高考物理一輪規(guī)范特訓(xùn)3-2牛頓第二定律兩類動(dòng)力學(xué)問題

板塊三限時(shí)規(guī)范特訓(xùn)時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分。其中1～7為單選，8～10為多選)1．[2018·山東棗莊質(zhì)檢]有一輕質(zhì)橡皮筋下端掛一個(gè)鐵球，手持橡皮筋的上端使鐵球豎直向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，若某時(shí)刻手突然停止運(yùn)動(dòng)，則下列判斷正確的是()A．鐵球立即停止上升，隨后開始向下運(yùn)動(dòng)B．鐵球立即開始向上做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度減到零后開始下落C．鐵球立即開始向上做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到最大值后開始下落D．鐵球繼續(xù)向上做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到最大值后才開始做減速運(yùn)動(dòng)答案D解析鐵球勻加速上升，受到拉力和重力的作用，且拉力的大小大于重力，手突然停止運(yùn)動(dòng)瞬間，鐵球由于慣性繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，開始階段橡皮條的拉力還大于重力，合力豎直向上，鐵球繼續(xù)向上加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)拉力等于重力后，速度達(dá)到最大值，之后拉力小于重力，鐵球開始做減速運(yùn)動(dòng)，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確。2．[2018·萊州質(zhì)檢]如圖所示，小車沿水平面做直線運(yùn)動(dòng)，小車內(nèi)光滑底面上有一物塊被壓縮的彈簧壓向左壁，小車向右加速運(yùn)動(dòng)。若小車向右加速度增大，則車左壁受物塊的壓力F1和車右壁受彈簧的壓力F2的大小變化是()A．F1不變，F(xiàn)2變大 B．F1變大，F(xiàn)2不變C．F1、F2都變大 D．F1變大，F(xiàn)2減小答案B解析若小車向右加速度增大，彈簧長(zhǎng)度不變，則車左壁受物塊的壓力F1增大，車右壁受彈簧的壓力F2的大小不變，B正確。3．[2017·廣西南寧模擬]如圖所示，車內(nèi)輕繩AB與BC拴住一小球，BC水平，開始車在水平面上向右勻速直線運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)突然剎車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，小球仍處于圖中所示的位置，則()A．AB繩、BC繩拉力都變小B．AB繩拉力變大，BC繩拉力不變C．AB繩拉力不變，BC繩拉力變小D．AB繩拉力不變，BC繩拉力變大答案C解析對(duì)球B受力分析，受重力、BC繩子的拉力FT2、AB繩子的拉力FT1，如圖所示，根據(jù)牛頓第二定律，水平方向：FT2－FT1sinθ＝ma豎直方向：FT1cosθ－mg＝0解得FT1＝eq\f(mg,cosθ)，AB繩子的拉力不變FT2＝mgtanθ＋ma勻速時(shí)加速度為零，剎車后，加速度向左，取負(fù)值，所以，BC繩子的拉力變小，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。4．[2018·吉林調(diào)研]如圖所示，質(zhì)量為4kg的物體A靜止在豎直的輕彈簧上面。質(zhì)量為1kg的物體B用細(xì)線懸掛起來，A、B緊挨在一起但A、B之間無壓力。某時(shí)刻將細(xì)線剪斷，則細(xì)線剪斷瞬間，B對(duì)A的壓力大小為(g取10m/s2)()A．0 B．8NC．10N D．50N答案B解析剪斷細(xì)線前，物體A、B間無壓力，則彈簧的彈力F＝mAg＝40N，剪斷細(xì)線的瞬間，對(duì)物體A、B整體分析，整體加速度a＝eq\f(mA＋mBg－F,mA＋mB)＝2m/s2，對(duì)物體B隔離分析，有mBg－FN＝mBa，解得FN＝mBg－mBa＝8N，故B正確。5．