（全国通用版）2018高考物理大一轮复习 第三章 牛顿运动定律（第2课时）牛顿第二定律检测.doc

第2课时牛顿第二定律【基础巩固】牛顿第二定律的理解1.(2016江苏盐城期中)由牛顿第二定律可知,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度.可是当我们用一个很小的水平力去推很重的桌子时,却推不动它,这是因为(d)a.牛顿第二定律不适用于静止物体b.有加速度产生,但数值很小,不易觉察c.静摩擦力大于水平推力,所以桌子静止不动d.桌子所受合力为零,加速度为零,所以静止不动解析:用很小的力来推桌子,这个力小于最大静摩擦力就不会被推动,说明合力为零,根据牛顿第二定律,加速度为零,因而静止不动,即牛顿第二定律适用于静止物体,故选项a,b错误,d正确;桌子受力平衡,水平方向上静摩擦力等于水平推力大小,故选项c错误.2.如图所示,质量m=10 kg的物体在水平面上向左运动,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,与此同时物体受到一个水平向右的推力f=20 n的作用,则物体产生的加速度是(g取10 m/s2)(b)a.0 b.4 m/s2,水平向右c.2 m/s2,水平向左d.2 m/s2,水平向右解析:对物体受力分析可知f合=f+ff,ff=mg,所以f合=20 n+0.21010 n=40 n,所以a=f合m=4010 m/s2=4 m/s2,方向水平向右,故选项b正确.牛顿第二定律的瞬时性问题3.(2016沈阳四校协作体月考)如图所示,当小车向右加速运动时,物块m相对车厢静止于竖直车厢壁上,当车的加速度增大时(c)a.m受静摩擦力增大 b.m对车厢壁的压力减小c.m仍相对于车厢静止d.m受静摩擦力减小解析:物块m受力如图所示,因m相对车厢壁静止,竖直方向有ff=mg,与水平方向的加速度大小无关,故选项a,d错误.水平方向有fn=ma,fn随a的增大而增大,由牛顿第三定律知,选项b错误.fn的增大对竖直方向的平衡没有影响,选项c正确.4.如图(甲)所示为蹦极运动的简化示意图,一质量可忽略的弹性绳拴在o处,且已知弹性绳的原长为oa,现在o处安装一力传感器,通过计算机可以显示弹性绳的弹力随时间的变化,小明在某次蹦极过程的弹力ft图如图(乙)所示,(甲)图中的c点为此次蹦极过程的最低点,则下列说法正确的是(d)a.小明的体重为900 nb.t1t2时间内小明的加速度越来越大c.t2t3时间内小明的加速度先变大后变小d.t1t3时间内小明两次通过b点解析:t2时刻绳的拉力为900 n,此时人处于c点,加速度向上,即重力小于900 n,选项a错误;t1t2时间内小明从a点运动到c点,加速度先向下减小后向上增大,选项b错误;t2t3时间内小明的加速度先向上减小后向下增大,选项c错误;t1t2时间内向下经过b点,t2t3时间内向上通过b点,所以t1t3时间内小明两次通过b点,故选项d正确.5.导学号 00622168(2016陕西宝鸡质检)如图所示,将质量为m的u形框架开口向下置于水平地面上,用轻弹簧1,2,3将质量为m的小球悬挂起来.框架和小球都静止时弹簧1竖直,弹簧2,3水平且长度恰好等于弹簧原长,这时框架对地面的压力大小等于(m+m)g.现将弹簧1从最下端剪断,则在剪断后瞬间(d)a.框架对地面的压力大小仍为(m+m)gb.框架对地面的压力大小为0c.小球的加速度为0d.小球的加速度大小等于g解析:剪断弹簧1下端瞬间,弹簧1的弹力消失,弹簧2,3的弹力仍为零,此时小球的加速度为g,框架对地面的压力为mg,选项d正确.动力学的两类基本问题6.(2016河北石家庄一模)如图所示,一辆小车静置在水平地面上,用一条遵守胡克定律的橡皮筋将小球p悬挂于车顶o点,在o点正下方有一光滑小钉a,它到o点的距离恰好等于橡皮筋原长l0.现使小车从静止开始向右做加速度逐渐增大的直线运动,在此运动过程中(橡皮筋始终在弹性限度内),小球的高度(a)a.保持不变b.逐渐降低c.逐渐升高d.升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定解析:设k为橡皮筋的劲度系数,小车静止时,对小球分析可得ft1=kx1=mg,橡皮筋的伸长量x1=mgk,即小球与悬挂点的距离为l1=l0+mgk,当小车的加速度稳定在一定值时,小球受力如图,可得ft2cos =ma,ft2sin =mg,所以ft2=mgsin,橡皮筋的伸长量x2=ft2k,则小球与悬挂点的竖直距离为l2=l0+mgksinsin =l0+mgk=l1,即小球在竖直方向上到悬挂点的距离不变,故选项a正确,b,c,d错误.7.