《2020版高考物理一轮总复习第三章第2课时牛顿第二定律两类动力学问题基次时限时规范训练含解析新人教版.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020版高考物理一轮总复习第三章第2课时牛顿第二定律两类动力学问题基次时限时规范训练含解析新人教版.pdf（6页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、牛顿第二定律、两类动力学问题牛顿第二定律、两类动力学问题 基础巩固题组(20 分钟，50 分) 1(2019绵阳模拟)如图所示，在倾角为30的光滑斜面上， 物块A、B质量分别为m和2m.物块A静止在轻弹簧上面，物块B用细线与斜 面顶端相连，A、B紧挨在一起，但A、B之间无弹力，已知重力加速度为g，某时刻 把细线剪断， 当细线剪断瞬间，下列说 法正确的是( ) A物块A的加速度为 0 B物块A的加速度为g 3 C物块B的加速度为 0 D物块B的加速度为g 2 解析：选 B.剪断细线前，弹簧的弹力：F弹mgsin 30mg，细线剪断的瞬间，弹簧 1 2 的弹力不变， 仍为F弹mg； 剪断细线瞬间，
2、 对A、B系统分析， 加速度为 ：a 1 2 3mgsin 30F弹 3m ，即A和B的加速度均为 ，方向沿斜面向下 g 3 g 3 2质量为 1 t 的汽车在平直公路上以 10 m/s 的速度匀速行驶，阻力大小不变，从某时 刻开始，汽车牵引力减少 2 000 N，那么从该时刻起经过 6 s，汽车行驶的路程是( ) A50 m B42 m C25 m D24 m 解析：选 C.汽车匀速行驶时，FFf，设汽车牵引力减小后加速度大小为a，牵引力 减少 F2 000 N 时，Ff(FF)ma，解得a2 m/s2，与速度方向相反，汽车 做匀减速直线运动， 设经时间t汽车停止运动， 则t s5 s， 故
3、汽车行驶的路程x v0 a 10 2 t5 m25 m，故选项 C 正确 v0 2 10 2 3 一个质量为m1 kg 的物块静止在水平面上， 物块与水平面间 的动摩擦因数0.2. 从t0 时刻起物块同时受到两个水平力F1 与F2的作用， 若力F1、F2随时间的变化如图所示， 设物块受到的最大 静摩擦力等于滑动摩擦力， 重力加速度g取 10 m/s2， 则物块在此后 的运动过程中( ) A物块从t0 时刻开始运动 B物块运动后先做加速运动再做减速运动，最后匀速运动 C物块加速度的最大值是 3 m/s2 D物块在t4 s 时速度最大 解析：选 C.物块所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力Ffmmg0.
4、2110 N2 N，物 块在第 1 s 内，满足F1F2Ffm物块处于静止状态，选项 A 错误；第 1 s 物块静止，第 1 s 末到第 7 s 末，根据牛顿第二定律有F1F2Ffmma，F2先减小后增大，故加速度先增大再 减小， 方向沿F1方向， 物块一直加速， 故选项 B、 D 均错误， 在t4 s 时加速度最大为am m/s23 m/s2，选项 C 正确 F1Ffm m 52 1 4 (2019清远市田家炳实验中学一模)(多选)一个质量为 2 kg 的物体， 在 5 个共点力 作用下处于平衡状态现同时撤去大小分别为 15 N 和 10 N 的两个力，其余的力保持不变， 关 于此后该物体的
5、运动的说法中正确的是( ) A一定做匀变速直线运动，加速度大小可能是 5 m/s2 B一定做匀变速运动，加速度大小可能等于重力加速度的大小 C可能做匀减速直线运动，加速度大小是 2.5 m/s2 D可能做匀速圆周运动，向心加速度大小是 5 m/s2 解析：选 BC.根据平衡条件得知，其余力的合力与撤去的两个力的合力大小相等、方向 相反，则撤去大小分别为 15 N 和 10 N 的两个力后，物体的合力大小范围为 5 NF合25 N， 根据牛顿第二定律a 得：物体的加速度范围为：2.5 m/s2a12.5 m/s2.若物体原来做匀 F m 速直线运动， 撤去的两个力的合力方向与速度方向不在同一直线
