2016届高三物理人教版一轮复习习题：第3章 第2讲牛顿第二定律.doc

第三章 第2讲一、选择题(16题为单选题，7、8题为多选题)1(2014吉林实验中学模抉)中国首次太空授课活动于2013年6月20日上午举行，如图所示，航天员王亚平利用天宫一号中的“质量测量仪”测量航天员聂海胜的质量为74kg。测量时，聂海胜与轻质支架被王亚平水平拉离初始位置，且处于静止状态，当王亚平松手后，聂海胜与轻质支架受到一个大小为100N的水平恒力作用而复位，用光栅测得复位时瞬间速度为1m/s，则复位的时间为()A0.74sB0.37sC0.26sD1.35s答案A解析宇航员复位的过程中由于受到的是水平恒力的作用，所以是匀变速直线运动，由牛顿第二定律可得宇航员的加速度为am/s2，再根据加速度的定义式a得到复位的时间，所以复位时间ts0.74s，A正确。2(2014西安铁一中模拟)如图所示，小车沿水平面做直线运动，小车内粗糙底面上有一物块被一拉伸弹簧拉着，小车向右做加速运动。若小车向右的加速度增大，物块始终相对小车静止，则物块所受摩擦力F1和车右壁受弹簧的拉力F2的大小变化可能是()AF1不变，F2一直变大BF1先变小后变大，F2不变CF1先变大后变小，F2不变DF1变大，F2先变小后不变答案B解析小车向右的加速度增大，而物块始终相对小车静止，即弹簧伸长量始终不变，则F2不变，A、D错；若开始没有摩擦力或摩擦力水平向右，则随着加速度的增大，摩擦力必变大；若开始摩擦力向左，则随着加速度的增大，摩擦力必先变小后变大，B对C错。3(2014北京海淀质检)如图所示，一物体分别从3个不同高度，但同底的光滑斜面的顶端由静止开始滑下，斜面与水平面夹角分别为30、45、60，滑到底端所用的时间t1、t2、t3的关系是()At1t2t3Bt1t3t2Ct1t2t3Dt1t2t2，选项B正确。4(2014南京外国语学校月考)在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m1的木块，木块和车厢通过一根轻质弹簧相连接，弹簧的劲度系数为k.在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m2的小球某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为，在这段时间内木块与车厢保持相对静止，如图所示不计木块与车厢底部的摩擦力，则在这段时间内弹簧的形变为()A伸长量为tanB压缩量为tanC伸长量为D压缩量为答案A解析对小球：F合m2gtanm2a，agtan，对木块：F弹kxm1a，xtan，故A正确。5(2014大纲全国)一物块沿倾角为的斜坡向上滑动。当物块的初速度为时，上升的最大高度为H，如图所示；当物块的初速度为时，上升的最大高度记为h.重力加速度大小为g.物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为()Atan和B(1)tan和Ctan和D(1)tan和答案D解析本题考查牛顿第二定律的两类基本问题，用牛顿第二定律和运动学公式解即可，根据牛顿第二定律，mgsinmgcosma，而0v22a，解得1tan，当速度为时，()2v22a，解得h，本题中物体做匀变速运动，且末速度为零，可以根据动能定理求动摩擦因数，根据初速度为零的匀变速运动规律直接判断h。6(2014湖北部分重点中学联考)如图所示，在光滑水平面上有一静止小车，小车质量为M5kg，小车上静止放置一质量为m1kg的木块，木块和小车间的动摩擦因数为0.2，用水平恒力F拉动小车，下列关于木块的加速度am和小车的加速度aM，可能正确的有()Aam2m/s2，aM1m/s2Bam1m/s2，aM2m/s2Cam2m/s2，aM4m/s2Dam3m/s2，aM5m/s2答案C解析本题考查牛顿第二定律的应用，意在考查考生合理选择研究对象以及应用牛顿第二定律解决问题的能力。当木块与小车间的摩擦力恰好达到最大值时，木块与小车加速度相同，木块的加速度最大，对木块，amg2m/s2为最大值且amaM，故选项A、D错误；当木块的加速度为1m/s2时，木块与小车加速度相同，故选项B错误；当a2m/s2时，若木块相对小车发生滑动，小车的加速度随外力F增大而增大，故选项C正确。7.(2014陕西省高三教学质量检测)如图所示，运动员手持网球拍托球沿水平面匀加速运动，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，它们之间的摩擦及空气阻力不计，则()A运动员的加速度大小为gtanB球拍对球的作用力为C运动员对球拍的作用力为MgcosD若运动员的加速度大于gsin，则球一定沿球拍向上运动答案AB解析球拍对球的支持力与球的重力的合力等于ma，由此可得运动员的加速度大小为agtan，球拍对球的作用力为F，选项A、B正确；运动员对球拍的作用力为，选项C错误；若运动员的加速度大于gtan，球一定沿球拍向上运动，选项D错误。