2019届高考物理复习第三单元牛顿运动定律题组层级快练13牛顿第二定律应用专题一新人教版.docx

题组层级快练(十三)一、选择题1(2017上海质检)某同学把一体重秤放在电梯的地板上，他站在体重秤上随电梯运动，并在下表中记录了几个特定时刻体重秤的示数(表内时刻不存在先后顺序)，若已知t0时刻电梯处于静止状态，则()时间t0t1t2t3体重秤示数(kg)45.050.040.045.0A.t1时刻该同学的质量并没有变化，但所受重力发生变化Bt2时刻电梯可能向上做减速运动Ct1和t2时刻电梯运动的方向相反Dt3时刻电梯处于静止状态答案B解析超重和失重时物体的重力和质量是不变的，只是对悬挂物的压力或者支持力变化了，故A项错误；t2时刻物体处于失重状态，电梯的加速度方向向下，可能向上做减速运动，B项正确；t1时刻物体处于超重状态，根据牛顿第二定律分析得知，电梯的加速度方向向上，所以t1和t2时刻电梯的加速度方向相反，但是速度不一定相反，C项错误；t3时刻电梯受力平衡，可能保持静止，也可能做匀速直线运动，故D项错误；故选B项2. (2017江苏省压轴卷)如图所示，长L、质量m的极其柔软的匀质物体在台面上以水平速度v0向右运动，台面上A左侧光滑，右侧粗糙，该物体前端在粗糙台面上滑行s距离停下来设物体与粗糙台面间的动摩擦因数为，则物体的初速度v0为()A.B.C. D.答案C解析物体越过A后做匀减速直线运动，加速度：ag，由匀变速直线运动的速度位移公式得：v022as，解得：v0，故选C项3.(多选)在动摩擦因数0.2的水平面上有一个质量为m2 kg的小球，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成45角的不可伸长的轻绳一端相连，如图所示，此时小球处于静止平衡状态，且水平面对小球的弹力恰好为零当剪断轻绳的瞬间，取g10 m/s2，以下说法正确的是()A此时轻弹簧的弹力大小为20 NB小球的加速度大小为8 m/s2，方向向左C若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球的加速度大小为10 m/s2，方向向右D若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球的加速度为0答案ABD解析在剪断轻绳前，小球受重力、绳子的拉力以及弹簧的弹力处于平衡，根据共点力平衡得，弹簧的弹力：Fmgtan4520120 N，故A项正确；在剪断轻绳的瞬间，弹簧的弹力仍然为20 N，小球此时受重力、支持力、弹簧弹力和摩擦力四个力作用；小球所受的最大静摩擦力为：fmg0.220 N4 N，根据牛顿第二定律得小球的加速度为：a(Ff)/m8 m/s2；合力方向向左，所以向左加速故B项正确；剪断弹簧的瞬间，轻绳对小球的拉力瞬间为零，此时小球所受的合力为零，则小球的加速度为零，故C项错误，D项正确4(2017江苏省压轴卷)(多选)如图甲所示，圆桶沿固定的光滑斜面匀加速下滑，现把一个直径与桶内径相同的光滑球置于其中后，仍静置于该斜面上，如图乙所示，释放后圆桶()A仍沿斜面以原来的加速度下滑B将沿斜面以更大的加速度下滑C下滑过程中，圆桶内壁与球间没有相互作用力D下滑过程中，圆桶内壁对球有沿斜面向下的压力答案AC解析A项，设斜面与水平面之间的夹角是，斜面是光滑的，开始时圆筒沿斜面方向受到的重力的分力提供加速度，则agsin.把一个直径与桶内径相同的光滑球置于其中后，整体的重力沿斜面方向的分力仍然提供沿斜面向下的加速度，所以aagsin，所以桶仍沿斜面以原来的加速度下滑故A项正确，B项错误；C项，对球进行受力分析，可知沿斜面方向：mamamgsin，小球沿斜面方向提供加速度的合力恰好等于其重力沿斜面方向的分力，所以小球与桶的内壁之间没有相互作用力故C项正确，D项错误5(2017南昌二模)(多选)“蹦床”已被奥运会列为正式比赛项目运动员利用蹦床网的弹性弹起到空中，完成动作后落回到网上，再经蹦床网的弹性弹起，如此往复图示的Ft图像是传感器记录的是一位运动员双脚在接触蹦床过程中，蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化情况设运动员只在竖直方向上运动，取重力加速度为10 m/s2，则运动员在前12 s的时间内()A获得的最大加速度为40 m/s2B获得的最大加速度为50 m/s2C腾空弹起时的最大高度约为2.5 mD腾空弹起时的最大高度约为3.2 m答案AD解析A、B项，由图知：运动员的重力G500 N，则得其质量为：m50 kg蹦床对运动员的最大弹力：Fm2 500 N由牛顿第二定律得FmGmam解得：获得的最大加速度am40 m/s2.