如圖所示，兩根長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)1和L2的光滑桿AB和BC在B點(diǎn)垂直焊接，當(dāng)按圖示方式固定在豎直平面內(nèi)時(shí)，將一滑環(huán)從B點(diǎn)由靜止釋放，分別沿BA和BC滑到桿的底端經(jīng)歷的時(shí)間相同，則這段時(shí)間為()A.eq\r(\f(2\r(L1L2),g)) B.eq\r(\f(\r(2L1L2),g))C.eq\r(\f(2\r(L\o\al(2,1)＋L\o\al(2,2)),g)) D.eq\r(\f(2L\o\al(2,1)＋L\o\al(2,2),gL1＋L2))答案C解析設(shè)BA和BC傾角分別為α和β，根據(jù)牛頓第二定律得：滑環(huán)沿BA下滑的加速度為a1＝eq\f(mgsinα,m)＝gsinα沿BC下滑的加速度為a2＝eq\f(mgsinβ,m)＝gsinβ設(shè)下滑時(shí)間為t，由題有：L1＝eq\f(1,2)a1t2L2＝eq\f(1,2)a2t2由幾何知識(shí)有：sinα＝cosβ聯(lián)立以上各式解得t＝eq\r(\f(2\r(L\o\al(2,1)＋L\o\al(2,2)),g))，故C正確。6．如圖所示，光滑細(xì)桿BC、DC和AC構(gòu)成矩形ABCD的兩鄰邊和對(duì)角線，AC∶BC∶DC＝5∶4∶3，AC桿豎直，各桿上分別套有一質(zhì)點(diǎn)小球a、b、d，a、b、d三小球的質(zhì)量比為1∶2∶3，現(xiàn)讓三小球同時(shí)從各桿的頂點(diǎn)由靜止釋放，不計(jì)空氣阻力，則a、b、d三小球在各桿上滑行的時(shí)間之比為()A．1∶1∶1 B．5∶4∶3C．5∶8∶9 D．1∶2∶3答案A解析利用等時(shí)圓模型，以AC為直徑畫圓，B、D剛好在圓上，所以時(shí)間相等，故A正確。7．[2017·河南開封模擬]如圖甲所示，足夠長(zhǎng)的木板B靜置于光滑水平面上，其上放置小滑塊A。木板B受到隨時(shí)間t變化的水平拉力F作用時(shí)，木板B的加速度a與拉力F關(guān)系圖象如圖乙所示，則小滑塊A的質(zhì)量為()A．4kg B．3kgC．2kg D．1kg答案B解析對(duì)整體分析，當(dāng)F＝8N時(shí)，加速度為a＝2m/s2，由牛頓第二定律有F＝(mA＋mB)a，代入數(shù)據(jù)解得mA＋mB＝4kg；當(dāng)F大于8N時(shí)，A、B發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)B有aB＝eq\f(F－μmAg,mB)＝eq\f(1,mB)F－eq\f(μmAg,mB)，則圖線的斜率k＝eq\f(1,mB)＝1，解得mB＝1kg，滑塊A的質(zhì)量為mA＝3kg，B正確。8．[2017·天水模擬]如圖所示，在動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2的水平面上有一個(gè)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(zhǎng)的輕繩一端相連，此時(shí)小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，且水平面對(duì)小球的彈力恰好為零。在剪斷輕繩的瞬間(g取10m/s2)，下列說法中正確的是()A．小球受力個(gè)數(shù)不變B．小球立即向左運(yùn)動(dòng)，且a＝8m/s2C．小球立即向左運(yùn)動(dòng)，且a＝10m/s2D．若剪斷的是彈簧，則剪斷瞬間小球加速度為零答案BD解析在剪斷輕繩前，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°＝10×1N＝10N，剪斷輕繩的瞬間，彈簧的彈力仍然為10N，小球此時(shí)受重力、支持力、彈簧彈力和摩擦力四個(gè)力作用。小球的受力個(gè)數(shù)發(fā)生改變，故A錯(cuò)誤；小球所受的最大靜摩擦力為：Ff＝μmg＝0.2×10N＝2N，根據(jù)牛頓第二定律得小球的加速度為：a＝eq\f(F－Ff,m)＝eq\f(10－2,1)m/s2＝8m/s2，合力方向向左，所以向左運(yùn)動(dòng)，故B正確，C錯(cuò)誤；剪斷彈簧的瞬間，輕繩對(duì)小球的拉力瞬間為零，此時(shí)小球所受的合力為零，則小球的加速度為零，故D正確。9．如圖所示，質(zhì)量分別為m、2m的兩物塊A、B中間用輕彈簧相連，A、B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，在水平推力F作用下，A、B一起向右做加速度大小為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)突然撤去推力F的瞬間，A、B兩物塊的加速度大小分別為()A．