2019屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 課時(shí)作業(yè)8 牛頓第二定律 兩類動(dòng)力學(xué)問題.doc

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課時(shí)作業(yè)（八）牛頓第二定律 兩類動(dòng)力學(xué)問題基礎(chǔ)小題練1.(2018山東濟(jì)南一中上學(xué)期期中)細(xì)繩拴一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球用固定在墻上的水平彈簧支撐，小球與彈簧不粘連平衡時(shí)細(xì)繩與豎直方向的夾角為53，如圖所示(已知cos 530.6，sin 530.8)以下說法正確的是() A小球靜止時(shí)彈簧的彈力大小為mgB小球靜止時(shí)細(xì)繩的拉力大小為mgC細(xì)繩燒斷瞬間小球的加速度立即為gD細(xì)繩燒斷瞬間小球的加速度立即為g【解析】小球靜止時(shí)，彈簧彈力Fmgtan 53mg，細(xì)繩拉力Tmg.細(xì)繩燒斷瞬間，小球合力大小仍等于mg，故加速度為g，D正確【答案】D2.(2018山東泰安高三上學(xué)期期中)如圖所示，物體A疊放在物體B上，B置于光滑水平面上，A、B質(zhì)量分別為mA6 kg，mB2 kg，A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力現(xiàn)對(duì)A施加一水平力F，則A、B的加速度可能是(g取10 m/s2)() AaA6 m/s2，aB2 m/s2BaA2 m/s2，aB6 m/s2CaA8 m/s2，aB4 m/s2DaA10 m/s2，aB6 m/s2【解析】A、B間恰好達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)，mAgmBaB，aB6 m/s2，aA至少為6 m/s2，A、B的加速度才可能不同，可能的組合只能是D項(xiàng)【答案】D3如圖所示，將一個(gè)質(zhì)量為m的三角形物體放在水平地面上，當(dāng)用一水平推力F經(jīng)過物體的重心向右推物體時(shí)，物體恰好以一較大的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，某一時(shí)刻保持力的大小不變立即使推力反向變成拉力，則推力反向的瞬間() A物體的加速度大小為，方向水平向左B物體的加速度大小為，方向水平向右C地面對(duì)物體的作用力大小為mgD地面對(duì)物體的作用力大小為【解析】開始物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，知推力F等于摩擦力，即FFf，某一時(shí)刻保持力的大小不變立即使推力反向變成拉力，物體仍然向右運(yùn)動(dòng)，摩擦力仍然向左，則合力為F合FFf，方向向左，根據(jù)牛頓第二定律，物體的加速度a，方向水平向左，故A、B錯(cuò)誤；地面對(duì)物體有支持力和摩擦力，支持力等于重力，摩擦力等于F，根據(jù)平行四邊形定則知，地面對(duì)物體的作用力F，故D正確，C錯(cuò)誤【答案】D4(2018安徽淮南一模)質(zhì)量分別為M和m的兩物塊A、B大小相同，將它們用輕繩跨過光滑定滑輪連接，如圖甲所示，繩子平行于傾角為的斜面，A恰好能靜止在斜面上，不考慮兩物塊與斜面之間的摩擦，若互換兩物塊的位置，按圖乙放置，然后釋放A，斜面仍保持靜止，重力加速度大小為g，則()A此時(shí)輕繩的拉力大小為mgB此時(shí)輕繩的拉力大小為MgC此時(shí)A運(yùn)動(dòng)的加速度大小為(1sin2)gD此時(shí)A運(yùn)動(dòng)的加速度大小為g【解析】第一次按題圖甲放置時(shí)A靜止，則由平衡條件可得Mgsin mg，第二次按題圖乙放置時(shí)，對(duì)A、B整體由牛頓第二定律得，Mgmgsin (mM)a，聯(lián)立得a(1sin )gg，對(duì)B，由牛頓第二定律得Tmgsin ma，解得Tmg，故A、D正確，B、C錯(cuò)誤【答案】AD5如圖所示，在粗糙的水平面上，質(zhì)量分別為m和M(mM12)的物塊A、B用輕彈簧相連，兩物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，當(dāng)用水平力F作用于B上且兩物塊共同向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為x1；當(dāng)用同樣大小的力F豎直加速提升兩物塊時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為x2，則x1x2等于()A11 B12C21 D23【解析】水平向右拉兩物塊時(shí)，運(yùn)用整體法，由牛頓第二定律得，整體的加速度ag，隔離分析物塊A有FBmgma，得FBkx1，x1.