（浙江专用）高考物理一轮作业手册 第7讲 牛顿第二定律 两类动力学问题（含解析） 新人教版.doc

课时作业(七)第7讲牛顿第二定律两类动力学问题12013唐山摸底从16世纪末，人类对力的认识逐渐清晰和丰富，建立了经典力学理论，以下有关力的说法正确的有()a物体的速度越大，说明它受到的外力越大b物体的加速度在改变，说明它受到的外力一定改变c马拉车做匀速运动，说明物体做匀速运动需要力来维持d一个人从地面跳起来，说明地面对人的支持力大于人对地面的压力图k7122013碣石中学月考让钢球从某一高度竖直落下进入液体中，图k71中表示的是闪光照相机拍摄的钢球在液体中的不同位置则下列说法正确的是()a钢球进入液体中先做加速运动，后做减速运动b钢球进入液体中先做减速运动，后做加速运动c钢球在液体中所受的阻力先大于重力，后等于重力d钢球在液体中所受的阻力先小于重力，后等于重力3如图k72所示，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连，设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在这段时间内小车可能是()图k72a向右做加速运动b向右做减速运动c向左做加速运动 d向左做减速运动4受水平外力f作用的物体，在粗糙水平面上做直线运动，其vt图线如图k73所示，则()图k73a在0t1时间内，外力f大小不断增大b在t1时刻，外力f为零c在t1t2时间内，外力f大小可能不断减小d在t1t2时间内，外力f大小可能先减小后增大5如图k74所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面图k74间的动摩擦因数相同，斜面与水平面光滑连接图乙中v、a、f和s分别表示物体的速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程图k75中正确的是()a bcd图k7562011浙江卷如图k76所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是()图k76a甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力b甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力c若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利d若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利7如图k77所示，车内绳ab与绳bc拴住一小球，bc水平，车由原来的静止状态变为向右加速直线运动，小球仍处于图中所示的位置，则()图k77aab绳、bc绳拉力都变大bab绳拉力变大，bc绳拉力变小cab绳拉力变大，bc绳拉力不变dab绳拉力不变，bc绳拉力变大8一个静止的质点，在05 s时间内受到合力f的作用，合力的方向始终在同一直线上，合力f随时间t的变化图线如图k78所示则质点在()图k78a第1 s末速度方向改变b第2 s末加速度为零c第4 s末运动速度为零d第4 s末回到原出发点9在建筑工地上有时需要将一些建筑材料由高处送到低处，为此工人们设计了一种如图k79所示的简易滑轨：两根圆柱形木杆ab和cd相互平行，斜靠在竖直墙壁上，把一摞弧形瓦放在两木杆构成的滑轨上，瓦将沿滑轨滑到低处在实验操作中发现瓦滑到底端时速度较大，有可能摔碎，为了防止瓦被损坏，下列措施中可行的是()图k79a增多每次运送瓦的块数b减少每次运送瓦的块数c增大两杆之间的距离d减小两杆之间的距离102013赤峰红旗中学测试如图k710所示，质量为m的物体在粗糙斜面上以加速度a1匀加速下滑(斜面固定)当把物体的质量增加m时，加速度为a2；当有一竖直向下且过重心的恒力f作用在物体上时，加速度变为a3，如果fmg，则()图k710aa1a2a3 ba1a2a3ca1a2a3 da1a2abcaaab时，vavbdaaab时，vavb102012扬州模拟如图z39所示，一根劲度系数k200 n/m的轻质弹簧拉着质量为m0.2 kg的物体从静止开始沿倾角为37的斜面匀加速上升，此时弹簧伸长量x0.9 cm，在t1.0 s内物体前进了s0.5 m求：(1)物体加速度的大小；(2)物体和斜面间的动摩擦因数(取g10 m/s2，sin370.6，cos370.8)图z3911如图z310所示为上、下两端相距l5 m、倾角30、始终以v3 m/s的速率顺时针转动的传送带(传送带始终绷紧)将一物体放在传送带的上端由静止释放滑下，经过t2 s到达下端，重力加速度g取10 m/s2，求：(1)传送带与物体间的动摩擦因数多大？(2)如果将传送带逆时针转动，速率至少多大时，物体从传送带上端由静止释放能最快地到达下端？图z310 专题(四)专题4牛顿运动定律的应用(2)12012杭州模拟如图z41甲所示，在粗糙的水平面上，物块a在水平向右的外力f的作用下做直线运动，其vt图象如图乙中实线所示，下列判断正确的是()甲乙图z41a在01 s内，外力f不断增大b在13 s内，外力f的大小恒定c在34 s内，外力f不断减小d在34 s内，外力f的大小恒定2如图z42所示，在倾角为的固定光滑斜面上，有一用绳拴着图z42的长木板，木板上站着一只老鼠已知木板的质量是老鼠质量的两倍当绳子突然断开时，老鼠立即沿着木板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变由此木板沿斜面下滑的加速度为()a.sinbgsinc.gsin d2gsin32012扬州模拟从地面以一定的速度竖直向上抛出一小球，小球从抛出点上升到最高点的时刻为t1，下落到抛出点的时刻为t2.