2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)課時作業(yè)11牛頓第二定律兩類動力學(xué)問題含解析魯科版

PAGEPAGE8課時作業(yè)11牛頓其次定律兩類動力學(xué)問題時間：45分鐘1.靜止在光滑水平面上的物體，在水平推力F作用下起先運(yùn)動，推力隨時間改變的規(guī)律如圖所示，關(guān)于物體在0～t1時間內(nèi)的運(yùn)動狀況，正確的描述是(B)A．物體先做勻加速運(yùn)動，后做勻減速運(yùn)動B．物體的速度始終增大C．物體的速度先增大后減小D．物體的加速度始終增大解析：由F合＝ma得：F先增大后減小，則a先增大后減小，說明物體做變加速運(yùn)動，選項(xiàng)A、D錯誤；在0～t1時間內(nèi)F的方向不變，F(xiàn)與v同向，則物體做加速運(yùn)動．2.如圖，質(zhì)量為1.5kg的物體A靜止在豎直的輕彈簧上，質(zhì)量為0.5kg的物體B由細(xì)線懸掛在天花板上，B與A剛好接觸但不擠壓．現(xiàn)突然將細(xì)線剪斷，則剪斷后瞬間A、B間的作用力大小為(g取10m/s2)(D)A．0 B．2.5NC．5N D．3.75N解析：當(dāng)細(xì)線剪斷瞬間，細(xì)線的彈力突然變?yōu)榱?，則B物體與A物體突然有了相互作用的彈力，此時彈簧形變?nèi)圆蛔?，對A、B整體受力分析可知，整體受重力G＝(mA＋mB)g＝20N，彈力為F＝mAg＝15N，由牛頓其次定律G－F＝(mA＋mB)a，解得a＝2.5m/s2，對B受力分析，B受重力和A對B的彈力F1，對B有mBg－F1＝mBa，可得F1＝3.75N，選項(xiàng)D正確．3．為了使雨滴能盡快地淌離房頂，要設(shè)計(jì)好房頂?shù)母叨龋O(shè)雨滴沿房頂下淌時做無初速度無摩擦的運(yùn)動，那么如圖所示的四種狀況中符合要求的是(C)解析：如圖，設(shè)房頂寬為2b，高度為h，斜面傾角為θ.由圖中幾何關(guān)系有h＝btanθ由關(guān)系式eq\f(h,sinθ)＝eq\f(1,2)g·sinθ·t2可知，t＝eq\f(1,sinθ)eq\r(\f(2h,g))，聯(lián)立解得t＝eq\r(\f(4b,gsin2θ))，可見，當(dāng)θ＝45°時，t最小，選項(xiàng)C正確．4.如圖所示，小車向右運(yùn)動的過程中，某段時間內(nèi)車中懸掛的小球A和車水平底板上的物塊B都相對車廂靜止，懸掛小球A的懸線與豎直線有肯定夾角．這段時間內(nèi)關(guān)于物塊B受到的摩擦力，下述推斷中正確的是(B)A．物塊B不受摩擦力作用B．物塊B受摩擦力作用，大小恒定，方向向左C．物塊B受摩擦力作用，大小恒定，方向向右D．因小車的運(yùn)動性質(zhì)不能確定，故B受到的摩擦力狀況無法推斷解析：由題圖知A球的加速度大小為a＝gtanθ，方向向左，則小車向右減速行駛，物塊B相對小車有向右運(yùn)動的趨勢，它所受的摩擦力方向向左，大小為Ff＝mBgtanθ，只有B正確．5.如圖所示，質(zhì)量為m1的物體A經(jīng)跨過定滑輪的輕繩與質(zhì)量為M的箱子B相連，箱子底板上放一質(zhì)量為m2的物體C.已知m1<M，不計(jì)定滑輪的質(zhì)量和摩擦，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，在箱子加速下落的過程中，下列關(guān)系式中正確的是(C)A．物體A的加速度大小為eq\f(M＋m2g,m1)B．物體A的加速度大小為eq\f(M＋m2g－m1g,m1)C．物體C對箱子的壓力大小為eq\f(2m1m2g,m1＋m2＋M)D．物體C對箱子的壓力大小為(M＋m2－m1)g解析：本題考查牛頓其次定律在連接體問題中的應(yīng)用．設(shè)加速度大小為a，對物體A分析，受到重力和向上的拉力T，依據(jù)牛頓其次定律，有T－m1g＝m1a，對B、C整體分析，依據(jù)牛頓其次定律有(M＋m2)g－T＝(M＋m2)a，聯(lián)立解得a＝eq\f(M＋m2－m1g,m1＋m2＋M)，故A、B錯誤；物體C受重力和支持力，依據(jù)牛頓其次定律，有m2g－N＝m2a，解得N＝m2(g－a)，代入a的表達(dá)式解得N＝eq\f(2m1m2g,m1＋m2＋M)，故C正確，D錯誤．6．如圖所示，光滑水平面上，A、B兩物體用輕彈簧連接在一起，A、B的質(zhì)量分別為m1、m2，在拉力F作用下，A、B共同做勻加速直線運(yùn)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a1和a2，則(D)A．