故A项正确，B项错误C、D项，运动员在空中运动的时间：t08.4 s6.8 s1.6 s下落时间：t0.8 s，腾空弹起时的最大速度为vgt100.8 m/s8 m/s，由v22gh可得，弹起的最大高度h3.2 m；故C项错误，D项正确6.一游客在峨眉山滑雪时，由静止开始沿倾角为37的山坡匀加速滑下下滑过程中从A点开始给游客抓拍一张连续曝光的照片如图所示经测量游客从起点到本次曝光的中间时刻的位移恰好是40 m已知本次摄影的曝光时间是0.2 s，照片中虚影的长度L相当于实际长度4 m，则下列结果不正确的是(g10 m/s2，sin370.6，cos370.8)()A运动员在曝光的中间时刻的速度为20 m/sB运动员下滑的加速度为5.0 m/s2C滑雪板与坡道间的动摩擦因数为D滑雪板与坡道间的动摩擦因数为答案D解析用s表示题中的位移，表示斜面倾角，t表示曝光时间，表示滑雪板与坡道间的动摩擦因数，m表示滑雪运动员的质量设运动员下滑的加速度为a，曝光的中间时刻的速度为v0，则有v0，代入数据得v020 m/s，故A项正确；由v022as，可求得a5.0 m/s2，故B项正确；又根据牛顿第二定律有mgsinmgcosma，可求得动摩擦因数为，故C项正确，D项错误7.如图所示，AO、AB、AC是竖直平面内的三根固定的细杆，A、O位于同一圆周上，A点位于圆周的最高点，O点位于圆周的最低点，每一根细杆上都套有一个光滑的小环(图中未画出)，三个环都从A点无初速地释放，用T1、T2、T3表示各环到O、B、C时所用的时间，则()AT1T2T3 BT3T1T2CT1T2T3 DT3T1T2答案D解析如图，小环沿杆下滑做匀加速直线运动，设OAB为，OAC为，圆的半径为r，则小环沿AO下滑时，做自由落体运动，时间为：T1由匀变速运动规律得，滑环滑到B1点的时间T2T1而由图可知，滑到B点的时间T2T2T1同样根据匀变速运动规律可得滑到C1的时间T3T1而由图可知，滑到C点的时间T3T3T1故有T3T1T2.8(2017江西一模)在电梯内的地板上，竖直放置一根轻质弹簧，弹簧上端固定一个质量为m的物体当电梯静止时，弹簧被压缩了x；当电梯运动时，弹簧又被继续压缩了.则电梯运动的情况可能是()A以大小为g的加速度加速上升B以大小为g的加速度减速上升C以大小为g的加速度加速下降D以大小为g的加速度减速下降答案D解析因为电梯静止时，弹簧被压缩了x，由此可以知道mgkx，当电梯运动时，弹簧又被继续压缩了，弹簧的弹力变大了，所以物体的合力应该是向上的，大小是mg，由牛顿第二定律Fma，可得mgma，所以加速度大小为ag，合力是向上的，当然加速度的方向也就是向上的，此时物体可能是向上的匀加速运动，也可能是向下的匀减速运动，所以D项正确9.(多选)某科研单位设计了一空间飞行器，飞行器从地面起飞时，发动机提供的动力方向与水平方向夹角60，使飞行器恰恰与水平方向成30角的直线斜向右上方匀加速飞行，经时间t后，将动力的方向沿逆时针旋转60同时适当调节其大小，使飞行器依然可以沿原方向匀减速飞行，飞行器所受空气阻力不计，下列说法中正确的是()A加速时加速度的大小为gB加速时动力的大小等于mgC减速时动力的大小等于mgD减速飞行时间2t后速度为零答案ACD解析起飞时，飞行器受推力和重力，两力的合力与水平方向成30角斜向上，设动力为F，合力为Fh，如图所示：在OFFh中，由几何关系，得Fmg，Fhmg由牛顿第二定律得飞行器的加速度为：a1g故A项正确，B项错误；t时刻的速率：va1tgt推力方向逆时针旋转60，合力的方向与水平方向成30斜向下，推力F跟合力Fh垂直，如图所示，此时合力大小为：Fhmgsin30动力大小：Fmg飞行器的加速度大小为：a2g到最高点的时间为：t2t故C、D项正确10.