师分别在相距L=点各给游客抓拍一张照片,为了追求滑雪过程中的动感效果,摄影师将相机的曝光时间定为Δt=由于游客的速度较快,相片中出现了一定长度的虚影,经实地测量照片中与A点的虚影长度相对应的实际长度A=2m,照片中与B点的虚影长度相对的实际长度B=内游客的运动可视为匀速运动,试计算:g=10m/,in37°=06,co37°=081游客在A点时速度的大小vA;2滑雪板与坡道间的动摩擦因数μ;33A点距出发点的距离LA11.201*山东如图所示,在高出水平地面h==2g、由两种不同材料连接成一体的薄板A,其右段长度1=且表面光滑,左段表面粗糙.在A最右端放有可视为质点的物块B,其质量m=左段间动摩擦因数μ=04开始时二者均静止,现对A施加F=20N水平向右的恒力.待B脱离AA尚未露出平台后,将A取走.B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离=取g=10m/求:2 1B离开平台时的速度vB2B从开始运动到刚脱离A时,B运动的时间tB和位移B3A左端的长度212.201*金华十校模拟传送带以恒定速度v=4m/顺时针运行,传送带与水平面的夹角θ=37°现将质量m=2g的小物品轻放在其底端小物品可看成质点,平台上的人通过一根轻绳用恒力F=20N拉小物品,经过一段时间物品被拉到离地高为H=的平台上,如图所示.已知物品与传送带之间的动摩擦因数μ=05,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/2,已知in37°=06,co37°=08求:1物品从传送带底端运动到平台上所用的时间是多少?2若在物品与传送带达到同速瞬间撤去恒力F,求物品还需多少时间离开传送带?扩展阅读:201*届高三物理一轮复习精品资料:牛顿第二定律高考真题模拟新题有详解C单元牛顿运动定律C2牛顿第二定律单位制22.2C2[201*重庆卷]某同学设计了如图1-10所示的装置,利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材来测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ滑块和托盘上分别放有若干砝码,滑块质量为M,滑块上砝码总质量为m′,托盘和盘中砝码的总质量为m实验中,滑块在水平轨道上从A到B做初速为零的匀加速直线运动,重力加速度g取10m/2图1-10①为测量滑块的加速度a,须测出它在A、B间运动的________与________,计算a的运动学公式是________;②根据牛顿运动定律得到a与m的关系为:a=1+μgm-μgM+m′+m他想通过多次改变m,测出相应的a值,的一次函数,必须使上式中的_______________保持不变,实验中应将从托盘中取出的砝码置于_______________;③实验得到a与m的关系如图1-11所示,由此可知μ=___________取两位有效数字.图1-1122.2C2[201*重庆卷]【答案】①位移时间t2a=2②m′+m滑块上③023021~025t1【解析】①由=at2知,要测量滑块的加速度a只需测量滑块的位移和滑行时间t,2此时a=2t1+μg②若要求a是m的一次函数,只需保持不变,即m′+m不变,故实验M+m′+m时应将从托盘中取出的砝码置于滑块上.③由图象可知,图象过690×10-3,043和640×10-3,023两点,将之代入a=1+μgm-μg,解得:μ=023M+m′+m21.C2[201*浙江卷]在“探究加速度与力、质量的关系”实验时,已提供了小车、一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线.为了完成实验,还需从下图中选取实验器材,其名称是________,并分别写出所选器材的作用________.【答案】学生电源、电磁打点计时器或电火花计时器、钩码、砝码学生电源为打点计时器提供交流电源;电磁打点计时器电火花计时器记录小车运动的位置和时间;钩码用以改变小车的质量;砝码用以改变小车受到拉力的大小,还可用于测量小车质量【解析】根据“探究加速度与力、质量关系”实验,结合所提供与供选择的实验器材,可以确定相应的实验方案,进一步可以确定需要选择的实验器材.2.C2[201*天津卷]如图所示,A、B两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中B受到的摩擦力图1A.方向向左,大小不变B.`方向向左,逐渐减小C方向向右,大小不变D方向向右,逐渐减小2.