a(chǎn)1＝0a2＝0B．a(chǎn)1＝aa2＝eq\f(m2,m1＋m2)aC．a(chǎn)1＝eq\f(m1,m1＋m2)aa2＝eq\f(m2,m1＋m2)aD．a(chǎn)1＝aa2＝eq\f(m1,m2)a解析：撤去拉力F的瞬間，物體A的受力不變，所以a1＝a，對物體A進(jìn)行受力分析可得F彈＝m1a；撤去拉力F的瞬間，物體B受到的合力大小為F彈′＝m2a2，又F彈＝F彈′，所以a2＝eq\f(m1,m2)a，故選項(xiàng)D正確．7．可愛的企鵝喜愛在冰面上玩嬉戲．如圖所示，有一企鵝在傾角為37°的傾斜冰面上，先以加速度a＝0.5m/s2從冰面底部由靜止起先沿直線向上“奔跑”，t＝8s時，突然臥倒以肚皮貼著冰面對前滑行，最終退滑到動身點(diǎn)，完成一次嬉戲(企鵝在滑動過程中姿態(tài)保持不變)．若企鵝肚皮與冰面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.25，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s.求：(1)企鵝向上“奔跑”的位移大??；(2)企鵝在冰面滑動的加速度大?。?3)企鵝退滑到動身點(diǎn)時的速度大?。?計(jì)算結(jié)果可用根式表示)解析：(1)在企鵝向上“奔跑”過程中有x＝eq\f(1,2)at2，解得x＝16m.(2)在企鵝臥倒以后將進(jìn)行兩個過程的運(yùn)動，第一個過程是從臥倒到最高點(diǎn)，其次個過程是從最高點(diǎn)滑到動身點(diǎn)，兩次過程依據(jù)牛頓其次定律分別有mgsin37°＋μmgcos37°＝ma1mgsin37°－μmgcos37°＝ma2解得a1＝8m/s2，a2＝4m/s2.(3)企鵝從臥倒到滑到最高點(diǎn)的過程中，做勻減速直線運(yùn)動，設(shè)時間為t′，位移為x′t′＝eq\f(at,a1)，x′＝eq\f(1,2)a1t′2，解得x′＝1m.企鵝從最高點(diǎn)滑到動身點(diǎn)的過程中，設(shè)末速度為vt，初速度為0，則有veq\o\al(2,t)－02＝2a2(x＋x′)解得vt＝2eq\答案：(1)16m(2)8m/s24m/s2(3)2eq\8.如圖，帶有豎直支柱的斜面固定在水平地面上，光滑的小球被輕質(zhì)細(xì)線和輕彈簧系住靜止于斜面上，彈簧處于拉伸狀態(tài)．現(xiàn)剪斷細(xì)線，小球沿斜面對下運(yùn)動的過程中(B)A．彈簧達(dá)到自然長度前加速運(yùn)動，之后減速運(yùn)動B．彈簧達(dá)到自然長度前加速運(yùn)動，之后先加速運(yùn)動后減速運(yùn)動C．加速度先增大后減小D．加速度始終減小解析：在未剪斷細(xì)線時，彈簧處于伸長狀態(tài)，故彈簧對小球有沿斜面對下的彈力，故剪斷細(xì)線后小球先沿斜面加速向下運(yùn)動，加速度減小，當(dāng)彈簧的彈力沿斜面對上且等于小球重力沿斜面對下的分力時，速度達(dá)到最大，小球接著沿斜面對下運(yùn)動，此后彈簧的彈力大于小球重力沿斜面對下的分力，小球做減速運(yùn)動，并且加速度增大，選項(xiàng)B正確．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．在滑塊A上放一物體B，物體B始終與A保持相對靜止，以加速度a2沿斜面勻加速下滑，如圖乙．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．則(B)A．a(chǎn)1＝a2＝a3 B．a(chǎn)1＝a2<a3C．a(chǎn)1<a2＝a3 D．a(chǎn)1<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＋m′)gsinθ－μ(m＋m′)gcosθ＝(m＋m′)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＝eq\f(m＋m′gsinθ－μm＋m′gcosθ,m)故a1＝a2<a3，故選項(xiàng)B正確．10.如圖，將金屬塊用壓縮的輕彈簧卡在一個箱子中，上頂板和下底板裝有壓力傳感器．當(dāng)箱子隨電梯以a＝4.0m/s2的加速度豎直向上做勻減速運(yùn)動時，上頂板的傳感器顯示的壓力為4.0N，下底板的傳感器顯示的壓力為10.0N．