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2019-2020年高考物理總復(fù)習(xí) 3.2牛頓第二定律 兩類動(dòng)力學(xué)問題課時(shí)作業(yè) 一、單項(xiàng)選擇題 1．物體受10 N的水平拉力作用，恰能沿水平面勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)撤去這個(gè)拉力后，物體將(　　) A．勻速運(yùn)動(dòng) B．立即停止運(yùn)動(dòng) C．產(chǎn)生加速度，做勻減速運(yùn)動(dòng) D．產(chǎn)生加速度，做勻加速運(yùn)動(dòng) 解析：由題意知物體所受阻力為10 N，撤去拉力后，物體的合力等于阻力，此后產(chǎn)生加速度，且加速度方向與速度方向相反，故撤去拉力后，物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)．選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確． 答案：C 2．物體的運(yùn)動(dòng)情況或所受合外力的情況如圖所示，四幅圖的圖線都是直線，從圖中可以判斷這四個(gè)質(zhì)量一定的物體的某些運(yùn)動(dòng)特征．下列說法正確的是(　　) A．甲物體受到不為零、且恒定的合外力 B．乙物體受到的合外力越來越大 C．丙物體受到的合外力為零 D．丁物體的加速度越來越大 解析：甲物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，合外力為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．乙物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，合外力恒定，且不為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．丙物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，合外力恒定且不為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．丁物體所受合外力越來越大，加速度越來越大，選項(xiàng)D正確． 答案：D 3．如圖所示，在水平面上運(yùn)動(dòng)的小車?yán)镉脙筛p繩連著一質(zhì)量為m的小球，繩子都處于拉直狀態(tài)，BC繩水平，AC繩與豎直方向的夾角為θ，小車處于加速運(yùn)動(dòng)中，則下列說法正確的是(　　) A．小車可能向右運(yùn)動(dòng) B．小車的加速度一定為gtanθ C．AC繩對球的拉力一定是 D．BC繩的拉力一定小于AC繩的拉力 解析：由球的受力情況可知，球的加速度一定向左，由于小車處于加速運(yùn)動(dòng)中，A項(xiàng)錯(cuò)誤；只有當(dāng)BC繩的拉力為零時(shí)，小車的加速度才是gtanθ，B項(xiàng)錯(cuò)誤；AC繩的拉力在豎直方向上的分力等于球的重力，C項(xiàng)正確；AC繩拉力恒定，而BC繩的拉力與小車的加速度大小有關(guān)，有可能大于AC繩的拉力，D項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案：C 4．如圖所示，放在固定斜面上的物塊以加速度a沿斜面勻加速下滑，若在物塊上再施加一個(gè)豎直向下的恒力F，則(　　) A．物塊可能勻速下滑 B．物塊仍以加速度a勻加速下滑 C．物塊將以大于a的加速度勻加速下滑 D．物塊將以小于a的加速度勻加速下滑 解析：設(shè)斜面的傾角為θ，根據(jù)牛頓第二定律，知物塊的加速度a＝>0，即μ0，故a′>a，物塊將以大于a的加速度勻加速下滑．故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤． 答案：C 5．如圖甲為伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的示意圖，讓小球由傾角為θ的光滑斜面滑下，然后在不同的θ角條件下進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，最后推理出自由落體運(yùn)動(dòng)是一種勻加速直線運(yùn)動(dòng)．分析該實(shí)驗(yàn)可知，小球?qū)π泵娴膲毫Α⑿∏蜻\(yùn)動(dòng)的加速度和重力加速度與各自最大值的比值y隨θ變化的圖象分別對應(yīng)圖乙中的(　　) A．①、②和③ B．③、②和① C．②、③和① D．③、①和② 解析：小球?qū)π泵娴膲毫N＝mgcosθ，其最大值為mg，y＝＝cosθ，對應(yīng)于圖象③；小球運(yùn)動(dòng)的加速度a＝gsinθ，其最大值為g，所以y＝＝sinθ，對應(yīng)于圖象②；重力加速度不變，故y＝1，對應(yīng)于圖象①，選項(xiàng)B正確． 答案：B 二、多項(xiàng)選擇題 6．如圖所示，物體A和物體B中間夾一豎直輕彈簧，在豎直向上的恒力F作用下，一起沿豎直方向勻加速向上運(yùn)動(dòng)．當(dāng)把外力F突然撤去的瞬間，下列說法正確的是(　　) A．B的速度立刻發(fā)生變化，A的速度不變 B．B的加速度立刻發(fā)生變化，A的加速度不變 C．A的加速度一定小于重力加速度g D．B的加速度一定大于重力加速度g 解析：本題考查牛頓第二定律的瞬時(shí)性．把外力F撤去的瞬間，A和B的速度都來不及變化，A項(xiàng)錯(cuò)誤，彈簧中的彈力來不及變化，A的加速度不變，但B的加速度立刻發(fā)生變化，B項(xiàng)正確；在外力F作用下A和B的加速度可以大于g，C項(xiàng)錯(cuò)誤；撤去外力F時(shí)，彈簧對B有向下的作用力，故B的加速度一定大于g，D項(xiàng)正確． 答案：BD 7．如圖所示，質(zhì)量m＝2.0 kg的物體靜止在光滑的水平地面上，t＝0時(shí)刻在一水平向右的恒力F1＝1.0 N的作用下開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間t0后恒力大小變?yōu)镕2＝2.6 N，方向改為水平向左，在t＝12.0 s時(shí)測得物體運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度大小v＝6.24 m/s，則下列說法中正確的是(　　) A．