a(chǎn)A＝2a＋3μg B．a(chǎn)A＝2(a＋μg)C．a(chǎn)B＝a D．a(chǎn)B＝a＋μg答案AC解析撤去F前，根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)A、B、彈簧整體有F－μ·3mg＝3ma,對(duì)B有F1－μ·2mg＝2ma，得F1＝2(a＋μg)m。撤去F的瞬間彈簧彈力不變，大小仍為F1，兩物塊受到的滑動(dòng)摩擦力不變，所以，物塊B受力不變，aB＝a，對(duì)物塊A，由牛頓第二定律得F1＋μmg＝maA，有aA＝2a＋3μg。綜上分析，A、C正確。10．[2017·鄭州模擬]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()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eq\f(1,2)mg＋ma答案AD解析小物塊相對(duì)于斜面靜止，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，以小物塊為研究對(duì)象，則有Ff－mgsin30°＝ma，F(xiàn)f＝eq\f(1,2)mg＋ma，方向平行斜面向上。二、非選擇題(本題共2小題，共30分)11．[2017·吉林省實(shí)驗(yàn)中學(xué)二模](14分)如圖所示，在光滑的桌面上疊放著一質(zhì)量為mA＝2kg的薄木板A和質(zhì)量為mB＝3kg的金屬塊B，A的長(zhǎng)度l＝2m，B上有輕線繞過定滑輪與質(zhì)量為mC＝1kg的物塊C相連。B與A之間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，最大靜摩擦力可視為等于滑動(dòng)摩擦力，忽略滑輪質(zhì)量及與軸間的摩擦。起始時(shí)令各物體都處于靜止?fàn)顟B(tài)，繩被拉直，B位于A的左端(如圖)，然后放手，求金屬塊B從A的右端脫離所經(jīng)歷的時(shí)間t(設(shè)A的右端距滑輪足夠遠(yuǎn))(取g＝10m/s2)。答案4s解析根據(jù)牛頓第二定律得，B的加速度aB＝eq\f(mCg－μmBg,mB＋mC)＝eq\f(10－3,4)m/s2＝eq\f(7,4)m/s2，A的加速度aA＝eq\f(μmBg,mA)＝eq\f(3,2)m/s2根據(jù)eq\f(1,2)aBt2－eq\f(1,2)aAt2＝l，解得t＝4s。12．[2018·湖南株洲診斷](16分)滑雪運(yùn)動(dòng)是運(yùn)動(dòng)員把滑雪板裝在靴底在雪地上進(jìn)行的滑行、跳躍的競(jìng)賽運(yùn)動(dòng)。當(dāng)滑雪板相對(duì)雪地速度較大時(shí)，會(huì)把雪內(nèi)的空氣逼出來，在滑雪板與雪地間形成一個(gè)暫時(shí)的“氣墊”，從而大大減小雪地對(duì)滑雪板的摩擦。然而當(dāng)滑雪板相對(duì)雪地速度較小時(shí)，與雪地接觸的時(shí)間超過某一值，滑雪板就會(huì)下陷，使得與雪地間的摩擦力增大。假設(shè)速度超過8m/s時(shí)，滑雪板與雪地間的動(dòng)摩擦因數(shù)就會(huì)由μ1＝0.25變?yōu)棣?＝0.125。一運(yùn)動(dòng)員從傾角θ＝37°的坡頂A處由靜止開始自由下滑，滑至坡底B(B處為一光滑小圓弧)后又滑上一段水平地面，最后停在C處，如圖所示。不計(jì)空氣阻力，已知坡長(zhǎng)l＝24.1m，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。(1)求運(yùn)動(dòng)員從靜止開始到動(dòng)摩擦因數(shù)發(fā)生變化所經(jīng)歷的時(shí)間；(2)求運(yùn)動(dòng)員到達(dá)B處時(shí)的速度大??；(3)若滑雪板與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ3＝0.5，求運(yùn)動(dòng)員在水平地面上運(yùn)動(dòng)的最大距離。答案(1)2s(2)15m/s(3)22.5m解析(1)由牛頓第二定律得，mgsinθ－μ1mgcosθ＝ma1，有a1＝gsinθ－μ1gcosθ＝4m/s2運(yùn)動(dòng)員從靜止開始到動(dòng)摩擦因數(shù)