2024高考物理一輪復(fù)習(xí)第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第2節(jié)牛頓第二定律兩類動(dòng)力學(xué)問題作業(yè)與檢測(cè)含解析魯科版

PAGE8-第2節(jié)牛頓其次定律兩類動(dòng)力學(xué)問題基礎(chǔ)必備1.我國(guó)自主研制的水陸兩棲飛機(jī)“鯤龍”AG600已試飛勝利.當(dāng)“鯤龍”AG600在水面加速滑行時(shí)受到的合力(C)A.大小為零 B.方向豎直向上C.方向與滑行方向相同 D.方向沿滑行方向斜向上解析:“鯤龍”AG600在水面做加速直線運(yùn)動(dòng),加速度方向與滑行方向相同,由牛頓其次定律知合外力方向與加速度方向相同,所以合力方向與滑行方向相同.故選項(xiàng)C正確.2.(多選)關(guān)于單位制,下列說法中正確的是(BCD)A.在力學(xué)中,力是基本概念,所以力的單位“牛頓”是力學(xué)單位中的基本單位B.因?yàn)榱Φ膯挝皇桥ｎD,而1N=1kg·m/s2,所以牛頓是導(dǎo)出單位C.各物理量采納國(guó)際單位制中的單位,通過物理公式運(yùn)算的結(jié)果的單位肯定為國(guó)際單位制中的單位D.物理公式不僅確定了物理量之間的數(shù)量關(guān)系,同時(shí)也確定了物理量間的單位關(guān)系解析:“力”雖然是力學(xué)中的一個(gè)基本的概念,但它的單位“牛頓”卻不是力學(xué)中的基本單位.國(guó)際單位制中力學(xué)中的基本單位是千克、米、秒,其他皆為導(dǎo)出單位.物理公式不僅確定了物理量之間的數(shù)量關(guān)系,運(yùn)算時(shí)同時(shí)也確定了物理量之間的單位關(guān)系.若已知量都采納國(guó)際單位制中的單位,通過物理公式運(yùn)算的結(jié)果的單位肯定為國(guó)際單位制中的單位,單位制在力學(xué)計(jì)算中的意義正在于此,選項(xiàng)B,C,D正確.3.一物體沿傾角為α的斜面下滑時(shí),恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),若物體以某一初速度沖上斜面,則上滑時(shí)物體加速度大小為(C)A.gsinα B.gtanαC.2gsinα D.2gtanα解析:對(duì)物體下滑時(shí)進(jìn)行受力分析,如圖(甲).由于恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),依據(jù)平衡學(xué)問得mgsinα=f.物體以某一初速度沖上斜面,對(duì)物體受力分析,如圖(乙),物體的合力F合=mgsinα+f=2mgsinα.依據(jù)牛頓其次定律得a==2gsinα.4.(2024·安徽安慶期末)如圖所示,質(zhì)量分別為m1=2kg,m2=3kg的兩個(gè)物體置于光滑的水平面上,中間用輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)連接,兩個(gè)大小分別為F1=30N,F2=20N的水平拉力分別作用在m1,m2上,在彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)達(dá)到穩(wěn)定后,則(C)A.彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是10NB.彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是50NC.在突然撤去F2的瞬間,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變D.在突然撤去F1的瞬間,m1的加速度不變解析:對(duì)整體運(yùn)用牛頓其次定律得到F1-F2=(m1+m2)a,代入數(shù)據(jù)解得a=2m/s2;對(duì)物體m2,運(yùn)用牛頓其次定律得到F-F2=m2a,代入數(shù)據(jù)解得F=26N,故A,B錯(cuò)誤;在突然撤去F2的瞬間,彈簧測(cè)力計(jì)的彈力不變,故C正確;在突然撤去F1的瞬間,對(duì)m1受力分析可得F=m1a',代入數(shù)據(jù)解得a'=13m/s5.(多選)如圖所示,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)(BC)A.