骄子之路高考物理一轮复习 3.3牛顿第二定律的综合应用课时强化作业.doc

课时强化作业十二牛顿第二定律的综合应用一、选择题1某人在地面上用弹簧秤称得体重为490 n他将弹簧秤移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内，弹簧秤的示数如图甲所示，电梯运行的vt图(如图乙)可能是(取电梯向上运动的方向为正)()解析：t0t1时间内为弹簧秤的示数小于人的体重，电梯处于失重状态，应向上做匀减速运动或向下做匀加速运动，故选项b、c错误；t1t2时间内，弹簧秤的示数等于人的体重，电梯应静止或向上、向下做匀速运动；t2t3内，弹簧秤的示数大于人的体重，电梯处于超重状态，应向上加速或向下减速，故选项a、d正确答案：ad2如图所示，车厢里悬挂两个质量不同的小球，上面球比下面球的质量大，当车厢向右做匀加速运动时，下列各图中正确的是()解析：两个小球与车厢的加速度相同，设上面的线与竖直方向的夹角为，以整体为研究对象，受力如图所示，又由牛顿第二定律有水平方向：f1sin(m1m2)a，竖直方向：f1cos(m1m2)g，联立解得tan设下面的线与竖直方向夹角为，以下面小球m2为研究对象，受力如图所示由牛顿第二定律有：水平方向f2sinm2a.竖直方向f2cosm2g，联立解得tan所以tantan，故，选项b正确答案：b3(2013年安徽卷)如图所示，细线的一端系一质量为m的小球，另一端固定在倾角为的光滑斜面体顶端，细线与斜面平行在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中，小球始终静止在斜面上，小球受到细线的拉力t和斜面的支持力fn分别为(重力加速度为g)()atm(gsinacos)fnm(gcosasin)btm(gcosasin)fnm(gsinacos)ctm(acosgsin)fnm(gcosasin)dtm(asingcos)fnm(gsinacos)解析：对小球受力分析如图所示，由牛顿第二定律有在水平方向tcosfnsinma.竖直方向tsinfncosmg，联立解得tm(gsinacos)，fnm(gcosasin)，故选项a正确答案：a4(2014年北京卷)应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出对此现象分析正确的是()a手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态b手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态c在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度d在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度解析：受托的物体从静止开始向上运动，一定先做加速运动，受到手的支持力大于物体重力，处于超重状态，而后物体可能匀速上升，也可能减速上升，故选项a、b错误；物体离开手的瞬间物体只受重力，物体的加速度的重力加速度，要使手和物体分离，手向下的加速度一定大于物体的加速度，即手的加速度大于重力加速度，故选项d正确，选项c错误答案：d5如图所示，不计绳的质量以及绳与滑轮的摩擦，物体a的质量为m，水平面光滑当在绳的b端挂一质量为m的物体时，物体a的加速度为a1，当在绳的b端施以fmg的竖直向下的拉力作用时，a的加速度为a2，则a1与a2的大小关系是()aa1a2 ba1a2ca1a2 d无法确定解析：当在绳的b端挂一质量为m的物体时，将它们看成一个系统，由牛顿第二定律有mg(mm)a1得a1；而当用fmg的外力在b端竖直向下拉绳时，由牛顿第二定律有mgma2得a2，故a1a2，选项c正确答案：c6如图所示，在水平面上有一个质量为m的楔形木块a，其斜面倾角为，一质量为m的木块b放在a的斜面上，现对a施以水平推力f，恰使b与a不发生相对滑动，忽略一切摩擦，则b对a的压力大小为()amgcos b.c. d.