【物理】2020届一轮复习人教版牛顿第二定律两类动力学问题作业

【物理】2020届一轮复习人教版牛顿第二定律两类动力学问题作业

‎2020届一轮复习人教版 第讲牛顿第二定律两类动力学问题 作业 ‎1.(2017·苏州市期末)如图11所示，顶端固定着小球的直杆固定在小车上，当小车向右做匀加速直线运动时，球所受合外力的方向沿图中的(　　)‎ 图11‎ A．OA方向 B．OB方向 C．OC方向 D．OD方向 答案　D 解析　小球和小车的加速度相同，所以小球在重力和杆的作用力的作用下也向右加速运动，加速度水平向右，根据牛顿第二定律F＝ma可知，加速度的方向与合力的方向相同，合力水平向右，即合力沿题图中的OD方向，故A、B、C错误，D正确．‎ ‎2.(2018·如东县调研)如图12所示，如东苏果和欧尚超市为方便顾客，安装智能化的倾斜向上的自动扶梯(无台阶)．在没有乘客乘行时，自动扶梯以较小的速度匀速运行，当乘客站立乘行(手不扶扶手)时，自动扶梯经过先加速再匀速两个阶段运行．则该扶梯在运送乘客的过程中(　　)‎ 图12‎ A．扶梯匀速运行时，乘客不受摩擦力作用 B．扶梯匀速运行时，乘客对扶梯的作用力方向竖直向下 C．扶梯加速运行时，摩擦力方向与运动方向相反 D．扶梯加速运行时，乘客对扶梯的作用力方向与运动方向相反 答案　B 解析　扶梯匀速运动时，乘客受摩擦力作用，否则由于重力作用，乘客将沿扶梯面滑下来，故A错误；由于扶梯匀速运行，摩擦力与支持力方向的合力与重力平衡，因此乘客对扶梯的作用力方向竖直向下，故B正确；加速运行，摩擦力方向与相对运动趋势方向相反，人有沿扶梯向下运动的趋势，即摩擦力方向与运动方向相同，故C错误；加速运动阶段，扶梯对乘客有沿斜面向上的摩擦力和支持力，二者的合力即扶梯对乘客的作用力指向斜上方，扶梯对乘客的作用力不是竖直向上，根据牛顿第三定律分析可知：乘客对扶梯的作用力不是与运动方向相反，故D错误．‎ ‎3．(多选)(2018·淮安市、宿迁市等期中)如图13所示，木盒中固定一质量为m的砝码，木盒和砝码在桌面上以一定的初速度一起以加速度a1滑行一段距离x1后停止．现拿走砝码，而持续加一个竖直向下的恒力F(F＝mg)，若其他条件不变，木盒以加速度a2滑行距离x2后停止．则(　　)‎ 图13‎ A．a2＞a1‎ B．a2＝a1‎ C．x2＞x1‎ D．x2＜x1‎ 答案　AD 解析　设木盒的质量为M，木盒与地面之间的动摩擦因数为μ，根据牛顿第二定律得，放砝码时，加速度：a1＝＝μg 拿走砝码施加F时，加速度：a2＝＝μg，可知a2＞a1.‎ 根据v2＝2ax得x＝，知加速度增大，则滑行的距离变小，即：x2＜x1，故A、D正确，B、C错误．‎ ‎4．如图14所示，A、B两球质量相等，光滑固定斜面的倾角为θ，图甲中，A、B两球用轻弹簧相连，图乙中A、B两球用轻质杆相连，系统静止时，挡板C与斜面垂直，轻弹簧、轻杆均与斜面平行，则在突然撤去挡板的瞬间有(　　)‎ 图14‎ A．两图中两球加速度均为gsinθ B．两图中A球的加速度均为零 C．图乙中轻杆的作用力一定不为零 D．图甲中B球的加速度大小是图乙中B球加速度大小的2倍 答案　D ‎5．(多选)(2019·淮安中学期初)如图15所示，质量为m的滑块在水平面上撞向弹簧，当滑块将弹簧压缩了x0时速度减小到零，然后弹簧又将滑块向右推开．已知弹簧的劲度系数为k，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，整个过程弹簧未超过弹性限度，则(　　)‎ 图15‎ A．滑块向左运动过程中，始终做减速运动 B．滑块向右运动过程中，始终做加速运动 C．滑块与弹簧接触过程中最大加速度为 D．滑块向右运动过程中，当弹簧形变量x＝时，滑块的速度最大 答案　ACD ‎6.(2018·田家炳中学开学考)质量为0.1kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的v－t图象如图16所示．球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的.设球受到的空气阻力大小恒为Ff，取g＝10m/s2，求：‎ 图16‎ ‎(1)弹性球受到的空气阻力Ff的大小；‎ ‎(2)弹性球第一次碰撞后反弹的最大高度h.‎ 答案　(1)0.2N　(2)0.375m 解析　(1)设弹性球第一次下落过程中的加速度为a，由速度时间图象得：‎ a＝＝8 m/s2‎ 根据牛顿第二定律得：mg－Ff＝ma 解得：Ff＝0.2 N ‎(2)由v－t图象可知，弹性球第一次到达地面的速度为v＝4 m/s 则弹性球第一次离开地面时的速度大小为v′＝3 m/s 离开地面后a′＝－＝－12 m/s2，‎ 根据0－v′2＝2a′h 解得：h＝0.375 m.