豎直向上加速提升兩物塊時(shí)，運(yùn)用整體法，由牛頓第二定律得，整體的加速度ag，對(duì)A物體有FBmgma，得FBkx2，x2.所以x1x211，A正確，B、C、D錯(cuò)誤【答案】A6如圖所示，兩相互接觸的物塊放在光滑的水平面上，質(zhì)量分別為m1和m2，且m1m2.現(xiàn)對(duì)兩物塊同時(shí)施加相同的水平恒力F，設(shè)在運(yùn)動(dòng)過程中兩物塊之間的相互作用力大小為FN，則()AFN0 B0FNFCFFN2F DFN2F【解析】設(shè)兩物塊運(yùn)動(dòng)過程中，它們之間的相互作用力為FN，則對(duì)于兩物塊整體而言，由牛頓第二定律得2F(m1m2)a，對(duì)于物塊m1而言，由牛頓第二定律得FFNm1a；兩式聯(lián)立解得FNF(1)，因m1m2，故FNF，故選項(xiàng)B正確【答案】B創(chuàng)新導(dǎo)向練7就地取材搬磚中蘊(yùn)含的物理定律春晚上，旭日陽剛兄弟用兩手對(duì)稱水平使力將兩長(zhǎng)方體水泥制品夾緊并以加速度a豎直向上勻加速搬起，其中A件的質(zhì)量為m，B件的質(zhì)量為3m，水平作用力為F，A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，在此過程中，A、B間的摩擦力為() AF B2FC.m(ga) Dm(ga)【解析】由于A、B件相對(duì)靜止，故A、B件之間的摩擦力為靜摩擦力，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤設(shè)民工兄弟對(duì)A、B件豎直方向的摩擦力為Ff1，以A、B件整體為研究對(duì)象可知在豎直方向有2Ff1(m3m)g(m3m)a，設(shè)B對(duì)A的摩擦力方向向下，大小為Ff2，對(duì)A件由牛頓第二定律有Ff1Ff2mgma，解得Ff2m(ga)，選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤【答案】D8理想模型通過“等時(shí)圓模型”考查動(dòng)力學(xué)問題如圖所示，有一半圓，其直徑水平且與另一圓的底部相切于O點(diǎn)，O點(diǎn)恰好是下半圓的圓心，現(xiàn)在有三條光滑軌道AB、CD、EF，它們的上下端分別位于上下兩圓的圓周上，三軌道都經(jīng)過切點(diǎn)O，軌道與豎直線的夾角關(guān)系為，現(xiàn)在讓一物塊先后從三軌道頂端由靜止下滑至底端，則物塊在每一條傾斜軌道上滑動(dòng)時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間關(guān)系為()AtABtCDtEF BtABtCDtEFCtABtCDtEF DtABtCDtEF【解析】設(shè)上面圓的半徑為r，下面圓的半徑為R，則軌道的長(zhǎng)度x2rcos R，下滑的加速度agcos ，根據(jù)位移時(shí)間公式xat2，則t，因?yàn)椋瑒ttABtCDtEF，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤【答案】B9生活實(shí)際利用牛頓第二定律處理日常生活問題為了使雨滴能盡快地淌離房頂，要設(shè)計(jì)好房頂?shù)母叨?，設(shè)雨滴沿房頂下淌時(shí)做無初速度無摩擦的運(yùn)動(dòng)，那么如圖所示的四種情況中符合要求的是()【解析】設(shè)屋檐的底角為，底邊長(zhǎng)為2L(不變)雨滴做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律得加速度agsin ，位移大小xat2，而x，2sin cos sin 2，聯(lián)立以上各式得t.當(dāng)45時(shí)，sin 21為最大值，時(shí)間t最短，故選項(xiàng)C正確【答案】C10生活科技跳傘運(yùn)動(dòng)考查動(dòng)力學(xué)問題某運(yùn)動(dòng)員做跳傘訓(xùn)練，他從懸停在空中的直升機(jī)上由靜止跳下，跳離飛機(jī)一段時(shí)間后打開降落傘減速下落他打開降落傘后的速度圖線如圖(a)所示降落傘用8根對(duì)稱的繩懸掛運(yùn)動(dòng)員，每根繩與中軸線的夾角均為37，如圖(b)所示已知運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為50 kg，降落傘的質(zhì)量也為50 kg，不計(jì)運(yùn)動(dòng)員所受的阻力，打開傘后傘所受阻力Ff與速度v成正比，即Ffkv(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)則下列判斷中正確的是()Ak100 Ns/mB打開傘瞬間運(yùn)動(dòng)員的加速度a20 m/s2，方向豎直向上C懸繩能夠承受的拉力至少為312.5 ND懸繩能夠承受的拉力至少為625 N【解析】當(dāng)速度達(dá)到5 m/s時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)，由kv(Mm)g得k200 Ns/m，A錯(cuò)；剛打開降落傘時(shí)，kv0(Mm)g(Mm)a，a30 m/s2，方向豎直向上，B錯(cuò)，且此時(shí)懸繩承受的拉力最大，隔離分析運(yùn)動(dòng)員：8Tcos mgma，T312.5 N，故C對(duì)，D錯(cuò)【答案】C綜合提升練11(2018安徽師大附中高三上學(xué)期期中)如圖為一條平直公路中的兩段，其中A點(diǎn)左邊的路段為足夠長(zhǎng)的柏油路面，A點(diǎn)右邊路段為水泥路面已知汽車輪胎與柏油路面的動(dòng)摩擦因數(shù)10.25，與水泥路面的動(dòng)摩擦因數(shù)為20.50.