優(yōu)化探究(新課標)2017屆高三物理一輪復習第3章牛頓運動定律第2講牛頓第二定律兩類動力學

1、牛頓第二定律 兩類動力學問題隨堂反饋1.如圖所示，一物塊從某一高度自由落下，落在豎立于地面的輕彈簧上.物塊在A處開始與彈簧接觸，到B處時物塊速度為零，然后被彈回下列說法正確的是（）A.物塊從A處下降到B處的過程中，速率不斷減小B.物塊從B處上升到A處的過程中，速率不斷增大C.物塊在 B 處時，所受合力為零D.物塊從A處下降到B處的過程中速率先增大，后減小解析：物塊在A處與彈簧接觸后，剛開始一段時間內(nèi)彈簧對物塊的支持力比重力小，物塊所受的合力方向豎直向下， 物塊豎直向下做加速運動，速度不斷增大，選項A 錯誤；隨著物塊向下運動，合力減小，加速度減小，當加速度為零時，速度最大；之后物塊繼續(xù)壓縮彈簧，

2、 合力方向改為豎直向上，與速度方向相反，物塊豎直向下做減速運動，到B處時速度為零，選項 D 正確；物塊在B處時，所受合力最大，選項 C 錯誤；物塊從A處下降到B處與從B處上升到A處互為逆運動，即物塊從B處上升到A處的過程中速率先增大，后減小，選項 B 錯誤.答案：D2.（2016 泉州五校聯(lián)考）如圖所示，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，小球恰好處于靜止狀態(tài).當木板AB突然向下撤離的瞬間，小球的加速度大小為（）A. 0C. g解析：開始小球處于平衡狀態(tài)，受重力mg支持力FN、彈簧拉力F三個力作用，受力分析如圖所示，由平衡條件可得FN=mgcos 30 +Fsin

3、 30 ,Fcos 30 =mgsin 30 ，解得FN=學mg重力mg彈簧拉力F的合力的大小等于支持力FN,當木板AB突然向下撤離的瞬間，小球受力不再平衡，此時的合力與FN等大反向，由牛頓第二定律得此時小球的加速2度大小為g,B正確.3答案：B3.乘坐“空中纜車”飽覽大自然的美景是旅游者絕妙的選擇若某一纜車沿著坡度為的山坡以加速度a上行，如圖所示.在纜車中放一個與山坡表面平行的斜面，斜面上放一個質(zhì)量為m的小物塊，小物塊相對斜面靜止（設纜車保持豎直狀態(tài)運行）則（）A.小物塊受到的摩擦力方向平行斜面向上B.小物塊受到的摩擦力方向平行斜面向下一 1C.小物塊受到的滑動摩擦力為？mg+ maD.小物

4、塊受到的靜摩擦力為ma解析：小物塊相對斜面靜止，因此小物塊與斜面間的摩擦力是靜摩擦力.纜車以加速度a一 1上行，小物塊的加速度也為a,以物塊為研究對象， 則有Ffmgsin 30=ma Ff=mg ma方向平行斜面向上，故 A 正確，B、C、D 均錯誤.答案：A4.如圖所示，質(zhì)量M= 8 kg 的小車放在光滑的水平平面上，在小車左端加一水平推力F= 8N.當小車向右運動的速度達到1.5 m/s 時，在小車前端輕輕地放上一個大小不計、質(zhì)量為n= 2 kg 的小物塊，小物塊與小車間的動摩擦因數(shù)卩=0.2 ,小車足夠長.求：（g取 10 m/s1 2）1放上小物塊后，小物塊及小車的加速度大小；2經(jīng)多

5、長時間兩者達到相同的速度；從小物塊放在小車上開始，經(jīng)過t = 1.5 s 小物塊通過的位移大小.解析：小物塊的加速度am=卩g= 2 m/s230*4(2)由am=vo+aMt得t= 1 s.12在開始 1 s 內(nèi)小物塊的位移X1= ?amt= 1 m最大速度v=amt= 2 m/s小車的加速度F 口mg aM M0.5 m/s5在接下來的 0.5 s 內(nèi)小物塊與小車相對靜止，一起做勻加速運動且加速度a=0.8 m/s2M+ m這 0.5 s 內(nèi)的位移X2=vti+ qatJ1.1 m通過的總位移x=xi+X2= 2.1 m.答案：(1)2 m/s 0.5 m/s (2)1 s (3)2.1