[201*天津卷]A【解析】A、B一起往右做匀减速直线运动,说明两个问题:①加速度a大小不变;②加速度a方向向左.对B 物体受力分析,由牛顿第二定律F=ma可知:B受到的摩擦力方向向左,大小不变,A正确.18.C2[201*北京卷]“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节处,从几十米高处跳下的一种极限运动.某人做蹦极运动,所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示.将蹦极过程近似为在竖直方向的运动,重力加速度为g据图可知,此人在蹦极过程中最大加速度约为A.gB.2gC.3gD.4g18.C2[201*北京卷]B【解析】从图中可以看出,当人静止时,0,0=mg当合力最大时,加速度最大.0=3mg,由牛顿第二定律可得F-mg=ma,代入数据可知,a=2g,B项正确.20.C2[201*北京卷]物理关系式不仅反映了物理量之间的关系,也确定了单位间的关系.如关系式U=IR既反映了电压、电流和电阻之间的关系,也确定了V伏与A安和Ω欧的乘积等效.现有物理量单位:m米、秒、N牛、J焦、W瓦、C库、F法、A安、Ω欧和T特,由它们组合成的单位都与电压单位V伏等效的是A.J/C和N/CB.C/F和Tm2/11C.W/A和CTm/D.WΩ和TAm2220.C2[201*北京卷]B【解析】由公式W=UIt=UQ可得,J/C与电压单位V等效,由F=Eq可得,N/C为电场强度的单位,与电压单位V不等效,A项错误.由公式Q=CU、BL2E=BLv=可知,C/F、Tm2/与电压单位V等效,B项正确.由压单位V等效,CTm/=A=N,所以CTm/与力的单位N等效,C 项错误.由AmU211N=Am=N,所以TAm与力的单位NR22mA等效,D项错误.22.C2E3[201*北京卷]如图所示,长度为的轻绳上端固定在O 点,下端系一质量为m的小球小球的大小可以忽略.1在水平拉力F的作用下,轻绳与竖直方向的夹角为α,小球保持静止.画出此时小球的受力图,并求力F的大小;2由图示位置无初速释放小球,求当小球通过最低点时的速度大小及轻绳对小球的拉力.不计空气阻力.C3超重和失重9.C3[201*天津卷]1某同学利用测力计研究在竖直方向运行的电梯运动状态.他在地面上用测力计测量砝码的重力,示数为G 他在电梯中用测力计仍测量同一砝码的重力,发现测力计的示数小于G,由此判断此时电梯的运动状态可能是__________________.9.1[201*天津卷]【答案】减速上升或加速下降【解析】测力计在电梯中的示数即为视重,静止在地面时的示数表示物体的实重,依题意,视重小于实重,物体处于失重状态,物体要么往上减速,要么往下加速.C4实验:验证牛顿定律C5牛顿运动定律综合21.C5[201*课标全国卷]如图1-6所示,在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板,其上叠放一质量为m2的木块.假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等.现给木块施加一随时间t增大的水平力F=t是常数,木板和木块加速度的大小分别为a1和a2,下列反映a1和a2变化的图线中正确的是图1-6【解析】A当拉力F很小时,木块和木板一起加速运动,由牛顿第二定律,对木块F和木板:F=m1+m2a,故a1=a2=a==t;当拉力很大时,木块和木板将发m1+m2m1+m2F-μm2gμmg生相对运动,对木板:μm2g=m1a1,得a1=2,对木块:F-μm2g=m1a2,得a2=m1m2=t-μg,A正确.m223.C5[201*四川卷]随着机动车数量的增加,交通安全问题日益凸显.分析交通违法事例,将警示我们遵守交通法规,珍惜生命.一货车严重超载后的总质量为49t,以54m/h的速率匀速行驶.发现红灯时司机刹车,货车即做匀减速直线运动,2不超载时则为5m/2.1若前方无阻挡,问从刹车到停下来此货车在超载及不超载时分别前进多远?2若超载货车刹车时正前方25m处停着总质量为1t的轿车,两车将发生碰撞,后获得相同速度,问货车对轿车的平均冲力多大?【解析】1设货车刹车时速度大小为v0,加速度大小为a,末速度大小为vt,刹车距离为v0-vt=①2a代入数据,得超载时1=45m②若不超载2=③2设货车刹车后经′=25m与轿车碰撞时的初速度大小为v12 v1=v20-2a′④设碰撞后两车共同速度为v2,货车质量为M,轿车质量为m,由动量守恒定律Mv1=M+mv2⑤设货车对轿车的作用时间为Δt、平均冲力大小为F,由动量定理FΔt=mv2⑥联立④⑤⑥式,代入数据得F=98×104N⑦24.C5图1-10[201*山东卷]如图1-10所示,在高出水平地面h==2g、由两种不同材料连接成一体的薄板A,其右段长度1=且表面光滑,左段表面粗糙.