高考物理復(fù)習(xí) 第3章 第2課時(shí) 牛頓第2定律 兩類(lèi)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題訓(xùn)練題（含解析） 新人教版.doc

第2課時(shí)牛頓第二定律兩類(lèi)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題考綱解讀1.理解牛頓第二定律的內(nèi)容、表達(dá)式及性質(zhì).2.應(yīng)用牛頓第二定律解決瞬時(shí)問(wèn)題和兩類(lèi)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題1對(duì)牛頓第二定律內(nèi)容和公式的理解由牛頓第二定律表達(dá)式fma可知 ()a質(zhì)量m與合外力f成正比，與加速度a成反比b合外力f與質(zhì)量m和加速度a都成正比c物體的加速度的方向總是跟它所受合外力的方向一致d物體的加速度a跟其所受的合外力f成正比，跟它的質(zhì)量m成反比答案cd解析對(duì)于給定的物體，其質(zhì)量是不變的，合外力變化時(shí)，加速度也變化，合外力與加速度的比值不變，a錯(cuò)；既然物體的質(zhì)量不變，故不能說(shuō)合外力與質(zhì)量成正比，b錯(cuò)；加速度的方向總是跟合外力的方向相同，c正確；由a可知d正確2對(duì)力、加速度和速度關(guān)系的理解關(guān)于速度、加速度、合外力之間的關(guān)系，正確的是()a物體的速度越大，則加速度越大，所受的合外力也越大b物體的速度為零，則加速度為零，所受的合外力也為零c物體的速度為零，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大d物體的速度很大，但加速度可能為零，所受的合外力也可能為零答案cd解析物體的速度大小和加速度大小沒(méi)有必然聯(lián)系，一個(gè)很大，另一個(gè)可以很小，甚至為零但物體所受合外力的大小決定加速度的大小，同一物體所受合外力很大，加速度一定很大，故選項(xiàng)c、d對(duì)3牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用建筑工人用如圖1所示的定滑輪裝置運(yùn)送建筑材料質(zhì)量為70.0 kg的建筑工人站在地面上，通過(guò)定滑輪將20.0 kg的建筑材料以0.5 m/s2的加速度提升，忽略繩子和定滑輪的質(zhì)量及定滑輪的摩擦，則建筑工人對(duì)地面的壓力大小為(g取10 m/s2) ()a510 n b490 nc890 n d910 n答案b 圖1解析設(shè)建筑材料的質(zhì)量為m，加速度的大小為a，對(duì)建筑材料由牛頓第二定律得fmgma，解得f210 n.設(shè)地面對(duì)建筑工人的支持力為fn，建筑工人的質(zhì)量為m，對(duì)建筑工人由平衡條件得fnfmg，解得fn490 n.根據(jù)牛頓第三定律可得建筑工人對(duì)地面的壓力大小為fnfn490 n，b正確4力學(xué)單位制的應(yīng)用在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，取計(jì)數(shù)時(shí)間間隔為0.1 s，測(cè)得相鄰相等時(shí)間間隔的位移差的平均值x1.2 cm，若還測(cè)出小車(chē)的質(zhì)量為500 g，則關(guān)于加速度、合外力大小及單位，既正確又符合一般運(yùn)算要求的是 ()aa m/s2120 m/s2ba m/s21.2 m/s2cf5001.2 n600 ndf0.51.2 n0.60 n答案bd解析在應(yīng)用公式進(jìn)行數(shù)量運(yùn)算的同時(shí)，也要把單位帶進(jìn)運(yùn)算帶單位運(yùn)算時(shí)，單位換算要準(zhǔn)確可以把題中已知量的單位都用國(guó)際單位制表示，計(jì)算結(jié)果的單位就是用國(guó)際單位制表示的，這樣在統(tǒng)一已知量的單位后，就不必一一寫(xiě)出各個(gè)量的單位，只在數(shù)字后面寫(xiě)出正確單位即可選項(xiàng)a中x1.2 cm沒(méi)用國(guó)際單位制表示，c項(xiàng)中的小車(chē)質(zhì)量m500 g沒(méi)用國(guó)際單位制表示，所以均錯(cuò)誤；b、d正確考點(diǎn)梳理牛頓第二定律1內(nèi)容：物體加速度的大小跟它所受到的作用力成正比，跟它的質(zhì)量成反比加速度的方向與作用力的方向相同2表達(dá)式：fma，f與a具有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系3力學(xué)單位制(1)單位制由基本單位和導(dǎo)出單位共同組成(2)力學(xué)單位制中的基本單位有質(zhì)量(kg)、長(zhǎng)度(m)和時(shí)間(s)(3)導(dǎo)出單位有n、m/s、m/s2等5應(yīng)用牛頓第二定律解決瞬時(shí)問(wèn)題(2010大綱全國(guó)15)如圖2所示，輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為m的木塊2相連，整個(gè)系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為a1、a2.