（新課標）2020年高考物理一輪總復(fù)習 第三章 第二講 牛頓第二定律 兩類動力學問題練習（含解析）

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1、牛頓第二定律 兩類動力學問題 [A組·基礎(chǔ)題] 1．一根輕彈簧的下端掛一重物，上端用手牽引使重物向下做勻速直線運動，從手突然停止到重物下降到最低點的過程中，重物的加速度的數(shù)值將( B ) A．逐漸減小　　　　　 B．逐漸增大 C．先減小后增大 D．先增大再減小 2．如圖所示，質(zhì)量滿足mA＝2mB＝3mC的三個物塊A、B、C，A與天花板之間、B與C之間均用輕彈簧相連，A與B之間用細繩相連，當系統(tǒng)靜止后，突然剪斷AB間的細繩，則此瞬間A、B、C的加速度分別為(取向下為正)( C ) A．－g、2g、0 B．－2g、2g、0 C．－g、g、0 B．－2g、g、g 3.(20

2、18·江蘇東海高級中學試題)如圖所示，斜面AD和BD與水平方向的夾角分別為60° 和30° ，兩斜面的A端和B端在同一豎直面上，現(xiàn)讓兩個可視為質(zhì)點的物塊分別從兩斜面的頂端同時由靜止下滑，結(jié)果兩物塊同時滑到斜面底端D，設(shè)兩物塊與AD、BD面間的動摩擦因數(shù)分別為μ1和μ2，則為( D ) A.∶1 B．1∶ C．1∶3 D．3∶1 解析：根據(jù)牛頓第二定律，物塊由AD下滑時有：mgsin 60° －μ1 mgcos 60° ＝ ma1，得：a1＝gsin 60° －μ1gcos 60°，由BD下滑時有： mgsin 30° －μ2 mgcos 30° ＝ma2，得：a2＝gsin

3、30° －μ2gcos 30° .設(shè)斜面底部長為d，由運動學公式有：＝a1t2；＝a2t2.聯(lián)立以上四式解得：＝，故選D. 4．(多選)(2018·武漢華中師大附中高三復(fù)習)如圖所示為一根質(zhì)量為m、長度為L、質(zhì)量均勻分布的粗繩AB.在粗繩上與B端距離為x的某位置有一質(zhì)量不計的力傳感器，可讀出該處粗繩中的張力．粗繩在水平外力F的作用下，沿水平面做勻加速直線運動，由力傳感器讀數(shù)和已知條件( BD ) A．能夠判斷粗繩運動是否受到摩擦力作用 B．可知水平外力F的大小 C．可知粗繩沿水平面做勻加速直線運動的加速度大小 D．若水平外力F的大小恒定，則傳感器讀數(shù)與x成正比，與是否存在摩擦力無

4、關(guān) 解析：設(shè)粗繩與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，力傳感器讀數(shù)為FT，對整根繩子，由牛頓第二定律有F－μmg＝ma，對粗繩左側(cè)長度為x的部分，由牛頓第二定律有FT－μg＝a，解得FT＝；由力傳感器讀數(shù)和已知條件，不能夠判斷粗繩運動是否受到摩擦力作用，可知水平外力F的大小，不能得出粗繩沿水平面做勻加速直線運動的加速度大小，故A、C錯誤，B正確．若水平外力F的大小恒定，則傳感器讀數(shù)FT與x成正比，D正確． 5．(多選)如圖所示，在動摩擦因數(shù)μ＝0.2的水平面上，質(zhì)量m＝2 kg的物塊與水平輕彈簧相連，物塊在與水平方向成θ＝45°角的拉力F作用下處于靜止狀態(tài)，此時水平面對物塊的彈力恰好為零．g取10

5、m/s2，以下說法正確的是( ABD ) A．此時輕彈簧的彈力大小為20 N B．當撤去拉力F的瞬間，物塊的加速度大小為8 m/s2，方向向左 C．若剪斷彈簧，則剪斷的瞬間物塊的加速度大小為8 m/s2，方向向右 D．若剪斷彈簧，則剪斷的瞬間物塊的加速度為10 m/s2，方向向右 6. (多選)如圖所示，小車向右運動的過程中，某段時間內(nèi)車中懸掛的小球A和車水平底板上的物塊B都相對車廂靜止，懸掛小球A的懸線與豎直線有一定夾角θ，B與車底板之間的動摩擦因數(shù)為0.75，假設(shè)B所受最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．在這段時間內(nèi)，下述判斷中正確的是( BC ) A．物塊B不受摩擦力作用

6、B．物塊B受摩擦力作用，大小恒定，方向向左 C．要使A、B和車保持相對靜止，θ最大為37° D．要使A、B和車保持相對靜止，θ最大為53° 解析：根據(jù)小球所處的狀態(tài)可知，小車正在向右做勻減速直線運動，故車廂內(nèi)的物塊B跟隨小車一起向右做勻減速直線運動，加速度水平向左保持不變，根據(jù)牛頓第二定律可知，物塊B一定受水平向左的恒定摩擦力作用，A錯誤，B正確；設(shè)能使A、B和車廂保持相對靜止的最大加速度大小為am，則此時B受到的摩擦力為最大靜摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律可知：μmg＝mam，得am＝μg；以小球A為研究對象進行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律可知：mgtan θ＝mam，得am＝gtan θ