(2016广东广州联考)北京获得2022年冬奥会举办权,极大地提升了全国人民参与冬奥项目的热情.冰壶是冬奥会的比赛项目,将一个冰壶以一定初速度推出后将运动一段距离停下来.换一个材料相同,质量更大的冰壶,以相同的初速度推出后,冰壶运动的距离将(a)a.不变b.变小c.变大d.无法判断解析:冰壶在冰面上在滑动摩擦力作用下做匀减速运动,根据牛顿第二定律有f=ma,加速度a=fm=mgm=g,相同材料的冰壶虽然质量不同但在冰面上滑行的加速度相等.根据v2-v02=2ax知x=v022a,由于两个冰壶的初速度相等,故滑行的位移大小相等,故选项a正确.动力学的图像问题8.(2016东北三省四市联考)(多选)某物体质量为1 kg,在水平拉力作用下沿粗糙水平地面做直线运动,其速度时间图像如图所示,根据图像可知(bc)a.物体所受的拉力总是大于它所受的摩擦力b.物体在第3 s内所受的拉力大于1 nc.在03 s内,物体所受的拉力方向始终与摩擦力方向相反d.物体在第2 s内所受的拉力为零解析:由题图可知,第1 s内和第3 s内物体做加速运动,则拉力大于摩擦力,第2 s内物体做匀速直线运动,拉力与摩擦力大小相等,所以选项a,d错误;第3 s内物体的加速度大小为1 m/s2,根据牛顿第二定律可知物体所受合外力大小为1 n,所受拉力大于1 n,选项b正确;物体运动过程中,拉力方向始终和运动方向相同,摩擦力方向始终和运动方向相反,选项c正确.9.(多选)将一个质量为1 kg的小球竖直向上抛出,最终落回抛出点,运动过程中所受阻力大小恒定,方向与运动方向相反.该过程的vt图像如图所示,g取10 m/s2.下列说法中正确的是(ac)a.小球所受重力和阻力之比为51b.小球上升过程与下落过程所用时间之比为23c.小球落回到抛出点时的速度大小为86 m/sd.小球下落过程中,受到向上的空气阻力,处于超重状态解析:设小球受空气阻力为ff,则上升过程中有mg+ff=ma1,由于a1=12 m/s2,解得ff=2 n,小球所受重力和阻力之比为51,选项a正确;下落过程中有mg-ff=ma2,可得a2=8 m/s2,根据h=12at2可得t1t2=a2a1=23,选项b错误;由于t1=2 s,则t2=6 s,小球落回抛出点时v=a2t2=86 m/s,选项c正确;小球下落过程中,加速度方向竖直向下,小球处于失重状态,选项d错误.10.导学号 00622169(多选)一小滑块(可看成质点)在水平拉力f作用下,沿粗糙水平面做直线运动,其速度v随时间t变化的图像如图所示.在0.5 s,1.5 s,2.5 s,3.5 s时刻拉力f的大小分别为f1,f2,f3,f4,则下列判断正确的是(cd)a.f1f4d.f3f4解析:小滑块在运动过程中受到拉力和滑动摩擦力作用,运动过程中受到的滑动摩擦力不变,而图像的斜率表示加速度,从图像中可得0.5 s和1.5 s时,物体处在加速运动阶段,所以f1ff,f2ff,由于1.5 s时的斜率小于0.5 s时的斜率,所以0.5 s时的加速度大于1.5 s时的加速度,由f-ff=ma得f1f2,2.5 s和3.5 s时物体处在减速运动阶段,所以f3ff,f4f4,同理,有f1f4,f2f3,选项c,d正确.【素能提升】11.如图所示,小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成角的细绳拴接一小球.当小车和小球相对静止,一起在水平面上运动时,下列说法正确的是(d)a.细绳一定对小球有拉力的作用b.轻弹簧一定对小球有弹力的作用c.细绳不一定对小球有拉力的作用,但是轻弹簧对小球一定有弹力的作用d.细绳不一定对小球有拉力的作用,轻弹簧对小球也不一定有弹力的作用解析:若小球与小车一起匀速运动,则细绳对小球无拉力;若小球与小车有向右的加速度a=gtan ,则轻弹簧对小球无弹力,故选项d正确.12.导学号 00622170(2016山西阳泉月考)(多选)如图(1)所示,一个物体放在粗糙的水平地面上.从t=0时刻起,物体在水平力f作用下由静止开始做直线运动.在0到t0时间内物体的加速度a随时间t的变化规律如图(2)所示.已知物体与地面间的动摩擦因数处处相等.则(ab)a.t0时刻,物体速度增加到最大值b.在0到t0时间内,物体的速度变化为12a0t0c.在0到t0时间内,物体做匀减速直线运动d.在0到t0时间内,物体的位移为12a0t0解析:物体在水平方向上受到拉力和摩擦力作用,根据牛顿第二定律可得f-mg=ma,因为是从静止开始运动,所以物体做加速运动,从图(2)中可以得知物体的加速度在减小,所以物体做加速度减小的加速运动,当加速度为零时,速度达到最大,故选项a正确,c错误.由于v=at,根据微元法可知,at图线与t轴所围面积表示物体速度变化,即v=12a0t0,选项b正确,d错误.13.