重力加速度大小為g.則有 ()aa10，a2g ba1g，a2g 圖2ca10，a2g da1g，a2g答案c解析在木板抽出后的瞬間，彈簧未來(lái)得及發(fā)生形變，所以木塊1所受重力和彈力均不變，合力為零，則a10.木塊2受重力mg和彈簧彈力fmg，如圖所示，由牛頓第二定律得mgmgma2，則a2g，選項(xiàng)c正確6牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用質(zhì)量m1 kg的物體在光滑平面上運(yùn)動(dòng)，初速度大小為2 m/s.在物體運(yùn)動(dòng)的直線上施以一個(gè)水平恒力，經(jīng)過(guò)t1 s，速度大小變?yōu)? m/s，則這個(gè)力的大小可能是 ()a2 n b4 n c6 n d8 n答案ac 解析物體的加速度可能是2 m/s2，也可能是6 m/s2，根據(jù)牛頓第二定律，這個(gè)力的大小可能是2 n，也可能是6 n，所以答案是a、c.方法提煉1瞬時(shí)問(wèn)題的分析：題目中同時(shí)有輕繩和彈簧，剪斷輕繩時(shí)，彈簧的彈力不能瞬間發(fā)生變化剪斷彈簧時(shí)，繩上的拉力在瞬間發(fā)生變化2解決兩類(lèi)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的基本方法以加速度a為“橋梁”，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓第二定律列方程求解，具體邏輯關(guān)系如下：考點(diǎn)一用牛頓第二定律分析瞬時(shí)加速度例1如圖3所示，質(zhì)量為m的小球用水平輕彈簧系住，并用傾角為30的光滑木板ab托住，小球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)當(dāng)木板ab突然向下撤離的瞬間，小球的加速度大小為 ()a0 b.g cg d.g解析平衡時(shí)，小球受到三個(gè)力：重力mg、木板ab的支持力fn和彈 圖3簧拉力ft，受力情況如圖所示突然撤離木板時(shí)，fn突然消失而其他力不變，因此ft與重力mg的合力fmg，產(chǎn)生的加速度ag，b正確答案b 加速度瞬時(shí)性涉及的實(shí)體模型1.分析物體在某一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度，關(guān)鍵是明確該時(shí)刻物體的受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出瞬時(shí)加速度，此類(lèi)問(wèn)題應(yīng)注意以下幾種模型： 特性模型受外力時(shí)的形變量力能否突變產(chǎn)生拉力或支持力質(zhì)量?jī)?nèi)部彈力輕繩微小不計(jì)能只有拉力沒(méi)有支持力不計(jì)處處相等橡皮繩較大不能只有拉力沒(méi)有支持力輕彈簧較大不能既可有拉力也可有支持力輕桿微小不計(jì)能既可有拉力也可有支持力2.在求解瞬時(shí)加速度問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意：(1)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況是時(shí)刻對(duì)應(yīng)的，當(dāng)外界因素發(fā)生變化時(shí)，需要重新進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)分析(2)加速度可以隨著力的突變而突變，而速度的變化需要一個(gè)過(guò)程的積累，不會(huì)發(fā)生突變突破訓(xùn)練1如圖4甲、乙所示，圖中細(xì)線均不可伸長(zhǎng)，兩小球均處于平衡狀態(tài)且質(zhì)量相同如果突然把兩水平細(xì)線剪斷，剪斷瞬間小球a的加速度的大小為_(kāi)，方向?yàn)開(kāi)；小球b的加速度的大小為_(kāi)，方向?yàn)開(kāi)；剪斷瞬間甲中傾斜細(xì)線oa與乙中彈簧的拉力之比為_(kāi)(角已知) 圖4答案gsin 垂直傾斜細(xì)線oa向下gtan 水平向右cos2 解析設(shè)兩球質(zhì)量均為m，對(duì)a球受力分析，如圖(a)所示，剪斷水平細(xì)線后，球a將沿圓弧擺下，故剪斷水平細(xì)線瞬間，小球a的加速度a1方向沿圓周的切線方向向下，即垂直傾斜細(xì)線oa向下則有ft1mgcos ，f1mgsin ma1，所以a1gsin .