6、m5.設某一艦載機的質(zhì)量為m= 2.5x104kg，著艦速度為vo= 42 m/s，若僅受空氣阻力和甲板阻力作用，艦載機將在甲板上以a= 0.8 m/s2的加速度做勻減速運動，著艦過程中航母靜止不動.(1)艦載機著艦后，若僅受空氣阻力和甲板阻力作用，航母甲板至少多長才能保證艦載機不 滑到海里？(2)為了艦載機在有限長度的跑道上停下來，甲板上設置了阻攔索讓艦載機減速，同時考慮到艦載機掛索失敗需要復飛的情況，艦載機著艦時不關閉發(fā)動機.如圖所示為艦載機鉤住阻攔索后某一時刻的情景，此時發(fā)動機的推力大小為F= 1.2x105N,減速的加速度 ai = 20 m/s2, 此時阻攔索夾角0= 106,空氣阻

7、力和甲板阻力保持不變求此時阻攔索承受的張力大小.(已知 sin 53 = 0.8 , cos 53 = 0.6)解析：(1)設甲板的長度至少為S。，則由運動學公式得一代入數(shù)據(jù)可得S0= 1 102.5 m.(2)艦載機受力分析如圖所示，其中 由牛頓第二定律得2FTCOS53 +FfF=ma艦載機僅受空氣阻力和甲板阻力時5聯(lián)立可得FT=5X10 N.5答案：(1)1 102.5 m (2)5x10 N課時作業(yè)22,VOVo= 2a0S0,故S0=FT為阻攔索的張力,Ff為空氣和甲板對艦載機的阻力,Ff=ma6、單項選擇題1 在研究勻變速直線運動的實驗中，取計數(shù)時間間隔為0.1 s，測得相鄰相等時

8、間間隔的7位移差的平均值 x= 1.2 cm，若還測出小車的質(zhì)量為500 g，則關于加速度、合力的大小及單位，既正確又符合一般運算要求的是解析：在應用公式進行數(shù)量運算的同時，準確.可以把題中已知量的單位都用國際單位制表示，這樣在統(tǒng)一已知量的單位后，就不必 可.選項 A 中x= 1.2 cm 沒用國際單位制表示，位制表示，答案：B2.放在粗糙水平面上的物塊A、B用輕質(zhì)彈簧測力計相連，如圖所示，兩物塊與水平面間的 動摩擦因數(shù)均為 卩,今對物塊A施加一水平向左的恒力F,使A、B起向左勻加速運動. 設A B的質(zhì)量分別為m M則彈簧測力計的示數(shù)為()MFB.Mrm解析：先以A B整體為研究對象，它們受到

9、豎直向下的重力(磚mg,豎直向上的支持力FN=(M+ mg,水平向左的拉力F,水平向右的摩擦力Ff= FN=U(Mmg.對A B整體受力分析得F-Ff= (M+ma.再以B為研究對象，其受力為豎直向下的重力Mg豎直向上的支持力FN=Mg水平向左的彈簧拉力F,水平向右的摩擦力Ff=卩FN=卩MgF，由牛頓第二定律得FFf=F卩Mg= Ma &= 肓 -9，答案：B3.如圖所示，A、B兩球質(zhì)量相等， 光滑斜面的傾角為 圖乙中A、B兩球用輕質(zhì)桿相連，系統(tǒng)靜止時，擋板 平行，1.222A.a=0Tm/s=120 m/s1.2X1022B.a=20.1m/s=1.2 m/sC.F=500X1.2