解析：以a、b整体为研究对象，由牛顿第二定律得a、b一起运动的加速度a，隔离b，受力分析如图所示由牛顿第二定律有fnsinma得fn，故选项d正确，由于加速度水平向左，故b物体受到的合外力水平向左，则有fn，故选项b正确答案：bd7(2015届河北省正定中学月考)用一水平力f拉静止在水平面上的物体，在f从0开始逐渐增大的过程中，加速度a随外力f变化的图象如图所示，g10 m/s2，则可以计算出()a物体与水平面间的最大静摩擦力bf为14 n时物体的速度c物体与水平面间的动摩擦因数d物体的质量解析：由af图象可知，拉力在等于7 n之前物体的加速度为零，由平衡条件可知，在此过程中物体受到合外力为零，当拉力f7 n时物体受到的摩擦力为最大静摩擦力fmax7 n，故选项a正确；物体从拉力为7 n到拉力为14 n过程中做变加速运动，但不清楚x与时间的对应关系故不能求得f14 n时物体的速度，选项b错误；由图线可知，当f17 n，物体的加速度a10.5 m/s2，当f114 n时，a24 m/s2，由牛顿第二定律，有f1mgma1，f2mgma2，两式联立可求得动摩擦因数和物体的质量，故选项c、d正确答案：acd8如图所示，质量均为m的a、b两物块置于光滑水平地面上，a、b接触面光滑，倾角为.现分别以水平恒力f1、f2作用于a物块上，保持a、b相对静止共同运动，则下列说法中正确的是()a采用甲方式比采用乙方式的最大加速度大b两种情况下获取的最大加速度相同c两种情况下所加的最大推力相同d采用乙方式可用的最大推力大于甲方式的最大推力解析：保持a、b相对静止，整体具有最大加速度时，甲方式情况下，a恰好与地面无作用力；乙方式情况下，b恰好与地面无作用力甲方式受力如图丙所示，乙方式受力如图丁所示，对甲方式由牛顿第二定律对a：fn1cosmg对b：fn1sinma1由牛顿第三定律可知fn1fn1解得a1gtan对乙方式，f最大时，b刚要离开地面，对b有fn2cosmg，fn2sinma2，解得a2gtan由以上解析可知fn1fn2，故选项a、d错误，选项b、c正确答案：bc9(2015届银川一中月考)如图所示，质量为m的球置于斜面上，被一个竖直挡板挡住，处于静止状态，现用一个力f拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，以下说法中正确的是()a竖直挡板对球的弹力一定增大b若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零c斜面对球的弹力保持不变d斜面和挡板对球的弹力的合力等于ma解析：以小球为研究对象分析受力情况如图所示受重力mg、竖直挡板的作用力f1，斜面的支持力f2，设斜面运动的加速度为a，根据牛顿第二定律有f1f2sinma，f2cosmg.由两式可知f2的大小不变与加速度无关，所以斜面的支持力f2不可能为零，选项b错误，选项c正确；由f1maf2sin可知，f1增大，选项a正确；由牛顿第二定律可知小球受到的合外力等于ma，故选项d错误答案：ac10如图甲所示，在一升降机内，一物块被一轻质弹簧紧压在天花板上，弹簧的下端固定在升降机的地板上，弹簧保持竖直在升降机运行过程中，物块未曾离开升降机的天花板当升降机按如图乙所示的vt图象上行时，可知升降机天花板所受压力f1和地板所受压力f2随时间变化的定性图象可能正确的是()解析：由题意可知弹簧长度不变，则对物体向上的弹力不变，则弹簧对地板的压力f2保持不变，选项c正确，选项d错误；对物块受力分析由牛顿第二定律有kxmgfnma，其中fnf1，由vt图象可知加速时f1fnkxmgma，匀速时f1kxmg，减速时，f1kxmgma，故选项a正确，选项b错误答案：ac二、非选择题11(2014年全国卷)2012年10月，奥地利极限运动员菲利克斯鲍姆加特纳乘气球升至约39 km的高空后跳下，经过4分20秒到达距地面约1.5 km高度处，打开降落伞并成功落地，打破了跳伞运动的多项世界纪录取重力加速度的大小g10 m/s2.