高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（九）牛頓第二定律 兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題-人教版高三物理試題

課時(shí)跟蹤檢測(cè)(九)牛頓第二定律兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：力學(xué)單位制1．(2013·福建高考)在國(guó)際單位制(簡(jiǎn)稱SI)中，力學(xué)和電學(xué)的基本單位有：m(米)、kg(千克)、s(秒)、A(安培)。導(dǎo)出單位V(伏特)用上述基本單位可表示為()A．m2·kg·s－4·A－1 B．m2·kg·s－3·A－1C．m2·kg·s－2·A－1 D．m2·kg·s－1·A－1對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系2．(2013·海南高考)一質(zhì)點(diǎn)受多個(gè)力的作用，處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)使其中一個(gè)力的大小逐漸減小到零，再沿原方向逐漸恢復(fù)到原來(lái)的大小。在此過(guò)程中，其他力保持不變，則質(zhì)點(diǎn)的加速度大小a和速度大小v的變化情況是()A．a(chǎn)和v都始終增大B．a(chǎn)和v都先增大后減小C．a(chǎn)先增大后減小，v始終增大D．a(chǎn)和v都先減小后增大對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：已知受力情況求物體的運(yùn)動(dòng)情況3.(多選)(2015·山東師大附中質(zhì)檢)如圖1所示，質(zhì)量為m＝1kg的物體與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度為10m/s時(shí)，給物體施加一個(gè)與速度方向相反的大小為F＝2N的恒力，在此恒力作用下(g取10m/s2)()圖1A．物體經(jīng)10s速度減為零B．物體經(jīng)2s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(yùn)動(dòng)4．(2014·全國(guó)卷Ⅰ)公路上行駛的兩汽車之間應(yīng)保持一定的安全距離。當(dāng)前車突然停止時(shí)，后車司機(jī)可以采取剎車措施，使汽車在安全距離內(nèi)停下而不會(huì)與前車相碰。通常情況下，人的反應(yīng)時(shí)間和汽車系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間之和為1s。當(dāng)汽車在晴天干燥瀝青路面上以108km/h的速度勻速行駛時(shí)，安全距離為120m。設(shè)雨天時(shí)汽車輪胎與瀝青路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為晴天時(shí)的eq\f(2,5)。若要求安全距離仍為120m，求汽車在雨天安全行駛的最大速度。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：已知運(yùn)動(dòng)情況求物體的受力情況5.(2015·沈陽(yáng)四校協(xié)作體月考)如圖2所示，當(dāng)小車向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊M相對(duì)車廂靜止于豎直車廂壁上，當(dāng)車的加速度增大時(shí)()圖2A．M受靜摩擦力增大B．M對(duì)車廂壁的壓力減小C．M仍相對(duì)于車廂靜止D．M受靜摩擦力減小6．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30°的山坡以加速度a上行，如圖3所示。在纜車中放一個(gè)與山坡表面平行的斜面，斜面上放一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊，小物塊相對(duì)斜面靜止(設(shè)纜車保持豎直狀態(tài)運(yùn)行)。則()圖3A．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C．小物塊受到的滑動(dòng)摩擦力為eq\f(1,2)mg＋maD．小物塊受到的靜摩擦力為ma對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：動(dòng)力學(xué)的圖像問(wèn)題7．(多選)(2015·黃岡中學(xué)檢測(cè))一汽車沿直線由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，汽車的速度和加速度方向始終向右。汽車速度的二次方v2與汽車前進(jìn)位移x的圖像如圖4所示，則下列說(shuō)法正確的是()圖4A．汽車從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到前進(jìn)x1過(guò)程中，汽車受到的合外力越來(lái)越大B．汽車從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到前進(jìn)x1過(guò)程中，汽車受到的合外力越來(lái)越小C．汽車從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到前進(jìn)x1過(guò)程中，汽車的平均速度大于eq\f(v0,2)D．汽車從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到前進(jìn)x1過(guò)程中，汽車的平均速度小于eq\f(v0,2)8．