6、上， 物体做匀变速曲线运动， 加速度大小可能为 5 m/s2，故 A 错误由于撤去两个力后其余力保持不变，则物体所受的合 力不变，一定做匀变速运动，加速度大小可能等于重力加速度的大小，故 B 正确若物体原 来做匀速直线运动，撤去的两个力的合力方向与速度方向相同时，物体做匀减速直线运动， 故 C 正确由于撤去两个力后其余力保持不变，在恒力作用下不可能做匀速圆周运动，故 D 错误 5如图所示，光滑细杆BC、DC和AC构成矩形ABCD的两邻边和对角线，AC BCDC543，AC杆竖直，各杆上分别套有一质点小球a、b、d，a、b、d 三小球的质量比为 123， 现让三小球同时从各杆的顶点由静止释放，
7、不 计空气阻力， 则a、b、d三小球在各杆上滑行的时间之比为( ) A111 B543 C589 D123 解析：选 A.因ABCD为矩形，故A、B、C、D四点必在以AC边为直径的同一个圆周上， 由等时圆模型可知，由A、B、D三点释放的小球a、b、d必定同时到达圆的最低点C点， 故 A 正确 6如图所示为四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控 飞行器，目前得到越来越广泛的应用 一架质量m2 kg 的无人机， 其动 力系统所能提供的最大升力F36N， 运动过程中所受空气阻力大小恒为 f4 Ng取 10 m/s2. (1)无人机在地面上从静止开始， 以最大升力竖直向上起飞 求在t5 s 时离
8、地面的高 度h； (2)当无人机悬停在距离地面高度H100 m 处， 由于动力设备故障， 无人机突然失去升 力而坠落求无人机坠落地面时的速度v. 解析：(1)设无人机上升时加速度为a，由牛顿第二定律，有 Fmgfma 解得a6 m/s2 由hat2，解得h75 m. 1 2 (2)设无人机坠落过程中加速度为a1，由牛顿第二定律，有 mgfma1 解得a18 m/s2 由v22a1H，解得v40 m/s. 答案：(1)75 m (2)40 m/s 能力提升题组(25 分钟，50 分) 1如图所示，B是水平地面上AC的中点，可视为质点的 小物块以某一初速度从A点滑动到C点停止小物块经过B点 时的速
9、度等于它在A点时速度的一半则小物块与AB段间的动摩擦因数1和BC段间的动 摩擦因数2的比值为( ) A1 B2 C3 D4 解析：选 C.物块从A到B根据牛顿第二定律，有1mgma1，得a11g.从B到C根 据牛顿第二定律，有2mgma2，得a22g.设小物块在A点时速度大小为v，则在B点 时速度大小为 ，由于ABBCl，由运动学公式知，从A到B： 2v221gl，从B v 2( v 2) 到C：0 222gl，联立解得132，故选项 C 正确，A、B、D 错误 ( v 2) 2 (2018高考全国卷)如图所示， 轻弹簧的下端固定在水平桌面上， 上 端放有物块P，系统处于静止状态 现用一竖直向
10、上的力F作用在P上， 使其向 上做匀加速直线运动， 以x表示P离开静止位置的位移， 在弹簧恢复原长前， 下 列表示F和x之间关系的图象可能正确的是( ) 解析：选 A.设物块P静止时弹簧的压缩量为L，由胡克定律和平衡条件得mgkL.当物 块P位移为x时， 弹簧弹力为k(Lx)， 根据牛顿第二定律有Fk(Lx)mgma， 即Fkx mamgkLkxma，可见，F与x是一次函数关系，A 正确 3如图所示，几条足够长的光滑直轨道与水平面成不同角度，从 P点以大小不同的初速度沿各轨道发射小球， 若各小球恰好在相同的时 间内到达各自的最高点， 则各小球最高点的位置( ) A在同一水平线上 B在同一竖直线
