第2講牛頓第二定律的實驗及基本應(yīng)用練解析版2022年高考一輪復(fù)習(xí)講練測新高考江蘇

第2講牛頓第二定律的實驗及基本應(yīng)用（練）一、單選題（2020?江蘇南京市?高三開學(xué)考試）物體的運動情況或所受合外力的情況如圖所示，四幅圖的圖線都是直線，從圖中可以判斷這四個質(zhì)量一定的物體的某些運動特征.下列說法正確的是A.甲物體受到不為零且恒定的合外力B.乙物體受到的合外力越來越大C.丙物體受到的合外力為零D.丁物體的加速度越來越大【答案】D【解析】甲圖中物體做勻速直線，處于平衡狀態(tài)，此時所受合力為零，A錯誤：乙圖中物體做勻加速直線運動，加速度恒定，根據(jù)牛頓第二定律，所受合外力恒定，B錯誤；丙圖中加速度恒定，同樣所受合包力恒定不變，C錯誤；丁圖中，根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)=ma,所受合外力越來越大，因此加速度越來越大，D正確.（2020?江蘇高三專題練習(xí)）質(zhì)量為m的木箱在粗糙水平地面上，當(dāng)用水平推力廠作用于物體上時，物體產(chǎn)生的加速度為a,若作用力變?yōu)?凡而方向不變，則木箱產(chǎn)生的加速度優(yōu)（ ）A.等于a B.等于2a C.小于2a,大于aD.大于2a【答案】D【解析】當(dāng)水平拉力變?yōu)?尸時，物體所受的滑動摩擦力大小沒有變化，設(shè)物體所受的滑動摩擦力大小為號，當(dāng)拉力變?yōu)?尸時物體的加速度為優(yōu)，根據(jù)牛頓第?.定律得F-Ff=ma-2F-Ff=ma解得、、Ff?

ci=2a+—>2am故選D?（2020?南通西藏民族中學(xué)高三期中）質(zhì)量為卬的一物體，用細線掛在電梯的天花板上.當(dāng)電梯以號的加速度豎直加速下降時，細線對物體的拉力大小為（）4 2 1A.—mg B.mg C.-mg D.—mg【答案】c【解析】對物體做受力分析可知，物體受到豎直向上的拉力和豎直向下的重力，根據(jù)牛頓第二定律有mg-Ft-ma代入數(shù)據(jù)有足_2mg3故選C?4.如圖所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為0、2m和3卬的三個木塊，其中質(zhì)量為2卬和36的木塊間用一不可伸長的輕繩相連，輕繩能承受的最大拉力為北現(xiàn)用水平拉力尸拉其中一個質(zhì)量為30的木塊，使三個木塊以同一加速度運動，則以下說法正確的是（ ）m 2m 3m-父///////////////////////A.質(zhì)量為20的木塊受到四個力的作用B.當(dāng)尸逐漸增大到7時，輕繩剛好被拉斷C.當(dāng)廠逐漸增大到1.57時，輕繩還不會被拉斷2D.輕繩剛要被拉斷時，質(zhì)量為〃和2卬的木塊間的摩擦力為一丁3【答案】C【解析】A.對質(zhì)量為2m的木塊受力分析可知，受重力、地面對木塊的支持力、質(zhì)量為加的木塊的壓力和摩擦力，輕繩對木塊的拉力共5個力，A錯誤：BC.由輕繩能承受的最大拉力T,有T

a=——

3m由整體可知片6wa=6〃xZ-=2r3mB錯誤，C正確：D.質(zhì)量m和2m的木塊間的摩擦力TTF-maFm'X. =—3m3D錯誤。故選Co（2021?江蘇高三專題練習(xí)）如圖所示，一個質(zhì)量為0的均勻光滑球放在傾角為。的固定斜面上，并被斜面上一擋板檔住，處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知重力加速度為g,設(shè)球?qū)醢宓膲毫Υ笮榍驅(qū)π泵娴膲毫Υ笮t（ ）A.Fi-mgsin。 B.即mgcos0C.A：E=sin/1 D.撤去擋板瞬間球的加速度為外an。【答案】C【解析】A.球?qū)醢宓膲毫大小為耳=mgtan，,A錯誤；B.球?qū)π泵娴膲毫Α甏笮檎?」三，B錯誤：cost/C.二力的比值為Fl:F2=mgtan0:---二sin。：1