10、 N=600 ND.F=0.5X1.2=0.60 N2也要把單位帶進運算帶單位運算時，單位換算要 計算結果的單位就是國際單位制單位，寫出各個量的單位，只在數(shù)字后面寫出正確單位即C 項中的小車質(zhì)量 m= 500 g 沒用國際單D 項中運算過程中沒有加單位，所以只有選項B 正確.Fm-ommA.MFm+ Mm+ M將代入整MFM+ m所以選項 B 正確.0，圖甲中，A、B兩球用輕彈簧相連,C與斜面垂直，輕彈簧、輕桿均與斜面8則在突然撤去擋板的瞬間有A.兩圖中兩球加速度均為gsin09B.兩圖中 A 球的加速度均為零C.圖乙中輕桿的作用力一定不為零D.圖甲中B球的加速度是圖乙中B球加速度的 2 倍解

11、析：撤去擋板前，擋板對B球的彈力大小為 2min0，因彈簧彈力不能突變，而桿的彈力會突變，所以撤去擋板瞬間，圖甲中A球所受合力為零，加速度為零，B球所受合力為 2mcsin0，加速度為 2gsin0;圖乙中桿的彈力突變?yōu)榱?，A B球所受合力均為 mn0，加速度均為gsin0，可知只有 D 對.答案：D4.（2014 高考新課標全國卷I）如圖所示，用橡皮筋將一小球懸掛在小車的架子上，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).現(xiàn)使小車從靜止開始向左加速，加速度從零開始逐漸增大到某一值，然后保持此值，小球穩(wěn)定地偏離豎直方向某一角度（橡皮筋在彈性限度內(nèi)）與穩(wěn)定在豎直位置時相比， 小球的高度（）A. 定升高B. 定降低C. 保

12、持不變D. 升高或降低由橡皮筋的勁度系數(shù)決定解析：本題考查了牛頓第二定律與受力分析.設橡皮筋原長為Io,小球靜止時設橡皮筋伸長xi，由平衡條件有kxi=mg小球距離懸點高度h=Io+xi=Io+乎.加速時，設橡皮筋與水平k方向夾角為0，此時橡皮筋伸長X2,小球在豎直方向上受力平衡，有kx2sin0=mg小球mg距離懸點高度h= （Io+X2）sin0=Iosin0因此小球高度升高了.k答案：A5.如圖所示，質(zhì)量分別為m、m的兩個物體通過輕彈簧連接，在力F的作用下一起沿水平方向做勻加速直線運動（m在光滑地面上，m在空中）.已知力F與水平方向的夾角為0.則m的加速度大小為（）10Feos0m+mF

13、sin D0,故 A 正確，B 錯誤；對A進行受力分析， 沿斜面方向，F(xiàn)N=mgsin0+k（xox），彈簧彈力減小，所以彈力FN也減小且與x是一次函數(shù)，故 C 錯誤，D 正確.答案：AD7質(zhì)量分別為M和m的物塊形狀大小均相同，將它們通過輕繩跨過光滑定滑輪連接，如圖 甲所示，繩子平行于傾角為a的斜面，M恰好能靜止在斜面上，不考慮M m與斜面之間的摩擦若互換兩物塊位置，按圖乙放置，然后釋放M斜面仍保持靜止則下列說法正確的是（）A.輕繩的拉力等于MgB.輕繩的拉力等于mgC.M 運動的加速度大小為D. M運動的加速度大小為(1sina)gM- mMg12解析：互換位置前，M靜止在斜面上，則有 Mn

14、a=mg互換位置后，對M有MFT=Ma13B C、D 對.答案：BC8.（2016 山東師大附中質(zhì)檢）如圖所示，質(zhì)量為m= 1 kg 的物體與水平地面之間的動摩擦因 數(shù)為 0.3，當物體運動的速度為 10 m/s 時，給物體施加一個與速度方向相反的大小為F= 2 N的恒力，在此恒力作用下（g取 10 m/s2）（）-FA. 物體經(jīng) 10 s 速度減為零B. 物體經(jīng) 2 s 速度減為零C. 物體速度減為零后將保持靜止D. 物體速度減為零后將向右運動解析：物體受到向右的滑動摩擦力，F(xiàn)f=卩FN=G= 3 N，根據(jù)牛頓第二定律得a=2 + 322一一一V010_,m/s = 5 m/s，方向向右，物