水平細(xì)線剪斷瞬間，b球受重力mg和彈簧彈力ft2不變，小球b的加速度a2方向水平向右，如圖(b)所示，則ft2，f2mgtan ma2，所以a2gtan .甲中傾斜細(xì)線oa與乙中彈簧的拉力之比為cos2 .突破訓(xùn)練2質(zhì)量均為m的a、b兩個(gè)小球之間系一個(gè)質(zhì)量不計(jì)的彈簧，放在光滑的臺(tái)面上a緊靠墻壁，如圖5所示，今用恒力f將b球向左擠壓彈簧，達(dá)到平衡時(shí)，突然將力f撤去，此瞬間()aa球的加速度為 圖5ba球的加速度為零cb球的加速度為db球的加速度為答案bd解析恒力f作用時(shí)，a和b都平衡，它們的合力都為零，且彈簧彈力為f.突然將力f撤去，對(duì)a來(lái)說(shuō)水平方向依然受彈簧彈力和墻壁的彈力，二力平衡，所以a球的合力為零，加速度為零，a項(xiàng)錯(cuò)，b項(xiàng)對(duì)而b球在水平方向只受水平向右的彈簧的彈力作用，加速度a，故c項(xiàng)錯(cuò)，d項(xiàng)對(duì)考點(diǎn)二動(dòng)力學(xué)兩類(lèi)基本問(wèn)題求解兩類(lèi)問(wèn)題的思路，可用下面的框圖來(lái)表示：分析解決這兩類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵：應(yīng)抓住受力情況和運(yùn)動(dòng)情況之間聯(lián)系的橋梁加速度例2如圖6所示，物體a放在足夠長(zhǎng)的木板b上，木板b靜止于水平面上已知a的質(zhì)量ma和b的質(zhì)量mb均為2.0 kg，a、b之間的動(dòng)摩擦因數(shù)10.2，b與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)20.1， 圖6最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小視為相等，重力加速度g取10 m/s2.若從t0開(kāi)始，木板b受f116 n的水平恒力作用，t1 s時(shí)f1改為f24 n，方向不變，t3 s時(shí)撤去f2.(1)木板b受f116 n的水平恒力作用時(shí)，a、b的加速度aa、ab各為多少？(2)從t0開(kāi)始，到a、b都靜止，a在b上相對(duì)b滑行的時(shí)間為多少？(3)請(qǐng)以縱坐標(biāo)表示a受到b的摩擦力ffa，橫坐標(biāo)表示運(yùn)動(dòng)時(shí)間t(從t0開(kāi)始，到a、b都靜止)，取運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较颍趫D7中畫(huà)出ffat的關(guān)系圖線(以圖線評(píng)分，不必寫(xiě)出分析和計(jì)算過(guò)程)解析(1)根據(jù)牛頓第二定律得1magmaaaaa1g0.210 m/s22 m/s2f12(mamb)g1magmbab代入數(shù)據(jù)得ab4 m/s2(2)t11 s時(shí)，a、b的速度分別為va、vb 圖7vaaat121 m/s2 m/svbabt141 m/s4 m/sf1改為f24 n后，在b速度大于a速度的過(guò)程，a的加速度不變，b的加速度設(shè)為ab，根據(jù)牛頓第二定律得f22(mamb)g1magmbab代入數(shù)據(jù)得ab2 m/s2設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t2，a、b速度相等，此后它們保持相對(duì)靜止，則vaaat2vbabt2代入數(shù)據(jù)得t20.5 sa在b上相對(duì)b滑行的時(shí)間為tt1t21.5 s(3)ffat的關(guān)系圖線如圖所示答案(1)2 m/s24 m/s2(2)1.5 s(3)見(jiàn)解析圖解答動(dòng)力學(xué)兩類(lèi)問(wèn)題的基本程序1明確題目中給出的物理現(xiàn)象和物理過(guò)程的特點(diǎn)，如果是比較復(fù)雜的問(wèn)題，應(yīng)該明確整個(gè)物理現(xiàn)象是由哪幾個(gè)物理過(guò)程組成的，找出相鄰過(guò)程的聯(lián)系點(diǎn)，再分別研究每一個(gè)物理過(guò)程2根據(jù)問(wèn)題的要求和計(jì)算方法，確定研究對(duì)象，進(jìn)行分析，并畫(huà)出示意圖，圖中應(yīng)注明力、速度、加速度的符號(hào)和方向，對(duì)每一個(gè)力都明確其施力物體和受力物體，以免分析受力時(shí)有所遺漏或無(wú)中生有3應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解，通常先用表示相應(yīng)物理量的符號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，解出所求物理量的表達(dá)式，然后將已知物理量的數(shù)值及單位代入，通過(guò)運(yùn)算求結(jié)果突破訓(xùn)練3質(zhì)量為1噸的汽車(chē)在平直公路上以10 