高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)分層集訓(xùn)牛頓第二定律兩類動(dòng)力學(xué)問題新人教

1、課時(shí)分層集訓(xùn)(八)牛頓第二定律兩類動(dòng)力學(xué)問題(限時(shí)：40分鐘) 基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練牛頓第二定律的理解1(2018武漢模擬)如圖3211所示，老鷹沿虛線MN斜向下減速俯沖的過程中，空氣對(duì)老鷹的作用力可能是圖中的( ) 圖3211AF1 BF2CF3 DF4B老鷹沿虛線由M到N做減速運(yùn)動(dòng)，合外力與初速度的方向相反，由受力分析可知，空氣的阻力與重力的合力方向與MN反向，因此空氣對(duì)老鷹的作用力可能是題圖中的F2，B正確2(多選)如圖3212所示，一木箱在斜向下的推力F作用下以加速度a在粗糙水平地面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)現(xiàn)將推力F的大小增大到3F，方向不變，則木箱做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度可能為( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：84

2、370119】圖3212A2a B3aC4a D5aCD對(duì)木箱受力分析如圖所示，根據(jù)牛頓第二定律可知水平方向：Fcos fma，根據(jù)平衡條件可知豎直方向：Fsin mgN0，其中fN，解得ag；若F變?yōu)?倍，加速度增加大于2倍，故C、D正確，A、B錯(cuò)誤牛頓第二定律的瞬時(shí)性3(多選)(2018天水一模)如圖3213所示，在動(dòng)摩擦因數(shù)02的水平面上有一個(gè)質(zhì)量m1 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，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在剪斷輕繩的瞬間(g取10 m/s2)，下列說法中正確的是( ) 圖3213A小球受力個(gè)數(shù)不變B小球立即向左運(yùn)動(dòng)，

3、且a8 m/s2C小球立即向左運(yùn)動(dòng)，且a10 m/s2D若剪斷的是彈簧，則剪斷瞬間小球加速度為零BD在剪斷輕繩前，小球受重力、繩子的拉力以及彈簧的彈力處于平衡，根據(jù)共點(diǎn)力平衡得，彈簧的彈力：Fmg tan 45101 N10 N，剪斷輕繩的瞬間，彈簧的彈力仍然為10 N，小球此時(shí)受重力、支持力、彈簧彈力和摩擦力四個(gè)力作用小球的受力個(gè)數(shù)發(fā)生改變，故A錯(cuò)誤；小球所受的最大靜摩擦力為：Ffmg0210 N2 N，根據(jù)牛頓第二定律得小球的加速度為：a m/s28 m/s2，合力方向向左，所以向左運(yùn)動(dòng)，故B正確，C錯(cuò)誤；剪斷彈簧的瞬間，輕繩對(duì)小球的拉力瞬間為零，此時(shí)小球所受的合力為零，則小球的加速度為零

4、，故D正確4(2018邯鄲模擬)如圖3214所示，傾角為的光滑斜面的頂端固定一立柱O，斜面上有A、B、C、D四個(gè)相同的小球，其中O、A間和B、C間是輕質(zhì)細(xì)繩，A、B間和C、D間是輕質(zhì)彈簧，重力加速度為g則( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：84370120】圖3214A只剪斷O、A間細(xì)繩的瞬間，A、B的加速度均為零B只剪斷O、A間細(xì)繩的瞬間，C的加速度為2gsin ，D的加速度為零C只剪斷B、C間細(xì)繩的瞬間，C、D的加速度均為零D只剪斷B、C間細(xì)繩的瞬間，C的加速度為2gsin ，D的加速度為零D設(shè)小球的質(zhì)量為m，一開始A、B間彈簧上的彈力大小為3mgsin ，C、D間彈簧彈力為mgsin ，只剪斷O、A間細(xì)繩

5、瞬間，A、B間彈簧上的彈力沒變，由牛頓第二定律得mgsin 3mgsin ma，A的加速度為4gsin ，B、C、D的加速度為零，A、B錯(cuò)誤；只剪斷B、C間細(xì)繩瞬間，對(duì)于C，由牛頓第二定律得mgsin mgsin ma，a2gsin ，D的加速度為零，C錯(cuò)誤，D正確5如圖3215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( ) 圖3215Aa10，a2gBa1g，a2gCa10，a2gDa1g，a2gC木板抽出前

6、，選木塊1為研究對(duì)象，由平衡條件知彈簧彈力F彈mg；木板突然抽出瞬間，彈簧彈力可認(rèn)為保持不變，所以木塊1受力仍平衡，故a10對(duì)木塊2而言，木板抽出瞬間受到的合力FMgF彈Mgmg，所以加速度a2g選C動(dòng)力學(xué)兩類基本問題6趣味運(yùn)動(dòng)會(huì)上運(yùn)動(dòng)員手持網(wǎng)球拍托球沿水平面勻加速跑，設(shè)球拍和球質(zhì)量分別為M、m，球拍平面和水平面之間夾角為，球拍與球保持相對(duì)靜止，它們間摩擦力及空氣阻力不計(jì)，則( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：84370121】圖3216A運(yùn)動(dòng)員的加速度為gtan B球拍對(duì)球的作用力為mgC運(yùn)動(dòng)員對(duì)球拍的作用力為(Mm)gcos D若加速度大于gsin ，球一定沿球拍向上運(yùn)動(dòng)A網(wǎng)球受力如圖甲所示，根據(jù)牛頓第二定

