2022年高考物理總復習 課時跟蹤檢測（九）牛頓第二定律 兩類動力學問題

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1、2022年高考物理總復習 課時跟蹤檢測（九）牛頓第二定律 兩類動力學問題 一、單項選擇題 1．(xx·海南高考)一質(zhì)點受多個力的作用，處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)使其中一個力的大小逐漸減小到零，再沿原方向逐漸恢復到原來的大小。在此過程中，其他力保持不變，則質(zhì)點的加速度大小a和速度大小v的變化情況是(　　) A．a(chǎn)和v都始終增大 B．a(chǎn)和v都先增大后減小 C．a(chǎn)先增大后減小，v始終增大 D．a(chǎn)和v都先減小后增大 2．(xx·無錫模擬)一質(zhì)量為m的物塊在傾角為θ的足夠長斜面上勻減速下滑?，F(xiàn)對物塊施加一個豎直向下的恒力F，如圖1所示。則物塊減速為零的時間將(　　) 圖1 A．變大　　　

2、　　　　　 　B．變小 C．不變 D．不能確定 3. (xx·山東萊州質(zhì)檢)如圖2所示，小車沿水平面做直線運動，小車內(nèi)光滑底面上有一物塊被壓縮的彈簧壓向左壁，小車向右加速運動。若小車向右加速度增大，則車左壁受物塊的壓力F1和車右壁受彈簧的壓力F2的大小變化是(　　) 圖2 A．F1不變，F(xiàn)2變大 B．F1變大，F(xiàn)2不變 C．F1、F2都變大 D．F1變大，F(xiàn)2減小 4．電梯的頂部掛一個彈簧測力計，測力計下端掛了一個重物，電梯勻速直線運動時，彈簧測力計的示數(shù)為10 N，在某時刻電梯中的人觀察到彈簧測力計的示數(shù)變?yōu)? N，關于電梯的運動(如圖3所示)，以下說法正確的是(

3、g取10 m/s2)(　　) 圖3 A．電梯可能向上加速運動，加速度大小為4 m/s2 B．電梯可能向下加速運動，加速度大小為2 m/s2 C．電梯可能向下減速運動，加速度大小為2 m/s2 D．電梯可能向下減速運動，加速度大小為4 m/s2 5．(xx·江蘇省泰興模擬)如圖4所示，帶支架的平板小車沿水平面向左做直線運動，小球A用細線懸掛于支架前端，質(zhì)量為m的物塊B始終相對于小車靜止地擺放在右端。B與小車平板間的動摩擦因數(shù)為μ。若某時刻觀察到細線偏離豎直方向θ角，則此刻小車對物塊B產(chǎn)生的作用力的大小和方向為(　　) 圖4 A．mg，斜向右上方 B．mg，斜向左上方

4、C．mgtan θ，水平向右 D．mg，豎直向上 6.(xx·青島模擬)如圖5所示，質(zhì)量為m的球置于斜面上，被一個豎直擋板擋住，處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)用一個力F拉斜面體，使斜面體在水平面上做加速度為a的勻加速直線運動，忽略一切摩擦，以下說法中正確的是(　　) 圖5 A．球做勻加速運動時豎直擋板對球的彈力比球處于靜止狀態(tài)時大 B．若加速度足夠大，斜面對球的彈力可能為零 C．斜面對球的彈力變大 D．斜面和擋板對球的彈力的合力等于ma 二、多項選擇題 7. (xx·徐州市第三中學質(zhì)檢)如圖6所示，質(zhì)量為m＝1 kg的物體與水平地面之間的動摩擦因數(shù)為0.3，當物體運動的速度為10 m/

5、s時，給物體施加一個與速度方向相反的大小為F＝2 N的恒力，在此恒力作用下(取g＝10 m/s2)(　　) 圖6 A．物體經(jīng)10 s速度減為零 B．物體經(jīng)2 s速度減為零 C．物體速度減為零后將保持靜止 D．物體速度減為零后將向右運動 8.乘坐“空中纜車”飽覽大自然的美景是旅游者絕妙的選擇。若某一纜車沿著坡度為30°的山坡以加速度a上行，如圖7所示。在纜車中放一個與山坡表面平行的斜面，斜面上放一個質(zhì)量為m的小物塊，小物塊相對斜面靜止(設纜車保持豎直狀態(tài)運行)。則(　　) 圖7 A．小物塊受到的摩擦力方向平行斜面向上 B．小物塊受到的摩擦力方向平行斜面向下 C．小物塊

6、受到的滑動摩擦力為mg＋ma D．小物塊受到的靜摩擦力為mg＋ma 9．(xx·文登模擬)斜面上的物體受到平行于斜面向下的拉力F的作用，力F隨時間變化的圖像及物體運動的v-t圖像如圖8所示。由圖像中的信息能夠求出的量或可以確定的關系是(g取10 m/s2)(　　) 圖8 A．物體的質(zhì)量m B．斜面的傾角θ C．物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ D．μ>tan θ 10．(xx·浙江高考)如圖9所示，總質(zhì)量為460 kg的熱氣球，從地面剛開始豎直上升時的加速度為0.5 m/s2，當熱氣球上升到180 m時，以5 m/s的速度向上勻速運動。若離開地面后熱氣球所受浮力保持不變，上升過程

7、中熱氣球總質(zhì)量不變，重力加速度g＝10 m/s2 。關于熱氣球，下列說法正確的是(　　) 圖9 A．所受浮力大小為4 830 N B．加速上升過程中所受空氣阻力保持不變 C．從地面開始上升10 s后的速度大小為5 m/s D．以5 m/s勻速上升時所受空氣阻力大小為230 N 三、非選擇題 11．(xx·上海八校聯(lián)考)一質(zhì)量m＝0.5 kg的滑塊以一定的初速度沖上一傾角為30°足夠長的斜面，某同學利用DIS實驗系統(tǒng)測出了滑塊沖上斜面過程中多個時刻的瞬時速度，如圖10所示為通過計算機繪制出的滑塊上滑過程的v-t圖。求：(g取10 m/s2) 圖10 (1)滑塊沖上斜面過

