2023屆高考物理一輪復(fù)習(xí)課時跟蹤檢測（九）牛頓第二定律兩類動力學(xué)問題（普通班）

課時跟蹤檢測〔九〕牛頓第二定律兩類動力學(xué)問題[A級——根底小題練熟練快]1．kg和s是國際單位制兩個根本單位的符號，這兩個根本單位對應(yīng)的物理量是()A．質(zhì)量和時間B．質(zhì)量和位移C．重力和時間 D．重力和位移解析：選Akg為質(zhì)量的單位，s為時間的單位，A正確。2．[多項(xiàng)選擇]如下圖，一木塊在光滑水平面上受一恒力F作用，前方固定一足夠長的水平輕彈簧，那么當(dāng)木塊接觸彈簧后，以下判斷正確的選項(xiàng)是()A．木塊立即做減速運(yùn)動B．木塊在一段時間內(nèi)速度仍增大C．當(dāng)F等于彈簧彈力時，木塊速度最大D．彈簧壓縮量最大時，木塊速度為零但加速度不為零解析：選BCD剛開始時，彈簧對木塊的作用力小于外力F，木塊繼續(xù)向右做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，直到二力相等，而后，彈簧對木塊的作用力大于外力F，木塊繼續(xù)向右做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動，直到速度為零，但此時木塊的加速度不為零，應(yīng)選項(xiàng)A錯誤，B、C、D正確?！?．(2023·濰坊期中)一重物在豎直向上的拉力F作用下，開始豎直向上做直線運(yùn)動，其速度隨時間t變化的圖像如下圖(圖像在0～1s、3～4s階段為直線，1～3s階段為曲線)，以下判斷正確的選項(xiàng)是()A．第2s末拉力大小為0B．第1s內(nèi)的拉力大于第4s內(nèi)的拉力C．第2s末速度反向D．前4s內(nèi)位移為0解析：選B根據(jù)圖像可知，第2s末加速度為零，根據(jù)牛頓第二定律可知，合外力為零，所以拉力等于重力，故A錯誤；根據(jù)圖像可知，第1s內(nèi)的加速度為正，方向向上，那么拉力大于重力，第4s內(nèi)的加速度為負(fù)，方向向下，拉力小于重力，所以第1s內(nèi)的拉力大于第4s內(nèi)的拉力，故B正確；根據(jù)圖像可知，0～4s內(nèi)，重物一直向上運(yùn)動，2s末速度沒有反向，故C錯誤；速度圖線與時間軸包圍的面積表示對應(yīng)時間內(nèi)的位移大小，根據(jù)圖像可知，前4s內(nèi)位移為正，不為零，故D錯誤。★4．豎直向上拋出一物塊，物塊在運(yùn)動過程中受到的阻力大小與速度大小成正比，那么物塊從拋出到落回拋出點(diǎn)的過程中，加速度隨時間變化的關(guān)系圖像正確的選項(xiàng)是(設(shè)豎直向下為正方向)()解析：選C物塊在上升過程中加速度大小為a＝eq\f(mg＋kv,m)，因此在上升過程中，速度不斷減小，加速度不斷減小，速度減小得越來越慢，加速度減小得越來越慢，到最高點(diǎn)加速度大小等于g。在下降的過程中加速度a＝eq\f(mg－kv,m)，隨著速度增大，加速度越來越小，速度增大得越來越慢，加速度減小得越來越慢，加速度方向始終向下，因此C正確。5.(2023·綿陽模擬)如下圖，在傾角為θ＝30°的光滑斜面上，物塊A、B質(zhì)量分別為m和2m。物塊A靜止在輕彈簧上面，物塊B用細(xì)線與斜面頂端相連，A、B緊挨在一起但A、B之間無彈力，重力加速度為g，某時刻把細(xì)線剪斷，當(dāng)細(xì)線剪斷瞬間，以下說法正確的選項(xiàng)是()A．物塊A的加速度為0B．物塊A的加速度為eq\f(g,3)C．物塊B的加速度為0 D．物塊B的加速度為eq\f(g,2)解析：選B剪斷細(xì)線前，彈簧的彈力：F彈＝mgsin30°＝eq\f(1,2)mg，細(xì)線剪斷的瞬間，彈簧的彈力不變，仍為F彈＝eq\f(1,2)mg；剪斷細(xì)線瞬間，對A、B系統(tǒng)分析，加速度為：a＝eq\f(3mgsin30°－F彈,3m)＝eq\f(g,3)，即A和B的加速度均為eq\f(g,3)。[B級——中檔題目練通抓牢]6．