（通用版）2021版高考物理大一轮复习 课后限时集训8 牛顿第二定律、两类动力学问题

课后限时集训8牛顿第二定律、两类动力学问题建议用时：45分钟1.(多选)(2019北京海淀区期中)如图所示，在上端开口的饮料瓶的侧面戳一个小孔，瓶中灌水，手持饮料瓶静止时，小孔中有水喷出，则下列说法正确的是()A将饮料瓶竖直向上抛出，上升过程饮料瓶处在超重状态B将饮料瓶竖直向上抛出，下降过程饮料瓶处在失重状态C将饮料瓶放在绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船内，并与飞船保持相对静止，则水不流出D饮料瓶静置于绕地球公转的月球表面，则水不流出BC无论是竖直向上还是竖直向下抛出，抛出之后的物体都只受到重力的作用，加速度为g，处于完全失重状态，A错误，B正确；将饮料瓶放在绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船内，并与飞船保持相对静止，因飞船内的物体也是处于完全失重状态，可知水不流出，C正确；饮料瓶静置于绕地球公转的月球表面，不是完全失重状态，则水会流出，D错误。2(多选)(2019泰安一模)雨滴在空气中下落时会受到空气阻力的作用。假设阻力大小只与雨滴的速率成正比，所有雨滴均从相同高处由静止开始下落，到达地面前均达到最大速率。下列判断正确的是()A达到最大速率前，所有雨滴均做匀加速运动B所有雨滴的最大速率均相等C较大的雨滴最大速率也较大D较小的雨滴在空中运动的时间较长CD设雨滴下落时受到的阻力为fkv，根据牛顿第二定律：mgkvma，则雨滴下落时，随着速率的增加，加速度逐渐减小，则达到最大速率前，所有雨滴均做加速度减小的变加速运动，选项A错误；当a0时速率最大，则vm，质量越大，则最大速率越大，选项B错误，C正确；较小的雨滴在空中运动的最大速率较小，整个过程的平均速率较小，则在空中运动的时间较长，选项D正确。3.(2019日照第一中学检测)如图所示，质量为2 kg的物体B和质量为1 kg的物体C用轻弹簧连接并竖直地静置于水平地面上。再将一个质量为3 kg的物体A轻放在B上的一瞬间，物体B的加速度大小为(取g10 m/s2)()A0B15 m/s2C6 m/s2D5 m/s2C开始时弹簧的弹力等于B的重力，即FmBg。放上A的瞬间，弹簧弹力不变，对整体分析，根据牛顿第二定律得：(mAmB)gF(mAmB)a，解得a6 m/s2，故选项C正确。4.(2019莱州质检)为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅上表面始终保持水平，如图所示。当此车加速下坡时，一位乘客正盘腿坐在座椅上，则下列说法正确的是()A乘客所受合外力可能竖直向下B支持力可能大于重力C若乘客未接触座椅靠背，则应受到向前(水平向左)的摩擦力作用D可能处于超重状态C本题考查斜面上运动物体的受力与超失重状态。当车加速下坡时，加速度方向沿斜坡向下，乘客的加速度与车的加速度相同，乘客所受合外力沿斜坡向下，故A项错误。乘客的加速度沿斜坡向下，将加速度分解成水平方向和竖直方向，则乘客的加速度有竖直向下的分量，乘客处于失重状态，所受支持力小于重力，故B、D项错误。若乘客未接触座椅靠背，乘客的加速度沿斜坡向下，将加速度分解成水平方向和竖直方向，则乘客受力如图，即乘客受到向前(水平向左)的摩擦力作用，故C项正确。5.(2019菏泽一模)一小物块从倾角为30够长的斜面底端以初速度v010 m/s沿斜面向上运动(如图所示)，已知物块与斜面间的动摩擦因数，g取10 m/s2，则物块在运动时间t1.5 s时离斜面底端的距离为()A3.75 mB5 mC6.25 mD15 mB小物块沿斜面向上运动时加速度大小为agsin gcos 10 m/s2，物块运动到最高点的时间t1 sv1v3Bv1v2v3Cv3v1v2Dv1v3v2A本题考查等时圆模型。设任一轨道的倾角为，圆的直径为d。根据牛顿第二定律得到agsin ，轨道的长度为xdsin ，则有xat2得t，可见，小球下滑时间与轨道的倾角无关。则有t1t2t3。因x2x1x3，根据可知，v2v1v3，故选A。7如图所示，在建筑装修中，工人用质量为5.0 kg的磨石A对地面和斜壁进行打磨，已知A与地面、A与斜壁之间的动摩擦因数均相同。(g取10 m/s2且sin 370.6，cos 370.8)(1)当A受到与水平方向成37斜向下的推力F150 N打磨地面时，A恰好在水平地面上做匀速直线运动，求A与地面间的动摩擦因数；(2)若用A对倾角37的斜壁进行打磨，当对A加竖直向上推力F260 N时，则磨石A从静止开始沿斜壁向上运动2 m(斜壁长2 m)时的速度大小为多少？解析(1)A恰好在水平地面上做匀速直线运动，滑动摩擦力等于推力的水平分力，即FfF1cos 40 N0.5。