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)解析:物體受到向右的滑動(dòng)摩擦力f=μN(yùn)=μG=3N,依據(jù)牛頓其次定律得a==m/s2=5m/s2,方向向右,物體減速到零所需的時(shí)間t==s=2s,B正確,A錯(cuò)誤;減速到零后,物體將保持靜止,不再運(yùn)動(dòng),C正確,D錯(cuò)誤.6.如圖所示,在豎直平面內(nèi)有半徑為R和1.5R的兩個(gè)圓,兩圓的最高點(diǎn)相切,切點(diǎn)為a.b和c分別是小圓和大圓上的兩個(gè)點(diǎn),其中ab長(zhǎng)為1.6R,ac長(zhǎng)為3R.現(xiàn)沿ab和ac建立兩條光滑軌道,自a處由靜止釋放小球,已知小球沿ab軌道運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)所用時(shí)間為t1,沿ac軌道運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)所用時(shí)間為t2,則t1與t2之比為(C)A.2∶3 B.5∶8C.∶ D.∶解析:設(shè)ab和ac間的夾角為θ,依據(jù)幾何關(guān)系可知,cosθ===0.8;小球沿ab做勻加速直線運(yùn)動(dòng),依據(jù)牛頓其次定律得a==0.8g,依據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式得1.6R=a①,小球從a運(yùn)動(dòng)到c做自由落體運(yùn)動(dòng),則有3R=g②;依據(jù)①②解得=,故C正確.7.(2024·湖北黃石質(zhì)檢)(多選)如圖所示,輕彈簧兩端拴接質(zhì)量均為m的小球a,b,拴接小球的細(xì)線固定在天花板上,兩小球靜止,兩細(xì)線與水平方向的夾角α=30°,彈簧水平,重力加速度為g,則以下說法中正確的是(CD)A.細(xì)線拉力的大小為mgB.彈簧彈力的大小為mgC.剪斷左側(cè)細(xì)線的瞬間,小球a的加速度為2gD.剪斷左側(cè)細(xì)線的瞬間,小球b的加速度為零解析:對(duì)小球a分析,由共點(diǎn)力平衡條件得,彈簧的彈力F=mg,細(xì)線的拉力為2mg,故A,B錯(cuò)誤;剪斷左側(cè)細(xì)線的瞬間,彈簧的彈力不變,小球a所受的合力F合=2mg,依據(jù)牛頓其次定律得,a=2g,小球b受力不變,合力仍舊為零,所以加速度為零,故C,D正確.8.一物塊沿傾角為θ的斜坡向上滑動(dòng).當(dāng)物塊的初速度為v時(shí),上升的最大高度為H,如圖所示;當(dāng)物塊的初速度為時(shí),上升的最大高度記為h.重力加速度大小為g.物塊與斜坡間的動(dòng)摩擦因數(shù)和h分別為(D)A.tanθ和B.-1tanθ和C.tanθ和D.-1tanθ和解析:對(duì)物塊上滑過程受力分析,受到重力、支持力和滑動(dòng)摩擦力,由牛頓其次定律得-mgsinθ-μmgcosθ=ma,在上滑過程中,依據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得0-v2=2a,0-2=2a,聯(lián)立可得μ=-1tanθ,h=.故D正確.實(shí)力培育9.放在固定粗糙斜面上的滑塊A以加速度a1沿斜面勻加速下滑,如圖(甲)所示.在滑塊A上放一物體B,物體B始終與A保持相對(duì)靜止,以加速度a2沿斜面勻加速下滑,如圖(乙)所示.在滑塊A上施加一豎直向下的恒力F,滑塊A以加速度a3沿斜面勻加速下滑,如圖(丙)所示.則(B)A.a1=a2=a3 B.a1=a2<a3C.a1<a2=a3 D.a1<a2<a3解析:題圖(甲)中的加速度為a1,則有mgsinθ-μmgcosθ=ma1,解得a1=gsinθ-μgcosθ,題圖(乙)中的加速度為a2,則有(m+m0)gsinθ-μ(m+m0)gcosθ=(m+m0)a2,解得a2=gsinθ-μgcosθ,題圖(丙)中的加速度為a3,設(shè)F=m'g,則有(m+m')gsinθ-μ(m+m')gcosθ=ma3,解得a3==1+·(gsinθ-μgcosθ),故a1=a2<a3,故選項(xiàng)B正確.10.在許多旅游景點(diǎn)都建有山坡滑道,為了探討滑行者在滑道斜坡AE部分的滑行狀況,技術(shù)人員通過測(cè)量繪制出如圖所示的示意圖.AC是滑道的豎直高度,D點(diǎn)是AC豎直線上的一點(diǎn),且有AD=DE=10m,滑道AE可視為光滑,∠A=30°.