15、體減速到 0 所需的時間t= = s = 2 s , B 正確，A 錯1a5誤減速到零后，F(xiàn)vFf，物體處于靜止狀態(tài)，不再運動，C 正確，D 錯誤.答案：BC9. （2014 高考江蘇卷）如圖所示，A B兩物塊的質(zhì)量分別為 2m和m靜止疊放在水平地面1上.A B間的動摩擦因數(shù)為 卩，B與地面間的動摩擦因數(shù)為.最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g.現(xiàn)對A施加一水平拉力F,則（）AFL耳A. 當Fv2 卩mg時，A B都相對地面靜止t51B. 當F= 2 卩mg時，A的加速度為 3 卩gC. 當F 3 卩mg時，A相對B滑動1D.無論F為何值，B的加速度不會超過 2 卩g解析： 對A B整體

16、應用牛頓第二定律， 有F-X3mg=3ma對B,在A、B恰好要發(fā)生相 對運動時， X2mg-2 X3mg= ma兩式聯(lián)立解得F= 3 卩mg可見，當F 3 卩mg時，A相33對m有FTmgsina=ma又FT=FT，解得aM- m而g=(1Sina)g, FT=mg故 A 錯,14對B才能滑動，C 對.對A、B整體，地面對B的最大靜摩擦力為-mg故當-mgin0 Ff=maD沿垂直于斜面方向：FN=mgpos0 又有Ff=卩FN由得物塊從靜止開始沿斜面做勻加速運動,x=*at2=1X2.4X52m=30 m.5 s 末的速度v=at= 12 m/s.答案：30 m 12 m/s11.質(zhì)量為M長

17、為 3L的桿水平放置，桿兩端A B系著長為 3L的不可伸長且光滑的柔軟 輕繩，繩上套著一質(zhì)量為m的小鐵環(huán).已知重力加速度為g,不計空氣影響.解析：如圖，對物塊受力分析，建立直角坐標系，把重力mg沿平行于斜面和垂直于斜面的方向分解.Fmgina=0 卩呼”0= 2.4 m/sm5 s 內(nèi)的位移16(1)現(xiàn)讓桿和環(huán)均靜止懸掛在空中，如圖甲所示，求繩中拉力的大小;(2)若桿與環(huán)保持相對靜止，在空中沿AB方向水平向右做勻加速直線運動，此時環(huán)恰好懸于L17A端的正下方，如圖乙所示.1求此狀態(tài)下桿的加速度大小a;2為保持這種狀態(tài)，需在桿上施加一個多大的外力，方向如何?解析：(1)如圖甲所示，設平衡時繩中拉

18、力為FT,有2FTCOS0 mg=0由圖知COS(2)此時，對小鐵環(huán)受力分析如圖乙所示，有FTsin0=mOFT+FTCOS0 mg=01由圖知COS0= 2 代入式解得a=fg如圖丙所示，設外力F與水平方向成a角，將桿和小鐵環(huán)當成一個整體，有FCOSa =(M+ n)aFsina (M+n)g=0由式解得12.如圖所示，可看成質(zhì)點的小物塊放在長木板正中間，已知長木板質(zhì)量M= 4 kg，長度L=2 m，小物塊質(zhì)量 m= 1 kg，長木板置于光滑水平地面上，兩物體皆靜止.現(xiàn)在用一大小 為F的水平恒力作用于小物塊上，發(fā)現(xiàn)只有當F超過 2.5 N 時，才能讓兩物體間產(chǎn)生相對滑動.設兩物體間的最大靜摩擦力大小等于滑動摩擦力大小，重力加速度g取 10 m/s2,試求：2.33 (Mn)g, tana =：3(或a =60).答案：mg(2)(M+ n)g與水平方向成 60角由式解得418亠“=二毀(1) 小物塊和長木板間的動摩擦因數(shù)；(2) 若一開始力F就作用在長木板上，且F= 12 N,則小物塊經(jīng)過多長時間從長木板上掉下？解析：(1)設兩物體間的最大靜摩擦力為Ff，當F= 2.5 N