2019高考物理一轮复习 第三章《牛顿运动定律》第2课时 牛顿第二定律 两类动力学问题课时冲关 新人教版.doc

第三章 第2课时 牛顿第二定律 两类动力学问题一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1(2017湖南四县(区)联考)如图所示，两根粗糙的直木棍AB和CD相互平行，固定在同一个水平面上一个圆柱形工件P架在两木棍之间，在水平向右的推力F的作用下，向右做匀加速运动若保持两木棍在同一水平面内，但将它们间的距离稍微减小一些后固定，仍将圆柱形工件P架在两木棍之间，用同样大小的水平推力F向右推该工件，则下列说法中正确的是()A可能静止不动B可能向右做匀速运动C一定向右做减速运动 D一定向右做加速运动解析：D工件受力的侧视图如图，由平衡条件得2Ncos G；木棍的间距稍微减小时，减小，cos 增大，则木棍对工件的支持力N减小，工件与木棍间的摩擦力减小，开始工件向右做匀加速直线运动，由于F不变，摩擦力减小，则工件一定向右做加速运动，故D正确2(2017福建漳州八校联考)趣味运动会上运动员手持网球拍托球沿水平面匀加速跑，设球拍和球的质量分别为M、m，球拍平面和水平面之间的夹角为，球拍与球保持相对静止，它们间的摩擦力及空气阻力不计，则 ()A运动员的加速度为gtan B球拍对球的作用力为mgC运动员对球拍的作用力为(Mm)gcos D若加速度大于gsin ，球一定沿球拍向上运动解析：A对球进行受力分析，受到重力mg和球拍对它的支持力N，作出受力分析图如图甲所示，根据牛顿第二定律得：Nsin ma，Ncos mg，解得agtan ，N，故A正确，B错误；以球拍和球整体为研究对象进行受力分析，如图乙所示，根据牛顿第二定律得，运动员对球拍的作用力为F，故C错误；当agtan 时，球将沿球拍向上运动，由于gsin 与gtan 的大小关系未知，故D错误3(2017四川绵阳一诊)如图，带有竖直支柱的斜面固定在水平地面上，光滑的小球被轻质细线和轻弹簧系住静止于斜面上，弹簧处于拉伸状态现剪断细线，小球沿斜面向下运动的过程中()A弹簧达到自然长度前加速运动，之后减速运动B弹簧达到自然长度前加速运动，之后先加速运动后减速运动C加速度先增大后减小D加速度一直减小解析：B在未剪断细线时，弹簧处于伸长状态，故弹簧对小球有向下的弹力，故剪断细线后小球先加速向下运动，加速度减小，当弹簧的弹力等于小球重力沿斜面向下的分力时，速度达到最大，小球继续向下运动，此后弹簧的弹力大于小球重力沿斜面向下的分力，小球做减速运动，并且加速度增大，故B正确，A、C、D错误4(68520058)(2017贵州遵义航天高级中学模拟)运动员从悬停的直升机上跳伞，下落一段时间后打开降落伞，打开伞之前，运动员所受空气阻力可忽略，打开伞后受到的空气阻力与速度成正比，运动员打开伞后的运动情况不可能是()A加速度大小先减小最后为零B加速度大小先增大最后为零C速度一直不变D速度先增大后不变解析：B打开伞瞬间如果阻力大于重力，加速度向上，运动员做减速运动，根据阻力与速度成正比及牛顿第二定律得加速度逐渐减小，最后减为零，因此运动员先做加速度逐渐减小的减速运动，最后做匀速运动，A正确；打开伞瞬间如果阻力小于重力，加速度向下，运动员做加速运动，由阻力与速度成正比及牛顿第二定律得加速度逐渐减小，因此运动员先做加速度逐渐减小的加速运动，最后做匀速运动，D正确；打开伞的瞬间如果阻力等于重力，运动员做匀速直线运动，C正确；加速度大小先增大最后为零是不可能的，B错误5(2017宁夏银川二中、银川九中、育才中学联考)如图所示，两个完全相同的轻弹簧，一端均固定在水平面上，另一端均与质量为m的小球相连；轻杆一端固定在天花板上，另一端与小球相连，三者互成120角，且两个弹簧的弹力大小均为mg.