cos。C正確；1）.撤去擋板瞬間球的加速度為mgsin0-ma解得a=gsin6,I）錯誤。故選C.故選C.mg（2020?宜興市官林中學(xué)高三月考）如圖所示，光滑水平面上，AB兩物體用輕彈簧連接在一起，A、B的質(zhì)量分別為眼、破，在拉力廠作用下，AB共同做勻加速直線運動，加速度大小為a,某時刻突然撤去拉力F,此瞬時A和B的加速度大小為以和a2,則（ ）B.A.4=0,a?=0B.C.4= C.4= D.4=a,nt々=-Q?niy【答案】D【解析】ABCD.突然撤去拉力瞬間，物體A受力情況不變，因此物體A的加速度劭=%由牛頓第二定律可得-mxa撤去拉力后，物塊B在水平方向只受彈簧彈力的作用，由牛頓笫二定律可得聯(lián)立可得m,

=—a-m2ABC錯誤，D正確：故選Do（2020?江蘇省木瀆高級中學(xué)高三月考）一質(zhì)量為0的乘客乘坐豎直電梯下樓，其位移s與時間t的關(guān)系圖像如圖所示。乘客所受支持力的大小用人表示，速度大小用丫表示。市:力加速度大小為g。以下判斷正

確的是（)確的是（)A.0~右時間內(nèi)，/增大，F(xiàn)^>mg B. &時間內(nèi)，v減小,R〈mgC.6t3時間內(nèi)，r增大，R<mg D.小右時間內(nèi)，r減小，Rynig【答案】D【解析】A.由于s-f圖像的斜率表示速度，可知在0~力時間內(nèi)速度增加，即乘客的加速度向F，處于失重狀態(tài)，則R〈mg,選項A錯誤：B.在力“上時間內(nèi)速度不變，即乘客的勻速下降，則尺=儂，選項B錯誤；CD.在/：,時間內(nèi)速度減小，即乘客的減速下降，超重，則K>mg,選項C錯誤，I）正確；故選D。8.（2020?江蘇省前黃高級中學(xué)高三月考）下圖是某同學(xué)站在壓力傳感器上做下蹲-起立的動作時傳感器記錄的壓力隨時間變化的圖線，縱坐標(biāo)為壓力，橫坐標(biāo)為時間.由圖線可知，該同學(xué)的體重約為650N,除此以外，還可以得到以下信息iooor**"0800匕另600H-（N*00{boo「一^'"1 2 3 4. 5?時間（s）71s時人處在下蹲的最低點2s時人處于下蹲靜止?fàn)顟B(tài)C.該同學(xué)做了2次下蹲-起立的動作D.下蹲過程中人始終處于失重狀態(tài)【答案】B【解析】人在下蹲的過程中，先加速向下運動，此時加速度方向向下，故人處于失重狀態(tài)，最后人靜止，故下半段是人減速向下的過程，此時加速度方向向匕人處于超重狀態(tài)，故下蹲過程中先是失重后超重，選項D錯誤：在1s時人的失重最大，即向下的加速度最大，故此時人并沒有靜止，它不是下蹲的最低點，選項A錯誤；2s時人經(jīng)歷了失量和超市:兩個過程，故此時處于卜蹲靜止?fàn)顟B(tài)，選項B正確；該同學(xué)在前2s時是下蹲過程，后2s是起立的過程，所以共做了1次下蹲起立的動作，選項C錯誤.（2020?無錫市市北高級中學(xué)高三月考）汽車緊急剎車后，停止運動的車輪在水平地面上滑動直至停止，在地面上留下的痕跡稱為剎車線。由剎車線的長短可知汽車剎車前的速度。已知汽車輪胎與地面之間的動摩擦因數(shù)為0.80,測得剎車線長25m。汽車在剎車前的瞬間的速度大小為（重力加速度g取lOm/s?）（ ）A.10m/sB.20m/sC.30m/sD.40m/s【答案】B【分析】分析剎車后汽車的合外力，進而求得加速度；再根據(jù)勻變速運動規(guī)律，由位移求得速度。運動學(xué)問題，一般先根據(jù)物體受力，利用牛頓第二定律求得加速度，然后再由運動學(xué)規(guī)律求解相關(guān)位移、速度等問題?！窘馕觥縿x車后汽車的合外力為摩擦力f=加速度f ,?a=—=jLig=8m/s~

