課時(shí)規(guī)范練8　牛頓第二定律的應(yīng)用

課時(shí)規(guī)范練8牛頓第二定律的應(yīng)用基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練1.（物體受力分析）（2021北京昌平模擬）用卡車運(yùn)輸質(zhì)量為m的勻質(zhì)圓筒狀工件，為使工件保持穩(wěn)定，將其置于木板A、B之間，如下圖。兩木板固定在車上，且板間距離剛好等于工件的外部直徑。當(dāng)卡車沿平直公路以加速度。勻加速行駛時(shí)，工件對(duì)木板A、B壓力的大小分別為Q、6,那么（）ABA.Fi=ma,F2=0C.Q=0,3=02.B.Fi=0,F2=ma（超重失重問題）（2021河北雞澤一中模擬）如下圖，垂直電梯有一個(gè)“轎廂”和一個(gè)“對(duì)重”通過曳引繩（鋼絲繩）將它們連接起來，曳引繩通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)的曳引帶動(dòng)使電梯"轎廂”和“對(duì)重”在電梯內(nèi)導(dǎo)軌上做上下運(yùn)動(dòng)。某次“轎廂”向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，那么（）A.“轎廂”處于超重狀態(tài)B.“對(duì)重”處于失重狀態(tài)C.“對(duì)重”向下做勻加速運(yùn)動(dòng)D.曳引繩受到的拉力大小比”轎廂”重力小3.（多項(xiàng)選擇）（動(dòng)力學(xué)兩類基本問題）（2021山東德州質(zhì)檢）如圖甲所示，直角三角形斜劈固定在水平面上。時(shí),一物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從底端a以初速度ri沿斜面ab向上運(yùn)動(dòng)，到達(dá)頂點(diǎn)b時(shí)速率恰好為零，之后沿斜面反下滑至底端c。假設(shè)物塊與斜面劭、兒間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，物塊在兩斜面上運(yùn)動(dòng)的速率u隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示,力、以、小女、g，那么以下物理量可求的是（）A.斜面ab的傾角0B.物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃C.物塊的質(zhì)量加D.斜面be的長(zhǎng)度L（超重和失重）（2021湖南高三月考）2020年12月17日凌晨，嫦娥五號(hào)返回器攜帶月球樣品在內(nèi)蒙古成功著陸，我國(guó)首次地外天體采樣返回任務(wù)圓滿完成。將嫦娥五號(hào)著陸的最后階段看作直線運(yùn)動(dòng)，其位移x與時(shí)間/的關(guān)系圖像如下圖，嫦娥五號(hào)返回器運(yùn)動(dòng)速度大小用u表示，那么關(guān)于。到亥時(shí)間內(nèi)下列說法正確的選項(xiàng)是A）增大，月球樣品處于失重狀態(tài)B.v增大，月球樣品處于超重狀態(tài)C.v減小，月球樣品處于失重狀態(tài)D.v減小，月球樣品處于超重狀態(tài)5.（動(dòng)力學(xué)兩類基本問題）右圖是汽車運(yùn)送圓柱形工件的示意圖，圖中P、Q、N是固定在車體上的壓力傳感器，假設(shè)圓柱形工件外表光滑，汽車靜止不動(dòng)時(shí)Q傳感器示數(shù)為零,P、N傳感器示數(shù)不為零。在汽車向左勻加速啟動(dòng)過程中,P傳感器示數(shù)為零時(shí),Q、N傳感器示數(shù)不為零。sin15o=0.26,cos15°=0.97,tan15。=0.27由取10m/s1那么汽車向左勻加速啟動(dòng)的加速度可能為（）A.A.3m/sA.3m/sC.1.5m/sB.2.7m/s2D.lm/s2（牛頓第二定律的圖像問題）（2021湖南武岡第二中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）一輛汽車在平直公路上由靜止啟動(dòng)，加速一段位移后，因故障關(guān)閉油門直至汽車停止。