2011高三物理一轮复习 3.3 牛顿第二定律的应用练习题

1、(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)1.(2010年广东测试)在光滑水平面上放着紧靠在一起的A、B两物体，如右图所示，B的质量是A的2倍，B受到向右的恒力FB2 N，A受到的水平力FA(92t)N(t的单位是s，以向右为力的正方向)从t0开始计时，则()AA物体在2 s末时刻的加速度是初始时刻的5/11倍Bt4 s后，B物体做匀加速直线运动Ct4.5 s时，A物体的速度为零Dt4.5 s后，A、B的加速度方向相反【解析】对于A、B整体根据牛顿第二定律有：FAFB(mAmB)a，设A、B间的作用力为F，则对B根据牛顿第二定律可得：FFBmBa，解得：FmBFBN.当t4 s时F0，A

2、、B两物体开始分离，此后B做匀加速直线运动，而A做加速度逐渐减小的加速运动，当t4.5 s时，A物体的加速度为零而速度不为零t4.5 s后，A所受合外力反向，即A、B的加速度方向相反当t4 s后，B的加速度始终为aB.综上所述，选项B、D正确【答案】BD2(2010年潍坊市)某人站在升降机底板的台秤上，发现台秤的示数比他的体重减少了20%.以下判断正确的是()A升降机一定是在下降过程B升降机一定是在减速状态C如果是在下降过程，则升降机肯定处于加速状态D如果升降机是在减速状态，则升降机肯定处于上升过程【解析】台秤示数比实际体重小说明人所受支持力减小，重力不变，故所受合力竖直向下，由牛顿第二定律可

3、知，升降机与人的加速度方向竖直向下；若在下降过程，加速度与速度方向同向，升降机速度增加，C项正确；若在减速，说明加速度与速度方向相反，即升降机处于上升过程中，D项正确【答案】CD3.(2010年无锡市)如右图所示，带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C的斜面上，在盒子内放有光滑球B，B恰与盒子前、后壁P、Q点相接触若使斜劈A在斜面体C上静止不动，则P、Q对球B无压力以下说明正确的是()A若C的斜面光滑，斜劈A由静止释放，则P点对球B有压力B若C的斜面光滑，斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行，则P、Q对球B均无压力C若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面匀速下滑，则P、Q对球B均无压力D若C的斜面粗糙，

4、斜劈A沿斜面加速下滑，则Q点对球B有压力【解析】若C的斜面光滑，无论A由静止释放还是沿斜面向上滑行，通过对A、B整体受力分析可知，整体具有沿斜面向下的加速度，B球所受合力应沿斜面向下，故Q点对球B有压力，A、B项错；若C的斜面粗糙，斜劈A匀速下滑时，整体所受合力为零，故P、Q不可能对球B有压力，C项正确；若C的斜面粗糙，斜劈A加速下滑时，A、B整体具有沿斜面向下的加速度，故球B所受合力也应沿斜面向下，故Q点一定对球B有压力，D项正确【答案】CD4.如右图所示，水平力F作用在质量为M的箱子上，箱内有质量为m的物体，m与M之间，M与地面间均光滑，(1)在m与箱后壁碰撞前，箱的加速度为()(2)在m

5、与箱后壁碰撞后，与箱子结合为一体，则箱的加速度为()A. BF/(Mm)CF/M D(Fmg)/m【解析】牛顿第二定律的表达式为Fma，式中的F、m、a三者必需是对同一个研究对象如果是单一物体的质量m，则必需是这一个物体所受的合外力F；若是系统的质量m.则必需是系统所受到的合外力，不包括系统的内力认为两种情况下都是选项B，实际上这是没有理解F、m、a三者的同体性在m与箱后壁碰撞前，外力F对应的质量为M；而m与箱后壁碰撞后，外力F对应的质量为(Mm)所以前者选A后者应选B.【答案】(1)A(2)B5如下图所示，甲、乙两图都在光滑的水平面上的小车的质量都是M，人的质量都是m，甲图人推车，乙图人拉绳

6、子的力都是F，(绳与轮的质量和摩擦均不计)，对于甲、乙两车的加速度大小说法正确的是()A甲车的加速度大小为B甲车的加速度大小为0C乙车的加速度大小为D乙车的加速度大小为0【解析】对于甲，以人车整体为研究对象，水平方向合力为零，由牛顿第二定律得a甲0；对乙水平方向整体受力为2FT，再由牛顿第二定律得a乙，所以说项B、C正确【答案】BC6.(2010年湖南师大附中)在平直公路上，汽车作初速为0的匀加速运动，当速度达到v后立即关闭发动机直到停止，vt图象如右图所示设汽车的牵引力为F，摩擦力为Ff，且Ff大小不变全过程中牵引力做功W1，克服摩擦力做功W2，则()AFFf13 BFFf41CW1W211