(2017六安模拟)如图所示，两个相同车里，各用两根细线悬吊质量相同的球，细线均处于拉直状态，细线b竖直、细线d水平，a、c两细线与竖直方向的夹角均为，两车均向左做匀加速直线运动，当两车向左加速运动后，关于细线上张力的变化，下列说法错误的是(加速运动时细线仍处拉直状态)()Aa线的张力增大 Bb线的张力不变Cd线的张力增大 Dc线的张力不变答案B解析两车静止时，在左车中，以小球为研究对象，根据共点力平衡可知TbTacosmg0Tasin0(是a线与竖直方向的夹角)解得Ta0，Tbmg在右车中，根据共点力平衡可知Tccosmg，TcsinTd，解得Tc，Tdmgtan(是c线与竖直方向的夹角)当两车向左加速运动时，根据牛顿第二定律可知在左车中，有Tasinma，TacosTbmg，解得Ta，Tbmg在右车中，根据牛顿第二定律可知TdTcsinma，Tccosmg，解得Tc，Tdmamgtan对比可知，a、d线的张力增大，b线的张力变小，c线的张力不变，故A、C、D项正确，B项错误二、非选择题11(2017台州模拟)已知无人机质量m1 kg，动力系统能提供的最大升力F16 N，无人机上升过程中最大速度v6 m/s，若无人机从地面以最大升力竖直起飞，达到最大速度所用时间为3 s，假设无人机竖直飞行时所受阻力大小不变，求：(1)无人机以最大升力起飞的加速度；(2)无人机在竖直上升过程中所受阻力Ff的大小；(3)无人机从地面起飞竖直上升至离地高度h30 m的高空所需的最短时间答案(1)2 m/s2(2)4 N(3)6.5 s解析(1)无人机以最大升力起飞的加速度：a m/s22 m/s2.(2)根据牛顿第二定律可得，FmgFfma，代入数据可解得：Ff4 N.(3)由位移时间公式得，无人机匀加速上升的高度：h1at2232 m9 m，无人机达到最大速度匀速上升的高度：h2hh130 m9 m21 m，由xvt得，无人机匀速飞行的时间：t s3.5 s则无人机从地面起飞竖直上升至离地高度h30 m的高空所需的最短时间：t总tt3 s3.5 s6.5 s.12.(2017河南一模)如图所示，粗糙斜面倾角37，斜面宽a为3 m，长b为4 m，质量为0.1 kg的小木块从斜面A点静止释放，释放同时用与斜面底边BC平行的恒力F推该小木块，小木块与斜面间的动摩擦因数为0.5(g取10 m/s2，sin370.6，cos370.8)(1)若F大小为0，求木块到达底边所需的时间t1；(2)若木块沿斜面对角线从点A运动到点C，求力F的大小及A到C所需时间t2.答案(1)2 s(2)1.5 s解析(1)物体在斜面上沿斜面产生的加速度为：agsingcos2 m/s2下滑的时间为：t1 s2 s(2)若木块沿斜面对角线从点A运动到点C，说明物体受到的合力沿AC方向，设AC与AB的夹角为，AC5 m，由几何关系可得：sin故施加的外力为：Fmgsintan0.45 N由牛顿第二定律可得产生的加速度为：a3.5 m/s2由运动学公式xat22，得t2 s1.5 s13.(2017江西一模)如图，光滑水平面AB和粗糙斜面BC平滑连接，斜面倾角为53，ABBC3.75 m质量为m2 kg的小物块在与水平面成53角的恒力F20 N作用下，从A点由静止开始沿ABC运动到C点(取sin530.8，cos530.6，g10 m/s2)求：(1)物块从A点运动到B点所用的时间t1；(2)若物块在AB和BC上运动的时间之比为21，求物块与斜面间的动摩擦因数；(3)若斜面光滑，改变恒力的大小(方向不变)，仍能使物体沿ABC运动到C，求力F的取值范围答案(1) s(2)(3)10 N，25 N解析(1)对物块受力分析，Fcos53ma1得a16 m/s2根据位移时间公式可知，t1 s s(2)物块在BC上的运动时间t2t1 s因为xBCvBt2a2t22，物体在B点的速度为vBa1t13 m