如果将轻杆突然剪断，则剪断瞬间小球的加速度大小可能为()Aa0BagCa1.5g Da3g解析：A小球受两根弹簧的弹力、重力以及轻杆的作用力处于平衡状态，其中弹簧a、b对小球的作用力大小均为mg，夹角为120，故弹簧a、b对小球的作用力的合力为mg；若弹簧处于伸长状态，剪断瞬间，弹簧的弹力不变，两弹簧合力向下，则重力、两弹簧拉力的合力为2mg，加速度为2g，方向向下若弹簧处于压缩状态，剪断瞬间，弹簧的弹力不变，两弹簧合力向上，与重力平衡，合力为零，则加速度为0，故A正确，B、C、D错误6(2017安徽六安一中月考)如图所示，光滑水平面上放置M、N、P、Q四个木块，其中M、P质量均为m，N、Q质量均为2m，M、P之间用一轻质弹簧相连，现用水平拉力F拉N，使四个木块以同一加速度a向右运动，则在突然撤去F的瞬间，下列说法正确的是()AP、Q间的摩擦力改变DM、P的加速度大小变为CM、N间的摩擦力不变DN的加速度大小仍为a解析：D撤去F前，对P、Q整体分析，知弹簧的弹力F弹3ma，撤去F的瞬间，弹簧的弹力不变，可知P、Q的加速度不变，仍为a；隔离对P分析，P、Q间的摩擦力不变，故A、B错误撤去F前，隔离对M分析，fF弹ma，解得f4ma，对整体分析，F6ma，撤去F后，对M、N整体分析aa，方向向左，隔离对N分析，f2ma2ma，知M、N间的摩擦力发生变化，N的加速度大小不变，方向改变，故C错误，D正确二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分全部选对的得6分，部分选对的得3分，有选错或不答的得0分)7(2017河南周口西华一中等校联考)如图所示，一木箱在斜向下的推力F作用下以加速度a在粗糙水平地面上做匀加速直线运动现将推力F的大小增大到3F，方向不变，则木箱做匀加速直线运动的加速度可能为()A2a B3aC4a D5a解析：CD对木箱受力分析如图所示，根据牛顿第二定律可知水平方向：Fcos fma，根据平衡条件可知竖直方向：Fsin mgN0，其中fN，解得ag；若F变为3倍，加速度增加大于3倍，故C、D正确，A、B错误8(2017闽粤大联考期末)一放在粗糙的水平面上的物体在一斜向上的拉力F的作用下沿水平面向右以加速度a做匀加速直线运动，力F在水平和竖直方向的分量分别为F1、F2，如图所示现将力F突然改为大小为F1、方向水平向右的恒力，则此后()A物体将仍以加速度a向右做匀加速直线运动B物体将可能向右做匀速直线运动C物体将可能以大于a的加速度向右做匀加速直线运动D物体将可能以小于a的加速度向右做匀加速直线运动解析：BD设地面与物体间的动摩擦因数为，当在斜向上的拉力F的作用下运动时，加速度a，现将力F突然改为大小为F1、方向水平向右的恒力，则加速度aa，所以物体可能以小于a的加速度向右做匀加速直线运动，故A、C错误，D正确；若mgF1，则加速度为零，所以物体将可能向右做匀速直线运动，故B正确9(2017河南中原名校联考)某科研单位设计了一空间飞行器，飞行器从地面起飞时，发动机提供的动力方向与水平方向夹角60，使飞行器恰恰沿与水平方向成30角的直线斜向右上方匀加速飞行，经时间t后，将动力的方向沿逆时针旋转60同时适当调节其大小，使飞行器依然可以沿原方向匀减速飞行，飞行器所受空气阻力不计，下列说法中正确的是()A加速时加速度的大小为gB加速时动力的大小等于mgC减速时动力的大小等于mgD减速飞行时间t后速度为零解析：AC起飞时，飞行器受动力和重力，两个力的合力与水平方向成30角斜向上，设动力为F，合力为F合，由几何关系得F合mg，由牛顿第二定律得飞行器的加速度为a1g；加速时动力的大小Fmg.