7、 DW1W213【解析】利用vt图可知，01 s的加速度a1是14 s的加速度a2的3倍，由牛顿第二定律，有FFfma1，Ffma2可知B正确，由vt图可知，01 s的位移s1是04 s的位移s2的1/4，由W1Fs1，W2Ffs2，可知C正确【答案】C7.(2010年湖南师大附中)如右图，在一箱中，用压缩的轻弹簧将金属块卡住，在箱的上顶板和下底板装有压力传感器(顶面和底面均水平)，箱可以沿竖直轨道运动，当箱以a2.0 m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时，上顶板的压力传感器显示的压力为6.0 N，下底板的压力传感器显示的压力为10.0 N(取g10 m/s2)若上顶板压力传感器的示数是下底

8、板压力传感器的示数的一半，则箱做_运动若上顶板压力传感器的示数为零，下底板示数恒定，则箱沿竖直方向运动的可能情况为_(写出运动特征及加速度的范围)【答案】匀速直线运动向上匀加速或向下匀减速直线运动，a10 m/s28.(2010年福州三中)固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动，推力F与小环速度v随时间变化规律如右图所示，取重力加速度g10 m/s2.则小环在02 s内运动的加速度为_，小球的质量m_，细杆与地面间的倾角_.【答案】0.5 m/s21.0 kg30°9(2010年福建泉州市)一个静止的倾角为30°的长斜面上

9、的物体，被向下轻轻一推，它刚好能匀速下滑若给此物体一个v08 m/s沿斜面向上的初速度，取g10 m/s2，则物体经过t1 s时间所通过的距离是多少？【解析】设物体的质量为m，物体与斜面间的动摩擦因数为，由于匀速下滑mgsin mgcos 设物体向上运动的加速度大小为amgsin mgcos ma解得：a10 m/s2设经过时间t0物体的速度减为零v0at0t00.8 s1 s物体速度减为零后将静止在斜面上，所以通过的距离为s3.2 m.【答案】3.2 m10(2009年高考上海单科)如图甲，质量m1 kg的物体沿倾角37°的固定粗糙斜面由静止开始向下运动，风对物体的作用力沿水平方向

10、向右，其大小与风速v成正比，比例系数用k表示，物体加速度a与风速v的关系如图乙所示，求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数；(2)比例系数k.(sin 37°0.6，cos 37°0.8，g10 m/s2)【解析】(1)v0，a04 m/s2mgsin mgcos ma00.25(2)v5 m/s，a0mgsin FNkvcos 0FNmgcos kvsin mg(sin cos )kv(sin cos )0k kg/s0.84 kg/s.【答案】0.250.84 kg/s11(2009年江苏单科高考)航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m2 kg，动力系统提供的恒定升力F

11、28 N试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取10 m/s2.(1)第一次试飞，飞行器飞机t18 s时到达高度H64 m求飞行器所受阻力Ff的大小；(2)第二次试飞，飞行器飞行t26 s时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力求飞行器能达到的最大高度h；(3)为了使飞行器不致坠落到地面，求飞机器从开始下落到恢复升力的最长时间t3.【解析】(1)第一次飞行中，设加速度为a1匀加速运动Ha1t由牛顿第二定律FmgFfma1解得Ff4 N(2)第二次飞行中，设失去升力时的速度为v1，上升的高度为s1匀加速运动s1a1t设失去升力后加速度为a2，上升的高度为s2由牛顿

12、第二定律mgFfma2v1a1t2s2解得hs1s242 m(3)设失去升力下降阶段加速度为a3；恢复升力后加速度为a4，恢复升力时速度为v3由牛顿第二定律mgFfma3FFfmgma4且hv3a3t3解得t3s(或2.1 s)【答案】(1)4 N (2)42 m(3) s(或2.1 s)12.(2009年高考安徽理综)在2008年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神为了探求上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如右图所示设运动员

13、的质量为65 kg，吊椅的质量为15 kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦，重力加速度取g10 m/s2.当运动员与吊椅一起以加速度a1 m/s2上升时，试求(1)运动员竖直向下拉绳的力；(2)运动员对吊椅的压力【解析】方法一：(1)设运动员和吊椅的质量分别为M和m，绳拉运动员的力为F.以运动员和吊椅整体为研究对象，受到重力的大小为(Mm)g，向上的拉力为2F，根据牛顿第二定律2F(Mm)g(Mm)aF440 N根据牛顿第三定律，运动员拉绳的力大小为440 N，方向竖直向下(2)以运动员为研究对象，运动员受到三个力的作用，重力大小Mg，绳的拉力F，吊椅对运动员的支持力FN.根据牛顿第二定律FFNMgMaFN275 N根据牛顿第三定律，运动员对吊椅压力大小为27