在A最右端放有可视为质点的物块B,其质量m=左段间动摩擦因数μ=04开始时二者均静止,现对A施加F=20N 水平向右的恒力,待B脱离AA尚未露出平台后,将A取走.B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离=取g=10m/2求:1B离开平台时的速度vB2B从开始运动到刚脱离A时,B运动的时间tB和位移B3A左端的长度2【解析】1设物块平抛运动的时间为t,由运动学可得1h=gt2①2=vBt②联立①②式,代入数据得vB=2m/③2设B的加速度为aB,由牛顿第二定律和运动学的知识得μmg=maB④vB=aBtB⑤12B=aBtB⑥联立③④⑤⑥式,代入数据得tB=⑦B=⑧3设B刚开始运动时A的速度为v1,由动能定理得1F1=Mv21⑨2设B运动后A的加速度为aA,由牛顿第二定律和运动学的知识得F-μmg=MaA⑩122+B=v1tB+aAtB2联立⑦⑧⑨⑩式,代入数据得2=14.C5[201*浙江卷]如图所示,甲、乙两人在冰面上“拔河”.两人中间位置处有一分界线,约定先使对方过分界线者为赢.若绳子质量不计,冰面可看成光滑,则下列说法正确的是A.甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力B.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力C.若甲的质量比乙大,则甲能赢得“拔河”比赛的胜利D.若乙收绳的速度比甲快,则乙能赢得“拔河”比赛的胜利【解析】C甲、乙两人在冰面上拔河,甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是作用力与反作用力,A选项错误;甲对绳的拉力与乙对绳的拉力都作用在绳上,故不是作用力与反作用力,B选项错误;由于绳子质量不计,且冰面可看成光滑,绳对甲、乙的作用力大小相等,若甲的质量大,则甲的加速度小,相等时间通过的位移小,后过分界线,故甲能赢得比赛的胜利,C选项正确;是否赢得比赛主要看两人加速度的大小,跟收绳的速度大小无关,故D选项错误.14.C5、D2[201*江苏物理卷]如图所示,长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定位置.将一质量为m的小球固定在管底,用一轻质光滑细线将小球与质量为M=m的小物块相连,小物块悬挂于管口.现将小球释放,一段时间后,小物块落地静止不动,小球继续向上运动,通过管口的转向装置后做平抛运动,小球在转向过程中速率不变.重力加速度为g图131求小物块下落过程中的加速度大小;2求小球从管口抛出时的速度大小;3试证明小球平抛运动的水平位移总小于2L2 14.C5、D2[201*江苏物理卷]【解析】1设细线中的张力为T,根据牛顿第二定律Mg-T=MaT-mgin30°=ma且M=m解得a=2-1g2+12设M落地时的速度大小为v,m射出管口时速度大小为v0,M落地后m的加速度为a0根据牛顿第二定律-mgin30°=ma0又由匀变速直线运动,v =2aLin30°,2v20-v=2a0L1-i n30°2解得v0=3平抛运动=v0t-2gL>22+11Lin30°=gt22解得=L则图1-3A.t2时刻,小物块离A处的距离达到最大Bt2时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大C0~t2时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D0~t3时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用16.C5[201*福建卷]B【解析】结合图乙,在0~t1时间内,物体往左做匀减速直线运动,t1时刻运动到最左边,A错;在t1~t2时间内,物体往右做匀加速直线运动,但由于速度小于传送带的速度,物体与传送带的相对位移仍在增大,t2时刻相对位移最大,B对;0~t2时间内,物体相对传送带向左运动,一直受到向右的滑动摩擦力,f=μmg不变,但t2时刻以后物体相对传送带静止,摩擦力为0,CD错.1.[201*福州模拟]手托着书使它做下述各种情况的运动,那么,手对书的作用力最大的情况是A.