若空气阻力的大小恒定，则在图z43中能正确表示被抛出物体的速率v随时间t的变化关系的图象是()abcd图z434一根质量分布均匀的长绳ab，在水平外力f的作用下沿光滑水平面做直线运动，如图z44甲所示绳内距a端x处的张力ft与x的关系如图乙所示，由图可知()甲乙图z44a水平外力f6 nb绳子的质量m3 kgc绳子的长度l2 md绳子的加速度a2 m/s2图z4552013无锡一中质量检测图z45绘出了轮胎与地面间的动摩擦因数分别为1和2时紧急刹车时的刹车痕迹(即刹车距离s)与刹车前车速v的关系曲线，则1和2的大小关系为()a12c12 d条件不足，不能比较6“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动某人做蹦极运动，所受绳子拉力f的大小随时间t变化的情况如图z46所示将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g.据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为()图z46agb2gc3gd4g7如图z47所示，地面上有两个完全相同的木块a、b，在水平推力f作用下运动，当弹簧长度稳定后，若用表示木块与地面间的动摩擦因数，fn表示弹簧弹力，则()图z47a0时，fnfb0时，fnfc0时，fnfd0时，fnf8如图z48所示，一固定光滑杆与水平方向的夹角为，将一质量为m1的小环套在杆上，通过轻绳悬挂一个质量为m2的小球，静止释放后，小环与小球保持相对静止以相同的加速度a一起下滑，此时绳子与竖直方向夹角为，则下列说法正确的是()图z48a杆对小环的作用力大于m1gm2gb若m1不变，则m2越大，越小c，与m1、m2无关d若杆不光滑，则可能大于9如图z49所示，光滑斜面上质量相等的两木块a、b用一轻弹簧相连接，整个系统处于平衡状态，b木块由挡板c挡住现用一沿斜面向上的拉力f拉动木块a，使木块a沿斜面向上做匀加速直线运动研究从力f刚作用在a木块的瞬间到木块b刚离开挡板的瞬间这一过程，并且选定该过程中木块a的起点位置为坐标原点，则如图z410所示图象中能表示力f和木块a的位移x之间关系的是()图z49abcd图z410102012温州八校联考一个质量为1500 kg的行星探测器从某行星表面竖直升空，发射时发动机推力恒定，发射升空后8 s末，发动机突然间发生故障而关闭，如图z411所示为探测器从发射到落回出发点全过程的速度图象已知该行星表面没有大气，不考虑探测器总质量的变化求：(1)探测器在行星表面上升达到的最大高度；图z411(2)探测器落回出发点时的速度；(3) 探测器发动机正常工作时的推力112013湖南师大附中月考如图z412所示，在倾角37的固定斜面上放置一质量m1 kg、长度l3 m的薄平板ab.平板的上表面光滑，其下端b与斜面底端c的距离为7 m，在平板的上端a处放一质量m0.6 kg的滑块，开始时使平板和滑块都静止，之后将它们无初速释放，设平板与斜面间、滑块与斜面间的动摩擦因数均为0.5，求滑块与平板下端b到达斜面底端c的时间差t.(sin370.6，cos370.8，g10 m/s2)图z412 实验(四)实验4探究加速度与力、质量的关系1如图s41所示，在探究牛顿运动定律的演示实验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为f1、f2，车中所放砝码的质量分别为m1、m2，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x1、x2，则在实验误差允许的范围内，有()图s41a当m1m2、f12f2时，x12x2b当m1m2、f12f2时，x22x1c当m12m2、f1f2时，x12x2d当m12m2、f1f2时，x22x12使用如图s42所示的气垫导轨装置探究加速度与力的关系其中g1、g2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过g1、g2光电门时，光束被遮挡的时间t1、t2都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的条形挡光片的总质量为m，挡光片宽度为d，光电门之间的距离为x，牵引砝码的质量为m.回答下列问题：图s42(1)实验开始前应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？答：_.(2)若取m0.4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是_am15 gbm215 gcm340 g dm4400 g(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，求得的加速度的表达式为_.(用t1、t2、d、x表示)3某同学设计了如图s43所示的装置来探究加速度与力的关系弹簧测力计固定在一块合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧测力计的挂钩和矿泉水瓶连接在桌面上画出两条平行线p、q，并测出间距d.