(2014·重慶高考)以不同初速度將兩個(gè)物體同時(shí)豎直向上拋出并開(kāi)始計(jì)時(shí)，一個(gè)物體所受空氣阻力可忽略，另一物體所受空氣阻力大小與物體速率成正比，下列用虛線和實(shí)線描述兩物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖像可能正確的是()圖59．(2015·上海八校聯(lián)考)一質(zhì)量m＝0.5kg的滑塊以一定的初速度沖上一傾角為30°足夠長(zhǎng)的斜面，某同學(xué)利用DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)測(cè)出了滑塊沖上斜面過(guò)程中多個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度，如圖6所示為通過(guò)計(jì)算機(jī)繪制出的滑塊上滑過(guò)程的v-t圖。求：(g取10m/s2)圖6(1)滑塊沖上斜面過(guò)程中的加速度大??；(2)滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(3)判斷滑塊最后能否返回斜面底端？若能返回，求出返回斜面底端時(shí)的動(dòng)能；若不能返回，求出滑塊停在什么位置。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：利用牛頓第二定律求瞬時(shí)加速度10．(2015·天津市十二區(qū)縣高三聯(lián)考)如圖7所示，在傾角為α＝30°的光滑固定斜面上，有兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A、B，它們用勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接，現(xiàn)對(duì)A施加一水平向右的恒力，使A、B均靜止在斜面上，此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，下列說(shuō)法正確的是()圖7A．彈簧的原長(zhǎng)為L(zhǎng)＋eq\f(mg,2k)B．水平恒力大小為eq\f(\r(3),3)mgC．撤掉恒力的瞬間小球A的加速度為gD．撤掉恒力的瞬間小球B的加速度為g考點(diǎn)綜合訓(xùn)練11．(多選)(2015·青島市高三期中)一斜面固定在水平面上，在斜面頂端有一長(zhǎng)木板，木板與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，木板上固定一輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)，彈簧測(cè)力計(jì)下面連接一個(gè)光滑的小球，如圖8所示，當(dāng)木板固定時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F1，現(xiàn)由靜止釋放后，木板沿斜面下滑，穩(wěn)定時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F2，若斜面的高為h，底邊長(zhǎng)為d，則下列說(shuō)法正確的是()圖8A．穩(wěn)定后彈簧仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài)B．穩(wěn)定后彈簧一定處于壓縮狀態(tài)C．μ＝eq\f(F1d,F2h)D．μ＝eq\f(F2h,F1d)12．(2015·杭州七校聯(lián)考)如圖9甲所示，水平平臺(tái)的右端安裝有輕質(zhì)滑輪，質(zhì)量為M＝2.5kg的物塊A放在與滑輪相距l(xiāng)的平臺(tái)上，現(xiàn)有一輕繩跨過(guò)定滑輪，左端與物塊連接，右端掛質(zhì)量為m＝0.5kg的小球B，繩拉直時(shí)用手托住小球使其在距地面h高處?kù)o止，繩與滑輪間的摩擦不計(jì)，重力加速度為g(g取10m/s2)。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。圖9(1)某探究小組欲用上述裝置測(cè)量物塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)。放開(kāi)小球，系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)，該小組對(duì)小球勻加速下落過(guò)程拍得同一底片上多次曝光的照片如圖乙所示，拍攝時(shí)每隔1s曝光一次，若小球直徑為20cm，求物塊A與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(2)設(shè)小球著地后立即停止運(yùn)動(dòng)，已知l＝3.0m，要使物塊A不撞到定滑輪，求小球下落的最大高度h?答案1．選B本題考查基本單位與導(dǎo)出單位間的關(guān)系，意在考查考生對(duì)單位制的認(rèn)識(shí)。由1J＝1V·A·s＝1kg·m·s－2·m可得，1V＝1m2·kg·s－3·A－12．選C質(zhì)點(diǎn)受到的合外力先從0逐漸增大，然后又逐漸減小為0，合力的方向始終未變，故質(zhì)點(diǎn)的加速度方向不變，先增大后減小，速度始終增大，本題選C。3．選BC物體受到向右的滑動(dòng)摩擦力，F(xiàn)f＝μFN＝μG＝3N，根據(jù)牛頓第二定律得，a＝eq\f(F＋Ff,m)＝eq\f(2＋3,1)m/s2＝5m/s2，方向向右，物體減速到0所需的時(shí)間t＝eq\f(v0,a)＝eq\f(10,5)s＝2s，B正確，A錯(cuò)誤。減速到零后，F(xiàn)<Ff，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，不再運(yùn)動(dòng)，C正確，D錯(cuò)誤。