向下做匀减速运动B.向上做匀减速运动C.向下做匀加速运动D.向上做匀速运动1.A【解析】超重时手对书的作用力最大,向上做匀减速运动、向下做匀加速运动都是失重,向上做匀速运动是平衡状态,向下做匀减速运动是超重状态,所以A对.2.[201*濮阳一模]质量m=1g的物体在光滑平面上运动,初速度大小为2m/在物体运动的直线上施以一个水平恒力,经过t=1,速度大小变为4m/,则这个力的大小可能是A.2NB.4NC.6ND.8N2.AC【解析】物体的加速度可能是2m/,也可能是6m/,根据牛顿第二定律,这个力的大小可能是2N,也可能是6N,所以答案是AC3[201*德州模拟]如图L2-2所示,木箱顶端固定一竖直放置的弹簧,弹簧下方有一物块,木箱静止时弹簧处于伸长状态且物块与箱底间有压力.若在某段时间内,物块对箱底刚好无压力,则在此段时间内,木箱的运动状态可能为22图L2-2A.加速下降B.加速上升C.物块处于失重状态D.物块处于超重状态3.AC【解析】木箱静止时弹簧处于伸长状态且物块与箱底间有压力,此时物块在重力、弹簧弹力、木箱底对它向上的支持力作用下处于平衡状态.物块对箱底刚好无压力时,重力、弹簧弹力不变,其合力竖直向下,所以系统的加速度向下,物块处于失重状态,可能加速下降,故AC对.4.[201*泰安模拟]在光滑水平地面上,一物体静止.现受到水平拉力F的作用,拉力F随时间t变化的图象如图L2-3所示.则图L2-3A.物体做往复运动B.0~4内物体的位移为零C.4末物体的速度最大D.0~4内拉力对物体做功为零4.D【解析】物体的运动是先加速后减速,2末速度最大,4末速度减到零,物体一直向同一方向运动,0~2内和2~4内位移大小相等但拉力却大小相等而方向相反,故0~4内拉力做功为零,所以答案选D5.[201*聊城模拟]在地面上将一金属小球竖直向上抛出,上升一定高度后再落回原处,若不考虑空气阻力,则如图L2-4所示图象能正确反映小球的速度、加速度、位移和动能随时间变化关系的是取向上为正方向ABCD图L2-45.A【解析】由于金属小球的位移、动能随时间的变化都是非线性的,所以C、D均错;竖直上抛运动中加速度不变,故B错;竖直上抛的金属小球速度先向上均匀减小,后又向下均匀增加,且整个过程中加速度不变,图线斜率不变,所以A对.6.[201*濮阳一模]如图L2-5所示,质量分别为m、2m的球A、B由轻质弹簧相连后再用细线悬挂在正在竖直向上做匀加速运动的电梯内,细线中的拉力为F,此时突然剪断细线,在线断的瞬间,弹簧的弹力的大小和小球A的加速度大小分别为图L2-52F2FA,+g33mF2FB,+g33m2FFC,+g33mFFD,+g33m6.A【解析】在线剪断前,对A、B及弹簧整体:F-3mg=3ma,对B:F弹-2mg2F,线剪断后的瞬间,弹力不变,此时对A球来说,受到向下的重32F力和弹力,有:F弹+mg=maA,得:aA=+g,故A对.3m=2ma,由此得:F弹=7.[201*盐城模拟]在“探究加速度与力、质量关系”的实验中,有四位同学根据实验数据作出了如图L2-6所示的四幅图象,其中不能说明“质量一定时加速度与合外力成正比”或“合外力一定时加速度与质量成反比”的是ABCD图L2-6【解析】A的图线反映了加速度与合外力是正比例关系,能说明“质量一定时加速度与合外力成正比”;B的图线反映了在合外力较大些时,加速度与合外力是非线性关系,所以B错;C的图线反映了加速度与质量是非线性关系,但不能肯定合外力一定时加1速度与质量成反比,若要肯定这一点,还需作出a-图线,看是不是正比例图线,所以Cm错,D对8.[201*温州模拟]传送机的皮带与水平方向的夹角为α,如图L2-7所示,将质量为m的物体放在皮带传送机上,随皮带保持相对静止一起向下以加速度aa>ginα做匀加速直线运动,则下列关于小物块在运动过程的说法中正确的是图L2-7A.支持力与静摩擦力的合力大小等于mgB.静摩擦力对小物块一定做正功C.静摩擦力的大小可能等于mginαD.皮带与滑块的动摩擦因数一定大于tanα【解析】物体随皮带保持相对静止一起向下做匀加速运动,物体所受合外力不为零,所以支持力与静摩擦力的合力大小不等于mg,故A错;加速度a>ginα,说明静摩擦力沿传送带向下,而小物块运动方向也向下,故静摩擦力对小物块一定做正功,B对;由牛顿第二定律:mginα+f=ma,因为a比ginα大多少不知道,所以静摩擦力的大小可能等于mg inα,C对;由以上分析可知,静摩擦力f是有可能小于mginα的,由f=μFN=μmgcoα,因此说“皮带与滑块的动摩擦因数一定大于tanα”是错的,D错.9.201*三明模拟201*年初,我国南方多次遭受严重的冰灾,给交通运输带来巨大的影响.