2013届高考物理 不容忽视的关节点 牛顿第二定律两类动力学问题

第三章 第二讲 牛顿第二定律两类动力学问题一、单项选择题1如图1所示，足够长的传送带与水平面夹角为，以速度v0逆时 针匀速转动在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块， 小木块与传送带间的动摩擦因数tan，则图2中能客观地反映 小木块的速度随时间变化关系的是 () 图1图2解析：小木块被释放后的开始阶段做匀加速直线运动，所受摩擦力沿斜面向下，加速度为a1.当小木块的速度与传送带速度相同后，小木块开始以a2的加速度做匀加速直线运动，此时小木块所受摩擦力沿斜面向上，所以a1a2，在vt图象中，图线的斜率表示加速度，故选项D对答案：D2如图3所示，车内绳AB与绳BC拴住一小球，BC水平，车由原 来的静止状态变为向右加速直线运动，小球仍处于图中所示的位置，则 () AAB绳、BC绳拉力都变大 图3BAB绳拉力变大，BC绳拉力变小CAB绳拉力变大，BC绳拉力不变DAB绳拉力不变，BC绳拉力变大解析：如图所示，车加速时，球的位置不变，则AB绳拉力沿竖 直方向的分力仍为FT1cos，且等于重力G，即FT1，故FT1不变向右的加速度只能是由BC绳上增加的拉力提供，故FT2增加，所以D正确答案：D3如图4所示，在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2的木 块A和B之间用轻弹簧相连，在拉力F作用下，以加速度a 做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此瞬时A和B 图4的加速度为a1和a2，则 ()Aa1a20 Ba1a，a20Ca1a，a2a Da1a，a2a解析：首先研究整体，求出拉力F的大小F(m1m2)a.突然撤去F，以A为研究对象，由于弹簧在短时间内弹力不会发生突变，所以A物体受力不变，其加速度a1a.以B为研究对象，在没有撤去F时有：FFm2a，而F(m1m2)a，所以Fm1a.撤去F则有：Fm2a2，所以a2a .D项正确答案：D4如图5所示，质量为m的小球用水平轻弹簧系 住，并用倾角为30的光滑木板AB托住，小球恰好处于静止状态当木板AB突然向下撤离的瞬间，小球的加速度大小为()A0 B.g 图5Cg D.g解析：撤离木板时，小球所受重力和弹簧弹力没变，二者合力的大小等于撤离木板前木板对小球的支持力FN，由于FNmg，所以撤离木板后，小球加速度大小为：ag.B项正确答案：B5某物体做直线运动的vt图象如图6甲所示，据此判断图乙(F表示物体所受合力，x表示物体的位移)所示的四个选项中正确的是 ()图6解析：由vt图象知，02 s匀加速，2 s4 s匀减速，4 s6 s反向匀加速，6 s8 s匀减速，且2 s6 s内加速度恒定，由此可知：02 s内，F恒定，2 s6 s内，F反向，大小恒定，6 s8 s内，F又反向且大小恒定，故B正确，A错C、D图中02 s内分别表示物体做匀速运动和减速运动，所以C、D错答案：B二、双项选择题6如图7所示，在汽车中悬挂一小球，实验表明， 当汽车做匀变速直线运动时，悬线将与竖直方向成某一稳定角度若在汽车底板上还有一个跟其相对静止的物体m1，则关于汽车的运动情况和物体m1的受力情况正确的是 () 图7A汽车一定向右做加速运动B汽车可能向左运动Cm1除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向右的摩擦力作用Dm1除受到重力、底板的支持力作用外，还可能受到向左的摩擦力的作用解析：根据题图可知汽车的加速度为agtan且方向向右，汽车可能向右做加速运动或向左做减速运动，故A错误，B正确m1所受合力方向应向右m1除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向右的摩擦力作用，C正确，D错误答案：BC7斜面上的物体受到平行于斜面向下的力F的作用，力F随时间变化的图象及物体运动的vt图象如图8所示由图象中的信息能够求出的量或可以确定的关系是(g取10 m/s2) ()图8A物体的质量mB斜面的倾角C物体与斜面间的动摩擦因数Dtan解析：设物体的质量为m，斜面的倾角为，由vt图象可得02 s内物体的加速度为a11 m/s2；由Ft图象可知02 s内力F13 N，在02 s内对物体应用牛顿第二定律得：F1mgsinmgcosma1.由vt图象可得2 s后物体的加速度为a20，物体做匀速直线运动；由Ft图象可知2 s后力F22 N，由平衡条件可得：F2mgsinmgcos0，代入数据联立解得：m1 kg，tantan，综合得出，正确选项为A、D.答案：AD8某人在地面上用弹簧测力计称得其体重为 490 N他将弹簧测 力计移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内，弹簧测力计的示数如图9所示，电梯运行的vt图象可能是图10中的(取电梯向上运动的方向为正方向) () 图9图10解析：由Gt图象知：t0t1时间内具有向下的加速度，t1t2时间内匀速或静止，t2t3时间内具有向上的加速度，因此其运动情况可能是：t0t3时间内，故A、D正确答案：AD9如图11所示，传送带的水平部分长为L，传动速率为v，在其左端无初速释放一小木块，若木块与传送带间的动摩擦因数为，则木块从左端运动到右端的时间可能是() 图11A. B. C. D.解析：因木块运动到右端的过程不同，对应的时间也不同，若一直匀加速至右端，则Lgt2，得：t，C正确；若一直加速到右端时的速度恰好与传送带速度v相等，则Lt，有：t，D正确；若先匀加速到传送带速度v，再匀速到右端，则v(t)L，有：t，A错误；木块不可能一直匀速至右端，B错误答案：CD10如图12所示，一足够长的木板静止在光滑水平面上，一物块静止在木板上，木板和物块间有摩擦现用水平恒力向右拉木板， 图12当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时，撤掉拉力，此后木板和物块相对于水平面的运动情况为 ()A物块先向左运动，再向右运动B物块向右运动，速度逐渐增大，直到做匀速运动C木板向右运动，速度逐渐变小，直到做匀速运动D木板和物块的速度都逐渐变小，直到为零解析：撤去拉力时，物块的速度小于木板的速度，物块相对于木板向左滑，受向右的摩擦力而向右加速，而木板受向左的摩擦力向右减速，当二者速度相等时，再一起做匀速运动，故B、C正确答案：BC三、非选择题11如图13所示，有一长度x1 m、质量M10 kg的平板小车，静止在光滑的水平面上，在小车一端放置一质量m4 kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数0.25，要 图13使物块在2 s内运动到小车的另一端，求作用在物块上的水平力F是多少？(g取10 m/s2)解析：由下图中的受力分析，根据牛顿第二定律有FFfma物 FfMa车其中FfFfmg由分析图结合运动学公式有x1a车t2x2a物t2x2x1x由解得a车1 m/s2由解得a物1.5 m/s2所以FFfma物m(ga物)4(0.25101.5) N16 N.答案：16 N12如图14(a)所示，质量m1 kg的物体沿倾角37的固定粗糙斜面由静止开始向下运动，风对物体的作用力沿水平方向向右，其大小与风速v成正比，比例系数用k表示，物体加速度a与风速v的关系如图(b)所示，求：图14(1)物体与斜面间的动摩擦因数；(2)比例系数k.(sin370.6，cos370.8，g10 m/s2)解析：(1)v0，a04 m/s2mgsinmgcosma00.25.(2)v5 m/s，a0mgsinFNkvcos0FNmgcoskvsinmg(sincos)kv(sincos)0k kg/s0.84 kg/s答案：(1)0.25(2)0.84 kg/s