滑行者從坡頂A點(diǎn)由靜止起先沿滑道AE向下做直線滑動(dòng),g取10m/s2,則(C)A.滑道AE的長(zhǎng)度為10mB.滑行者在滑道AE上滑行的加速度a=5m/s2C.滑行者在滑道AE上滑行的時(shí)間為2sD.滑行者滑到E點(diǎn)時(shí)的速度為10m/s解析:由圖中幾何關(guān)系可知,AE=2ADcos30°=2×10×m=10m,A錯(cuò)誤;由幾何學(xué)問知滑道AE與水平面的夾角為60°,由mgsin60°=ma可得滑行者在滑道AE上滑行的加速度a=gsin60°=5m/s2,B錯(cuò)誤;由AE=at2,解得t=2s,C正確;由v2=2a·AE,解得v=10m11.(2024·廣東汕頭模擬)(多選)如圖所示,建設(shè)房屋時(shí),保持底邊L不變,要設(shè)計(jì)好屋頂?shù)膬A角θ,以便下雨時(shí)落在屋頂?shù)挠甑文鼙M快地滑離屋頂,雨滴下滑時(shí)可視為小球做無初速度、無摩擦的運(yùn)動(dòng).下列說法正確的是(AC)A.傾角θ越大,雨滴下滑時(shí)的加速度越大B.傾角θ越大,雨滴對(duì)屋頂壓力越大C.傾角θ越大,雨滴從頂端O下滑至屋檐M時(shí)的速度越大D.傾角θ越大,雨滴從頂端O下滑至屋檐M時(shí)的時(shí)間越短解析:設(shè)屋頂?shù)钠旅骈L(zhǎng)度為s,雨滴下滑時(shí)加速度為a,對(duì)雨滴受力分析如圖所示,受重力mg和屋頂對(duì)雨滴的支持力N,垂直于屋頂方向:mgcosθ=N,平行于屋頂方向:ma=mgsinθ.雨滴的加速度為:a=gsinθ,則傾角θ越大,雨滴下滑時(shí)的加速度越大,A正確;雨滴對(duì)屋頂?shù)膲毫Υ笮'=N=mgcosθ,則傾角θ越大,雨滴對(duì)屋頂壓力越小,B錯(cuò)誤;依據(jù)三角關(guān)系推斷,屋頂坡面的長(zhǎng)度s=,由s=gsinθ·t2,可得t=,可見當(dāng)θ=45°時(shí),用時(shí)最短,D錯(cuò)誤;由v=gsinθ·t可得v=,可見θ越大,雨滴從頂端O下滑至屋檐M時(shí)的速度越大,C正確.12.(2024·山東德州模擬)一質(zhì)量為m=2kg的滑塊放在傾角為θ=30°的足夠長(zhǎng)的固定斜面上后,能以加速度a=2.5m/s2勻加速下滑.如圖所示,若用一水平向右恒力F作用于滑塊,使之由靜止起先在t=2s內(nèi)能沿斜面運(yùn)動(dòng)位移s=4m.求:(g取10m/s2)(1)滑塊和斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;(2)恒力F的大小.解析:(1)對(duì)滑塊,依據(jù)牛頓其次定律可得mgsinθ-μmgcosθ=ma,解得μ=.(2)使滑塊沿斜面做勻加速直線運(yùn)動(dòng),有加速度沿斜面對(duì)上和向下兩種可能.由s=a1t2,得a1=2m/s2,當(dāng)加速度沿斜面對(duì)上時(shí)Fcosθ-mgsinθ-μ(Fsinθ+mgcosθ)=ma1,代入數(shù)據(jù)解得F=N;當(dāng)加速度沿斜面對(duì)下時(shí)mgsinθ-Fcosθ-μ(Fsinθ+mgcosθ)=ma1,代入數(shù)據(jù)解得F=N.答案:(1)(2)N或N13.如圖所示,俯式冰橇是冬奧會(huì)的競(jìng)賽項(xiàng)目之一,其賽道可簡(jiǎn)化為起點(diǎn)和終點(diǎn)高度差為h=120m、長(zhǎng)度為s=1200m的斜坡.假設(shè)某運(yùn)動(dòng)員從起點(diǎn)起先,以平行賽道的恒力F=40N推動(dòng)質(zhì)量m=40kg的冰橇起先沿斜坡向下運(yùn)動(dòng),動(dòng)身4s內(nèi)冰橇發(fā)生的位移為12m,8s末快速登上冰橇與冰橇一起沿直線運(yùn)動(dòng)直到終點(diǎn).設(shè)運(yùn)動(dòng)員登上冰橇前后冰橇速度不變,不計(jì)空氣阻力,求:(g取10m/s2,取賽道傾角的余弦值為1,正弦值依據(jù)題目要求計(jì)算)(1)動(dòng)身4s內(nèi)冰橇的加速度大小;(2)冰橇與賽道間的動(dòng)摩擦因數(shù);(3)競(jìng)賽中運(yùn)動(dòng)員到達(dá)終點(diǎn)時(shí)的速度大小.解析:(1)設(shè)動(dòng)身4s內(nèi)冰橇的加速度為a1,動(dòng)身4s內(nèi)冰橇發(fā)生的位移為s1=a1解得a1=