m又有剎車線長25m,故可由勻變速直線運動規(guī)律得到汽車在剎乍前的瞬間的速度大小v=ytlas=\/2x8x25m/s=20m/s故ACD錯誤，B正確°故選Bo（2020?江蘇省濱海中學(xué)高三期中）將一質(zhì)量為/〃的小球靠近墻面整直向上拋出，圖甲是向上運動小球的頻閃照片，圖乙是下降時的頻閃照片，。是運動的最高點，甲乙兩次閃光頻率相同，重力加速度為g,假設(shè)小球所受的阻力大小不變，則可估算小球受到的阻力大小約為（ ）TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"iTi illii IIII 111i]L」1r1^ r1^ii iiiii iiiIWI甲 乙1

D.—mg,11

D.—mgA.mg B.-mg C.—mg【答案】D【解析】設(shè)每塊磚的厚度是d,向上運動上運動時：9止30&》①向下運動時：3d-d=a'T②聯(lián)立①②得：a3 ...-=T ③a1根據(jù)牛頓第二定律，向上運動時：向下運動時：聯(lián)立③④⑤得：「If=2mg故選D。（2020?江蘇高考真題）中歐班列在歐亞大陸開辟了“生命之路”，為國際抗疫貢獻了中國力量。某運送防疫物資的班列由40節(jié)質(zhì)量相等的車廂組成，在車頭牽引下，列車沿平直軌道勻加速行駛時，第2節(jié)對第3節(jié)車廂的牽引力為凡若每節(jié)車廂所受摩擦力、空氣阻力均相等，則倒數(shù)第3節(jié)對倒數(shù)第2節(jié)車廂的牽引力為（ ）A.F19F F FB.- C. D.20 19 20【答案】c【解析】根據(jù)題意可知第2節(jié)車廂對第3節(jié)乍廂的牽引力為￡因為每節(jié)車廂質(zhì)量相等，阻力相同，故第2節(jié)對第3節(jié)車廂根據(jù)牛頓第二定律有F-38/=38ma設(shè)倒數(shù)第3節(jié)車廂時倒數(shù)第2節(jié)車廂的牽引力為則根據(jù)牛頓第二定律有F}-2f=2ma聯(lián)立解得耳=故選Co二、多選題（2020?江蘇鹽城市?鹽城中學(xué)高三月考）質(zhì)量為m=60kg的同學(xué)，雙手抓住單杠做引體向上，他的重心的速率隨時間變化的圖像如圖所示.取「lOm/s?,由圖像可知（ ）Q0.5s時他的加速度約為0.3m/s24s時他處于超重狀態(tài)Ql.1s時他受到單杠的作用力的大小是620ND.片1.5s時他處于失重狀態(tài)【答案】ABD【解析】A.根據(jù)速度圖象的斜率表示加速度可知，LO.5s時，他的加速度Av

a=—=0.3m/s"Ar故A正確;

B.片0.4s時他向上加速運動，加速度方向豎直向匕他處于超重狀態(tài)，故B正確;Ll.1s時他的加速度為零，他受到的單杠的作用力剛好等于重力600N,故C錯誤;Ll.5s時他向上做減速運動，加速度方向向F,他處于失重狀態(tài)，故D正確。故選ABDo實驗題13.（2020?江蘇泰州市?泰州中學(xué)高三月考）某同學(xué)使用如圖甲裝置測量木板和物塊（底面平整，上有凹13.槽）間的動摩擦因數(shù)，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。槽）間的動摩擦因數(shù)，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。實驗步驟：電磁打點紙帶①調(diào)整木板處于水平狀態(tài)，物塊凹槽內(nèi)放置兩個磋碼保證物塊和祛碼的總質(zhì)量遠大于小吊盤和重物質(zhì)量之②按住小車掛上帶有適當(dāng)重物的小吊盤，測出小吊盤和重物總質(zhì)量m③接通打點計時器電源釋放小車獲得帶有點跡的紙帶④改變小吊盤中重物質(zhì)量重復(fù)步驟②③⑤選紙帶上消晰的部分每5個間隔標(biāo)注一個計數(shù)點，測量位移，如圖乙，求出與不同必相對應(yīng)的加速度a⑥以卬為縱坐標(biāo)，a為橫坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上作//ra關(guān)系圖線，如圖丙，測得斜率為A,縱軸截距為b甲14.70乙