7、律得FN sin ma，又FNcos mg，解得agtan ，F(xiàn)N，故A正確，B錯(cuò)誤；以球拍和球整體為研究對(duì)象，受力如圖乙所示，根據(jù)平衡，運(yùn)動(dòng)員對(duì)球拍的作用力為F，故C錯(cuò)誤；當(dāng)agtan 時(shí)，網(wǎng)球才向上運(yùn)動(dòng)，由于gsin gtan ，故球不一定沿球拍向上運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤7(多選)一輛小車靜止在水平地面上，bc是固定在車上的一根水平桿，物塊A穿在桿上，通過細(xì)線懸吊著小物體B，B在小車的水平底板上，小車未動(dòng)時(shí)細(xì)線恰好在豎直方向上現(xiàn)使小車如圖3217分四次分別以加速度a1、a2、a3、a4向右勻加速運(yùn)動(dòng)，四種情況下A、B均與車保持相對(duì)靜止，且(1)和(2)中細(xì)線仍處于豎直方向已知a1a2a3a4124

8、8，A受到的摩擦力大小依次為f1、f2、f3、f4，則下列判斷正確的是( ) 圖3217Af1f212 Bf1f223Cf3f412 Dtan 2tan ACD設(shè)A、B的質(zhì)量分別為M、m，則由題圖知，(1)和(2)中A在水平方向只受摩擦力作用，根據(jù)牛頓第二定律f1Ma1，f2Ma2，所以f1f212，故A正確，B錯(cuò)誤；(3)和(4)中，以A、B整體為研究對(duì)象，受力分析如圖所示，則f3(Mm)a3，f4(Mm)a4，可得f3f412，所以C正確；以B為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律可得mgtan ma3，mgtan ma4，聯(lián)立可得tan 2tan ，故D正確8如圖3218所示，ad、bd、cd是豎

9、直面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿，a、b、c、d位于同一圓周上，a點(diǎn)為圓周的最高點(diǎn)，d點(diǎn)為圓周的最低點(diǎn)每根桿上都套著一個(gè)小滑環(huán)(圖中未畫出)，三個(gè)滑環(huán)A、B、C分別從a、b、c處由靜止開始釋放，用t1、t2、t3依次表示滑環(huán)A、B、C到達(dá)d點(diǎn)所用的時(shí)間，則( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：84370122】圖3218At1t2t2t3Ct3t1t2 Dt1t2t3D如圖所示，滑環(huán)在下滑過程中受到重力mg和桿的支持力N作用設(shè)桿與水平方向的夾角為，根據(jù)牛頓第二定律有mgsin ma，得加速度大小agsin 設(shè)圓周的直徑為D，則滑環(huán)沿桿滑到d點(diǎn)的位移大小sDsin ，sat2，解得t，可見，滑環(huán)滑到d點(diǎn)的時(shí)間t與桿的傾角無

10、關(guān)，即三個(gè)滑環(huán)滑行到d點(diǎn)所用的時(shí)間相等，選項(xiàng)D正確圖如圖甲所示為學(xué)校操場(chǎng)上一質(zhì)量不計(jì)的豎直滑桿，滑桿上端固定，下端懸空為了研究學(xué)生沿桿的下滑情況，在桿頂部裝有一拉力傳感器，可顯示桿頂端所受拉力的大小現(xiàn)有一質(zhì)量m50 kg的學(xué)生(可視為質(zhì)點(diǎn))從頂端由靜止開始滑下，5 s末滑到桿底時(shí)的速度恰好為零以學(xué)生開始下滑時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，傳感器顯示的拉力隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示(g取10 m/s2)求：(1)該學(xué)生下滑過程中的最大速率；(2)滑桿的長(zhǎng)度解析(1)根據(jù)圖象可知在01 s內(nèi)，人向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，人對(duì)滑桿的作用力為380 N，方向豎直向下，所以滑桿對(duì)人的作用力F1的大小為380 N，方向豎直向上以

11、人為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律有mgF1ma1，解得a124 m/s2,1 s末人的速度最大，為vma1t124 m/s(2)滑桿的長(zhǎng)度等于人在滑桿上做加速運(yùn)動(dòng)和減速運(yùn)動(dòng)通過的位移之和加速運(yùn)動(dòng)的位移x1t11 m12 m減速運(yùn)動(dòng)的位移x2t24 m48 m滑桿的總長(zhǎng)度Lx1x212 m48 m60 m答案(1)24 m/s(2)60 m傳送帶模型問題9如圖3219所示，水平傳送帶A、B兩端相距s35 m，工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)01工件滑上A端的瞬時(shí)速度vA4 m/s，到達(dá)B端的瞬時(shí)速度設(shè)為vB，則下列說法不正確的是( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：84370123】圖3219A若傳送帶不動(dòng)，則vB3 m/