动力方向逆时针旋转60，合力的方向与水平方向成30角斜向下，动力F跟合力F合垂直，由几何关系得动力的大小Fmg，此时合力的大小为F合mgsin 30，飞行器的加速度大小a2，所以减速飞行时间2t后速度为零，故A、C正确10(2017湖北七市联考)如图所示，竖直平面内有一光滑直杆AB，杆与水平方向的夹角为(090)，一质量为m的小圆环套在直杆上，给小圆环施加一与该竖直平面平行的恒力F，并从A端由静止释放，改变直杆和水平方向的夹角，当直杆与水平方向的夹角为30时，小圆环在直杆上运动的时间最短，重力加速度为g，则()A恒力F一定沿与水平方向成30角斜向右下的方向B恒力F和小圆环的重力的合力一定沿与水平方向成30角斜向右下的方向C若恒力F的方向水平向右，则恒力F的大小为mgD恒力F的最小值为mg解析：BCD由题意“当直杆与水平方向的夹角为30时，小圆环在直杆上运动的时间最短”可知，恒力F和小圆环的重力的合力一定沿与水平方向成30角斜向右下的方向，B正确，A错误若恒力F的方向水平向右，对小圆环受力分析可得Fmg，C正确如图所示，此时，F有最小值，Fmgcos mg，D正确三、非选择题(本题共2小题，共40分写出必要的文字说明和重要的演算步骤，有数值计算的要注明单位)11(68520059)(20分)(2017江西九江三十校联考)为了测定木板和斜面间的动摩擦因数，某同学设计了如图所示的实验，在木板上固定一个弹簧测力计(质量不计)，弹簧测力计下端固定一个光滑小球，将木板连同小球一起放在斜面上，用手固定住木板时，弹簧测力计的示数为F1，放手后木板沿斜面下滑，稳定时弹簧测力计的示数为F2，测得斜面倾角为，由测得的数据可求出木板与斜面间的动摩擦因数是多少？解析：设小球的质量为m，木板的质量为M.静止时，以小球为研究对象，有F1mgsin .下滑时，以小球为研究对象，有mgsin F2ma.下滑时，以整体为研究对象，有(Mm)gsin (Mm)gcos (Mm)a.联立解得tan .答案：tan 12(68520060)(20分)(2017浙江杭州五校联盟二诊)足够长光滑斜面BC的倾角53，小物块与水平面间动摩擦因数为0.5，水平面与斜面之间B点由一小段弧形连接，一质量m2 kg的小物块静止于A点现在AB段对小物块施加与水平方向成53角的恒力F作用，如图(a)所示，小物块在AB段运动的速度时间图象如图(b)所示，到达B点迅速撤去恒力F(已知sin 530.8，cos 530.6)求：(1)小物块所受到的恒力F；(2)小物块从B点沿斜面向上运动，到返回B点所用的时间；(3)小物块能否返回到A点？若能，计算小物块通过A点时的速度；若不能，计算小物块停止运动时离B点的距离解析：(1)由图(b)可知，AB段加速度a1 m/s20.5 m/s2，根据牛顿第二定律，有Fcos (mgFsin )ma1，得F N11 N.(2)在BC段mgsin ma2，解得a2gsin 8 m/s2.小物块从B到C所用时间与从C到B所用时间相等，有t s0.5 s.(3)小物块从B向A运动过程中，有mgma3，解得a3g0.510 m/s25 m/s2.滑行的位移x m0.4 msABtt4.0 m4.0 m，所以小物块不能返回到A点，停止运动时，离B点的距离为0.4 m.答案：(1)11 N(2)0.5 s(3)不能返回到A点，停止运动时，离B点的距离为0.4 m