4．解析：設(shè)路面干燥時(shí)，汽車與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ0，剎車時(shí)汽車的加速度大小為a0，安全距離為s，反應(yīng)時(shí)間為t0，由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得μ0mg＝ma0①s＝v0t0＋eq\f(v02,2a0)②式中，m和v0分別為汽車的質(zhì)量和剎車前的速度。設(shè)在雨天行駛時(shí)，汽車與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，依題意有μ＝eq\f(2,5)μ0③設(shè)在雨天行駛時(shí)汽車剎車的加速度大小為a，安全行駛的最大速度為v，由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得μmg＝ma④s＝vt0＋eq\f(v2,2a)⑤聯(lián)立①②③④⑤式并代入題給數(shù)據(jù)得v＝20m/s(或72km/h)⑥答案：20m/s(或72km/h)5．選C分析M受力情況如圖所示，因M相對(duì)車廂壁靜止，有Ff＝Mg，與水平方向的加速度大小無(wú)關(guān)，A、D錯(cuò)誤。水平方向，F(xiàn)N＝Ma，F(xiàn)N隨a的增大而增大，由牛頓第三定律知，B錯(cuò)誤。因FN增大，物體與車廂壁的最大靜摩擦力增大，故M相對(duì)于車廂仍靜止，C正確。6．選A小物塊相對(duì)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上行，小物塊的加速度也為a，以物塊為研究對(duì)象，則有Ff－mgsin30°＝ma，F(xiàn)f＝eq\f(1,2)mg＋ma，方向平行斜面向上，故A正確，B、C、D均錯(cuò)誤。7．選AD由v2＝2ax可知，若汽車速度的二次方v2與汽車前進(jìn)位移x的圖像為直線，則汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)。由汽車速度的二次方v2與汽車前進(jìn)位移x的圖像可知，汽車的加速度越來(lái)越大，汽車受到的合外力越來(lái)越大，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)汽車做加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng)，可畫(huà)出速度圖像，根據(jù)速度圖像可得出，汽車從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到前進(jìn)x1過(guò)程中，汽車的平均速度小于eq\f(v0,2)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。8．選D不受空氣阻力的物體，整個(gè)上拋過(guò)程中加速度恒為g，方向豎直向下，題圖中的虛線表示該物體的速度－時(shí)間圖像；受空氣阻力的物體在上升過(guò)程中，mg＋kv＝ma，即a＝g＋eq\f(kv,m)，隨著物體速度的減小，物體的加速度不斷減小，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；受空氣阻力的物體上升到最高點(diǎn)時(shí)，速度為零，此時(shí)物體的加速度也是g，方向豎直向下，故圖中實(shí)線與t軸交點(diǎn)處的切線的斜率應(yīng)與虛線的斜率相同，故D項(xiàng)正確，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤。9．解析：(1)滑塊的加速度大小：a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(0－6,0.5)))m/s2＝12m/s2。(2)滑塊在沖上斜面過(guò)程中mgsinθ＋μmgcosθ＝maμ＝eq\f(a－gsin30°,gcos30°)＝eq\f(12－10×0.5,10×\f(\r(3),2))＝0.81(3)滑塊速度減小到零時(shí)，重力的分力小于最大靜摩擦力，不能再下滑。x＝eq\f(v02,2a)＝eq\f(62,2×12)m＝1.5m滑塊停在距底端1.5m處。答案：(1)12m/s2(2)0.81(3)不能返回，停在距底端1.5m處10．選C分析小球B受力，由平衡條件可得：kx＝mgsinα，解得x＝eq\f(mg,2k)，彈簧的原長(zhǎng)為L(zhǎng)－x＝L－eq\f(mg,2k)，A錯(cuò)誤；分析小球A受力，由平衡條件可得：Fcosα＝mgsinα＋kx，解得：F＝eq\f(2\r(3),3)mg，B錯(cuò)誤；撤去F的瞬間，彈簧彈力不變，故B球的加速度為零，由mgsinα＋kx＝maA可得：小球A此時(shí)的加速度為aA＝g，C正確。11．選AD平衡時(shí)，對(duì)小球分析F1＝mgsinθ；木板運(yùn)動(dòng)后穩(wěn)定時(shí)，對(duì)整體分析有：a＝gsinθ－μgcosθ；則a＜gsinθ，根據(jù)牛頓第二定律得知，彈簧對(duì)小球的彈力應(yīng)沿斜面向上，彈簧處于拉伸狀態(tài)，對(duì)小球有mgsinθ－F2＝ma，而tanθ＝eq\f(h,d)；聯(lián)立以上各式計(jì)算可得μ＝eq\f(F2h,F1d)。故A、D正確。12．解析：(1)對(duì)照片分析知，s1＝60cm，s2＝100cm，由Δs＝s2－s1＝aT2得a＝eq\f(Δs,T2)＝eq\f(100－60,12)cm/s2＝0.4m/s2以小球B為研究對(duì)象，受力如圖所示，由牛頓第二定律，可知mg－FT＝ma對(duì)于物塊A，在水平方向，由牛頓第二定律，可得：FT′－Ff＝Ma又Ff＝μMg，F(xiàn)T＝－FT′，聯(lián)立