(2)将重力及向上的推力合成后，将二者的合力向垂直于斜面方向及沿斜面方向分解。在沿斜面方向有：(F2mg)cos Ff1ma在垂直斜面方向上有：FN(F2mg)sin 则Ff1(F2mg)sin 解得a1 m/s2，xat2，解得t2 s，vat2 m/s。答案(1)0.5(2)2 m/s8.(2019浙江金、丽、衢十二校联考)如图所示，在同一竖直线上有A、B两点，相距为h，B点离地高度为H。现从A、B两点分别向P点安放两个光滑的固定斜面AP和BP，并让两个相同小物块(可看成质点)从两斜面的A、B点同时由静止滑下，发现两小物块同时到达P点，则()AOP间距离为BOP间距离为C两小物块运动到P点的速度相同D两小物块的运动时间均为A本题考查根据斜面上物块的受力情况分析其运动情况。设斜面的倾角为，则物块下滑的加速度为agsin ，设OP的距离为x，则at2gsin t2，因两物块在斜面上下滑的时间相等，即t1t2则有cos 1sin 1cos 2sin 2，由图可知，解得x，选项A正确，B错误；根据机械能守恒可知，两物块开始下落的高度不同，则下落到底端的速度不同，选项C错误；是物块从A点做自由落体运动到O点的时间，因此两小物块的运动时间均大于，选项D错误。9(2019雅安中学月考)航模兴趣小组设计出一架遥控飞机，其质量m2 kg，动力系统提供的恒定升力F28 N。试飞时，飞机从地面由静止开始竖直上升。设飞机飞行时所受的阻力大小不变，恒为f4 N，g取10 m/s2。某一次试飞过程中，飞机飞行t6 s时遥控器出现故障，飞机立即失去升力。为使飞机落回地面时速度刚好为零，则飞机应在距离地面多高处恢复升力()A36 mB30 mC24 mD18 mC飞机失去升力前做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有Fmgfma1，代入数据解得a12 m/s2，t6 s时，速度v1a1t26 m/s12 m/s，前6 s内的位移x1a1t2262 m36 m,6 s后失去升力，根据牛顿第二定律有mgfma2，解得a212 m/s2，匀减速上升的位移x2 m6 m，飞机能达到的最大高度hx1x236 m6 m42 m，飞机失去升力下降阶段做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有mgfma3，解得a38 m/s2，恢复升力后向下做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律有Ffmgma4，解得a46 m/s2，开始恢复升力的速度设为v，则h，解得v12 m/s，此时飞机离地面的高度h124 m，故C正确。10.在风洞实验室中进行如图所示的实验。在倾角为37的固定斜面上，有一个质量为1 kg的物块，在风洞施加的水平恒力F作用下，从A点由静止开始运动，经过1.2 s到达B点时立即关闭风洞，撤去恒力F，物块到达C点时速度变为零，通过速度传感器测得这一过程中物块每隔0.2 s的瞬时速度，表给出了部分数据：t/s0.00.20.40.61.41.61.8v/(ms1)0.01.02.03.04.02.00.0已知：sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2。求：(1)A、C两点间的距离；(2)水平恒力F的大小。解析(1)物块匀加速运动过程中的加速度为：a1 m/s25 m/s2关闭风洞时的速度为：va1t51.2 m/s6 m/s关闭风洞后物块匀减速运动的加速度为：a2 m/s210 m/s2匀加速过程的位移：x1a1t251.22 m3.6 m匀减速过程的位移：x2 m1.8 mA、C两点间的距离为：xx1x23.6 m1.8 m5.4 m。(2)由牛顿第二定律得匀加速过程：Fcos 37mgsin 37(mgcos 37Fsin 37)ma1匀减速过程：(mgsin 37mgcos 37)ma2联立两式代入数据得：F30 N。答案(1)5.4 m(2)30 N11.如图所示，一质量为1 kg的小球套在一根固定的直杆上，直杆与水平面夹角为30。现小球在F20 N的竖直向上的拉力作用下，从A点静止出发向上运动，已知杆与球间的动摩擦因数为，g取10 m/s2。试求：(1)小球运动的加速度大小；(2)若F作用1.2 s后撤去，求小球上滑过程中距A点最大距离。解析(1)在力F作用下，由牛顿第二定律得(Fmg)sin 30(Fmg)cos 30ma1解得a12.5 m/s2。(2)刚撤去F时，小球的速度v1a1t13 m/s小球的位移x1t11.8 m撤去力F后，小球上滑时，由牛顿第二定律得mgsin 30mgcos 30ma2解得a27.5 m/s2小球上滑时间t20.4 s上滑位移x2t20.6 m则小球上滑的最大距离为xmx1x22.4 m。答案(1)2.5 m/s2(2)2.4 m7