已知汽车橡胶轮胎与普通路面的动摩擦因数为07,与冰面的动摩擦因数为01当汽车以某一速度沿水平普通路面行驶时,急刹车后设车轮立即停止转动,汽车要滑行14m才能停下.那么,在冰冻天气,该汽车若以同样速度在结了冰的水平路面上行驶,急刹车后汽车继续滑行的距离增大了多少?9.【解析】设初速度为v0,当汽车在水平普通路面上急刹车时,μ1mg=ma1得a1=μ1g=7m/2v0=2a11得v0=2a11=14m/当汽车在水平冰面上急刹车时,μ2mg=ma2得a2=μ2g=1m/2v20=2a22得2=98m因此,急刹车后汽车继续滑行的距离增大了Δ=2-1=84m10.[201*济宁模]拟如图所示,质量为80g的物体放在安装在小车上的水平磅秤上,小车在平行于斜面的拉力F作用下沿斜面无摩擦地向上运动,现观察到物体在磅秤上读数为1000N.已知斜面倾角θ=30°,小车与磅秤的总质量为20g1拉力F为多少?2物体对磅秤的静摩擦力为多少?3若小车与斜面间有摩擦,动摩擦因数为3,斜面质量为100g,试求斜面对地面的32压力和摩擦力分别为多少?A一直静止在地面上10.【解析】1选物体为研究对象,受力分析如图所示:将加速度a沿水平和竖直方向分解,则有:FN1-mg=mainθ解得a=5m/取小车、物体、磅秤这个整体为研究对象,受力分析如图所示:2精品资料。
第2讲牛顿第二定律的基本应用学习目标 1.会用牛顿第二定律分析计算物体的瞬时加速度。
2.掌握动力学两类基本问题的求解方法。
3.知道超重和失重现象,并会对相关的实际问题进行分析。
1.2.3.4.1.思考判断(1)已知物体受力情况,求解运动学物理量时,应先根据牛顿第二定律求解加速度。
(√)(2)运动物体的加速度可根据运动速度、位移、时间等信息求解,所以加速度由运动情况决定。
(×)(3)加速度大小等于g的物体一定处于完全失重状态。
(×)(4)减速上升的升降机内的物体,物体对地板的压力大于物体的重力。
(×)(5)加速上升的物体处于超重状态。
(√)(6)物体处于超重或失重状态时其重力并没有发生变化。
(√)(7)根据物体处于超重或失重状态,可以判断物体运动的速度方向。
(×)2.(2023·江苏卷,1)电梯上升过程中,某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系,如图所示。
电梯加速上升的时段是()A.从20.0 s到30.0 sB.从30.0 s到40.0 sC.从40.0 s到50.0 sD.从50.0 s到60.0 s答案A考点一瞬时问题的两类模型两类模型例1 (多选)(2024·湖南邵阳模拟)如图1所示,两小球1和2之间用轻弹簧B相连,弹簧B与水平方向的夹角为30°,小球1的左上方用轻绳A悬挂在天花板上,绳A与竖直方向的夹角为30°,小球2的右边用轻绳C沿水平方向固定在竖直墙壁上。
两小球均处于静止状态。
已知重力加速度为g,则()图1A.球1和球2的质量之比为1∶2B.球1和球2的质量之比为2∶1C.在轻绳A突然断裂的瞬间,球1的加速度大小为3gD.在轻绳A突然断裂的瞬间,球2的加速度大小为2g答案BC解析对小球1、2受力分析如图甲、乙所示,根据平衡条件可得F B=m1g,F B sin30°=m2g,所以m1m2=21,故A错误,B正确;在轻绳A突然断裂的瞬间,弹簧弹力未来得及变化,球2的加速度大小为0,弹簧弹力F B=m1g,对球1,由牛顿第二定律有F合=2m1g cos 30°=m1a,解得a=3g,故C正确,D错误。
专题3.2 牛顿第二定律及其应用1.(江苏省南京市一中2019届期中)将一小球竖直向上抛出,取向上为正方向.设小球在抛出点的重力势能为零,小球所受空气阻力大小恒定.则上升过程中,小球的加速度a、速度v、机械能E、动能E k与小球离抛出点高度h的关系错误的是()A.B.C.D.2.(上海市虹口区2019届期末)在粗糙的水平面上,物体在水平推力F作用下由静止开始作匀加速直线运动,一段时间后,将F逐渐减小,在F逐渐减小到零的过程中,速度v和加速度a的变化情况是()A.v减小,a减小B.v增大,a减小C.v先减小后增大,a先增大后减小D.v先增大后减小,a先减小后增大3.(宁夏银川市六盘山高级中学2019届期末)一个质量为2 kg的物体,放在光滑水平面上,在水平面内3个共点力作用下处于平衡状态.现同时撤去大小分别为8 N和12 N的两个力,其余的力保持不变,关于此后该物体运动的说法正确的是()A.一定做匀变速直线运动,加速度大小可能是5 m/s2B.一定做匀变速运动,加速度大小可能等于重力加速度的大小C.可能做匀减速直线运动,加速度大小是1.5 m/s2D.可能做匀速圆周运动,向心加速度大小是6 m/s24.(湖北省宜昌市2019届高三模拟)如图所示,轻弹簧左端固定,右端连结一物块(可以看作质点),物块静止于粗糙的水平地面上,弹簧处于原长。
