高中物理练习牛顿第二定律.doc

第3章 第2讲一、选择题1铁道部已于2009年12月26日正式运营武汉至广州高铁客运新干线，这条干线是目前世界上第一条平均时速高达350公里、里程最长的无砟轨道客运专线，武汉至广州的运行时间由原来的10个小时缩短至2小时50分左右虽然运行在专线上的“和谐号”动车组最高运行时速近400公里，但由于动车组加速均匀，乘客不会感受到强烈的推背感假定一动车组某次进站前、后一段时间内的vt图象如图所示以下说法中正确的是()A武汉至广州距离接近1000kmB武汉至广州距离接近1200kmC由图象可知，因本次停站增加的运行时间为11minD由图知，在动车组做变速运动时，乘客在水平方向上受到的合力不超过其重力的0.02答案ACD解析由题意可知，武汉至广州的距离约为x350992(km)，即接近1000km，A正确；本次停站时间为1min，而匀加速与匀减速过程中所增加的时间为10min，所以因本次停站增加的运行时间为11min，C正确；由图可得，匀变速过程中的加速度大小为am/s2，所以乘客在水平方向受到的合力不超过其重力的0.02，D正确2(2010福建南安模拟)如图所示，弹簧测力计外壳质量为m0，弹簧及挂钩的质量忽略不计，挂钩吊着一质量为m的重物，现用一方向竖直向上的外力F拉着弹簧测力计，使其向上做匀加速运动，则弹簧测力计的示数为()Amg B.mgC. D.F答案D解析设重物上升的加速度大小为a，对m和m0组成的整体而言，由牛顿第二定律得F(mm0)g(mm0)a；设弹簧对重物的拉力大小为F拉，则由牛顿第二定律得F拉mgma；将、中的两式联立解得F拉F；由牛顿第三定律知，重物对弹簧的拉力大小与F拉大小相等，故弹簧测力计的示数为F.3如图所示，正沿平直轨道向右匀速行驶的车厢内，用水平绳a和倾斜绳b共同固定一个小球，若车厢改做加速运动，则两绳的拉力FTa和FTb的变化情况是()AFTa增大 BFTb减小CFTa不变 DFTa、FTb的合力增大答案AD解析当向右匀速行驶时，FTa与FTb的合力大小等于重力，方向竖直向上；当向右加速时，球所受的合外力不为0，FTa、FTb的合力在竖直方向的分量等于重力， 水平方向的分量等于ma，由此得到FTa增大，FTa、FTb的合力增大4(2010广东汕头市模拟)雨滴在空气中下落，当速率在不太大的范围时，雨滴所受到的阻力与其速度成正比该速度v随时间t的变化关系最接近图中的()答案B解析设雨滴下落过程中所受的阻力为Ff，依题意得Ffkv，由牛顿第二定律得mgFfma；将以上两式联立解得ag，显然，随着雨滴下落速度v的增大，其加速度a将逐渐减小；速度时间图象的斜率表示运动物体的加速度，所以四个图象中，只有B能正确地反映雨滴下落时速度随时间的变化规律5如图所示，传送带的水平部分长为L，传动速率为v，在其左端无初速释放一小木块，若木块与传送带间的动摩擦因数为，则木块从左端运动到右端的时间不可能是()A. B.C. D.答案B解析因木块运动到右端的过程不同，对应的时间也不同，若一直匀加速至右端，则Lgt2，得：t，C正确；若一直加速到右端时的速度恰好与带速v相等，则Lt，有：t，D正确；若先匀加速到带速v，再匀速到右端，则vL，有：t，A正确，木块不可能一直匀速至右端，B错误6(2010北京市朝阳区模拟)如图所示，两相互接触的物块放在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2，且m1m2.