开始时将木板置于p处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧测力计的示数f0，以此表示滑动摩擦力的大小再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧测力计的示数f1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到q处的时间t.图s43(1)木板的加速度可以用d、t表示为a_；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可)_(2)改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧测力计示数f1的关系图s44中能表示该同学实验结果的图象是_abcd图s44(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是_a可以改变滑动摩擦力的大小b可以更方便地获取多组实验数据c可以比较精确地测出摩擦力的大小d可以获得更大的加速度以提高实验精度4为了探究受到空气阻力时物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“探究加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图s45所示)实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力图s45(1)往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车_(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点(2)从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表：时间t/s00.501.001.502.002.50速度v/(ms1)0.120.190.230.260.280.29请根据实验数据作出小车的vt图象图s46(3)通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大你是否同意他的观点？请根据vt图象简要阐述理由52012南京模拟某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力f及质量m关系的实验，图s47甲为实验装置简图(交流电的频率为50 hz)甲乙图s47(1)如图乙所示为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为_m/s2.(保留两位有效数字)(2)保持沙和沙桶质量不变，改变小车质量 m，分别得到小车加速度a与质量 m及对应的数据如下表：实验次数12345678小车加速度a/ms21.901.721.491.251.000.750.500.30小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67/kg14.003.453.032.502.001.411.000.60请在如图s48所示的坐标纸中画出a图线，并由图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是_图s486某实验小组利用如图s49所示的实验装置来探究当合外力一定时物体运动的加速度与其质量之间的关系图s49(1)已知两个光电门中心之间的距离x24 cm，由图s410中游标卡尺测得遮光条的宽度d_ cm.该实验小组在做实验时，将滑块从如图所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间t1，遮光条通过光电门2的时间t2，则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1_，滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2_，则滑块的加速度的表达式a_(以上表达式均用字母表示)图s410(2)在本次实验中，实验小组通过改变滑块质量总共做了6组实验，得到如下表所示的实验数据通过分析表中数据后，你得出的结论是_.m/g250300350400500800a/(ms2)2.021.651.331.251.000.63(3)现需通过图象进一步验证你的结论，请利用表格数据，在图s411的坐标系中描点作出相应图象图s411课时作业(七)1b解析 根据牛顿第二定律可知选项a错误，选项b正确；根据牛顿第一定律可知选项c错误；根据牛顿第三定律可知选项d错误2c解析 由题图可知，钢球先做减速运动，后做匀速运动，选项a、b均错误；由运动情况可知受力情况，故选项c正确，选项d错误3. ad解析 小球水平方向受到向右的弹簧弹力f，由牛顿第二定律可知，小球必定具有向右的加速度，小球与小车相对静止，故小车可能向右做加速运动或向左做减速运动选项a、d正确. 4. cd解析 vt图象的斜率表示加速度，在0t1时间内，物体做加速度减小的加速运动，由牛顿第二定律得：ffma，所以外力f不断减小，选项a错误；在t1时刻，加速度为零，外力f等于摩擦力f，选项b错误；在t1t2时间内，物体做加速度增大的减速运动，由牛顿第二定律得：ffma，所以外力f可能不断减小，选项c正确；若物体静止前，外力f已减至零，则此后，外力f必再反向增大，选项d正确5c解析 物体在两个过程中都做匀变速运动，由此可知a、b、d选项不正确由f1mgcos和f2mg可知，选项c正确6c解析 a项中两力是一对作用力与反作用力，a项错误；b项中两力是一对平衡力，b项错误；因m甲m乙，由a知a甲a乙，因xat2得x乙x甲，c项正确；由xat2知x与收绳的速度无关，d项错误7d解析 如图所示，车加速时，小球的位置不变，则ab绳拉力沿竖直方向的分力仍为ft1cos，且等于重力g，即ft1，故ft1不变向右的加速度只能是由bc绳上增加的拉力提供，故ft2增加，d正确8c解析 根据题意和ft图象，可画出vt图象，如图所示由vt图象可得，质点始终没有改变速度方向，a错；根据ft图象可得，合力f始终不为零，所以加速度也始终不为零，b错；由vt图象可得，第4 s末运动速度为零，c对；质点始终沿正方向运动，d错9c解析 根据题意，瓦在竖直面内受力如图甲所示结合弧形瓦的特点对其截面进行受力分析如图乙所示，fn1fn2，且fn1与fn2的合力为fn，而fnmgcos.