现用一个水平向右的力F拉动物块,使其向右做匀加速直线运动(整个过程不超过弹簧的弹性限度)。
以x表示物块离开静止位置的位移,下列表示F和x之间关系的图象可能正确的是A.B.C. D.5.(四川省广元市2019届高三统考)如图所示为用绞车拖物块的示意图.拴接物块的细线被缠绕在轮轴上,轮轴逆时针转动从而拖动物块.已知轮轴的半径R=0.5m,细线始终保持水平;被拖动物块质量m=1kg,与地面间的动摩擦因数为0.5,细线能承受的最大拉力为10N;轮轴的角速度随时间变化的关系是ω=kt,k =2rad/s2,g取10m/s2,以下判断正确的是A.细线对物块的拉力是5N B.当物块的速度增大到某一值后,细线将被拉断C.物块做匀速直线运动D.物块做匀加速直线运动,加速度大小是1m/s26.(2019年辽宁省沈阳市高三三模)如图所示,水平桌面上放置一个倾角为45°的光滑楔形滑块A,一细线的一端固定于楔形滑块A的顶端O处,细线另一端拴一质量为m=0.2 kg的小球。
课时规范练8牛顿第二定律的应用基础对点练1.(物体受力分析)用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件,为使工件保持稳定,将其置于木板A、B 之间,如图所示。
两木板固定在车上,且板间距离刚好等于工件的外部直径。
当卡车沿平直公路以加速度a匀加速行驶时,工件对木板A、B压力的大小分别为F1、F2,则()A.F1=ma,F2=0B.F1=0,F2=maC.F1=0,F2=0D.F1=ma,F2=ma2.(超重失重问题)如图所示,垂直电梯有一个“轿厢”和一个“对重”通过曳引绳(钢丝绳)将它们连接起来,曳引绳通过驱动电机的曳引带动使电梯“轿厢”和“对重”在电梯内导轨上做上下运动。
某次“轿厢”向上做匀减速运动,则()A.“轿厢”处于超重状态B.“对重”处于失重状态C.“对重”向下做匀加速运动D.曳引绳受到的拉力大小比“轿厢”重力小3.(多选)(动力学两类基本问题)(2023山东德州质检)如图甲所示,直角三角形斜劈abc固定在水平面上。
t=0时,一物块(可视为质点)从底端a以初速度v1沿斜面ab向上运动,到达顶点b时速率恰好为零,之后沿斜面bc下滑至底端c。
若物块与斜面ab、bc间的动摩擦因数相等,物块在两斜面上运动的速率v随时间变化的规律如图乙所示,v1、v2、t1、t2、g已知,则下列物理量可求的是()A.斜面ab的倾角θB.物块与斜面间的动摩擦因数μC.物块的质量mD.斜面bc的长度L4.(多选)(超重失重问题)研究蹦极运动时,在运动员身上系好弹性绳并安装传感器,可测得运动员竖直下落的距离及其对应的速度大小。
根据传感器收集到的数据,得到如图所示的速度—位移图像。
若空气阻力和弹性绳的重力可以忽略,根据图像信息,下列说法正确的有()A.弹性绳原长为15 mB.当运动员下降10 m时,其处于失重状态C.当运动员下降15 m时,绳的弹性势能最大D.当运动员下降20 m时,其加速度方向竖直向上5.(动力学两类基本问题)右图是汽车运送圆柱形工件的示意图,图中P、Q、N是固定在车体上的压力传感器,假设圆柱形工件表面光滑,汽车静止不动时Q传感器示数为零,P、N传感器示数不为零。
第三章 第二单元 牛顿第二定律及其应用一、单项选择题(本题共5小题,每小题7分,共35分)1.两物体甲和乙在同一直线上运动,它们在0~0.4 s 时间内的v -t 图象如图1所示.若仅在两物体之间存在相互作用,则物体甲与乙的质量之比和图中时间t 1分别为 ( )A.13和0.30 s B .3和0.30 s C.13和0.28 s D .3和0.28 s 2.如图2所示,竖直放置在水平面上的轻质弹簧上叠放着两物块A 、B ,A 、B 的质量均为2 kg ,它们处于静止状态,若突然将一个大小为10 N ,方向竖直向下的力施加在物块A 上,则此瞬间,A 对B 的压力大小为(g =10 m/s 2) ( )A .10 NB .20 NC .25 ND .30 N3.搬运工人沿粗糙斜面把一个物体拉上卡车,当力沿斜面向上,大小为F时,物体的加速度为a 1;若保持力的方向不变,大小变为2F 时,物体的加速度为a 2, 则 ( )A .a 1=a 2B .a 1<a 2<2a 1C .a 2=2a 1D .a 2>2a 14.