m/s的速度勻速行駛，阻力大小不變從某時(shí)刻開(kāi)始，汽車(chē)牽引力減少2 000 n，那么從該時(shí)刻起經(jīng)過(guò)6 s，汽車(chē)行駛的路程是()a50 m b42 m c25 m d24 m答案c突破訓(xùn)練4質(zhì)量為10 kg的物體在f200 n的水平推力作用下，從粗糙斜面的底端由靜止開(kāi)始沿斜面運(yùn)動(dòng)，斜面固定不動(dòng)，與水平地面的夾角37，如圖8所示力f作用2 s后撤去，物體在斜面上繼續(xù)上滑了1.25 s后，速度減為零求：物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)和物體的總位移x.(已知sin 370.6，cos 37 圖80.8，g10 m/s2)答案0.2516.25 m解析設(shè)力f作用時(shí)物體沿斜面上升的加速度大小為a1，撤去力f后其加速度大小變?yōu)閍2，則：a1t1a2t2有力f作用時(shí)，對(duì)物體受力分析并建立直角坐標(biāo)系如圖所示由牛頓第二定律可得：fcos mgsin ff1ma1ff1fn1(mgcos fsin )撤去力f后，對(duì)物體受力分析如圖所示由牛頓第二定律得：mgsin ff2ma2ff2fn2mgcos 聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得：a28 m/s2，a15 m/s2，0.25物體運(yùn)動(dòng)的總位移xa1ta2t m16.25 m12利用整體法與隔離法求解動(dòng)力學(xué)中的連接體問(wèn)題1整體法的選取原則若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且不需要求物體之間的作用力，可以把它們看成一個(gè)整體，分析整體受到的合外力，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度(或其他未知量)2隔離法的選取原則若連接體內(nèi)各物體的加速度不相同，或者要求出系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的作用力時(shí)，就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來(lái)，應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解3整體法、隔離法的交替運(yùn)用若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且要求物體之間的作用力時(shí)，可以先用整體法求出加速度，然后再用隔離法選取合適的研究對(duì)象，應(yīng)用牛頓第二定律求作用力即“先整體求加速度，后隔離求內(nèi)力”例3(2012江蘇單科5)如圖9所示，一夾子夾住木塊，在力f作用下向上提升夾子和木塊的質(zhì)量分別為m、m，夾子與木塊兩側(cè)間的最大靜摩擦力均為f，若木塊不滑動(dòng)，力f的最大值是 ()a.b. 圖9c.(mm)gd.(mm)g答案a解析由題意知，當(dāng)m恰好不能脫離夾子時(shí)，m受到的摩擦力最大，f取最大值，設(shè)此時(shí)提升的加速度為a，由牛頓第二定律得，對(duì)m有：2fmgma對(duì)m有：f2fmgma聯(lián)立兩式解得f，選項(xiàng)a正確1.整體法與隔離法常涉及的問(wèn)題類(lèi)型 (1)涉及滑輪的問(wèn)題：若要求繩的拉力，一般都采用隔離法(2)水平面上的連接體問(wèn)題：這類(lèi)問(wèn)題一般是連接體(系統(tǒng))各物體保持相對(duì)靜止，即具有相同的加速度解題時(shí)，一般采用先整體、后隔離的方法建立直角坐標(biāo)系時(shí)也要考慮矢量正交分解越少越好的原則，或者正交分解力，或者正交分解加速度(3)斜面體與物體組成的連接體的問(wèn)題：當(dāng)物體具有沿斜面方向的加速度，而斜面體相對(duì)于地面靜止時(shí)，解題時(shí)一般采用隔離法分析2解決這類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵正確地選取研究對(duì)象是解題的首要環(huán)節(jié)，弄清各物體之間哪些屬于連接體，哪些物體應(yīng)該單