12、sB若傳送帶以速度v4 m/s逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則vB3 m/sC若傳送帶以速度v2 m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則vB3 m/sD若傳送帶以速度v2 m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則vB2 m/sD由牛頓第二定律可知，工件在傳送帶上運(yùn)動(dòng)，摩擦力產(chǎn)生的加速度ag1 m/s2，傳送帶不動(dòng)或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，工件始終受摩擦力作用，有vv2gs，解得vB3 m/s，選項(xiàng)A、B正確；若傳送帶以速度v2 m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則工件在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的速度始終大于傳送帶的速度，工件受到的摩擦力方向始終向左且大小不變，即工件的加速度不變，綜上所述vB3 m/s，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤10(2018湖北“八?！甭?lián)考)如圖3220所示，

13、與水平面成30的傳送帶正以v3 m/s的速度勻速運(yùn)行，A、B兩端相距l(xiāng)135 m現(xiàn)每隔1 s把質(zhì)量m1 kg的工件(視為質(zhì)點(diǎn))輕放在傳送帶上，工件在傳送帶的帶動(dòng)下向上運(yùn)動(dòng)，工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)，取g10 m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字求：圖3220(1)相鄰工件間的最小距離和最大距離；(2)滿載與空載相比，傳送帶需要增加多大的牽引力？解析(1)設(shè)工件在傳送帶上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為a，則mgcos mgsin ma代入數(shù)據(jù)解得a10 m/s2剛放上一個(gè)工件時(shí)，該工件離前一個(gè)工件的距離最小，且最小距離dminat2解得dmin050 m當(dāng)工件勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)兩相鄰工件相距最遠(yuǎn)，則dmaxvt30

14、m(2)由于工件加速時(shí)間為t130 s，因此傳送帶上總有三個(gè)(n13)工件正在加速，故所有做加速運(yùn)動(dòng)的工件對(duì)傳送帶的總滑動(dòng)摩擦力f13mgcos 在滑動(dòng)摩擦力作用下工件移動(dòng)的位移 x45 m傳送帶上勻速運(yùn)動(dòng)的工件數(shù)n23當(dāng)工件與傳送帶相對(duì)靜止后，每個(gè)工件受到的靜摩擦力f0mgsin ，所有做勻速運(yùn)動(dòng)的工件對(duì)傳送帶的總靜摩擦力f2n2f0與空載相比，傳送帶需增大的牽引力Ff1f2聯(lián)立解得F33 N答案(1)050 m30 m(2)33 N如圖所示為糧袋的傳送裝置，已知A、B兩端間的距離為L(zhǎng)，傳送帶與水平方向的夾角為，工作時(shí)運(yùn)行速度為v，糧袋與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，正常工作時(shí)工人在A端將糧袋放到

15、運(yùn)行中的傳送帶上設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，重力加速度大小為g關(guān)于糧袋從A到B的運(yùn)動(dòng)，以下說法正確的是( ) A糧袋到達(dá)B端的速度與v比較，可能大，可能小或也可能相等B糧袋開始運(yùn)動(dòng)的加速度為g(sin cos )，若L足夠大，則以后將以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)C若tan ，則糧袋從A端到B端一定是一直做加速運(yùn)動(dòng)D不論大小如何，糧袋從A到B端一直做勻加速運(yùn)動(dòng)，且加速度agsin A若傳送帶較短，糧袋在傳送帶上可能一直做勻加速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B端時(shí)的速度小于v；tan ，則糧袋先做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度與傳送帶的速度相同后，做勻速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B端時(shí)速度與v相同；若，mgsin mgcos ，滑塊上滑到速度為零

16、后，向下運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；設(shè)滑塊下滑時(shí)的加速度大小為a2，由牛頓第二定律可得mgsin mgcos ma2，解得a22 m/s2，經(jīng)1 s，滑塊下滑的距離x2a2t1 m5 m，滑塊未回到出發(fā)點(diǎn)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因上滑和下滑過程中的加速度不同，故滑塊全程不是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；t3 s時(shí)，滑塊沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)的速度va2(3 s1 s)4 m/s，選項(xiàng)D正確13(2018湖北天門高三一模)有一水平傳送帶以20 m/s的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，水平部分長(zhǎng)20 m，其右端與一傾角為37的光滑斜面平滑相連，斜面長(zhǎng)為04 m，一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊無初速度地放在傳送帶的最左端，已知物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)02，g取10 m/s2，sin 3706圖3223(1)物塊能否到達(dá)斜面頂端？若能則說明理由，若不能則求出物塊上升的最大距離(2)求物塊從出發(fā)到45 s末通過的路程 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：84370125】解析(1)物塊在傳送帶上先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，mgma1，v2a1s1，解得s11m2m