(2023·達(dá)州一模)在兩個足夠長的固定的相同斜面體上(其斜面光滑)，分別有如下圖的兩套裝置，斜面體B的上外表水平且光滑，長方體D的上外表與斜面平行且光滑，p是固定在B、D上的小柱，完全相同的兩只彈簧一端固定在p上，另一端分別連在A和C上，在A與B、C與D分別保持相對靜止?fàn)顟B(tài)沿斜面自由下滑的過程中，以下說法正確的選項(xiàng)是()A．兩彈簧都處于拉伸狀態(tài)B．兩彈簧都處于壓縮狀態(tài)C．彈簧L1處于壓縮狀態(tài)，彈簧L2處于原長D．彈簧L1處于拉伸狀態(tài)，彈簧L2處于壓縮狀態(tài)解析：選C由于斜面光滑，它們整體沿斜面下滑的加速度相同，為gsinα。對于題圖甲，以A為研究對象，重力與支持力的合力沿豎直方向，而A沿水平方向的加速度：ax＝acosα＝gsinα·cosα，該加速度由水平方向彈簧的彈力提供，所以彈簧L1處于壓縮狀態(tài)；對于題圖乙，以C為研究對象，重力與斜面支持力的合力大?。篎合＝mgsinα，即C不能受到彈簧的彈力，彈簧L2處于原長狀態(tài)。應(yīng)選項(xiàng)C正確，A、B、D錯誤。7.(2023·臺州期中)如下圖，一豎直放置的輕彈簧下端固定于桌面，現(xiàn)將一物塊放于彈簧上同時對物塊施加一豎直向下的外力，并使系統(tǒng)靜止，假設(shè)將外力突然撤去，那么物塊在第一次到達(dá)最高點(diǎn)前的v-t圖像(圖中實(shí)線)可能是以下圖中的()解析：選A當(dāng)將外力突然撤去后，彈簧的彈力大于重力，物體向上加速，隨彈力減小，物體向上的加速度減小，但速度不斷增大，當(dāng)F彈＝G時加速度為零，物體速度到達(dá)最大，之后F彈＜G，物體開始向上做減速運(yùn)動，如果物體未脫離彈簧，那么加速度就一直增大，速度一直減小，直到為零；假設(shè)物體能脫離彈簧，那么物體先做加速度增大的減速運(yùn)動，脫離彈簧后做加速度為g的勻減速運(yùn)動，所以選項(xiàng)A正確，B、C、D均錯誤?！?．[多項(xiàng)選擇](2023·哈爾濱模擬)如圖甲所示，靜止在水平面C上足夠長的木板B左端放著小物塊A。某時刻，A受到水平向右的拉力F作用，F(xiàn)隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示。A、B間最大靜摩擦力大于B、C之間的最大靜摩擦力，假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。那么在拉力逐漸增大的過程中，以下反映A、B運(yùn)動過程中的加速度及A與B間摩擦力f1、B與C間摩擦力f2隨時間變化的圖線中正確的選項(xiàng)是()解析：選ACD當(dāng)拉力小于B、C之間的最大靜摩擦力時，A、B保持靜止沒有加速度，所以B項(xiàng)錯誤；此時f1＝f2＝F，即兩個摩擦力都隨拉力增大而增大，在拉力增大到等于B、C之間的最大靜摩擦力至A、B間到達(dá)最大靜摩擦力這段時間，A、B一起向前加速，加速度a＝eq\f(F－f2max,mA＋mB)，A、B間的靜摩擦力f1＝mBa＋f2max＝eq\f(mBF＋mAf2max,mA＋mB)，B、C之間變成了滑動摩擦力保持不變，所以D項(xiàng)正確；當(dāng)拉力再增大時，A、B之間也發(fā)生了相對滑動，A、B之間變成了滑動摩擦力，即不再變化，此時A的加速度a′＝eq\f(F－f1max,mA)，綜上所述A、C項(xiàng)正確?！?．(2023·馬鞍山一模)兩物塊A、B并排放在水平地面上，且兩物塊接觸面為豎直面，現(xiàn)用一水平推力F作用在物塊A上，使A、B由靜止開始一起向右做勻加速運(yùn)動，如圖甲所示，在A、B的速度到達(dá)6m/s時，撤去推力F。A、B質(zhì)量分別為mA＝1kg、mB＝3kg，A與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.3，B與地面沒有摩擦，B物塊運(yùn)動的v-t圖像如圖乙所示。取g＝10m/s2，求：(1)推力F的大??；(2)A物塊剛停止運(yùn)動時，物塊A、B之間的距離。