當(dāng)汽車以速度v020 m/s沿柏油路面行駛時(shí)，若剛過A點(diǎn)時(shí)緊急剎車后(車輪立即停止轉(zhuǎn)動(dòng))，汽車要滑行一段距離到B處才能停下；若該汽車以速度2v0在柏油路面上行駛，突然發(fā)現(xiàn)B處有障礙物，需在A點(diǎn)左側(cè)的柏油路段上某處緊急剎車，若最終汽車剛好撞不上障礙物，(重力加速度g10 m/s2)，求：(1)水泥路面AB段的長(zhǎng)度；(2)在第二種情況下汽車從剎車開始運(yùn)動(dòng)了多長(zhǎng)時(shí)間才停下？【解析】(1)汽車在A到B的過程中有：2mgma2AB間距為：x2聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得：x240 m.(2)由(1)可知，汽車恰不撞上障礙物，在A點(diǎn)的速度應(yīng)為v0，則在A點(diǎn)左側(cè)有：2v0v0a1t1且有：1mgma1在A到B的過程中有：v0a2t2所求時(shí)間為：tt1t2聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得：t12 s.【答案】(1)40 m(2)12 s12如圖所示，航空母艦上的起飛跑道由長(zhǎng)度為l11.6102 m的水平跑道和長(zhǎng)度為l220 m的傾斜跑道兩部分組成水平跑道與傾斜跑道末端的高度差h4.0 m一架質(zhì)量為m2.0104 kg的飛機(jī)，其噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的推力大小恒為F1.2105 N，方向與速度方向相同，在運(yùn)動(dòng)過程中飛機(jī)受到的平均阻力大小為飛機(jī)重力的0.1倍假設(shè)航母處于靜止?fàn)顟B(tài)，飛機(jī)質(zhì)量視為不變并可看成質(zhì)點(diǎn)，取g10 m/s2.(1)求飛機(jī)在水平跑道運(yùn)動(dòng)的時(shí)間及到達(dá)傾斜跑道末端時(shí)的速度大小；(2)為了使飛機(jī)在傾斜跑道的末端達(dá)到起飛速度100 m/s，外界還需要在整個(gè)水平跑道對(duì)飛機(jī)施加助推力，求助推力F推的大小【解析】(1)飛機(jī)在水平跑道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向受到推力與阻力作用，設(shè)加速度大小為a1、末速度大小為v1，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1，有F合FFfma1vv2a1l1v1a1t1其中v00，F(xiàn)f0.1mg，代入已知數(shù)據(jù)可得a15.0 m/s2，v140 m/s，t18.0 s飛機(jī)在傾斜跑道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿傾斜跑道受到推力、阻力與重力沿傾斜跑道分力作用，設(shè)沿傾斜跑道方向的加速度大小為a2、末速度大小為v2，沿傾斜跑道方向有F合FFfmgsin ma2mgsin mgvv2a2l2其中v140 m/s，代入已知數(shù)據(jù)可得a23.0 m/s2，v2 m/s41.5 m/s故飛機(jī)在水平跑道上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為8.0 s，到達(dá)傾斜跑道末端時(shí)的速度大小為41.5 m/s.(2)飛機(jī)在水平跑道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向受到推力、助推力與阻力作用，設(shè)加速度大小為a1、末速度大小為v1，有F合F推FFfma1v12v2a1l1飛機(jī)在傾斜跑道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿傾斜跑道受到推力、阻力與重力沿傾斜跑道分力作用沒有變化，加速度大小仍有a23.0 m/s2v22v122a2l2根據(jù)題意，v2100 m/s，代入數(shù)據(jù)解得F推5.2105 N故助推力F推的大小為5.2105 N.【答案】(1)8.0 s41.5 m/s(2)5.2105 N