8、程中的加速度大??； (2)滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)； (3)判斷滑塊最后能否返回斜面底端？若能返回，求出返回斜面底端時的動能；若不能返回，求出滑塊停在什么位置。 12．(xx·全國卷Ⅰ)公路上行駛的兩汽車之間應保持一定的安全距離。當前車突然停止時，后車司機可以采取剎車措施，使汽車在安全距離內(nèi)停下而不會與前車相碰。通常情況下，人的反應時間和汽車系統(tǒng)的反應時間之和為1 s。當汽車在晴天干燥瀝青路面上以108 km/h的速度勻速行駛時，安全距離為120 m。設雨天時汽車輪胎與瀝青路面間的動摩擦因數(shù)為晴天時的2/5。若要求安全距離仍為120 m，求汽車在雨天安全行駛的最大

9、速度。 答 案 1．選C　質(zhì)點受到的合外力先從0逐漸增大，然后又逐漸減小為0，合力的方向始終未變，故質(zhì)點的加速度方向不變，先增大后減小，速度始終增大，本題選C。 2．選B　物體在斜面上勻減速下滑，說明mgsin θ－μmgcos θ＝ma<0，現(xiàn)對物塊施加一個豎直向下的恒力F，等效重力增大F，即(mg＋F)sin θ－μ(mg＋F)cos θ＝ma′，判斷加速度大小a

10、＝mg① 示數(shù)為8 N時，mg－F2＝ma② 解①②得：a＝2 m/s2，方向向下，因此物體向下加速運動或向上減速運動，故B正確。 5．選A　由圖可知，小車向左做勻減速運動，其加速度大小a＝gtan θ；小車對物塊B向右的靜摩擦力為Ff＝ma＝mgtan θ；豎直向上的支持力FN＝mg，小車對物塊B產(chǎn)生的作用力的大小為F＝＝mg，方向為斜向右上方，故A正確。 6．選A　對球受力分析如圖所示，由牛頓第二定律得：FN1－FN2sin θ＝ma，F(xiàn)N2cos θ＝mg，由以上兩式可得：FN2不隨a的變化而變化，F(xiàn)N1隨a的增大而增大，故A正確，B、C錯誤；斜面和擋板對球的彈力與重力三個力的合

11、力才等于ma，故D錯誤。 7．選BC　物體受到向右的滑動摩擦力，F(xiàn)f＝μFN＝μG＝3 N，根據(jù)牛頓第二定律得，a＝＝ m/s2＝5 m/s2，方向向右，物體減速到0所需的時間t＝＝ s＝2 s，B正確，A錯誤。減速到零后，F(xiàn)

12、受到的滑動摩擦力f與拉力F及重力在斜面上的分量平衡，即f＝F＋mgsin θ，由F-t圖像可知，在2～6 s內(nèi)，拉力F＝2 N，則物體所受到的摩擦力f＝2＋mgsin θ ①。物體在0～2 s內(nèi)做勻加速直線運動，由v-t圖像的斜率得出加速度a＝＝1 m/s2②，由F-t圖像在0～2 s內(nèi)讀出F＝3 N，由牛頓第二定律得F＋mgsin θ－f＝ma③，由①②③解得m＝1 kg，故A正確；f＝μmgcos θ ④，由①④得物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)μ＝＝＋tan θ>tan θ，故D正確。由于θ未知，故不能算出μ，故B、C錯誤。 10．選AD　熱氣球從地面剛開始上升時，由牛頓第二定律有：F合＝F

13、?。璵g＝ma，得熱氣球所受的浮力F?。絤(g＋a)＝460×(10＋0.5) N＝4 830 N，則A項正確；加速上升過程中，速度增大，所受空氣阻力也增大，則B項錯誤；熱氣球以5 m/s的速度勻速上升時，由平衡條件知所受的空氣阻力Ff＝F?。璵g＝4 830 N－460×10 N＝230 N，則D項正確；熱氣球從地面上升10 s內(nèi)，它做變加速運動，故10 s時其速度大小不是5 m/s，則C項錯誤。 11．解析：(1)滑塊的加速度大?。? a＝＝＝12 m/s2。 (2)物體在沖上斜面過程中 mgsin θ＋μmgcos θ＝ma μ＝＝＝0.81 (3)滑塊速度減小到零時，重力的分

14、力小于最大靜摩擦力，不能再下滑。 x＝＝ m＝1.5 m 滑塊停在距底端1.5 m處。 答案：(1)12 m/s2　(2)0.81　(3)不能返回，停在距底端1.5 m處 12．解析：設路面干燥時，汽車與地面間的動摩擦因數(shù)為μ0，剎車時汽車的加速度大小為a0，安全距離為s，反應時間為t0，由牛頓第二定律和運動學公式得 μ0mg＝ma0① s＝v0t0＋② 式中，m和v0分別為汽車的質(zhì)量和剎車前的速度。 設在雨天行駛時，汽車與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，依題意有μ＝μ0③ 設在雨天行駛時汽車剎車的加速度大小為a，安全行駛的最大速度為v，由牛頓第二定律和運動學公式得 μmg＝ma④ s＝vt0＋⑤ 聯(lián)立①②③④⑤式并代入題給數(shù)據(jù)得 v＝20 m/s(或72 km/h)?、? 答案：20 m/s(或72 km/h)