某物体做直线运动的v -t 图象如图3所示,据此判断图4(F 表示物体所受合力,x 表示物体的位移)四个选项中正确的是 ( )5.如图5所示为蹦极运动的示意图.弹性绳的一端固定在O 点,另一端和运动员相连.运动员从O 点自由下落,至B 点弹性绳自然伸直,经过合 力为零的C 点到达最低点D ,然后弹起.整个过程中忽略空气阻力.分析这一过 程,下列表述正确的是 ( ) ①经过B 点时,运动员的速率最大②经过C 点时,运动员的速率最大③从C 点到D 点,运动员的加速度增大 图5④从C 点到D 点,运动员的加速度不变A .①③B .②③C .①④D .②④二、多项选择题(本题共4小题,每小题7分,共28分.每小题有多个选项符合题意,全部选对的得7分,选对但不全的得3分,错选或不答的得0分)6.雨滴在下降过程中,由于水汽的凝聚,雨滴质量将逐渐增大,同时由于速度逐渐增大,空气阻力也将越来越大,最后雨滴将以某一收尾速度匀速下降,在此过程中( ) A.雨滴所受到的重力逐渐增大,重力产生的加速度也逐渐增大B.由于雨滴质量逐渐增大,下落的加速度逐渐减小C.由于空气阻力增大,雨滴下落的加速度逐渐减小D.雨滴所受到的重力逐渐增大,但重力产生的加速度不变7.如图6所示,传送带的水平部分长为L,传动速率为v,在其左端无初速释放一小木块,若木块与传送带间的动摩擦因数为μ,则木块从左端运动到右端的时间可能是 ( )A.Lv+v2μgB.LvC.2LμgD.2Lv图68.停在10层的电梯底板上放置有两块相同的条形磁铁,磁铁的极性及放置位置如图7所示.开始时两块磁铁在电梯底板上处于静止 ( )图7A.若电梯突然向下开动(磁铁与底板始终相互接触),并停在1层,最后两块磁铁可能已碰在一起B.若电梯突然向下开动(磁铁与底板始终相互接触),并停在1层,最后两块磁铁一定仍在原来位置C.若电梯突然向上开动,并停在20层,最后两块磁铁可能已碰在一起D.若电梯突然向上开动,并停在20层,最后两块磁铁一定仍在原来位置9.如图8所示,一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧,其左端固定在小车上,右端与一小球相连,设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态,若忽略小球与小车间的摩擦力,则在这段时间内小车可能是 ( )图8A.向右做加速运动 B.向右做减速运动C.向左做加速运动 D.向左做减速运动三、计算题(本题共3小题,共37分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位) 10.(11分)质量m=30 kg的电动自行车,在F=180 N的水平向左的牵引力的作用下,沿水平面从静止开始运动.自行车运动中受到的摩擦力F′=150 N.在开始运动后的第 5 s末撤消牵引力F.求从开始运动到最后停止电动自行车总共通过的路程.11.(12分)一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动,4 s内通过8 m的距离,此后关闭发动机,汽车又运动了2 s停止,已知汽车的质量m=2×103 kg,汽车运动过程中所受阻力大小不变,求:(1)关闭发动机时汽车的速度大小;(2)汽车运动过程中所受到的阻力大小;(3)汽车牵引力的大小.12.(14分)消防队员为缩短下楼的时间,往往抱着竖直的杆直接滑下.假设一名质量为60 kg、训练有素的消防队员从七楼(即离地面18 m的高度)抱着竖直的杆以最短的时间滑下.已知杆的质量为200 kg,消防队员着地的速度不能大于6 m/s,手和腿对杆的最大压力为1800 N,手和腿与杆之间的动摩擦因数为0.5,设当地的重力加速度g=10 m/s2.假设杆是固定在地面上的,杆在水平方向不移动.试求:(1)消防队员下滑过程中的最大速度;(2)消防队员下滑过程中杆对地面的最大压力;(3)消防队员下滑的最短的时间.第三章 第二单元 牛顿第二定律及其应用【参考答案与详细解析】一、单项选择题(本题共5小题,每小题7分,共35分)1.解析:根据图线特点知甲做匀加速直线运动,乙做匀减速直线运动,根据a =Δv Δt得3a 甲=a 乙, 根据牛顿第二、第三定律有F m 甲=13F m 乙,得m 甲m 乙=3. 再由图线乙有4-00.4=4-1t 1,所以t 1=0.3 s ,B 正确. 答案:B2.