高考物理一轮复习强化练习32+牛顿第二定律+两类动力学问题人教新课标.docx

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高考物理一轮复习强化练习32+牛顿第二定律+两类动力学问题人教新课标

课时作业8　牛顿第二定律　两类动力学问题

时间：

45分钟

一、单项选择题

1．（2016·漳州调研）“加速度计”的部分结构简图如图所示，滑块与轻弹簧a、b连接并置于光滑凹槽内，静止时a、b长度均为l；若该装置加速向右运动，a、b长度分别为la、lb，则（　　）

A．la>l，lb>lB．la

C．la>l，lbl

解析：

加速度计向右加速运动，则滑块受到的合力向右，所以a被压缩，b被拉长，即lal，D正确．

答案：

D

2.

一质量为m的物块在倾角为θ的足够长斜面上匀减速下滑．现对物块施加一个竖直向下的恒力F，如图所示．则物块减速为零的时间将（　　）

A．变大B．变小

C．不变D．不能确定

解析：

物块在斜面上匀减速下滑，则mgsinθ－μmgcosθ＝ma①，现对物块施加一个竖直向下的恒力F，等效重力增大F，即（mg＋F）sinθ－μ（mg＋F）cosθ＝ma′②，由①②得ma＋F（sinθ－μcosθ）＝ma′，可得加速度大小|a|<|a′|，由v初＝at知物块减速为零的时间将变小，B正确．

答案：

B

3．（2013·全国新课标Ⅱ）一物块静止在粗糙的水平桌面上．从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用．假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小．能正确描述F与a之间关系的图象是（　　）

解析：

物块在水平方向上受到拉力和摩擦力的作用，当F>Ff时，根据牛顿第二定律，有F－Ff＝ma，即F＝ma＋Ff，该关系为线性函数，当F≤Ff时，即拉力不大于最大静摩擦力时，a＝0.综上可知，C正确．

答案：

C

4．（2016·河北石家庄质检）质量1kg的小物块，在t＝0时刻以5m/s的初速度从斜面底端A点滑上倾角为53°的斜面，0.7s时第二次经过斜面上的B点，若小物块与斜面间的动摩擦因数为

，则AB间的距离为（已知g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6）（　　）

A．1.05mB．1.13m

C．2.03mD．1.25m

解析：

物块沿斜面上滑和下滑时，加速度分别为：

a1＝g（sinθ＋μcosθ）＝10m/s2，a2＝g（sinθ－μcosθ）＝6m/s2，物块滑到最高点所用时间为t1＝

＝0.5s，位移为x1＝

a1t

＝1.25m，物块从最高点滑到B点所用时间为t2＝t－t1＝0.2s，位移为x2＝

a2t

＝0.12m，所以AB间的距离为x1－x2＝1.13m，选项B对．

答案：

B

5．（2016·哈尔滨质检）

2013年冬天哈尔滨连降大雪，路面结冰严重，行驶汽车难以及时停车，经常出现事故，因此某些路段通过在道路上洒一些炉灰来增加轮胎与地面的摩擦．如图所示，一辆运送炉灰的自卸卡车装满炉灰，灰粒之间的动摩擦因数为μ1，炉灰与车厢底板的动摩擦因数为μ2，卸灰时车厢的倾角用θ表示（已知μ2>μ1）（假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）．下列说法正确的是（　　）

A．要顺利地卸干净全部炉灰，应满足μ2>tanθ

B．要顺利地卸干净全部炉灰，应满足sinθ>μ2

C．只卸去部分炉灰，车上还留有一部分炉灰，应满足μ1

D．只卸去部分炉灰，车上还留有一部分炉灰，应满足tanθ<μ1<μ2

解析：

要使炉灰全部卸下，应有mgsinθ>μ2mgcosθ，所以μ2tanθ，且炉灰之间有m″gsinθ>μ1m″·gcosθ，得出μ1

答案：

C

二、多项选择题

6．（2016·徐州质检）

如图所示，质量为m＝1kg的物体与水平地面之间的动摩擦因数为0.3，当物体运动的速度为10m/s时，给物体施加一个与速度方向相反的大小为F＝2N的恒力，在此恒力作用下（取g＝10m/s2）（　　）

A．物体经10s速度减为零

B．物体经2s速度减为零

C．物体速度减为零后将保持静止

D．物体速度减为零后将向右运动

解析：

物体受到向右的滑动摩擦力Ff＝μFN＝μG＝3N，根据牛顿第二定律得a＝

＝

m/s2＝5m/s2，方向向右，物体减速到零所需的时间t＝

＝

s＝2s，B正确，A错误；减速到零后，恒力F

答案：

BC

7．（2016·中山质检）

乘坐“空中缆车”饱览大自然的美景是旅游者绝妙的选择．若某一缆车沿着坡度为30°的山坡以加速度a上行，如图所示．在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面，斜面上放一个质量为m的小物块，小物块相对斜面静止（设缆车保持竖直状态运行）．则（　　）

A．小物块受到的摩擦力方向平行斜面向上

B．小物块受到的摩擦力方向平行斜面向下

C．小物块受到的滑动摩擦力大小为

mg＋ma

D．小物块受到的静摩擦力大小为

mg＋ma

解析：

小物块相对斜面静止，因此它与斜面间的摩擦力是静摩擦力．缆车以加速度a上行，小物块的加速度也为a，以小物块为研究对象，对其受力分析如图所示，则有Ff－mgsin30°＝ma，Ff＝

mg＋ma，方向平行斜面向上．

答案：

AD

8．（2016·宜宾质检）

如图所示为粮袋的传送装置，已知AB间长度为L，传送带与水平方向的夹角为θ，工作时其运行速度为v，粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ，正常工作时工人在A点将粮袋放到运行中的传送带上，关于粮袋从A到B的运动，以下说法正确的是（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（　　）