甲14.70乙丙完成下列填空：(1)某次實驗中測得的紙帶如圖乙所示，則小車加速度4m/T(計算結(jié)果保留三位有數(shù)字)。(2)假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，根據(jù)圖像內(nèi)斜率和截距可得木板和物塊間的動摩擦因數(shù)〃=(用題中所給的字母表示)b【答案】1.01 —kg【解析】[1]相鄰計數(shù)點的時間間隔T=5x0.02s=0.1s根據(jù)逐差法求解加速度Cl=XCECl=XCE-XAC4T221.60-8.79-8.79xl0-2m/s2=1()lm/s24x0.12[2]據(jù)題意知，繩子拉力近似等于小吊盤和重物的總重:力；設(shè)物塊和跌碼的總質(zhì)枇為M,由牛頓第二定律得mg-/jMg=Ma變形得m=—a+/jM

g故圖像斜率,M

k-——g縱軸截距b=/.iM解得14.(2020?南京市大廠高級中學(xué)高三開學(xué)考試)小明在課本上查到“木一木”的動摩擦因數(shù)為0.3,打算對這個數(shù)據(jù)進行檢驗，設(shè)計了以下實驗:(1)如圖所示，將質(zhì)量為材的待測木塊放在水平放置的長木板匕通過跨過滑輪的細繩與沙桶相連，增加沙桶中沙的質(zhì)量，直到輕推木塊，木塊恰能做勻速直線運動，若此時沙桶及沙的總質(zhì)量為小，則動摩擦因數(shù)〃=(2)由于找不到天平，小明進行了如下實驗步驟：①取下沙桶，在木板上固定打點計時器，將紙帶一端系在木塊上，并穿過打點計時器；②將木板不帶滑輪的一端墊高，直到輕推木塊，木塊能做勻速直線運動；③掛上沙桶(沙桶及沙的總質(zhì)量保持不變)，接通電源，待打點穩(wěn)定后釋放木塊，得到如圖紙帶(相鄰兩計數(shù)點間還有1個點未畫出)。已知打點計時器的頻率為50Hz,根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)，可求得木塊運動的加速度a=m/s2.(保留2位有效數(shù)字)。(3)若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?.8m/s2,則可求得〃=(保留2位有效數(shù)字)。【答案】— 2.4 0.32M【解析】(1)[1].由題意可知，物塊勻速運動時滿足mg—/iMg即m

-

M[2].根據(jù)Ar=aT2解得_ _(6.96+6.57+6.19-5.80-5.42-5.04)x10-2皿,4mzs2a~9T2- 9x0.042 s-?s[3].由牛頓第二定律mg=juMg聯(lián)立解得4=0.32四、解答題（2020?江蘇）某人在一超市購物，通過下坡通道時，不小心將購物車松開，購物車由靜止開始沿通道下滑，經(jīng)過0.5s的反應(yīng)時間后，該人開始勻加速追購物車，且人的最大速度為6m/s,則再經(jīng)過2s,該人追上購物車。已知通道可看作斜面，傾角為37°，購物車與通道之間的摩擦力等于購物車對通道壓力的g，則人在加速過程中的加速度大小約為多少？（整個運動過程中空氣阻力忽略不計，重力加速度g取lOm/s2,sin37°=0.6，cos37°=0.8）【答案】3.13m/s2【解析】對小車受力分析知N=〃zgcos37mgsin37-f=maT聯(lián)立以上式子，加速度a=2m/s2則1?13x乍=—=—x2x(2+0.5)~=6.25m.v設(shè)人的加速度為a',加速到6m/s時間為〃，則/=一,a3=?+皿-，-4)=%.即J+6x(2-￡]=6.25m2a\a)解得a=—m/s2=3.13m/s2