汽車運(yùn)動(dòng)過程中的加速度。隨位移x變化的圖像如圖所示，汽車運(yùn)動(dòng)過程中受到的摩擦阻力恒定不變，那么A.3m/sC.1.5m/sB.2.7m/s2D.lm/s2A.0與的關(guān)系為612=1.5（21B.汽車整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的平均速度大小為年C.汽車加速過程的牽引力是摩擦阻力的2倍D.汽車加速過程和減速過程所用時(shí)間相等.（動(dòng)力學(xué)兩類基本問題）處于豎直平面內(nèi)的某圓周的兩條直徑A3、間的夾角為60。,其中直徑水平,與CO是光滑的細(xì)桿。從A點(diǎn)和。點(diǎn)分別靜止釋放兩小球，從A、。點(diǎn)下落到。點(diǎn)的時(shí)間分別是小亥，那么人；亥等于（）A.lZ1A.lZ1C.V3：V2A.lZ1C.V3：V2B.3A.lZ1C.V3：V2B.3/2D.V2：V3.（多項(xiàng)選擇）如下圖，穿在水平直桿上質(zhì)量為力的小球開始時(shí)靜止?，F(xiàn)對(duì)小球沿桿方向施加恒力凡）,垂直于桿方向施加豎直向上的力E且尸的大小始終與小球的速度成正比，即尸二五（圖中未標(biāo)出）。小球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃，小球運(yùn)動(dòng)過程中未從桿上脫落，球上小孔直徑略大于直桿直徑，且Fo>/^mgo以下說法正確的選項(xiàng)是A.小球先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，后做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)直到靜止B.小球先做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)，后做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),直到最后做勻速運(yùn)動(dòng)C小球的最大加速度為區(qū)mD.小球最大速度為小警0Vq一質(zhì)量為m的鋁球用細(xì)線懸掛靜止在足夠深的油槽中（如圖甲所示），某時(shí)刻剪斷細(xì)線,鋁球開始在油槽中下沉，通過傳感器得到鋁球的加速度隨下沉速度變化的圖像如圖乙所示，重力加速度為g,下列說法正確的選項(xiàng)是（）A.鋁球剛開始運(yùn)動(dòng)的加速度ao=gB.鋁球下沉的速度將會(huì)一直增大C鋁球下沉過程受到油的阻力用二詠%

D.鋁球下沉過程機(jī)械能的減少量等于克服油的阻力所做的功10.如圖甲所示，質(zhì)量機(jī)=1kg的物塊在平行于斜面向上的拉力廠的作用下從靜止開始沿斜面向上運(yùn)動(dòng)J=0.5s時(shí)撤去拉力，利用速度傳感器得到其速度隨時(shí)間的變化關(guān)系圖像”“圖像)如圖乙所示,g取10m*,求：甲乙(1)2s內(nèi)物塊的位移大小x和通過的路程L;(2)沿斜面向上運(yùn)動(dòng)兩個(gè)階段加速度大小0、和拉力產(chǎn)的大小。1L送餐服務(wù)是機(jī)器人應(yīng)用的一個(gè)領(lǐng)域，只要設(shè)置好路線、安放好餐盤，機(jī)器人就會(huì)穩(wěn)穩(wěn)地舉著托盤，到達(dá)指定的位置送餐。假設(shè)某一配餐點(diǎn)和目標(biāo)位置在相距x=43m的直線通道上，機(jī)器人送餐時(shí)從靜止開始啟動(dòng)，加速過程的加速度大小0=2m/s1速度到達(dá)-2m/s后勻速運(yùn)動(dòng)，之后適時(shí)勻減速,恰好把食物平穩(wěn)送到目標(biāo)位置,整個(gè)送餐用時(shí)1=23so假設(shè)載物平臺(tái)呈水平狀態(tài),食物的總質(zhì)量m=2kg,食物與平臺(tái)無相對(duì)滑動(dòng),g取lOm/s2,求：⑴機(jī)器人加速過程位移的大小X1；⑵勻速運(yùn)動(dòng)持續(xù)的時(shí)間Zo；⑶減速過程中平臺(tái)對(duì)食物的平均作用力尸的大小。