现对两物块同时施加相同的水平恒力F，设在运动过程中两物块之间的相互作用力大小为FN，则()AFN0 B0FNFCFFN2F答案B解析设两物块运动过程中，它们之间的相互作用力为FN，则对于两物块整体而言，由牛顿第二定律得2F(m1m2)a，对于物块m1而言，由牛顿第二定律得FFNm1a；将中的两式联立解得FNF(1)，因m1m2，故FNFcos所以A将加速下滑，A错B对，B物体失重，所以B对A的压力小于G2，D错，而FN(mAmB)gcosFsin增大，C错，正确答案B.8如图甲所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处自由下落，接触弹簧后继续向下运动若以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下建立一坐标轴Ox，小球的速度v随x变化的图象如图乙所示其中OA段为直线，AB段是与OA相切于A点的曲线，BC是平滑的曲线，则关于A、B、C三点对应的x坐标及加速度大小，以下关系式正确的是()AxAh，aAgBxBh，aB0CxCh，aCgDxCh，aCg答案ABD解析小球在A点时，弹簧处于自由伸长状态，故xAh，aAg，A正确；当小球的速度达到最大时，小球的合外力为零，此时的加速度为零，故xBh，aB0，B正确；小球到达C点时的速度为零，即到达了最低点，由对称性可知，若xCh，此时小球还有向下的速度，故xCh，aCg，D正确二、非选择题9一只小猫跳起来抓住悬挂在天花板上的竖直木杆，如右图所示，在这一瞬间悬绳断了，设木杆足够长，由于小猫继续上爬，所以小猫离地面高度不变，则木杆下降的加速度大小为_，方向为_(设小猫质量为m，木杆的质量为M)答案g向下解析先对猫进行分析，由于猫相对地面高度不变，即猫处于平衡状态，而猫受重力G1mg和木杆对猫向上的摩擦力F的作用，如右图所示，故G1与F二力平衡，即FG1mg再对木杆进行受力分析：木杆受重力G2Mg作用，由于木杆对猫有向上的摩擦力F，由牛顿第三定律可知，猫对杆有向下的摩擦力F，且FF由牛顿第二定律，杆的加速度为a由、式可得：ag，即杆下降的加速度为g，方向向下10如图所示，长为L75cm、质量为m2kg的平底玻璃管底部置有一玻璃小球，玻璃管从静止开始受到一竖直向下的恒力F12N的作用，使玻璃管竖直向下运动，经一段时间t，小球离开管空气阻力不计，取g10m/s2.求：时间t和小球离开玻璃管时玻璃管的速度大小答案0.5s8m/s解析设玻璃管向下运动的加速度为a，对玻璃管受力分析由牛顿第二定律得：Fmgma设玻璃球和玻璃管向下运动的位移分别为x1、x2时，玻璃球离开玻璃管，由题意得：x2x1L由玻璃球做自由落体运动得：x1gt2由玻璃管向下加速运动得：x2at2玻璃球离开玻璃管时，玻璃管的速度vat由式解得：t0.5s，v8m/s.11(2010上海市五校联合调研)考驾照需要进行路考，路考其中有一项是定点停车路旁可以竖起一标志杆，在车以v0的速度匀速行驶过程中，距标志杆的距离为x时，考官命令考员到标志杆停，考员立即刹车，车在恒定滑动摩擦力作用下做匀减速运动，已知车(包括车内的人)的质量为M，车与路面的动摩擦因数为.车视为质点，求车停下时距标志杆的距离(说明v0与x、g的关系)答案见解析解析车的加速度大小由牛顿第二定律知MgMa解得ag设车的速度为v时开始刹车，车刚好停在标志杆处，则v22ax即v.当由速度v0开始刹车时，刹车过程中车的位移为x当v0v时，车停在标志杆处，车距标志杆的距离为xxx0当v0v时，车已经驶过标志杆，车距标志杆的距离为xxxx.12如图所示，电动机带动滚轮做逆时针匀速转动，在滚轮的摩擦力作用下，将一金属板从斜面底端A送往上部，已知斜面光滑且足够长，倾角30，滚轮与金属板的切点B到斜面底端A的距离为L6.5m，当金属板的下端运动到切点B处时，立即提起滚轮使它与板脱离接触已知板之后返回斜面底部与挡板相撞后立即静止，此时放下滚轮再次压紧板，再次将板从最底端送往斜面上部，如此往复已知板的质量为m1103kg，滚轮边缘线速度恒为v4m/s，滚轮对板的正压力FN2104N，滚轮与板间的动摩擦因数为0.35，取g10m/s2.求：(1)在滚轮作用下板上升的加速度；(2)板加速至与滚轮速度相同时前进的距离；(3)板往复运动的周期答案(1)2m/s2(2)4m(3)5.225s解析(1)由牛顿第二定律得在滚轮作用下板