高考物理一轮复习 第3章 牛顿运动定律 练案8 牛顿第二定律 两类动力学问题 新人教版.doc

练案8牛顿第二定律两类动力学问题一、选择题(本题共8小题，15题为单选，68题为多选)1(2018河北省定州中学高三上学期期中试题)2017年1月24日消息，国际网球名人堂组织宣布，美国著名的网球运动员罗迪克将在今年正式入驻名人堂。罗迪克的发球时速最快可达60m/s，这也是最新的网球发球时速的世界纪录，可以看作罗迪克发球时使质量约为60g的网球从静止开始经0.02s后速度增加到60m/s，则在上述过程中，网球拍对网球的作用力大小约为( a )a180nb90nc360nd1800n解析根据a得，a3000m/s2，根据牛顿第二定律fma0.063000n180n，故a正确，b、c、d错误。故选a。2(2018福建省高三上学期龙岩市六校期中联考试题)如图所示，套有光滑小铁环的细线系在水平杆的两端a、b上，当杆沿水平方向运动时，小环恰好悬于a端的正下方并与杆保持相对静止，已知小环质量为m，重力加速度为g，下列分析正确的是( c )a杆可能做匀速运动b杆一定向右做匀加速运动c杆可能向左做匀减速运动d细线的张力可能等于mg解析对小环受力分析：受绳的拉力和重力，如图，设细线夹角为：由题知竖直方向平衡：mgttcos设水平方向上加速度为a，由牛顿第二定律得：tsinma由于090，得：tmg，加速度方向水平向右；故杆和小环向右做匀加速或向左匀减速运动，由上分析可知，abd错误，c正确；故选c。3(2018河北省唐山市滦县二中高三上学期期中试题)2017年10月26日，英国超音速汽车“寻血猎犬”(bloodhound ssc)首次在公众面前进行了试驾。“寻血猎犬”号超音速汽车，是一辆搭载新型战斗机发动机，以及位于车顶的混合火箭发动机的超级汽车。据报道“寻血猎犬”号超音速汽车2016年欲冲击陆地速度纪录。假设某次测试中，“寻血猎犬”号超音速汽车在40s内匀加速到1000km/h，匀速一段时间后，匀减速完成测试。假设全程测试20km，加速和减速的加速度大小相等，加速阶段所受阻力恒定，约为重力的0.2倍。已知“寻血猎犬”号超音速汽车质量为4000kg，在20常温下，声速为340m/s。则下列说法正确的是( c )a超音速汽车匀速阶段运行时间为80sb加速阶段系统需要提供约为8000n的动力c加速阶段的加速度大小约为6.9m/s2d超音速汽车匀速阶段的速度是声速的10倍解析由于加速阶段和减速阶段加速度相同，故时间相同，设为t140s，设匀速运动的时间为t，则：t1vtt120103m，代入可以得到：t32s，故选项a错误；根据加速度公式：am/s26.9m/s2，再根据牛顿第二定律：f0.2mgma，联立代入数据可以得到：f35440n，故选项b错误，选项c正确；超音速汽车匀速阶段的速度是声速的，现在让一物块先后从三轨道顶端由静止下滑至底端，则物块在每一条倾斜轨道上滑动时所经历的时间关系为( b )atabtcdtefbtabtcdtefctabtcdtefdtabtcd，则tabtcdtef，故b正确，a、c、d错误。5.(2018山东省实验中学高三上学期11月月考)如图所示，弹簧一端固定在天花板上，另一端连一质量m2kg的秤盘，盘内放一个质量m1kg的物体，秤盘在竖直向下的拉力f作用下保持静止，f30n，当突然撤去外力f的瞬时，物体对秤盘的压力大小为(g10m/s2)( c )a10nb15nc20nd40n解析撤去外力f时物体和秤盘所受的合外力为30n，由牛顿第二定律求出加速度，再对秤盘受力分析，由牛顿第二定律求出物体对秤盘的压力fn。当突然撤去外力f的瞬时，物体和秤盘所受的合外力大小f合f30n，方向竖直向上，对物体和秤盘整体，由牛顿第二定律可得am/s210m/s2。秤盘原来在竖直向下的拉力f作用下保持静止时，弹簧对秤盘向上拉力大小为f弹(mm)gf(2010)10n30n60n。对秤盘，由牛顿第二定律f弹mgfnma，解得物体对秤盘的压力fn20n，c正确。6(2018福建省高三上学期龙岩市六校期中联考试题)如图所示，水平传送带a、b两端点相距x4m，以v02m/s的速度(始终保持不变)顺时针运转，今将一质量为1kg的小煤块(可视为质点)无初速度轻轻放到a点处，已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为0.4，g取10m/s2。由于小煤块与传送带之间有相对滑动，会在传送带上留下划痕。则小煤块从a运动到b的过程中( bd )a小煤块运动到b的速度大小为4m/sb小煤块从a运动到b的时间为2.25sc划痕长度为1md小煤块与传送带系统产生的热量为2j解析小煤块运动到b，速度不可能超过传送带的速度，即不可能为4m/s，故a错误；小煤块先加速后匀速，根据牛顿第二定律，得：ag0.410m/s24m/s2，加速时间为：t1s0.5s，加速位移：x1at240.52m0.5m，匀速时间：t2s1.75s，故运动的总时间为：tt1t20.5s1.75s2.25s，故b正确；在加速过程，传送带的位移为：x1v0t120.5m1m，故划痕为：xx1x11m0.5m0.5m，故c错误；小煤块与传送带系统产生的热量为：qfxmgx0.41100.5j2j，故d正确；故选bd。