12.z/z/IZ77如圖甲所示，光滑平臺(tái)右側(cè)與一長(zhǎng)為￡=2.5m的水平木板相接，木板固定在地面上，有一小滑塊以初速度vo=5m/s滑上木板，恰好滑到木板右端靜止?，F(xiàn)讓木板右端抬高，如圖乙所示，使木板與水平地面的夾角9=37。,讓滑塊以相同的初速度滑上木板,不計(jì)滑塊滑上木板時(shí)的能量損失,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37。=0.8,求:⑴滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃；⑵滑塊從滑上傾斜木板到滑回木板底端所用的時(shí)間人參考答案課時(shí)規(guī)范練8牛頓第二定律的應(yīng)用.A解析對(duì)工件受力分析知，當(dāng)車勻加速行駛時(shí)，工件會(huì)擠壓A,不擠壓B,故尸2=0,由牛頓第二定律得Fi=m。，故A正確。.D解析當(dāng)“轎廂”向上做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度向下，處于失重狀態(tài)，它受到曳引繩的拉力小于它的重力，由牛頓第三定律得，曳引繩受到的拉力大小小于“轎廂”的重力，此時(shí)“對(duì)重”向下做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度向上，處于超重狀態(tài)，所以D正確。.ABD解析設(shè)物塊上滑與下滑的加速度大小分別為和①,由丫“圖像的斜率等于加速度，得。1=魯,。2=7^~；物塊上滑時(shí),根據(jù)牛頓第二定律有Wgsin3+]Limgcos。=加。1,物塊下滑時(shí),根據(jù)牛頓第二定律有加gsin（90。-。）-“加gcos（90。-。）刁%〃2,聯(lián)立以上四式，由數(shù)學(xué)知識(shí)可求得斜面而的傾角。和物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃，但不能求出物塊的質(zhì)量也故選項(xiàng)A、B正確,C錯(cuò)誤;斜面be的長(zhǎng)度為乙=吟包,可以求出，選項(xiàng)D正確。.D解析位移x與時(shí)間/的關(guān)系圖像的斜率表示速度，九到熱時(shí)間內(nèi)圖像的斜率逐漸減小，那么嫦娥五號(hào)返回器運(yùn)動(dòng)速度大小U減小，嫦娥五號(hào)返回器向下減速運(yùn)動(dòng)，月球樣品也向下減速運(yùn)動(dòng)，故加速度向上，所以月球樣品處于超重狀態(tài)。應(yīng)選D。.A解析汽車向左勻加速啟動(dòng)過程中,P傳感器示數(shù)為零而Q、N傳感器示數(shù)不為零,受力分析如下圖豎直方向有FQ+mg=FNCOS15°水平方向有Asin\50-ma聯(lián)立解得.="+7ngtan15°=—xO.27+2.7m/s2>2.7m/s2,故A選項(xiàng)正確。mm6.B解析由圖像可知，汽車加速通過位移x,那么減速通過位移為Ax=l.5x-x=0.5x,過程中加速度大小分別為⑶、。2,且大小不變，因此這兩段位移對(duì)應(yīng)的過程汽車分別做勻加速直線運(yùn)動(dòng)和勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速運(yùn)動(dòng)的初速度和減速運(yùn)動(dòng)的末速度均為零，設(shè)最大速度為Umax,有Umax2=2〃lX=2〃2Ax,解得。2=2防，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;汽車的最大速度Umax=J2a6=后底=風(fēng)元汽車的平均速度方=竽=苧=苧，選項(xiàng)B正確;根據(jù)牛頓第二定律，加速過程有尸-Ff=%20,減速過程有Ff=H2Q2,因?yàn)椤?