解析:对AB 整体分析,当它们处于静止状态时,弹簧的弹力等于整体AB 的重力,当 施加力F 的瞬间,弹力在瞬间不变,故A 、B 所受合力为10 N ,则a =F 合/(2m )=2.5 m/s 2,后隔离A 物块受力分析,得F +mg -F N =ma ,解得F N =25 N ,所以A 对B 的压力大小也等于25 N. 答案:C3.解析:当力为F 时有a 1=F -F f m ,当力为2F 时有a 2=2F -F f m =2F -2F f +F f m =2a 1+F f m , 可知a 2>2a 1,D 对.答案:D4. 解析:由v -t 图象知,0~2 s 匀加速,2 s ~4 s 匀减速,4 s ~6 s 反向匀加速,6 s ~8 s 匀减速,且2 s ~6 s 内加速度恒定,由此可知:0~2 s 内,F 恒定,2 s ~6 s 内,F 反向,大小恒定,6 s ~8 s 内,F 又反向且大小恒定,故B 正确.答案:B5.解析:对运动员受力分析可知自O 至B 自由下落,做匀加速直线运动,自B 至C 为加速度逐渐减小的变加速直线运动,自C 至D 为加速度逐渐增大的变减速直线运动,故B 项正确. 答案:B二、多项选择题(本题共4小题,每小题7分,共28分.每小题有多个选项符合题意,全部选对的得7分,选对但不全的得3分,错选或不答的得0分)6.解析:雨滴在下落过程中,质量逐渐增大,雨滴所受的重力逐渐增大,但重力产生的加速度始终为g ,故A 错误,D 正确;由mg -F f =ma 得:a =g -F f m ,可见雨滴下落的加速度逐渐减小的原因不是m 增大,而是F f 增大,故B 错误,C 正确.答案:CD7.解析:因木块运动到右端的过程不同,对应的时间也不同.若一直匀加速至右端,则L =12μgt 2,得:t = 2L μg,C 可能;若一直加速到右端时的速度恰好与带速v 相等,则L =0+v 2t ,有:t =2L v ,D 可能;若先匀加速到带速v ,再匀速到右端,则v 22μg +v (t -v μg) =L ,有:t =L v +v 2μg,A 可能;木块不可能一直匀速至右端,B 不可能. 答案:ACD8.解析:电梯突然向下开动时处于失重状态,磁铁与电梯底板间的最大静摩擦力减小,若最大静摩擦力小于两磁铁间的引力,则两磁铁会相互靠近并碰在一起,A 对B 错;若电梯突然向上开动,则处于超重状态,但电梯在接近20层时,会做减速运动,此时电梯失重,磁铁与电梯底板间的最大静摩擦力减小,两磁铁有可能会相互靠近并碰在一起,故C 对D 错.答案:AC9.解析:小球水平方向受到向右的弹簧弹力F ,由牛顿第二定律可知,小球必定具有向右的加速度,小球与小车相对静止,故小车可能向右加速运动或向左减速运动.答案:AD三、计算题(本题共3小题,共37分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)10.解析:电动自行车在牵引力F 和摩擦力F ′作用下先做加速运动,5 s 末撤去F ,则只 在F ′作用下做减速运动.由牛顿第二定律得在加速阶段F -F ′=ma 1,在减速阶段F ′=ma 2,由x 1=12a 1t 2,v 1=a 1t 及x 2=2122v a解得电动自行车通过的总路程x =x 1+x 2=15 m.答案:15 m11.解析:(1)汽车开始做匀加速直线运动x 0=v 0+02t 1.解得v 0=2x 0t 1=4 m/s.(2)汽车滑行减速过程加速度a 2=0-v 0t 2=-2 m/s 2 由牛顿第二定律有-F f =ma 2解得F f =4×103 N(3)开始加速过程中加速度为a 1x 0=12a 1t 2,由牛顿第二定律有:F -F f =ma 1解得F =F f +ma 1=6×103 N.答案:(1)4 m/s (2)4×103 N (3)6×103 N12.解析:(1)消防队员开始阶段自由下落的末速度即为下滑过程的最大速度v m ,有2gh 1=v m 2消防队员受到的滑动摩擦力F f =μF N =0.5×1800 N=900 N.减速阶段的加速度大小: a 2=F f -mg m=5 m/s 2 减速过程的位移为h 2,由v m 2-v 2=2a 2h 2又h =h 1+h 2以上各式联立可得:v m =12 m/s.(2)以杆为研究对象得:F N =Mg +F f =2900 N.根据牛顿第三定律得,杆对地面的最大压力为2900 N.(3)最短时间为 t min =v m g +v m -v a 2=2.4 s. 答案:(1)12 m/s (2)2900 N (3)2.4 s。