若两杆间的距离不变，fn1与fn2均与瓦的质量成正比，则摩擦力f2fn1与质量成正比为了防止瓦被损坏，应使瓦下滑的加速度减小，而a，与质量无关，选项a、b错误增大两杆之间的距离，fn不变，fn1与fn2将增大，则摩擦力增大，加速度减小，符合题意，选项c正确减小两杆之间的距离会使加速度增大，选项d错误甲乙10c解析 根据牛顿第二定律解得a1gsingcos，a2gsingcos，a3，故a1a2vb，此后a的加速度继续减小，b的加速度继续增大，所以vavb时，abaa.10(1)1.0 m/s2(2)0.25解析 (1)根据运动学公式：sat2得：a1.0 m/s2.(2)物体在运动过程中受力情况如图所示，根据牛顿第二定律得：ffmgsin37mafnmgcos37根据摩擦定律得ffn根据胡克定律得：fkx解得：0.25.11(1)0.29(2)8.66 m/s解析 (1)传送带顺时针转动时，物体受重力、支持力和斜向上的摩擦力沿传送带向下做匀加速直线运动设加速度为a.由题意得lat2解得a2.5 m/s2由牛顿第二定律得mgsinmgcosma解得0.29.(2)如果传送带逆时针转动，要使物体从传送带上端由静止释放能最快地到达下端，则应保证物体一直加速运动设物体到达下端时恰好与传送带速度相同，此时传送带速度为vm，物体加速度为a.由牛顿第二定律得mgsinmgcosma由运动学公式有v2al解得vm8.66 m/s.专题(四)1bc解析 由vt图象可以看出，01 s内物块做匀加速运动，故物块所受合力恒定，外力f大小不变，选项a错误；在13 s内，物块做匀速直线运动，物块受力平衡，外力f大小不变，选项b正确；在34 s内，物块做加速度增大的减速运动，故外力f小于摩擦力，摩擦力不变，所以外力f不断减小，故选项c正确，选项d错误2c解析 绳断后老鼠相对斜面不动，木板对老鼠沿斜面向上的作用力与老鼠的重力沿斜面的分力大小相等，即fmgsin，由牛顿第三定律知老鼠对木板沿斜面的作用力大小也为mgsin，对木板研究，其重力沿斜面的分力为2mgsin，则木板沿斜面所受合力为f合mgsin2mgsin3mgsin，由牛顿第二定律知，木板的加速度agsin，选项c正确3c解析 小球在上升过程中做匀减速直线运动，其加速度为a1，下降过程中做匀加速直线运动，其加速度为a2，即a1a2，且所分析的是速率与时间的关系，选项c正确4ac解析 取x0，对a端进行受力分析，fftma，又a端质量趋近于零，则fft6 n，a正确；由于不知绳子的加速度，其质量也无法得知，b、d均错误；由题图知绳长度为2 m，c正确. 5b解析 根据牛顿第二定律，有fmgma，解得紧急刹车时加速度大小ag；根据匀变速直线运动规律得v22as2gs，结合图象，初速度相同时图线1对应的刹车距离较小，所以12.6b解析 从图象可知，当人最后不动时，绳上的拉力为f0，即mgf0，最大拉力为f0，由牛顿第二定律有f0mgmam，解得am2g，选项b正确7ac解析 当0时，对系统整体应用牛顿第二定律，有f2ma，隔离木块b应用牛顿第二定律有：fnma，可得fnf，a正确，b错误；当0时，对整体和木块b分别应用牛顿第二定律列方程，同样可以得出fnf，故本题应选a、c.8c解析 对小环、轻绳和小球组成的整体由牛顿第二定律得(m1m2)gsin(m1m2)a，n(m1m2)gcos，选项a错误对小球由牛顿第二定律得m2gsintsin()m2a，解得，选项b错误，选项c正确若杆不光滑，假设，分别对小环和小球受力分析，小球下滑的加速度大于小环下滑的加速度，即，选项d错误9a解析 要使木块a沿斜面向上做匀加速直线运动，木块a所受的合外力应恒定不变在弹簧恢复到自然长度之前，弹簧的弹力方向沿斜面向上，并随着a的位移的增大而减小，所以，此过程中，力f逐渐增大弹簧长度等于原长时，弹力为0，此后弹力反向并随着a的位移的增大而增大，这一过程中，力f也逐渐增大又因f刚作用于a不可能等于0，故选a.10(1)768 m(2)32 m/s(3)1.8104 n解析 (1)024 s探测器一直处于上升阶段h2464 m768 m.(2)8 s末发动机关闭，此后探测器只受重力作用ga2 m/s24 m/s2探测器返回地面过程有v22gh解得v32 m/s.(3)上升阶段加速度a1 m/s28 m/s2，由牛顿第二定律有fmgma解得f1.8104 n.111.65 s解析 对平板，由于mgsin37(mm)gcos37，故滑块在平板上滑动时，平板静止不动对滑块，滑块在平板上滑行时加速度a1gsin376 m/s2，滑块到达b点时速度v6 m/s滑块由b至c时的加速度a2gsin37gcos372 m/s2设滑块由b至c所用时间为t，则lbcvta2t2，解得t1 s.对平板，滑块滑离后才开始运动，加速度agsin37gcos372 m/