=2〃1,所以歹二楙Ff,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;設(shè)汽車加速運(yùn)動(dòng)和減速運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間分別為力、⑵那么Vmax=Q"1=02/2=2。"2,解得九二2/2,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7.C解析由幾何關(guān)系得AD與水平面的夾角為30。,設(shè)圓周的半徑為民那么有X4o=2/?cos30。二百氏根據(jù)牛頓第二定律得,小球在AO上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為。產(chǎn)gsin30。=會(huì),根據(jù)乙用/尸/七/,可得力=J由幾何關(guān)系得了cn=2R,小球在CZ)上運(yùn)動(dòng)的加速度大小Q2=gsin60。=苧g,根據(jù)2t2之,可得r2=Aj~p=那么有,=強(qiáng),故A、B、D錯(cuò)誤,C正確。8.BCD解析小球在汽作用下向右做加速運(yùn)動(dòng)，隨著速度的增加，向上的力尸越來越大，導(dǎo)致桿對(duì)小球的彈力越來越小，摩擦力越來越小，加速度越來越大，當(dāng)F=mg時(shí)，彈力減小到零，摩擦力減小到零，此時(shí)加速度到達(dá)最大值，最大加速度。=今,選項(xiàng)C正確;接下來廠〉機(jī)g,桿對(duì)小球的彈力向下,隨速度的增加下越來越大，桿對(duì)小球的彈力越來越大，摩擦力越來越大，加速度越來越小，當(dāng)摩擦力增大到與拉力汽相等時(shí),小球勻速運(yùn)動(dòng)，因此小球的加速度先增大后減小，最后勻速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;最大速度時(shí)，尺=〃(r加8),尸二左匕可求得最大速度』尸。+廣叫選項(xiàng)d正確。.C解析剛開始釋放時(shí),鋁球受到豎直向下的重力和豎直向上的浮力作用，即zng-產(chǎn)渾F速〃()二—■￡招-U〈g,A錯(cuò)誤;由題圖乙可知鋁球做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，速度越來越大，當(dāng)a=0時(shí)，鋁球下沉的速度到達(dá)最大，之后勻速運(yùn)動(dòng),B錯(cuò)誤;剛開始釋放時(shí)有mg-F洛=m〃0,鋁球下沉過程中受重力、阻力、浮力,由牛頓第二定律可得浮-Ff=AHZ2，由Q-V圖像可知，=制^^,由以上各式解得鋁球與油的阻力H=甯,C正確;鋁球下沉過程機(jī)械能的減少量等于克服油的阻力和浮力所做的功，故D錯(cuò)誤。.答案(l)0.5m1.5m(2)4m/s24m/s28N解析(1)由題圖乙易得，物塊上升的位移xi=-x2xlm=lm物塊下滑的距離%2=-xlxlm=0.5m位移大小x=xi-X2=lm-0.5m=0.5m路程L-x\+xi-\m+0.5m=L5mo(2)由題圖乙知,各階段加速度a\--m/s2=4m/s2m/s2=4m/s2設(shè)斜面傾角為仇斜面對(duì)物塊的摩擦力為Ff,根據(jù)牛頓第二定律，。?0.5s內(nèi)F-Ff-mgsinO=ma\0.5-1s內(nèi)Ff+mgsin0=mai聯(lián)立解得尸=8N。11.答案(1)1m(2)20s(3)27101N2解析⑴加速過程位移》二六解得xi=1mo(2)設(shè)機(jī)器人減速時(shí)的加速度為02,那么由題可知h=-aix=x\+vto+--2a2Vt-t\+t0+—解得m=20s,〃2=lm/s2o(3)平臺(tái)對(duì)食物豎直方向的支持力F^=mg水平方向的摩擦力Ft=ma2故平臺(tái)對(duì)食物的作用力大小F=J(mg)2+(ma2)2代入數(shù)據(jù)解得F=2V101No12.答案⑴0.5⑵竽s解析(1)設(shè)滑塊質(zhì)量為打木板水平時(shí)滑塊加速度大小為那