獨(dú)分析，并分別確定出它們的加速度，然后根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律列方程求解突破訓(xùn)練5在北京殘奧會(huì)開(kāi)幕式上，運(yùn)動(dòng)員手拉繩索向上攀登，最終點(diǎn)燃了主火炬，體現(xiàn)了殘疾運(yùn)動(dòng)員堅(jiān)韌不拔的意志和自強(qiáng)不息的精神為了探求上升過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員與繩索和吊椅間的作用，可將過(guò)程簡(jiǎn)化如下：一根不可伸縮的輕繩跨過(guò)輕質(zhì)的定滑輪，一端掛一吊椅，另一端被坐在吊椅上的運(yùn)動(dòng)員拉住，如圖10所示設(shè)運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為65 kg，吊椅的質(zhì)量為15 kg，不計(jì)定滑輪與繩子間的摩擦，重力加速度取g10 m/s2.當(dāng)運(yùn)動(dòng)員與吊椅一起以加速度a1 m/s2上升時(shí)，試求： 圖10(1)運(yùn)動(dòng)員豎直向下拉繩的力；(2)運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力答案(1)440 n(2)275 n解析(整體法與隔離法的交叉運(yùn)用)(1) 設(shè)運(yùn)動(dòng)員受到繩向上的拉力為f，由于跨過(guò)定滑輪的兩段繩子拉力相等，吊椅受到繩的拉力也是f，對(duì)運(yùn)動(dòng)員和吊椅整體進(jìn)行受力分析如圖甲所示，則有：2f(m人m椅)g(m人m椅)a解得f440 n由牛頓第三定律知，運(yùn)動(dòng)員豎直向下拉繩的力ff440 n.(2) 設(shè)吊椅對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力為fn，對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行受力分析如圖乙所示，則有：ffnm人gm人a解得fn275 n由牛頓第三定律知，運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力為fnfn275 n高考題組1(2012安徽理綜17)如圖11所示，放在固定斜面上的物塊以加速度a沿斜面勻加速下滑，若在物塊上再施加一個(gè)豎直向下的恒力f，則()a物塊可能勻速下滑 圖11b物塊仍以加速度a勻加速下滑c物塊將以大于a的加速度勻加速下滑d物塊將以小于a的加速度勻加速下滑答案c解析設(shè)斜面的傾角為，根據(jù)牛頓第二定律知，物塊的加速度a0，即0，故aa，物塊將以大于a的加速度勻加速下滑故選項(xiàng)c正確，選項(xiàng)a、b、d錯(cuò)誤2(2011新課標(biāo)全國(guó)理綜21)如圖12所示，在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長(zhǎng)的木板，其上疊放一質(zhì)量為m2的木塊假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等現(xiàn)給木塊施加 圖12一隨時(shí)間t增大的水平力fkt(k是常數(shù))，木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2.下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是 ()答案a解析剛開(kāi)始木塊與木板一起在f作用下加速，且fkt，a，當(dāng)兩者相對(duì)滑動(dòng)后，木板只受滑動(dòng)摩擦力，a1不變，木塊受f及滑動(dòng)摩擦力，a2g，故a2g，at圖象中斜率變大，故選項(xiàng)a正確，選項(xiàng)b、c、d錯(cuò)誤3(2011北京理綜18)“蹦極”就是跳躍者把一端固定的長(zhǎng)彈性繩綁在踝關(guān)節(jié)等處，從幾十米高處跳下的一種極限運(yùn)動(dòng)某人做蹦極運(yùn)動(dòng)，所受繩子拉力f的大小隨時(shí)間t變化的情況如圖13所示，將蹦極過(guò)程近似為在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g.據(jù)圖可知，此人在蹦極過(guò)程中的最大加速度約為 ()圖13ag b2g c3g d4g答案b解析在蹦極過(guò)程中，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，人不再上下振動(dòng)，而是停在空中，此時(shí)繩子拉力f等于人的重力mg，由ft圖線可以看出，f0mg；在人上下振動(dòng)的過(guò)程中，彈力向上，重力向下，當(dāng)人在最低點(diǎn)時(shí)，彈力達(dá)到一個(gè)周期中的最大值，在第一個(gè)周期中，彈力最大為fmf03mg，故最大加速度為am2g.