导学号 00622171如图所示,弹簧左端固定,右端自由伸长到o点并系住质量为m的物体,现推物体到a点后释放,物体可以一直运动到b点.如果物体受到的阻力恒定,则(a)a.物体从a到o先加速后减速b.物体从a到o做加速运动,从o到b做减速运动c.物体运动到o点时,所受合力为零d.物体从a到o的过程中,加速度逐渐减小解析:物体从a到o,初始阶段受到的向右的弹力大于阻力,合力向右.随着物体向右运动,弹力逐渐减小,合力逐渐减小,加速度向右且逐渐减小,物体的速度逐渐增大.当物体向右运动至ao间某点(设为点o)时,弹力减小到与阻力相等,物体所受合力为零,加速度为零,速度达到最大.此后,随着物体继续向右运动,弹力继续减小,阻力大于弹力,合力方向变为向左.至o点时弹力减为零,此后弹力向左且逐渐增大.所以物体越过o点后,合力(加速度)方向向左且逐渐增大,物体做加速度逐渐增大的减速运动,故选项a正确.14.导学号 00622172如图(甲)所示,有一足够长的粗糙斜面,倾角=37,一滑块以初速度v0=16 m/s从底端a点滑上斜面,滑到b点后又返回到a点.滑块运动的图像如图(乙)所示,求:(已知sin 37=0.6,cos 37=0.8,重力加速度g=10 m/s2)(1)ab之间的距离;(2)滑块再次回到a点时的速度大小;(3)滑块在整个运动过程中所用的时间.解析:(1)由vt图像知ab之间的距离为xab=1622 m=16 m.(2)设滑块从a滑到b过程的加速度大小为a1,从b返回到a过程的加速度大小为a2,滑块与斜面之间的动摩擦因数为,则有a1=16-02 m/s2=8 m/s2由于mgsin +mgcos =ma1,则=0.25.滑块由b返回到a的过程中,则有mgsin -mgcos =ma2即a2=4 m/s2,则滑块返回到a点时的速度为v,有v2-0=2a2xab即v=82 m/s.(3)设滑块从a到b用时为t1,从b返回到a用时为t2,则有t1=2 st2=va2=22 s则滑块在整个运动过程中所用的时间为t=t1+t2=(2+22)s.答案:(1)16 m(2)82 m/s(3)(2+22)s【备用题组】1.(2016贵阳月考)如图所示,质量均为m的a,b两小球用两轻弹簧连接悬挂于天花板上并处于静止状态,已知重力加速度为g.现在b上再施加一竖直向下的大小为mg的力,在力刚作用于b球的瞬间(d)a.b球加速度大小为g2,a球加速度大小为g2b.b球加速度大小为2g,a球加速度大小为0c.b球加速度大小为0,a球加速度大小为gd.b球加速度大小为g,a球加速度大小为0解析:在力作用于b球的瞬间,a的受力情况不变,所以a的加速度为0,而b球所受的重力和弹簧的弹力不变,所受的合力为施加的竖直向下、大小为mg的力,b球加速度大小为g,故选项d正确.2.(2016珠海模拟)质量为1 t的汽车在平直公路上以10 m/s 的速度匀速行驶.从某时刻开始,汽车牵引力减小了2 000 n,阻力大小不变,那么从该时刻起经过6 s,汽车行驶的路程是(c)a.50 mb.42 mc.25 md.24 m解析:汽车匀速运动时f牵=ff,当牵引力减小2 000 n时,即汽车所受力的大小为f=2 000 n,根据牛顿第二定律得a=2 m/s2.汽车减速到停止所需时间t=va=5 s,汽车行驶的路程x=12vt=25 m,故选项c正确.3.(2016重庆月考)(多选)质量为m的物体在水平恒定外力f作用下沿水平面做匀加速直线运动,一段时间后撤去外力,已知物体的vt图像如图所示,则下列说法正确的有(ad)a.物体所受摩擦力大小为mv02t0b.水平拉力大小是物体所受摩擦力大小的2倍c.物体在加速段的平均速度大于减速段的平均速度d.03t0时间内物体克服摩擦力做功的平均功率为mv024t0 解析:由vt图像知物体在加速段的加速度大小为a1=v0t0,在减速段的加速度大小为a2=v02t0,由牛顿第二定律知物体所受摩擦力大小为ff=ma2=mv02t0,选项a正确;而f-ff=ma1,即水平拉力大小为f=3mv02t0,是物体所受摩擦力大小的3倍,选项b错误;由v=v+v02知物体在加速段的平均速度和在减速段的平均速度大小相等,均为v02,选项c错误;03t0时间内物体的位移为x=3v0t02,所以克服摩擦力做功的平均功率为p=ffx3t0=mv024t0,选项d正确.4.如图,小球甲从倾角=30的光滑斜面上高h=5 cm的a点由静止释放,同时小球乙自c点以速度v0=0.2 m/s沿光滑水平面向左匀速运动,c点与斜面底端b处的距离l=0.6 m,甲滑下后能沿斜面底部的光滑小圆弧平稳地朝乙追去,求甲释放后经过多长时间刚好追上乙?(取g=10 m/s2)解析:设小球甲在光滑斜面上运动的加速度为a,运动