11、上 C在同一抛物线上 D在同一圆周上 解析：选 D.设某一直轨道与水平面成角，末速度为零的匀减速直线运动可逆向看成 初速度为零的匀加速直线运动， 则小球在直轨道上运动的加速度agsin ， 由 mgsin m 位移公式得lat2gsin t2，即gt2，不同的倾角对应不同的位移l， 1 2 1 2 l sin 1 2 但相同，即各小球最高点的位置在直径为gt2的圆周上，选项 D 正确 l sin 1 2 4 质量为M的皮带轮工件放置在水平桌面上，一细绳绕过皮 带轮的皮带槽，一端系一质量为m的重物，另一端固定在桌面 上 如图所示， 工件与桌面、 绳之间以及绳与桌子边缘之间的摩擦 都忽略不计，则重
12、物下落过程中，工件的加速度为( ) A. B mg 2M mg Mm C. D 2mg M4m 2mg M2m 解析：选 C.相等时间内重物下落的距离是工件运动距离的 2 倍，因此，重物的加速度 也是工件加速度的 2 倍，设绳子上的拉力为F，根据牛顿第二定律2，解得F mgF m 2F M ，工件加速度a，所以 C 正确 Mmg M4m 2F M 2mg M4m 5(多选)如图所示，总质量为460 kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时 的加速度为0. 5 m/s2， 当热气球上升到 180 m 时，以 5 m/s 的速度向上匀速 运动， 若离开地面后热气球所受浮力保持不变， 上升过程中热气球总
13、质量 不变， 重力加速度g10 m/s2.关于热气球，下列说法正确的是( ) A所受浮力大小为 4 830 N B加速上升过程中所受空气阻力保持不变 C从地面开始上升 10 s 后的速度大小为 5 m/s D以 5 m/s 匀速上升时所受空气阻力大小为 230 N 解析：选 AD.刚开始上升时，空气阻力为零，F浮mgma，解得F浮m(ga)4 830 N， A正确 ； 加速上升过程， 若保持加速度不变， 则热气球上升到180 m时， 速度v 6 m/s5 m/s，所以热气球做加速度减小的加速直线运动，上升 10 s 后的速度v2ah5 at5 m/s，C 错误 ； 再由F浮F阻mgma可知空气
14、阻力F阻增大，B 错误 ； 匀速上升时，F 浮F阻mg，所以F阻F浮mg230 N，D 正确 6(2019南宁模拟)如图所示，航空母舰上的起飞跑道由长度为l11.6102 m 的水 平跑道和长度为l220 m 的倾斜跑道两部分组成 水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h 4. 0 m一架质量为m2.0104 kg 的飞机，其喷气发动机的推力大小恒为F1.2105 N， 方 向与速度方向相同， 在运动过程中飞机受到的平均阻力大小为飞机重力的 0.1 倍 假设航母 处于静止状态，飞机质量视为不变并可看成质点，取g10 m/s2. (1)求飞机在水平跑道运动的时间及到达倾斜跑道末端时的速度大小； (2)为
15、了使飞机在倾斜跑道的末端达到起飞速度 100 m/s， 外界还需要在整个水平跑道对 飞机施加助推力，求助推力F推的大小 解析 ： (1)飞机在水平跑道上运动时， 水平方向受到推力与阻力作用， 设加速度大小为a1、 末速度大小为v1，运动时间为t1，有 F合FFfma1 vv2a1l1 2 12 0 v1a1t1 注意到v00，Ff0.1mg，代入已知数据可得 a15.0 m/s2，v140 m/s，t18.0 s 飞机在倾斜跑道上运动时，沿倾斜跑道受到推力、阻力与重力沿斜面分力作用，设沿斜 面方向的加速度大小为a2、末速度大小为v2，沿斜面方向有 F合FFfmgsin ma2 mgsin mg h l2 vv2a2l2 2 22 1 代入已知数据可得a23.0 m/s2， v2 m/s41.5 m/s1 720 (2)飞机在水平跑道上运动时，水平方向受到推力、助推力与阻力作用，设加速度大小 为a1、末速度大小为v1，有 F合F推FFfma1 v12v2a1l1 2 0 飞机在倾斜跑道上运动时， 沿倾斜跑道受到推力、 阻力与重力沿斜面分力作用没有变化， 加速度大小仍有 a23.0 m/s2 v22v122a2l2 根据题意，v2100 m/s，代入数据解得 F推5.175105 N. 答案：(1)8.0 s 41.5 m/s (2)5.175105 N