取g＝10m/s2，若下底板示數(shù)不變，上頂板示數(shù)是下底板示數(shù)的一半，則電梯的運(yùn)動狀態(tài)可能是(B)A．勻加速上升，a＝5m/s2 B．勻加速下降，a＝5m/s2C．勻速上升 D．靜止?fàn)顟B(tài)解析：當(dāng)箱子隨電梯以a＝4.0m/s2的加速度豎直向上做勻減速運(yùn)動時，對金屬塊受力分析，由牛頓其次定律知：FN上＋mg－FN下＝ma，m＝eq\f(FN下－FN上,g－a)＝eq\f(10－4,10－4)kg＝1kg，G＝mg＝10N；若上頂板傳感器的示數(shù)是下底板傳感器的示數(shù)的一半，由于彈簧壓縮量不變，下底板傳感器示數(shù)不變，仍為10N，則上頂板傳感器的示數(shù)是5N.對金屬塊，由牛頓其次定律知FN上′＋mg－FN下′＝ma′解得a′＝5m/s2，方向向下，故電梯以a＝5m/s2的加速度勻加速下降，或以a＝5m/s2的加速度勻減速上升．故A、C、D錯誤，B正確．11.(多選)如圖所示，光滑水平桌面放置著物塊A，它通過輕繩和輕質(zhì)滑輪懸掛著物塊B.已知A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為3m，重力加速度大小為g.由靜止釋放物塊A、BA．相同時間內(nèi)，A、B運(yùn)動的路程之比為21B．物塊A、B的加速度之比為11C．輕繩的拉力為eq\f(6mg,7)D．當(dāng)B下落高度h時，速度為eq\r(\f(2gh,5))解析：本題考查加速度不同的連接體問題．依據(jù)動滑輪的特點(diǎn)可知，相同時間內(nèi)，A、B運(yùn)動的路程之比為21，選項(xiàng)A正確；依據(jù)s＝eq\f(1,2)at2可知，物塊A、B的加速度之比為21，選項(xiàng)B錯誤；設(shè)輕繩的拉力為T，B的加速度為a，則對A有T＝m·2a，對B有3mg－2T＝3ma，解得a＝eq\f(3,7)g，T＝eq\f(6,7)mg，選項(xiàng)C正確；當(dāng)B下落高度h時，速度為v＝eq\r(2ah)＝eq\r(\f(6,7)gh)，選項(xiàng)D錯誤．12.(多選)如圖所示，小車在水平面上做勻加速直線運(yùn)動，車廂內(nèi)兩質(zhì)量相同的小球通過輕繩系于車廂頂部，輕繩OA、OB與豎直方向夾角均為45°，其中一球用水平輕繩AC系于車廂側(cè)壁，下列說法正確的是(CD)A．小車運(yùn)動方向向右B．小車的加速度大小為eq\f(\r(2),2)gC．輕繩OA、OB拉力大小相等D．輕繩CA拉力大小是輕繩OA拉力的eq\r(2)倍解析：本題考查加速度相同的連接體問題．對小球B受力分析可知，B所受的合外力向左，且mgtan45°＝ma，解得a＝g，即小車向左做加速度大小為g的加速運(yùn)動，選項(xiàng)A、B錯誤；分別對A、B受力分析，OA和OB輕繩拉力的豎直重量均等于mg，即TOBcos45°＝TOAcos45°＝mg，可知輕繩OA、OB拉力大小相等，選項(xiàng)C正確；對A受力分析可知，TCA－TOAsin45°＝ma＝mg，解得TCA＝2mg即TCA＝eq\r(2)TOA，選項(xiàng)D正確．13.如圖所示的裝置叫作阿特伍德機(jī)，是阿特伍德創(chuàng)制的一種聞名力學(xué)試驗(yàn)裝置，用來探討勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律．繩子兩端的物體豎直運(yùn)動的加速度大小總是小于自由落體的加速度g，同自由落體相比，下落相同的高度，所花費(fèi)的時間要長，這使得試驗(yàn)可以有較長的時間從容地觀測、探討．已知物體A、B的質(zhì)量相等均為M，輕繩與輕滑輪間的摩擦不計(jì)，輕繩不行伸長且足夠長，求：(1)若物體C的質(zhì)量為eq\f(M,4)，物體B從靜止起先下落一段距離的過程中繩受到的拉力和B的加速度分別為多少？(2)若物體C的質(zhì)量為eq\f(M,4)，物體B從靜止起先下落一段距離的時間與自由落體下落同樣的距離所用時間的比值；(3)假如連接A、B的輕繩能承受的最大拉力為1.2Mg，那么對物體C的質(zhì)量有何要求？解析：(1)求出物體B的加速度須要用隔離法分別以A和B、C整體作為探討對象，依據(jù)牛頓其次定律列方程，設(shè)滑輪兩側(cè)物體運(yùn)動的加速度大小為a，繩的張力為T，依據(jù)牛頓其次定律，對于A：T－Mg＝Ma，探討B(tài)、C：Mg＋eq\f(Mg,4)－T＝(M＋eq\f(M,4))a，解得a＝eq\f(g,9)，T＝e