7(2020?江蘇南通市?海門市第一中學(xué)高三期中)江蘇省公安廳交警總隊組織沿江8市交警部門組建「無人機執(zhí)法小分隊，今年國慶期間，利用無人機靈活機動的特點，進行低空巡查和懸停抓拍交通違法行為。如圖所示，為一架小型四旋翼無人機，它是一種能夠垂直起降的小型遙控飛行器，無人機連同裝備的質(zhì)量為02kg,其動力系統(tǒng)所能提供的最大作用力為月=36N,運動過程中所受空氣阻力大小恒為FNN。取g=10m/s、(1)無人機在地面上從靜止開始，以最大作用力豎直向上起飛，到達離地高度為方=12m的位置所需要的時間t為多少？(2)無人機現(xiàn)由懸停抓拍改做低空巡查，從靜止開始以a考m/s”的加速度沿水平線做勻加速直線運動，求在此過程中其動力系統(tǒng)所提供的作用力用的大小和方向。(方向可用角度的正切值表示)【答案】(1)2s；(2)&=106\,方向與水平夾arctan2度角斜向上【解析】(1)無人機豎直向上做勻加速直線運動，由牛頓第二定律得：F/r=mg-/=ma代入得：a^6m/s-；由運動學(xué)公式得:代入得：r^2s（2）無人機沿水平方向做勻加速直線運動，根據(jù)牛頓第二定律得:F「f=ma在豎直方向處于二力平衡為：Fy=mg且——代人得動力系統(tǒng)所提供的作用力為：F2=1075N又有tan^/=—=2

Fx則用的方向與水平夾arctan2度角斜向上（2020?江蘇蘇州市?崇真中學(xué)高三月考）如圖所示，一質(zhì)量爐0.4kg的小物塊，以%=2m/s的初速度，在與斜面平行的拉力作用下，沿斜面向上做勻加速運動，經(jīng)片2s的時間物塊由4點運動到8點，A.8之間的距離￡10nu已知斜面傾角”30,物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)“=立。重力加速度g取lOm/s）3求：（D物塊到達6點時速度的大小，物塊加速度的大??；（2）拉力廠的大小;（3）到6點處撤去F,物塊還能向上滑行多遠？【答案】(l)8m/s；3m/s2；(2)5.2N；(3)3.2m

【解析】(1)根據(jù)r 1 2L—v^t—-cit帶入數(shù)據(jù)可得10=2x2+—6fx222解得a^Sm/s2物塊到達夕點時速度=%+a/=2+3x2m/s=8m/s(2)由牛頓第二定律F—mgsin0—/dmgcos0=ma解得戶5.2N(3)撤去/="后的加速度mgsin0+Ringcos0=ma解得a'=10m/s2還能上滑的距離82x=-A-= m=3.2m2a2x10(2021?浙江高考真題)如圖所示，質(zhì)量爐2kg的滑塊以％=16m/s的初速度沿傾角。=37。的斜面上滑,經(jīng)片2s滑行到最高點。然后，滑塊返回到出發(fā)點。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,求滑塊(1)最大位移值X;(2)與斜面間的動摩擦因數(shù)；(3)從最高點返回到出發(fā)點的過程中重力的平均功率幾【答案】(l)16m；(2)0.25：(3)67.9W【解析】(1)小車向上做勻減速直線運動，有x=%

2得x=16m(2)加速度Av_.2

a}=--=8m/s上滑過程mssin0+umvcos。.八 _4= =gsin夕+〃gcos0m得〃=0.25(3)下滑過程mgsin。一〃機geos。 .? ?..2a2=-2 =gsin夕一〃gcos0=4m/sm由運動學(xué)公式v,= =80m/s=11.3m/s用力的平均功率P=wgvcos(90°-6>)=48近W=67.9W.（2020?浙江高考真題）一個無風(fēng)晴朗的冬日，小明乘坐游戲滑雪車從靜止開始沿斜直雪道勻變速下滑，滑行54m后進入水平雪道，繼續(xù)滑行40.5m后勻減速到零。已知小明和滑雪車的總質(zhì)量為60kg,整個滑行過程用時10.5s,斜直雪道傾角為37°(sin37°=0.6)?求小明和滑雪車:(1)滑行過程中的最大速度%的大??；(2)在斜直雪道上滑行的時間一(3)在斜直雪道上受到的平均阻力Ff的大小。水平