‎ ‎1．(2018·苏州市期初调研)kg和s是国际单位制中两个基本单位的符号，这两个基本单位对应的物理量是(　　)‎ A．质量和时间 B．质量和位移 C．重力和时间 D．重力和位移 答案　A 解析　kg和s这两个基本单位对应的物理量分别为质量和时间．位移的单位是m，重力的单位是N.‎ ‎2.(2019·江都中学4月模拟)一个质量为m的运动物体共受到三个共点力F1、F2、F3的作用，这三个力的大小和方向构成如图1所示的三角形，则这个物体的加速度大小是(　　)‎ 图1‎ A．0 B. C. D. 答案　C 解析　根据三角形定则，F1与F3的合力等于从F1的起点到F3的终点的有向线段，即与F2相同，故物体所受的合力为：F合＝2F2.根据牛顿第二定律得：a＝＝，故C正确，A、B、D错误．‎ ‎3.如图2所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m，现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体可以一直运动到B点，如果物体受到的阻力恒定，则(　　)‎ 图2‎ A．物体从A到O先加速后减速 B．物体从A到O加速运动，从O到B减速运动 C．物体运动到O点时所受合力为0‎ D．物体从A到O的过程加速度逐渐减小 答案　A ‎4．一个原来静止在光滑水平面上的物体，质量是7kg，在14N的水平恒力作用下运动，则5s末的速度及5s内通过的路程为(　　)‎ A．8m/s　25 m B．2 m/s　25m C．10m/s　25 m D．10 m/s　12.5m 答案　C 解析　物体由静止开始在恒力的作用下做初速度为零的匀加速直线运动，由牛顿第二定律和运动学公式得a＝＝ m/s2＝2 m/s2，v＝at＝2×5 m/s＝10 m/s，x＝at2＝×2×25 m＝25 m，选项C正确．‎ ‎5．(2018·锡山中学月考)如图3所示，欲使在粗糙固定斜面上匀速下滑的木块A停下，可采用的方法是(　　) ‎ 图3‎ A．增大斜面的倾角 B．在木块A上再叠放一个重物(与A相对静止)‎ C．对木块A施加一个垂直于斜面向下的力 D．对木块A施加一个竖直向下的力 答案　C 解析　木块匀速滑下，合力为零，根据平衡条件得mgsinθ＝μmgcosθ；若增大斜面的倾角θ，重力沿斜面向下的分力mgsinθ增大，滑动摩擦力Ff＝μmgcosθ减小，木块的合力方向将沿斜面向下，木块做加速运动，故A错误；对木块A施加一个竖直向下的力，由于(F＋mg)sinθ＝μ(F＋mg)cosθ，木块的合力仍为零，仍做匀速运动，不可能停下，故B错误；对木块A施加一个垂直于斜面向下的力F，重力沿斜面向下的分力mgsinθ不变，而滑动摩擦力Ff＝μ(F＋mgcosθ)增大，合力方向沿斜面向上，木块做减速运动，可以使木块停下，故C正确；由A项分析可知mgsinθ＝μmgcosθ，得sinθ＝μcosθ，与质量无关，在木块A上再叠放一个重物后，整体匀速下滑，不可能停下，故D错误．‎ ‎6．(2018·江苏省高考压轴卷)如图4所示，小车沿水平面做直线运动，小车内光滑底面上有一物块被压缩的轻弹簧压向左壁，小车向右加速运动．若小车向右的加速度增大，则车左壁受到的物块的压力F1和车右壁受到的弹簧的弹力F2的大小变化是(　　)‎ 图4‎ A．F1不变，F2变大 B．F1变大，F2不变 C．F1、F2都变大 D．F1变大，F2变小 答案　B 解析　物块沿水平方向受向左的弹力和左壁对其向右的压力F1′，加速度增大时，弹力不变，F1′会增大．根据牛顿第三定律知，F1变大，F2不变，故选项B正确．‎ ‎7.(2018·前黄中学检测)在儿童蹦极游戏中，拴在腰间左右两侧的是弹性极好的橡皮绳，质量为m的小明如图5所示静止悬挂时，两橡皮绳的拉力大小均恰为mg.若此时小明左侧橡皮绳在腰间断裂，则小明(　　)‎ 图5‎ A．加速度为零，速度为零 B．加速度a＝g，沿断裂橡皮绳的原方向斜向下 C．加速度a＝g，沿未断裂橡皮绳的方向斜向上 D．加速度a＝g，方向竖直向下 答案　B 解析　根据题意，腰间左右两侧的橡皮绳的弹力等于重力．小明左侧橡皮绳断裂，则小明此时所受合力方向沿断裂橡皮绳的原方向斜向下，大小等于mg，所以小明的加速度a＝g，沿断裂橡皮绳的原方向斜向下，选项B正确．‎ ‎8.(多选)“蹦极”是一项非常刺激的体育运动，如图6所示，某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中的a点是弹性绳的原长位置，c点是人所能到达的最低位置，b点是人静止悬吊着时的平衡位置．人在从P点下降到最低位置c点的过程中，下列说法中正确的是(　　)‎ 图6‎ A．经过a点时，人的速度最大 B．经过b点时，人的速度最大 C．