2019屆高中物理二輪復(fù)習(xí) 熱點(diǎn)題型專練 專題3.2 牛頓第二定律 動(dòng)力學(xué)兩類問題(含解析).doc
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專題3.2 牛頓第二定律 動(dòng)力學(xué)兩類問題 1.放在水平面上的一物體質(zhì)量為45 kg,現(xiàn)用90 N的水平推力推該物體,此時(shí)物體的加速度為1.6 m/s2.當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)后,撤掉水平推力,此時(shí)該物體的加速度大小為( ) A.0.4 m/s2 B.1.6 m/s2 C.2 m/s2 D.2.4 m/s2 【答案】A 2.質(zhì)量為m的木箱置于水平面上,水平推力F即可使木箱做勻速直線運(yùn)動(dòng).現(xiàn)保持F的大小不變,方向改為與水平方向成60斜向上拉木箱,仍能使其做勻速直線運(yùn)動(dòng),如圖所示.則木箱與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為( ) A. B. C. D. 【解析】用水平推力F即可使物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),知摩擦力f=F=μmg① 當(dāng)改用與水平方向成θ角的斜向上的拉力F去拉物體,則有: Fcos60=f′② f′=μ(mg-Fsin60)③ 聯(lián)立①②③解得:μ=故選C. 【答案】C 3.如圖,水平地面上質(zhì)量為m的物體,與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,在恒力F的作用下沿水平地面做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程輕質(zhì)彈簧沒有超出彈性限度,則( ) A.物體受5個(gè)力作用 B.彈簧的彈力為(μg+a)m C.物體的加速度a= D.彈簧的彈力小于物體所受合外力 【答案】B 4.(多選)如圖所示,一木塊在光滑水平面上受一恒力F作用,前方固定一足夠長(zhǎng)的彈簧,則當(dāng)木塊接觸彈簧后( ) A.木塊立即做減速運(yùn)動(dòng) B.木塊在一段時(shí)間內(nèi)速度仍可增大 C.當(dāng)F等于彈簧彈力時(shí),木塊速度最大 D.彈簧壓縮量最大時(shí),木塊加速度為零 【解析】當(dāng)木塊接觸彈簧后,水平方向受到向右的恒力F和彈簧水平向左的彈力.彈簧的彈力先小于恒力F,后大于恒力F,木塊所受的合力方向先向右后向左,則木塊先做加速運(yùn)動(dòng),后做減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)彈力大小等于恒力F時(shí),木塊的速度為最大值.當(dāng)彈簧壓縮量最大時(shí),彈力大于恒力F,合力向左,加速度大于零,故B、C正確,A、D錯(cuò)誤.故選BC. 【答案】BC 5.如圖所示,帶支架的平板小車沿水平面向左做直線運(yùn)動(dòng),小球A用細(xì)線懸掛于支架前端,質(zhì)量為m的物塊B始終相對(duì)于小車靜止地?cái)[放在右端.B與小車平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.若某過程中觀察到細(xì)線偏離豎直方向θ角,則此刻小車對(duì)物塊B產(chǎn)生的作用力的大小和方向?yàn)? ) A.mg,豎直向上 B.mg,斜向左上方 C.mgtanθ,水平向右 D.mg,斜向右上方 【解析】以A為研究對(duì)象,分析受力如圖, 【答案】D 6.如圖所示,A、B兩小球分別連在彈簧兩端,B端用細(xì)線固定在傾角為30的光滑斜面上.A、B兩小球的質(zhì)量分別為mA、mB,重力加速度為g,若不計(jì)彈簧質(zhì)量,在線被剪斷瞬間,A、B兩球的加速度分別為( ) A.都等于0 B.g和0 C.g和0 D.0和g 【解析】對(duì)A球分析,開始處于靜止,則彈簧的彈力F=mAgsin30,剪斷細(xì)線的瞬間,彈簧的彈力不變,對(duì)A,所受的合力為零,則A的加速度為0,對(duì)B,根據(jù)牛頓第二定律得,aB===g.故選D. 12.設(shè)雨點(diǎn)下落過程中受到的空氣阻力與雨點(diǎn)(可看成球形)的橫截面積S成正比,與下落速度v的二次方成正比,即f=kSv2,其中k為比例常數(shù),且雨點(diǎn)最終都做勻速運(yùn)動(dòng)。已知球的體積公式為V=πr3(r為半徑)。