在t＝12.0 s時(shí)速度方向水平向右 B．依題意可求得t0＝5.2 s C．在t＝6.0 s時(shí)速度大小為3 m/s D．在t＝6.0 s時(shí)速度大小為1.56 m/s 解析：根據(jù)牛頓第二定律可得：a1＝＝0.5 m/s2，a2＝＝1.3 m/s2.若在t＝12.0 s時(shí)速度方向水平向右，則有a1t0－a2(t－t0)＝6.24 m/s，解得t0＝12.1 s，不合題意，所以在t＝12.0 s時(shí)速度方向水平向左，即a1t0－a2(t－t0)＝－6.24 m/s，解得t0＝5.2 s，所以A錯(cuò)誤，B正確；在t＝6.0 s時(shí)速度大小v6＝a1t0－a2(t－t0)＝1.56 m/s，所以D正確，C錯(cuò)誤． 答案：BD 8．如圖所示，總質(zhì)量為460 kg的熱氣球，從地面剛開始豎直上升時(shí)的加速度為0.5 m/s2，當(dāng)熱氣球上升到180 m時(shí)，以5 m/s的速度向上勻速運(yùn)動(dòng)．若離開地面后熱氣球所受浮力保持不變，上升過程中熱氣球總質(zhì)量不變，重力加速度g＝10 m/s2.關(guān)于熱氣球，下列說法正確的是(　　) 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(shí)所受空氣阻力大小為230 N 解析：熱氣球從地面剛開始上升時(shí)，由牛頓第二定律有：F合＝F浮－mg＝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(xiàng)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(xiàng)錯(cuò)誤；熱氣球以5 m/s的速度勻速上升時(shí)，由平衡條件知所受的空氣阻力Ff＝F?。璵g＝4 830 N－46010 N＝230 N，則D項(xiàng)正確；熱氣球從地面上升10 s內(nèi)，它做變加速運(yùn)動(dòng)，故10 s時(shí)其速度大小不是5 m/s，則C項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案：AD 三、非選擇題 9．一質(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(xué)利用DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)測出了滑塊沖上斜面過程中多個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度，如圖所示為通過計(jì)算機(jī)繪制出的滑塊上滑過程的v－t圖．求：(g取10 m/s2) (1)滑塊沖上斜面過程中的加速度大小； (2)滑塊與斜面間的動(dòng)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(shí)的動(dòng)能；若不能返回，求出滑塊停在什么位置． 解析：(1)滑塊的加速度大小： a＝＝＝12 m/s2. (2)物體在沖上斜面過程中mgsinθ＋μmgcosθ＝ma μ＝＝＝0.81 (3)滑塊速度減小到零時(shí)，重力的分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 10．(xx新課標(biāo)全國Ⅰ)公路上行駛的兩汽車之間應(yīng)保持一定的安全距離．當(dāng)前車突然停止時(shí)，后車司機(jī)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(yīng)時(shí)間和汽車系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間之和為1 s．當(dāng)汽車在晴天干燥瀝青路面上以108 km/h的速度勻速行駛時(shí)，安全距離為120 m．設(shè)雨天時(shí)汽車輪胎與瀝青路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為晴天時(shí)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速度． 解析：設(shè)路面干燥時(shí)，汽車與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ0，剎車時(shí)汽車的加速度大小為a0，安全距離為s，反應(yīng)時(shí)間為t0，由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)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(shè)在雨天行駛時(shí)，汽車與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，依題意有μ＝μ0③ 設(shè)在雨天行駛時(shí)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(yùn)動(dòng)學(xué)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(72 km/h) 答案：20 m/s(72 km/h) 11．質(zhì)量M＝9 kg、長L＝1 m的木板在動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝0.1的水平地面上向右滑行，當(dāng)速度v0＝2 m/s時(shí)，在木板的右端輕放一質(zhì)量m＝1 kg的小物塊如圖所示．當(dāng)小物塊剛好滑到木板左端時(shí)，物塊和木板達(dá)到共同速度．取g＝10 m/s2，求： (1)從木塊放到木板上到它們達(dá)到相同速度所用的時(shí)間t； (2)小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2. 解析：(1)設(shè)木板的加速度大小為a1，時(shí)間t內(nèi)的位移為x1；木塊的加速度大小為a2，時(shí)間t內(nèi)的位移為x2，則有 x1＝v0t－a1t2① x2＝a2t2② x1＝L＋x2③ 又v0－a1t＝a2t④ 代入數(shù)據(jù)得t＝1 s⑤ (2)根據(jù)牛頓第二定律， 有μ1(M＋m)g＋μ2mg＝Ma1，μ2mg＝ma2⑥ 解得μ2＝0.08⑦ 答案：(1)1 s　(2)0.08