選項(xiàng)b正確模擬題組4如圖14所示，物塊a、b疊放在水平桌面上，裝砂的小桶c通過(guò)細(xì)線牽引a、b一起在水平桌面上向右加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)a、b間的摩擦力為ff1，b與桌面間的摩擦力為ff2.若增大c桶內(nèi)砂的質(zhì)量，而a、b仍一起向右運(yùn)動(dòng)，則摩擦力ff1和ff2的變化情況是 ()aff1、ff2都變大 bff1、ff2都不變 圖14cff1不變，ff2變大 dff1變大，ff2不變答案d解析對(duì)a、b兩物體組成的系統(tǒng)受力分析，由牛頓第二定律可知：ftff2(mamb)a1，所以a受到的摩擦力為maa1，若增大c桶內(nèi)砂的質(zhì)量，則拉力ft增大，而b與桌面間的摩擦力ff2不變，故系統(tǒng)的加速度增大，由于a、b仍一起向右運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律可知a受到的摩擦力ff1變大，d正確5一輛小車(chē)靜止在水平地面上，bc是固定在小車(chē)上的水平橫桿，物塊m穿在桿上，m通過(guò)線懸吊著小物體m，m在小車(chē)的水平底板上，小車(chē)未動(dòng)時(shí)，細(xì)線恰好在豎直方向上，現(xiàn)使車(chē)向右運(yùn)動(dòng)，全過(guò)程中m始終未相對(duì)桿bc移動(dòng)，m、m與小車(chē)保持相對(duì)靜止，已知a1a2a3a41248，m受到的摩擦力大小依次為ff1、ff2、ff3、ff4，則以下結(jié)論不正確的是 ()aff1ff212 bff2ff312cff3ff412 dtan 2tan 答案b解析已知a1a2a3a41248，在題第(1)圖和第(2)圖中摩擦力ffma，則ff1ff212.在第(3)圖和第(4)圖中摩擦力ff3(mm)a3，ff4(mm)a4，ff3ff412.第(3)、(4)圖中，a3gtan ，a4gtan ，則tan 2tan .6圖15甲是2012年我國(guó)運(yùn)動(dòng)員在倫敦奧運(yùn)會(huì)蹦床比賽中的一個(gè)情景設(shè)這位蹦床運(yùn)動(dòng)員僅在豎直方向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)員的腳在接觸蹦床過(guò)程中，蹦床對(duì)運(yùn)動(dòng)員的彈力f隨時(shí)間t的變化規(guī)律通過(guò)傳感器用計(jì)算機(jī)繪制出來(lái)，如圖乙所示取g10 m/s2，根據(jù)ft圖象求：甲乙圖15(1)運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量；(2)運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大加速度；(3)在不計(jì)空氣阻力情況下，運(yùn)動(dòng)員重心離開(kāi)蹦床上升的最大高度答案(1)50 kg(2)40 m/s2(3)3.2 m解析(1)由題圖乙可知運(yùn)動(dòng)員所受重力為500 n，設(shè)運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量為m，則m50 kg(2)由圖象可知蹦床對(duì)運(yùn)動(dòng)員的最大彈力為fm2 500 n，設(shè)運(yùn)動(dòng)員的最大加速度為am，則fmmgmamam m/s240 m/s2(3)由圖象可知運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)蹦床后做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)蹦床的時(shí)刻為6.8 s或9.4 s，再下落到蹦床上的時(shí)刻為8.4 s或11 s，它們的時(shí)間間隔均為1.6 s根據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性，可知其自由下落的時(shí)間為0.8 s.