7、，聯(lián)立兩個加速度表達式得：tan θ＝μ＝0.75，則此時的θ角為37°.故要使A、B和車保持相對靜止，θ最大為37° ，C正確，D錯誤． 7. (2019·撫州七校聯(lián)考)如圖所示，質(zhì)量為M的小車放在光滑的水平面上，小車上有一水平支架，一質(zhì)量為m的小球用輕繩懸掛于支架上．現(xiàn)用一水平向右的力拉小球，使小球和車一起向右做勻加速直線運動，穩(wěn)定時，輕繩與豎直方向的夾角為θ.重力加速度為g.求： (1)繩上的拉力大小FT； (2)拉小球的水平力大小F. 解析：(1)對繩上的拉力正交分解可得：FTcos θ＝mg，解得：FT＝. (2)小車水平方向受到的合力：F合＝FTsin θ 聯(lián)立以

8、上解得小車的加速度大?。篴＝ 對小球與小車整體分析可得拉小球的水平力大小為：F＝(m＋M)a＝. 答案：(1)　(2) [B組·能力題] 8．如圖所示，質(zhì)量為m2的物塊B放置在光滑水平桌面上，其上放置質(zhì)量為m1的物塊A，A通過跨過光滑定滑輪的細線與質(zhì)量為M的物塊C連接．釋放C，A和B一起以加速度a從靜止開始運動，已知A、B間動摩擦因數(shù)為μ1，則細線中的拉力大小為( C ) A．Mg B．Mg＋Ma C．(m1＋m2)a D．m1a＋μ1m1g 9. (2019·四川眉山中學月考)如圖，質(zhì)量為M的三角形木塊A靜止在水平面上．一質(zhì)量為m的物體B正沿A的斜面下滑，三角形木塊A仍

9、然保持靜止．則下列說法中正確的是( A ) A．A對地面的壓力可能小于(M＋m)g B．水平面對A的靜摩擦力一定水平向左 C．水平面對A的靜摩擦力不可能為零 D．B沿A的斜面下滑時突然受到一沿斜面向上的力F的作用，如果力F的大小滿足一定條件時，三角形木塊A可能會立刻開始滑動 解析： 對物體B受力分析，受重力G、支持力N、滑動摩擦力f，如圖所示：再對A物體受力分析，受重力Mg、地面的支持力FN、B對A的壓力N′，B對A的摩擦力f′，地面對A可能有靜摩擦力F靜，先假設(shè)有且向右，如圖所示：當物體B勻速下滑時，根據(jù)共點力平衡條件，可得mgsin θ－f＝0，N－mgcos θ＝

10、0，當物體B加速下滑時，有mgsin θ＞f，N－mgcos θ＝0，當物體B減速下滑時，有mgsin θ＜f，N－mgcos θ＝0，由于物體A保持靜止，根據(jù)共點力平衡條件，有FN－Mg－f′sin θ－N′cos θ＝0，f′cos θ－N′sin θ－F靜＝0，根據(jù)牛頓第三定律：N＝N′，f＝f′，當物體加速下滑時，聯(lián)立以上可得：FN＜(M＋m)g，故A正確；當物體加速下滑時，由聯(lián)立可得到F靜＜0，即靜摩擦力與假定的方向相反，即向左，當物體勻速下降時，聯(lián)立以上可得到F靜＝0，故B、C錯誤；若B沿A的斜面下滑時突然受到一沿斜面向上的力F的作用，物體B的加速度立即發(fā)生了變化，但由于慣性，速度

11、來不及變化，故摩擦力方向不變，故B對A的力不變，故A依然保持靜止，故D錯誤． 10. (2018·雄安新區(qū)高級中學模擬)浙江寧波慈溪方特歡樂世界的“跳樓機”游戲，以驚險刺激深受年輕人的歡迎，它的基本原理是將巨型娛樂器械由升降機送到離地面100 m的高處，然后讓座艙自由落下．落到離地面20 m高時，制動系統(tǒng)開始啟動，使座艙均勻減速，到達地面時剛好停下．某次游戲中，座艙中小明用手托著重5 N的蘋果，(取g＝10 m/s2)試求： (1)此過程中的最大速度是多少？ (2)當座艙落到離地面40 m的位置時，手對蘋果的支持力？ (3)當座艙落到離地面15 m的位置時，蘋果對手的壓力？

12、解析：(1)由題意可知先自由下降h ＝(100－20)m＝80 m， 由v2＝2gh，有v＝40 m/s (2)離地面40 m時，座艙自由下落，處于完全失重狀態(tài)，所以手對球的支持力為零 (3)a＝由此得： a＝40 m/s2 根據(jù)牛頓第二定律：FN－Mg＝Ma 得：FN＝25 N 根據(jù)牛頓第三定律，蘋果對手的壓力為25 N. 答案：(1)40 m/s　(2)0　(3)25 N 11．某同學近日做了這樣一個實驗：將一個小鐵塊(可看成質(zhì)點)以一定大小的初速度，沿傾角可在0 °～90 °之間任意調(diào)整的木板向上滑動，設(shè)它沿木板向上能達到的最大位移為x，若木板傾角不同時對應(yīng)的最大位移x

13、與木板傾角α的關(guān)系如圖所示．g取10 m/s2.求：(結(jié)果如果是根號，可以保留) (1)小鐵塊初速度的大小v0以及小鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ是多少？ (2)當α＝60 °時，小鐵塊達到最高點后，又回到出發(fā)點，小鐵球速度將變?yōu)槎啻螅? 解析：(1)當α＝90°時，x＝1.25 m，則v0＝＝ m/s＝5 m/s.當α＝30°時，x＝1.25 m，a＝＝ m/s2＝10 m/s2. 由牛頓第二定律得a＝gsin 30°＋μgcos 30°，解得μ＝. (2)當α＝60°時，上滑的加速度a1＝gsin 60°＋μgcos 60°，下滑的加速度a2＝gsin 60°－μgcos 60°. v2＝2ax， 則有v1＝v0＝v0＝ m/s. 答案：(1)v0＝5 m/s　μ＝　(2) m/s 6