若兩個(gè)雨點(diǎn)的半徑之比為1∶2,則這兩個(gè)雨點(diǎn)的落地速度之比為( ) A.1∶ B.1∶2 C.1∶4 D.1∶8 答案 A 解析 當(dāng)雨點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),重力與阻力相等,即f=mg,故kπr2v2=ρπr3g,即v2=,由于兩個(gè)雨點(diǎn)的半徑之比為1∶2,則落地速度之比為1∶,A正確。 13.如圖所示,一質(zhì)量為m的正方體物塊置于風(fēng)洞內(nèi)的水平面上,其一面與風(fēng)速垂直,當(dāng)風(fēng)速為v0時(shí)剛好能推動(dòng)該物塊。已知風(fēng)對(duì)物塊的推力F正比于Sv2,其中v為風(fēng)速、S為物塊迎風(fēng)面積。當(dāng)風(fēng)速變?yōu)?v0時(shí),剛好能推動(dòng)用同一材料做成的另一正方體物塊,則該物塊的質(zhì)量為( ) A.64m B.32m C.8m D.4m 答案 A 14.(多選)如圖所示,完全相同的磁鐵A、B分別位于鐵質(zhì)車廂豎直面和水平面上,A、B與車廂間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,小車靜止時(shí),A恰好不下滑?,F(xiàn)使小車加速運(yùn)動(dòng),為保證A、B無滑動(dòng),則( ) A.速度可能向左,加速度可小于μg B.加速度一定向右,不能超過(1+μ)g C.加速度一定向左,不能超過μg D.加速度一定向左,不能超過(1+μ)g 答案 AD 15.將質(zhì)量為m的圓環(huán)套在固定的水平直桿上,環(huán)的直徑略大于桿的截面直徑,環(huán)與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,對(duì)環(huán)施加一位于豎直平面內(nèi)斜向上且與桿夾角為θ的拉力F,使圓環(huán)以加速度a沿桿運(yùn)動(dòng),則F的大小不可能是( ) A. B. C. D. 答案 C 解析 對(duì)環(huán)受力分析,受重力、拉力、彈力和摩擦力。其中彈力可能向上,也可能向下,也可能等于0。 (1)若環(huán)受到的彈力為0,則: Fcosθ=ma,F(xiàn)sinθ=mg 解得F=或F=。 (2)若環(huán)受到的彈力的方向向上,則: Fcosθ-μ(mg-Fsinθ)=ma 所以F=。 (3)若環(huán)受到的彈力的方向向下,則: Fcosθ-μ(Fsinθ-mg)=ma 所以F=。 所以A、B、D可能,C不可能。 16. 如圖所示,光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m和2m的四個(gè)木塊A、B、C、D,其中A、C兩木塊間用一不可伸長(zhǎng)的輕繩相連,木塊間的最大靜摩擦力是μmg。現(xiàn)用水平拉力F拉D木塊,使四個(gè)木塊以同一加速度運(yùn)動(dòng),則A、C輕繩的最大拉力為( ) A. B. C. D.3μmg 答案 C 17.將一輕質(zhì)彈簧豎直立在水平面上,當(dāng)在其上端放上托盤Q時(shí),平衡時(shí)彈簧縮短了3 cm;當(dāng)將一個(gè)物塊P輕輕放在托盤中,待系統(tǒng)平衡后,彈簧又縮短了2 cm;如果此時(shí)在P上施加一個(gè)豎直向下的力F,待系統(tǒng)再次平衡后,彈簧又縮短了2 cm,如圖所示。若在此時(shí)突然撤去力F,則(彈簧始終處于彈性限度內(nèi),重力加速度為g) ( ) A.剛撤去力F瞬間,物塊P的加速度大小為0.4g B.剛撤去力F瞬間,物塊P的加速度大小為0.8g C.撤去力F后,物塊P、Q共同向上運(yùn)動(dòng)5 cm后分離 D.撤去力F后,物塊P、Q共同向上運(yùn)動(dòng)7 cm后分離 答案 A 解析 當(dāng)在其上端放上托盤Q時(shí),平衡時(shí)彈簧縮短了3 cm,則m1g=kx1,當(dāng)將一個(gè)物塊P輕輕放在托盤中,待系統(tǒng)平衡后,彈簧又縮短了2 cm,此時(shí)m1g+m2g=k(x1+x2),撤去F后,k(x1+x2+x3)-(m1g+m2g)=(m1+m2)a;聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得a=0.4g,故A正確,B錯(cuò)誤;由于在物塊P上施加力F之前,彈簧已經(jīng)壓縮了5 cm,撤去力后,P與Q和彈簧組成的系統(tǒng)是一個(gè)彈簧振子系統(tǒng),其振幅大小等于再次的壓縮量,即2 cm,所以PQ向上運(yùn)動(dòng)的最大位移是4 cm,PQ不可能會(huì)分離,故C、D錯(cuò)誤。 