設(shè)運(yùn)動(dòng)員上升的最大高度為h，則hgt2100.82 m3.2 m(限時(shí)：30分鐘)題組1對(duì)牛頓第二定律的理解和簡(jiǎn)單應(yīng)用1下列說(shuō)法正確的是 ()a物體所受到的合外力越大，其速度改變量也越大b物體所受到的合外力不變(f合0)，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就不改變c物體所受到的合外力變化，其速度的變化率一定變化d物體所受到的合外力減小時(shí)，物體的速度可能正在增大答案cd解析物體所受到的合外力越大，物體的加速度(速度變化率)也越大，即速度變化得越快，但速度改變量還與時(shí)間有關(guān)，故選項(xiàng)a錯(cuò)誤，c正確；物體所受的合外力不為零，就會(huì)迫使其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(運(yùn)動(dòng)的快慢或方向)發(fā)生變化，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；合外力的大小與速度的大小之間沒(méi)有直接關(guān)系，選項(xiàng)d正確2一個(gè)質(zhì)量為2 kg的物體，在5個(gè)共點(diǎn)力的作用下保持靜止若同時(shí)撤去其中大小分別為15 n和10 n的兩個(gè)力，其余的力保持不變，此時(shí)該物體的加速度大小可能是 ()a2 m/s2 b3 m/s2 c12 m/s2 d15 m/s2答案bc解析物體所受合力范圍為5 nf合25 n，因m2 kg，故2.5 m/s2a12.5 m/s2，故b、c正確3如圖1所示，質(zhì)量m10 kg的物體在水平面上向左運(yùn)動(dòng)，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，與此同時(shí)物體受到一個(gè)水平向右的推力f20 n的作用，則物體產(chǎn)生的加速度是(g取10 m/s2) ()a0 b4 m/s2，水平向右 圖1c2 m/s2，水平向左 d2 m/s2，水平向右答案b解析對(duì)物體受力分析可知f合fff，ffmg，所以f合20 n0.21010 n40 n，所以a m/s24 m/s2，方向水平向右選項(xiàng)b正確題組2應(yīng)用牛頓第二定律分析瞬時(shí)問(wèn)題4如圖2所示，兩個(gè)質(zhì)量分別為m12 kg、m23 kg的物體置于光滑的水平面上，中間用輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)連接兩個(gè)大小分別為f130 n、f220 n的水平拉力分別作用在m1、m2上，則 ()圖2a彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是10 nb彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是50 nc在突然撤去f2的瞬間，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變d在突然撤去f1的瞬間，m1的加速度不變答案c解析設(shè)彈簧的彈力為f，加速度為a.對(duì)m1、m2和彈簧測(cè)力計(jì)組成的系統(tǒng)：f1f2(m1m2)a，對(duì)m1：f1fm1a，聯(lián)立兩式解得：a2 m/s2，f26 n，故a、b兩項(xiàng)都錯(cuò)誤；在突然撤去f2的瞬間，由于彈簧測(cè)力計(jì)兩端都有物體，而物體的位移不能發(fā)生突變，所以彈簧的長(zhǎng)度在撤去f2的瞬間沒(méi)有變化，彈簧上的彈力不變，故c項(xiàng)正確；若突然撤去f1，物體m1所受的合外力方向向左，而沒(méi)有撤去f1時(shí)合外力方向向右，所以m1的加速度發(fā)生變化，故d項(xiàng)錯(cuò)誤5在動(dòng)摩擦因數(shù)0.2的水平面上有一個(gè)質(zhì)量為m2 kg的小球，小球與水平輕彈簧及與豎直方向成45角的不可伸長(zhǎng)的輕繩一端相連，如圖3所示，此時(shí)小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，且水平面對(duì)小球的彈力恰好為零當(dāng)剪斷輕繩的瞬間，取g10 m/s2，以下說(shuō) 圖3法正確的是 ()a此時(shí)輕彈簧的彈力大小為20 nb小球的加速度大小為8 m/s2，方向向左c若剪斷彈簧，則剪斷的瞬間小球的加速度大小為10 m/s2，方向向右d若剪斷彈簧，則剪斷的瞬間小球的加速度為0答案abd解析因?yàn)槲醇魯噍p繩時(shí)水平面對(duì)小球的彈力為零，小球在繩沒(méi)有斷時(shí)受到重力、輕繩的拉力ft和彈簧的彈力f作用而處于平衡狀態(tài)依據(jù)平衡條件得：豎直方向有ftcos mg水平方向有ftsin f解得輕彈簧的彈力為fmgtan 20 n，故選項(xiàng)a正確剪斷輕繩后小球在豎直方向仍平衡，水平面對(duì)它的支持力與小球所受重力平衡，即fnmg；由牛頓第二定律得小球的加速度為a m/s28 m/s2，方向向左，選項(xiàng)b正確當(dāng)剪斷彈簧的瞬間，小球立即受水平面支持力和重力作用，且二力平衡，加速度為0，選項(xiàng)c錯(cuò)誤，d正確6如圖4所示，a、b兩小球分別連在彈簧兩端，b端用細(xì)線固定在傾角為30的光滑斜面上，若不計(jì)彈簧質(zhì)量，在線被剪斷瞬間，a、b兩球的加速度分別為 ()a都等于 b.