解析：(1)在水平推力F作用下，物塊A、B一起做勻加速運(yùn)動，加速度為a，由B物塊的v-t圖像得，a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(6,2)m/s2＝3m/s2對于A、B整體，由牛頓第二定律得F－μmAg＝(mA＋mB)a，代入數(shù)據(jù)解得F＝15N。(2)設(shè)物塊A做勻減速運(yùn)動的時間為t，撤去推力F后，A、B兩物塊別離，A在摩擦力作用下做勻減速運(yùn)動，B做勻速運(yùn)動，對A，由－μmAg＝mAaA，解得aA＝－μg＝－3m/s2t＝eq\f(0－v0,aA)＝eq\f(0－6,－3)s＝2s物塊A通過的位移xA＝eq\f(v0,2)t＝6m物塊B通過的位移xB＝v0t＝6×2m＝12m物塊A剛停止時A、B間的距離Δx＝xB－xA＝6m。答案：(1)15N(2)6m10.(2023·濟(jì)南模擬)如下圖，斜面體ABC放在粗糙的水平地面上?；瑝K在斜面底端以初速度v0＝9.6m/s沿斜面上滑。斜面傾角θ＝37°，滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.45。整個過程斜面體保持靜止不動，滑塊的質(zhì)量m＝1kg，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2。試求：(1)滑塊回到出發(fā)點(diǎn)時的速度大小。(2)定量畫出斜面與水平地面之間的摩擦力Ff隨時間t變化的圖像。解析：(1)滑塊沿斜面上滑過程，由牛頓第二定律：mgsinθ＋μmgcosθ＝ma1，解得a1＝9.6m/s2設(shè)滑塊上滑位移大小為L，那么由v02＝2a1L，解得滑塊沿斜面下滑過程，由牛頓第二定律：mgsinθ－μmgcosθ＝ma2，解得a2＝2.4m/s2根據(jù)v2＝2a2L，解得v(2)滑塊沿斜面上滑過程用時t1＝eq\f(v0,a1)＝1s對斜面與滑塊構(gòu)成的系統(tǒng)受力分析可得Ff1＝ma1cosθ＝7.68N滑塊沿斜面下滑過程用時t2＝eq\f(v,a2)＝2s對斜面與滑塊構(gòu)成的系統(tǒng)受力分析可得Ff2＝ma2cosθ＝1.92NFf隨時間變化如下圖。答案：(1)4.8m/s(2)見解析圖[C級——難度題目自主選做]11．(2023·煙臺模擬)如下圖，帶支架的平板小車沿水平面向左做直線運(yùn)動，小球A用細(xì)線懸掛于支架前端，質(zhì)量為m的物塊B始終相對于小車靜止地擺放在右端。B與小車平板間的動摩擦因數(shù)為μ。假設(shè)某時刻觀察到細(xì)線偏離豎直方向θ角，那么此刻小車對物塊B產(chǎn)生的作用力的大小和方向?yàn)?)A．mg，豎直向上B．mgeq\r(1＋μ2)，斜向左上方C．mgtanθ，水平向右D．mgeq\r(1＋tan2θ)，斜向右上方解析：選D以A為研究對象，分析受力如圖，根據(jù)牛頓第二定律得：mAgtanθ＝mAa，得：a＝gtanθ，方向水平向右。再對B研究得：小車對B的摩擦力為：f＝ma＝mgtanθ，方向水平向右，小車對B的支持力大小為N＝mg，方向豎直向上，那么小車對物塊B產(chǎn)生的作用力的大小為：F＝eq\r(N2＋f2)＝mgeq\r(1＋tan2θ)，方向斜向右上方，故D正確?！?2.[多項(xiàng)選擇](2023·天水一模)如下圖，在動摩擦因數(shù)μ＝0.2的水平面上有一個質(zhì)量m＝1kg的小球，小球與水平輕彈簧及與豎直方向成θ＝45°角的不可伸長的輕繩一端相連，此時小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，且水平面對小球的彈力恰好為零。在剪斷輕繩的瞬間(g取10m/s2)，以下說法中正確的選項(xiàng)是()A．小球受力個數(shù)不變B．小球立即向左運(yùn)動，且a＝8m/s2C．小球立即向左運(yùn)動，且a＝10m/s2D．假設(shè)剪斷的是彈簧，那么剪斷瞬間小球加速度為零解析：選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：F＝mgtan45°＝10×1