18.如圖所示,在光滑水平面上,放置著A、B兩個(gè)物體。A、B緊靠在一起,其質(zhì)量分別為mA=3 kg,mB=6 kg,推力FA作用于A上,拉力FB作用于B上,F(xiàn)A、FB大小均隨時(shí)間而變化,其規(guī)律為FA=(12-2t) N,F(xiàn)B=(6+2t) N。問從t=0開始,到A、B相互脫離為止,A、B的共同位移是多少。 答案 9 m 19.靜止在水平面上的A、B兩個(gè)物體通過一根拉直的輕繩相連,如圖所示,輕繩長(zhǎng)L=1 m,承受的最大拉力為8 N,A的質(zhì)量m1=2 kg,B的質(zhì)量m2=8 kg,A、B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,現(xiàn)用一逐漸增大的水平力作用在B上,使A、B向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)F增大到某一值時(shí),輕繩剛好被拉斷(取g=10 m/s2)。 (1)求繩剛被拉斷時(shí)F的大小; (2)若繩剛被拉斷時(shí),A、B的速度為2 m/s,保持此時(shí)的F大小不變,當(dāng)A的速度恰好減小為0時(shí),A、B間的距離為多少? 答案 (1)40 N (2)3.5 m (2)設(shè)繩斷后,A的加速度為a1,B的加速度為a2,則 a1==2 m/s2 a2==3 m/s2 A停下來的時(shí)間為t,則t==1 s A的位移為x1,則x1==1 m B的位移為x2,則x2=vt+a2t2=3.5 m A剛靜止時(shí),A、B間距離為Δx=x2+L-x1=3.5 m。 【答案】(1)5 s (2)14.3 m (3)斜面長(zhǎng)度L>10 m,則Lb=10 m時(shí)速度最大;若斜面長(zhǎng)度L≤10 m,則斜面最低點(diǎn)速度最大. 27.有一個(gè)冰上推木箱的游戲節(jié)目,規(guī)則是:選手們從起點(diǎn)開始用力推木箱一段時(shí)間后,放手讓木箱向前滑動(dòng),若木箱最后停在桌上有效區(qū)域內(nèi),視為成功;若木箱最后未停在桌上有效區(qū)域內(nèi)就視為失敗。其簡(jiǎn)化模型如圖9所示,AC是長(zhǎng)度為L(zhǎng)1=7 m的水平冰面,選手們可將木箱放在A點(diǎn),從A點(diǎn)開始用一恒定不變的水平推力推木箱,BC為有效區(qū)域。已知BC長(zhǎng)度L2=1 m,木箱的質(zhì)量m=50 kg,木箱與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1。某選手作用在木箱上的水平推力F=200 N,木箱沿AC做直線運(yùn)動(dòng),若木箱可視為質(zhì)點(diǎn),g取10 m/s2。那么該選手要想游戲獲得成功,試求: 圖9 (1)推力作用在木箱上時(shí)的加速度大?。? (2)推力作用在木箱上的時(shí)間滿足的條件。 解析 (1)設(shè)推力作用在木箱上時(shí),木箱的加速度為a,根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得F-μmg=ma1, 解得a1=3 m/s2。 28.如圖10所示,半徑為R的圓筒內(nèi)壁光滑,在筒內(nèi)放有兩個(gè)半徑為r的光滑圓球P和Q,且R=1.5r。在圓球Q與圓筒內(nèi)壁接觸點(diǎn)A處安裝有壓力傳感器。當(dāng)用水平推力推動(dòng)圓筒在水平地面上以v0=5 m/s 的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),壓力傳感器顯示壓力為25 N;某時(shí)刻撤去推力F,之后圓筒在水平地面上滑行的距離為x= m。已知圓筒的質(zhì)量與圓球的質(zhì)量相等,取g=10 m/s2。求: 圖10 (1)水平推力F的大?。? (2)撤去推力后傳感器的示數(shù)。 解析 (1)系統(tǒng)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),圓球Q受三個(gè)力作用如圖所示,其中傳感器示數(shù)F1=25 N。設(shè)P、Q球心連線與水平方向成θ角,則 cos θ==① 則圓球重力mg=F1tan θ② 由①②式解得θ=60,mg=25 N③ 當(dāng)撤去推力F后,設(shè)系統(tǒng)滑行的加速度大小為a,則 v=2ax④- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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