2012版高三物理一轮复习 牛顿第二定律综合训练

用心 爱心 专心1 20122012 版高三物理一轮复习版高三物理一轮复习 牛顿第二定律牛顿第二定律 1 在某地欢乐谷主题公园内有许多惊险刺激的游乐项目 双塔太空梭 天地双雄 就是 其中之一 如图 双塔并立 一个塔的座椅由上而下做极速竖直降落运动 另一个塔的座椅由 下而上做高速竖直弹射运动 有一位质量为 50 kg 的游客坐在高速弹射塔内的座椅上 若弹 射塔的座椅在 2 s 内由静止开始匀加速冲到 56 m 高处 则在此过程中 游客对座椅的压力大 小约为 g 取 10 m s2 A 500 NB 1400 N C 1900 N D 750 N 解析 由运动学公式 x at2得 a 2 2x t 2 2 56 2 m s2 28 m s2 再由牛顿第二定律可得 F mg ma 所以 F ma mg 50 28 10 N 1900 N 所以选 C 答案 C 2 小孩从滑梯上滑下的运动 可看做匀加速直线运动 质量为 M 的小孩单独从滑梯上滑 下 加速度为 a1 该小孩抱着一只质量为 m 的小狗再从滑梯上滑下 小狗不与滑梯接触 加 速度为 a2 则 a1和 a2的关系为 A a1 M m a2 B a1 m M a2 C a1 M Mm a2 D a1 a2 解析 设滑梯倾角为 小孩与滑梯之间的动摩擦因数为 由牛顿第二定律得 mgsin mgcos ma 即下滑的加速度为 a gsin gcos 则可知加速度 a 与质量 m 无关 所以选项 D 正确 答案 D 3 某建筑工地的工人为了运送瓦片 用两根截面为正方形的木料 AB CD 支在水平地面 上形成斜面 AB 与 CD 平行且与地面有相同的倾角 如图所示 从斜面上端将几块瓦片叠放 在一起无初速释放 让瓦片沿木料下滑到地面 瓦片截面可视为一段圆弧 现发现因滑到地 面时速度过大而造成瓦片破裂 为了不使瓦片破裂 在不改变斜面倾角 的前提下 可以采 用心 爱心 专心2 取的措施是 A 适当减少每次运送瓦片的块数 B 适应增加每次运送瓦片的块数 C 把两根木料往中间靠拢一些 D 把两根木料往两侧分开一些 解析 先画出装置的正视图 如图甲所示 F1为平行于 AB CD 方向的分力 F2为垂直于 AB CD 方向的分力 再画出过 F2且垂直于瓦面的平面图 注 此平面不是竖直平面 如图乙 所示 将 F2沿图示方向分解 两分力 N1 N2 2 2 F cos 两木料对瓦片的滑动摩擦力大小相等 有 f1 f2 2 mgcos cos 方向相同 平行于 AB CD 向 上 瓦片沿 BA DC 方向加速下滑 由牛顿第二定律得 mgsin f1 f2 ma mgsin mgcos cos ma 则下滑加速度 a gsin mgcos cos 若要减小落地速度 根据题意可减小下滑加速度 上式表明 a 与质量无关 故 A B 错 在 不改变斜面倾角 的前提下 可把两根木料往两侧分开一些 以增加 角度 使 a 减小 故 D 对 答案 D 4 如图甲所示 在粗糙的水平面上 质量分别为 m 和 M m M 1 2 的物块 A B 用轻弹簧 相连 两物块与水平面间的动摩擦因数相同 当用水平力 F 作用于 B 上且两物块共同向右加 用心 爱心 专心3 速运动时 弹簧的伸长量为 x1 当用同样大小的力 F 竖直加速提升两物块时 如图乙所示 弹簧的伸长量为 x2 则 x1 x2等于 A 1 1 B 1 2 C 2 1 D 2 3 解析 当用水平力拉物体 B 在水平面上加速运动时 对 AB 整体由牛顿第二定律得 F m M g m M a1 对物体 A 由牛顿第二定律得 kx1 mg ma1 