和0 圖4c.和0 d0和答案d解析當(dāng)線剪斷的瞬間，彈簧的伸長(zhǎng)狀態(tài)不變，a受合外力還是0，a的加速度仍為0，對(duì)b進(jìn)行受力分析：線剪斷前：f線mbgsin f彈f彈magsin .線剪斷瞬間：b受合外力為f合mbgsin f彈mbab所以abgsin 選項(xiàng)d正確7.如圖5所示，用細(xì)繩將條形磁鐵a豎直掛起，再將小鐵塊b吸在條形磁鐵a的下端，靜止后將細(xì)繩燒斷，a、b同時(shí)下落，不計(jì)空氣阻力則下落過(guò)程中 ()a小鐵塊b的加速度為零b小鐵塊b只受一個(gè)力的作用 圖5c小鐵塊b可能只受二個(gè)力的作用d小鐵塊b共受三個(gè)力的作用答案d題組3整體法和隔離法與牛頓第二定律的應(yīng)用8.如圖6所示，質(zhì)量分別為m1、m2的兩個(gè)物體通過(guò)輕彈簧連接，在力f的作用下一起沿水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)(m1在光滑地面上，m2在空中)已知力f與水平方向的夾角為.則m1的加速度大小為 ()a. b.c. d. 圖6答案a解析把m1、m2看做一個(gè)整體，在水平方向上加速度相同，由牛頓第二定律可得：fcos (m1m2)a，所以a，選項(xiàng)a正確9車(chē)廂里懸掛著兩個(gè)質(zhì)量不同的小球，上面的球比下面的球質(zhì)量大，當(dāng)車(chē)廂向右做勻加速運(yùn)動(dòng)(空氣阻力不計(jì))時(shí)，下列各圖中正確的是 ()答案b題組4兩類(lèi)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的分析和計(jì)算10(2010山東理綜16)如圖7所示，物體沿斜面由靜止滑下，在水平面上滑行一段距離后停止，物體與斜面和水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，斜面與水平面平滑連接下列圖象中v、a、f和s分別表示物體速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程，其中正確的是 () 圖7答案c解析物體在斜面上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，摩擦力f1mgcos 加速度a1g(sin cos )，速度v1a1t1路程s1a1t，由此可知a、b、d均錯(cuò)誤；在水平面上物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，摩擦力f2mg，加速度a2g，速度v2v1a2t2a1t1a2t2，所以c正確11.如圖8(a)所示，一輕質(zhì)彈簧的下端固定在水平面上，上端放置一物體(物體與彈簧不連接)，初始時(shí)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)用豎直向上的拉力f作用在物體上，使物體開(kāi)始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，拉力f與物體位移x之間的關(guān)系如圖(b)所示(g10 m/s2)，則下列結(jié)論正確的是 ()a物體與彈簧分離時(shí)，彈簧處于壓縮狀態(tài) 圖8b彈簧的勁度系數(shù)為7.5 n/cmc物體的質(zhì)量為3 kgd物體的加速度大小為5 m/s2答案d解析設(shè)物體的質(zhì)量為m，靜止時(shí)彈簧的壓縮量為x，由牛頓第二定律可得kxmg現(xiàn)用豎直向上的拉力f作用在物體上，使物體開(kāi)始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)拉力f與物體位移x的關(guān)系可得10ma30mgma聯(lián)立可以解得，物體的質(zhì)量m2 kg，物體的加速度a5 m/s2，k500 n/m，故只有d正確12一個(gè)物塊置于粗糙的水平地面上，受到的水平拉力f隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖9(a)所示，速度v隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖(b)所示取g10 m/s2，求： (a) (b)圖9(1)1 s末物塊所受摩擦力的大小ff1；(2)物塊在前6 s內(nèi)的位移大小x；(3)物塊與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù).答案(1)4