A．粮袋到达B点的速度与v比较，可能大，也可能相等或小

B．粮袋开始运动的加速度为g（sinθ－μcosθ），若L足够大，则以后将一定以速度v做匀速运动

C．若μ

D．不论μ大小如何，粮袋从A到B一直做匀加速运动，且a>gsinθ

解析：

开始时，粮袋相对传送带向上运动，受重力、支持力和沿传送带向下的摩擦力，由牛顿第二定律可知，mgsinθ＋μFN＝ma，FN＝mgcosθ，解得a＝gsinθ＋μgcosθ，B错误；粮袋加速到与传送带相对静止时，若mgsinθ>μmgcosθ，即当μ

答案：

AC

三、计算题

9.

一氢气球的质量m＝0.2kg，在无风的天气，氢气球在轻绳的牵引下静止在空中，此时轻绳的拉力F＝10N．星期天，某儿童带氢气球到公园玩耍，休息时为了防止气球飞掉，他把轻绳系到一质量M＝4kg的木块上，如图所示，木块与水平地面间的动摩擦因数μ＝0.3.当有水平方向风吹来，气球受到水平风力F＝kv（k为一常数，v为风速），当风速v1＝3m/s时木块在地面上恰好静止．木块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g＝10m/s2.求：

（1）气球受到的浮力；

（2）若风速v2＝6m/s，木块开始运动时的加速度大小．

解析：

（1）无风时气球在竖直方向受重力、绳的拉力和浮力，二力平衡，则有F浮－mg－F＝0，

解得F浮＝12N，方向竖直向上．

（2）当v1＝3m/s时对整体受力分析

F1＝kv1

在水平方向上F1－Ff＝0

在竖直方向上F浮＋FN－（mg＋Mg）＝0

又知Ff＝μFN

得：

Ff＝9N，k＝3N·s/m

若v2＝6m/s时，F2＝kv2＝18N，

由牛顿第二定律有：

F2－Ff＝（m＋M）a

得：

a≈2.14m/s2.

答案：

（1）12N，方向竖直向上　

（2）2.14m/s2

10．为研究运动物体所受的空气阻力，某研究小组的同学找来一个倾角可调、斜面比较长且表面平整的斜面体和一个滑块，并在滑块上固定一个高度可升降的风帆，如图甲所示．他们让带有风帆的滑块从静止开始沿斜面下滑，下滑过程帆面与滑块运动方向垂直．假设滑块和风帆总质量为m.滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，帆受到的空气阻力与帆的运动速率成正比，即Ff＝kv.

（1）写出滑块下滑过程中加速度的表达式；

（2）求出滑块下滑的最大速度，并指出有哪些措施可以减小最大速度；

（3）若m＝2kg，斜面倾角θ＝30°，g取10m/s2，滑块从静止下滑的速度图象如图乙所示，图中的斜线为t＝0时v－t图线的切线，由此求出μ、k的值．（计算结果保留两位有效数字）

解析：

（1）由牛顿第二定律有：

mgsinθ－μmgcosθ－kv＝ma

解得a＝gsinθ－μgcosθ－

.

（2）当a＝0时速度最大，vm＝

减小最大速度的方法有：

适当减小斜面倾角θ（保证滑块能静止下滑）；风帆升起一些．

（3）当v＝0时，a＝gsinθ－μgcosθ＝3m/s2，

解得μ＝

≈0.23

最大速度v＝2m/s，vm＝

＝2m/s，

解得k＝3.0kg/s.

答案：

（1）a＝gsinθ－μgcosθ－

（2）

　适当减小斜面倾角θ（保证滑块能静止下滑）；风帆升起一些

（3）0.23　3.0kg/s

11．一质量为m＝0.4kg的电动遥控玩具车在水平地面上做直线运动，如图所示为其运动的v－t图象的一部分，已知0.4s以前车做匀变速运动，之后做变加速运动直到速度最大，2s时刻关闭发动机，玩具车开始做匀减速运动最终停止．小汽车全过程中所受阻力可视为恒定．

（1）关闭发动机后小车运动的时间；

（2）求匀加速阶段小汽车的驱动力；

（3）估算全过程小汽车行驶的距离．

解析：

（1）设2s后小汽车加速度为大小a2，据图象得

a2＝

＝

m/s2＝2m/s2.

设减速阶段时间为t，由vt＝v0－a2t，解得t＝4s.

（2）设0～0.4s内，小汽车加速度大小为a1

a1＝

＝

m/s2＝10m/s2

据牛顿第二定律得F－Ff＝ma1

关闭发动机后Ff＝ma2

解得F＝4.8N.

（3）0～0.4s内的位移

x1＝

a1t

＝

×10×0.42m＝0.8m

根据图象可得0.4～2s内的位移

x2＝58×0.2×1m＝11.6m

2s以后的位移x3＝

a2t2＝

×2×42m＝16m

小汽车的总位移x＝x1＋x2＋x3＝28.4m（计算结果在27.6～29.2间均可）．

答案：

（1）4s　

（2）4.8N　（3）28.4m