8(2014四川理综)如图所示，水平传送带以速度v1匀速运动，小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，t0时刻P在传送带左端具有速度v2，P与定滑轮间的绳水平，tt0时刻P离开传送带。不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长。正确描述小物体P速度随时间变化的图象可能是()答案BC解析v2v1时，P所受传送带的摩擦力方向向左，物体减速运动，然后达到速度v1，以后有以下几种情况，物体Q的重力比物体P所受传送带的最大摩擦力小，即GQfm，则物本P将继续减速运动，速度减到零后，再向左加速度运动，由牛顿第二定律知，这两个加速度相等，综上所述，选项A、B错误，C正确。二、非选择题9.(2014郑州质量预测)如图所示，工人用绳索拉铸件，铸件的质量是20kg，铸件与地面间的动摩擦因数是0.25。工人用80N的力拉动铸件，从静止开始在水平面上前进，绳与水平方向的夹角为37并保持不变，经4s后松手。求松手后铸件还能前进的距离。(g10m/s2)答案5.4m解析工人拉铸件时，根据牛顿第二定律有Fcosfma1N1Fsinmg0又fN1解得a11.3m/s2松手时，铸件的速度va1t5.2m/s设松手后，铸件的加速度为a2，根据牛顿第二定律有mgma2解得a22.5m/s2松手后，铸件滑行的距离是s5.4m。10(2014云南统一检测)如图所示，质量M1kg的木块A静止在水平地面上，在木块的左端放置一个质量m1kg的铁块B(大小可忽略)，铁块与木块间的动摩擦因数10.3，木块长L1m，用F5N的水平恒力作用在铁块上，g取10m/s2。(1)若水平地面光滑，计算说明两物块间是否发生相对滑动。(2)若木块与水平地面间的动摩擦因数20.1，求铁块运动到木块右端的时间。答案(1)不会(2)s解析(1)A、B之间的最大静摩擦力为fm1mg0.3110N3N假设A、B之间不发生相对滑动，则对A、B整体：F(Mm)a对B：fABma解得：fAB2.5N因fABfm，故A、B之间不发生相对滑动(2)对B：F1mgmaB 对A：1mg2(Mm)gMaA据题意：xBxALxAaAt2xBaBt2解得：ts11.传送带以稳定的速度v6m/s顺时针转动，传送带与水平面的夹角37，现在将一质量m2kg的物体(可以看作质点)放在其底端，传送带顶端平台上的人通过轻绳以恒定的拉力F20N拉物体，经过一段时间物体被拉到斜面顶端，如图所示，已知传送带底端与顶端的竖直高度H6m，物体与传送带之间的动摩擦因数为0.25，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(g取10m/s2，sin370.6，cos370.8)(1)求物体从底端运动到顶端所用的时间；(2)若物体与传送带达到速度相等的瞬间，突然撤去拉力，物体还需要多长时间离开传送带？答案(1)2s(2)()s解析(1)设物体开始运动时的加速度为a1，则Fmgcos37mgsin37ma1，解得a16m/s2物体达到和传送带速度相等历时t1由va1t1得t11ssvt1/23m然后对物体进行受力分析：Fmgcos37mgsin37ma2，解得a22m/s2再经t2到达顶端，则H/sin37svt2a2tt21s或者t27s(舍去)，所以物体到达顶端共历时tt1t22s。(2)当撤去拉力时，对物体进行受力分析得mgsin37mgcos37ma3得a34m/s2，方向沿斜面向下，故物体做减速运动，经时间t3速度减到0物体上升的距离为s2vt3/2a3t3v，t31.5s得s24.5m，故物体没有上到顶端，从而沿斜面下滑到底端离开传送带设物体从速度为0滑回底端的时间为t4，则a3tss2，得t4s所以物体还需要()s离开传送带。12(2014湖南怀化一模)如图所示，木板与水平地面间的夹角可以随意改变，当30时，可视为质点的一小木块恰好能沿着木板匀速下滑。若让该小木块从木板的底端以大小恒定的初速率v010 m/s的速度沿木板向上运动，随着的改变，小物块沿木板滑行的距离x将发生变化，重力加速度g10 m/s2。(结果可用根号表示)(1)求小物块与木板间的动摩擦因数；(2)当角满足什么条件时，小物块沿木板滑行的距离最小，并求出此最小值。答案(1)(2)60，解析(1)当30时，木块处于平衡状态，对木块受力分析：mgsinFNFNmgcos0解得，tantan30(2)当变化时，设沿斜面向上为正方向，木块的加速度为a，则：mgsinmgcosma木块的位移x为：0v2ax则x令tan，则当90时x最小，即60x最小值为xmin。