(1)若忽略空气阻力，求该运动员从静止开始下落至1.5 km高度处所需的时间及其在此处速度的大小；(2)实际上，物体在空气中运动时会受到空气的阻力，高速运动时所受阻力的大小可近似表示为fkv2，其中v为速率，k为阻力系数，其数值与物体的形状、横截面积及空气密度有关已知该运动员在某段时间内高速下落的vt图象如图所示若该运动员和所带装备的总质量m100 kg，试估算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数(结果保留1位有效数字)解析：(1)设该运动员从开始下落到1.5 km高度处经历的时间为t，下落的距离为s，在1.5 km高度处的速度大小为v，根据运动学公式有vgt，sgt2.根据题意有s3.9104 m1.5103 m联立解得t87 s，v8.7102 m/s(2)由vt图象可知物体下落过程中的最大速度vmax360 m/s.物体有最大速度时，其加速度为0，由牛顿第二定律有mgkv，解得k0.008 kg/m.答案：(1)87 s8.7102 m/s(2)0.008 kg/m12如图所示，一质量m5 kg的平板小车静止在水平地面上，小车与地面间的动摩擦因数10.1，现在给小车施加一个水平向右的拉力f15 n，经t3 s后将一质量为m2 kg的货箱(可视为质点)无初速度地放置于平板车上，货箱与小车间的动摩擦因数20.4，货箱最后刚好未从小车上落下，求货箱刚放上小车时离车后端的距离(g取10 m/s2)解析：开始时地面对小车的摩擦力为ff11mg5 n.由牛顿第二定律，有fff1ma1解得a12 m/s2，t3 s末，小车的速度va1t6 m/s.放上货箱后，地面对小车的滑动摩擦力为ff21(mm)g7 n.货箱对小车的摩擦力为ff32mg8 n.由于fff2ff3，故此后小车做匀速运动，而货箱做匀加速运动，直到两物体运动速度相同后再一起做匀加速运动货箱的加速度a22g4 m/s2.当货箱加速到等于小车速度所用的时间为t1.5 s.这段时间内小车的位移和货箱的位移分别为x1、x2x1vt9 m，x2t4.5 m则货箱刚放上小车时离车后端的距离为xx1x24.5 m.答案：4.5 m13如图(甲)所示，质量m2 kg的物体在水平面上向右做直线运动过a点时给物体作用一个水平向左的恒力f并开始计时，选水平向右为速度的正方向，通过速度传感器测出物体的瞬时速度，所得vt图象如图(乙)所示取重力加速度g10 m/s2.求：(1)力f的大小和物体与水平面间的动摩擦因数；(2)10 s末物体离a点的距离解析：(1)设物体向右做匀减速直线运动的加速度大小为a1，则由vt图得：a12 m/s2根据牛顿第二定律，有fmgma1设物体向左做匀加速直线运动的加速度大小为a2，则由vt图得：a21 m/s2根据牛顿第二定律，有fmgma2由得：f3 n，0.05.(2)设10 s末物体离a点的距离为x，x应为vt图象与横轴围成的面积，则x48 m66 m2 m，负号表示物体在a点左侧答案：(1)3 n0.05(2)2 m在a点左侧14如图所示，质量m100 kg的平板车静止在水平路面上，车身平板离地面的高度h1.25 m质量m50 kg的小物块(可视为质点)置于车的平板上，到车尾的距离b1.0 m，物块与车板间、车与地面间的动摩擦因数均为0.20.今对平板车施一水平恒力，使车向右行驶，结果物块从车板上滑落物块刚离开车板的时刻，车向右行驶的距离s02.0 m.求：(1)物块在车板上滑行时间t；(2)对平板车施加的水平恒力f；(3)物块落地时，落地点到车尾的水平距离s.(取g10 m/s2)解析：(1)设小物块在车板上滑行时间为t1，小物块受力分析如图：由牛顿第二定律有f1mgma1小物块的滑行距离为s1，则有s1s0b由运动学公式s1a1t联立解得t11 s.(2)