从a点到b点，人的加速度在增大 D．从b点到c点，人的加速度在增大 答案　BD 解析　从a点到b点，人的重力大于弹力，加速度向下，人做加速运动，根据牛顿第二定律知加速度减小，当到达b位置，重力和弹力相等，加速度为零，速度最大，由b到c，重力小于弹力，加速度方向向上，人做减速运动，且加速度逐渐变大，速度逐渐变为零，故A、C错误，B、D正确．‎ ‎9．如图7所示，一小车上有一个固定的水平横杆，左边有一轻杆与竖直方向成θ角与横杆固定，下端连接一质量为m的小球P.横杆右边用一根细线吊一相同的小球Q.当小车沿水平面做变速运动时，细线保持与竖直方向的夹角为α.已知θ<α，重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　)‎ 图7‎ A．小车一定向右做匀加速运动 B．轻杆对小球P的弹力沿轻杆方向 C．小球P受到的合力大小为mgtanθ D．小球Q受到的合力大小为mgtanα 答案　D 解析　选择小球Q作为研究对象，根据牛顿第二定律，得mgtanα＝ma，得到a＝gtanα，故加速度向右，小车可能向右加速，也可能向左减速，故A错误．对小球P，由牛顿第二定律，得mgtanβ＝ma′，因为a＝a′，得到β＝α>θ.则轻杆对小球的弹力方向与细线平行，故B错误．对小球P、Q由牛顿第二定律可知F＝ma＝mgtanα，故C错误，D正确．‎ ‎10．(2018·南京市学情调研)如图8所示，具有完全知识产权的两列中国标准动车组“复兴号”在京沪双向发车成功．若动车组各级车厢总质量均相等，它由8节车厢组成．其中第1和第5节车厢为动车，其余均为拖车，动车的额定功率都相同．若在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比，则该动车组(　　)‎ 图8‎ A．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反 B．做匀速运动时，乘客相对车厢竖直向上跳起后将落在起跳点后方 C．进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比 D．做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3∶2‎ 答案　D ‎11．(2018·兴化市第一中学期初)两个完全相同的物块A、B，质量均为m＝0.8kg，在同一粗糙水平面上以相同的初速度从同一位置开始运动．图9中的两条直线分别表示物块A受到水平拉力F作用和物块B不受拉力作用的v－t图象，求：‎ 图9‎ ‎(1)物块A所受拉力F的大小；‎ ‎(2)8s末物块A、B之间的距离x.‎ 答案　(1)1.8N　(2)60m 解析　(1)设A、B两物块的加速度分别为a1、a2，由v－t图象可知：A、B的初速度v0＝6 m/s，A物块的末速度v1＝12 m/s，B物块的末速度v2＝0，根据速度时间公式，有 a1＝＝0.75 m/s2①‎ a2＝＝1.5 m/s2②‎ 对A、B两物块分别由牛顿第二定律得：‎ F－Ff＝ma1③‎ Ff＝ma2④‎ 由①②③④可得：F＝1.8 N 即物块A所受拉力F的大小为1.8 N.‎ ‎(2)设A、B两物块8 s内的位移分别为x1、x2，由图象得：‎ x1＝t1＝72 m x2＝t2＝12 m 所以x＝x1－x2＝60 m 即8 s末物块A、B之间的距离x为60 m.‎ ‎12．(2018·常熟市期中)如图10甲所示，一质量m＝0.4kg的小物块，以v0＝2m/s的初速度，在与斜面平行的拉力作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t＝2s的时间物块由A点运动到B点，A、B之间的距离L＝10m．已知斜面倾角θ＝30°，物块与斜面之间的动摩擦因数μ＝.重力加速度g取10m/s2.求：‎ 图10‎ ‎(1)物块到达B点时速度的大小，物块加速度的大小；‎ ‎(2)拉力F的大小；‎ ‎(3)若拉力F与斜面夹角为α，如图乙所示，试写出拉力F的表达式．‎ 答案　见解析 解析　(1)物块做匀加速直线运动，根据运动学公式，有：‎ L＝t 解得vB＝8 m/s 物块的加速度为a＝＝ m/s2＝3 m/s2‎ ‎(2)对物块受力分析，受重力、拉力、支持力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有：‎ 平行斜面方向：F－mgsin θ－Ff＝ma 垂直斜面方向：FN－mgcos θ＝0‎ 其中：Ff＝μFN 联立解得：F＝5.2 N ‎(3)平行斜面方向：Fcos α－mgsin θ－Ff＝ma 垂直斜面方向：Fsin α＋FN－mgcos θ＝0‎ 其中：Ff＝μFN 联立解得：F＝.‎