7(2018山东省师大附中高三上学期第三次模拟)如图所示，一斜面固定在地面上，木块m和m叠放在一起沿斜面向下运动，它们始终相对静止，m、m间的动摩擦因数为1，m、斜面间的动摩擦因数为2，则( ad )a若m、m一起匀加速运动，可能有10，20b若m、m一起匀速运动，一定有10，20c若m、m一起匀加速运动，一定有10，20d若m、m一起匀速运动，可能有10，20解析m、n一起匀加速下滑，对m：根据牛顿第二定律知，m受到三个力，m对m的支持力， m的重力，m对m摩擦力，所以一定有10。对整体分析，斜面对整体可能有摩擦力，也可能无摩擦力，即20是可能的，故a正确；m、n一起匀速下滑，合力都为零，对m：根据平衡条件知，m对m的支持力等于m的重力，m对m没有摩擦力，故要能10，也可能10；对整体：由平衡条件分析可知，斜面对m有摩擦力，方向沿斜面向上，故20；故bc错误，d正确。8(2018安徽省皖西南名校高三上学期联考)如图所示为某同学在电梯中进行的实验示意图，如果实验是在自己住宅楼的电梯里进行的，实验时在托盘秤上放一个质量为m5kg的玩具，电梯从一楼上升到六楼停下，测得从启动到匀速再到制动停下所用总时间t6s，托盘秤的最大读数差为f30n，如果电梯从一楼上到六楼通过的位移为x24m，设定电梯启动时和制动时的加速度大小相等，取g10m/s2，则电梯启动和制动时的加速度大小a和匀速运动时的速度大小v分别为( bd )aa6m/s2ba3m/s2cv3m/sdv6m/s解析电梯启动时，有向上的加速度，由牛顿第二定律有f1mgma1，同理，制动时有mgf2ma2，由于启动和制动时的加速度大小相等，故两式相加得f f1f22ma，解得a3m/s2，设启动后加速阶段的时间为t1，匀速阶段的时间为t2，则有2atat1t2x,2t1t2t，代入数据解得：t12s，t22s，故电梯匀速运动阶段的速度为vat16m/s，故选项b、d正确。二、非选择题9(2018福建省泉港一中高三上学期期中试题)质量m2.0kg的物块(可视为质点)在水平恒力f作用下，从水平面上a点由静止开始运动，运动一段距离撤去该力，物块继续滑行t2.0s停在b点，已知a、b两点间的距离s6.0m，物块与水平面间的动摩擦因数0.20，求恒力f多大。(g10m/s2)。答案：12n解析设撤去力f前物块的位移为s1，此时物块的速度为v，则v22a1s1撤去力f后，物块在摩擦力的作用下做匀减速直到停止，物块受到的滑动摩擦力fmg则：a2g2m/s2物块运动2s停下，则va2t，得v4m/s此过程中运动的位移为s2，则s24m又有s1ss22m解得：a14m/s2由牛顿第二定律知：fmgma1得： f12n10(2018山东省师大附中高三上学期第三次模拟)如图，一质量m0.1kg的物块在t0时刻滑上一倾角37的固定斜面，其运动最初一段时间的vt图象如图所示。 (sin370.6，cos370.8，重力加速度g10m/s2)(1)求物块沿斜面向上滑行的最大距离；(2)通过计算补全剩余部分图象并写出计算过程。答案：(1)4m(2)图象见解析解析(1)物块沿斜面向上滑行做匀减速运动，向上滑行的最大距离x81m4m；(2)向上滑行，由图象得加速度大小a18m/s2，由受力分析有加速度大小a1解得物块沿斜面向下滑行做匀加速运动，加速度大小a24m/s2运动到斜面底端时，有v2a2x，xa2t 解得vt4m/s，t2svt图象为右图11(2018江西省临川二中高三上学期第五次理综物理)2018年新春佳节，我市的许多餐厅生意火爆，常常人满为患，为能服务更多的顾客，服务员需要用最短的时间将菜肴送至顾客处(设菜品送到顾客处速度恰好为零)。某次服务员用单手托盘方式(如图)给12m远处的顾客上菜，要求全程托盘水平。托盘和手、碗之间的摩擦因数分别为0.2、0.15，服务员上菜最大速度为3m/s。假设服务员加速、减速运动过程中是匀变速直线运动，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：(1)服务员运动的最大加速度；(2)服务员上菜所用的最短时间。答案：(1)1.5m/s2(2)6s解析(1)设碗的质量为m，托盘的质量为m，以最大加速度运动时，碗、托盘、手保持相对静止，碗受力如图所示，由牛顿第二定律得：ff1ma1；碗与托盘间相对静止，则：ff1ff1max1mg，解得：a11g0.1510m/s21.5m/s2，对碗和托盘整体，由牛顿第二定律得：ff2(mm)a2，手和托盘