当用竖直向上的力拉物体 B 加速向上运动时 对 AB 整体由牛顿第二定律得 F m M g m M a2 对物体 A 由牛顿第二定 律得 kx2 mg ma2 联立解得 x1 x2 1 1 选项 A 正确 答案 A 5 如图所示 有两个物体质量分别为 m1 m2 m1原来静止 m2以速度 v0向右运动 如果对 它们施加完全相同的作用力 F 可满足它们的速度在某一时刻能够相同的条件是 A F 方向向右 m1m2 C F 方向任意 m1 m2 D F 方向向左 m1 m2 解析 当 F 方向向右时 均加速运动 满足条件必须有 a1 a2 即 m1 m2 A 对 B 错 当 F 方 向向左时 要满足条件必须有 a1m2 D 对 C 错 答案 AD 6 如图所示 A B 两物体之间用轻质弹簧连接 用水平恒力 F 拉 A 使 A B 一起沿光滑水 平面做匀加速运动 这时弹簧长度为 L1 若将 A B 置于粗糙水平面上 且 A B 与粗糙水平面之 用心 爱心 专心4 间的动摩擦因数相同 用相同的水平恒力 F 拉 A 使 A B 一起做匀加速运动 此时弹簧的长度 为 L2 则 A L2 L1 B L2 L1 C L2 L1 D 由于 A B 的质量关系未知 故无法确定 L1 L2的大小关系 解析 设 A 质量 m1 B 质量 m2 第一种情况 加速度 a1 12 F mm 弹簧弹力 F1 2 12 m F mm 第二种情况 加速度 a2 12 F mm g 弹簧弹力 F2 m2 12 F mm g m2g 2 12 m F mm 根据胡克定律 L F k 得 L1 L2 选 A 答案 A 7 如图所示 一根轻质弹簧竖直立在水平地面上 下端固定 一小球从高处自由落下 落 到弹簧上端 将弹簧压缩至最低点 小球从开始压缩弹簧至最低点过程中 小球的加速度和速 度的变化情况是 A 加速度先变大后变小 速度先变大后变小 B 加速度先变大后变小 速度先变小后变大 C 加速度先变小后变大 速度先变大后变小 D 加速度先变小后变大 速度先变小后变大 用心 爱心 专心5 解析 小球在压缩弹簧的过程中 弹簧对小球的弹力逐渐变大 由牛顿第二定律可知 小 球先加速后减速 其加速度先变小后变大 速度先变大后变小 故 C 正确 答案 C 8 一质量为 M 的探空气球在匀速下降 若气球所受浮力 F 始终保持不变 气球在运动过 程中所受阻力仅与速率有关 重力加速度为 g 现欲使该气球以同样速率匀速上升 则需从气 球吊篮中减少的质量为 2 2 2 0 FF AMB M gg F CMD g 解析 对探空气球匀速下降和匀速上升的两个过程进行受力分析如图所示 列出平衡方 程式 FfMg Ffxg 联立解得 x 2F g M 所以 m M x 2 M F g 注意题目要求的是减少的 质量是多少 答案 A 9 如图所示 将一根绳子跨过定滑轮 一质量 50 kg 的人将绳的一端系在身上 另一端握 在手中 使他自己以 2m s2的加速度加速下降 若不计绳的质量及摩擦 则人拉绳子的力为 N g 10 m s2 解析 设人拉绳子的力大小为 T 根据牛顿第三定律 则绳子向上拉 人的力大小也为 T 用心 爱心 专心6 对人进行受力分析 应用牛顿第二定律 得 mg 2T ma 解得 T 2 mgma 200 N 答案 200 N 10 质量为 10 kg 的物体 A 原来静止在水平面上 当受到水平拉力 F 作用后 开始沿直线 做匀加速运动 设物体在时刻 t 的位移为 x 且 x 2t2 求 1 物体所受的合外力 2 第 4 秒末物体的瞬时速度 3 若第 4 秒末撤去力 F 物体再经过 10 s 停止运动 物体与水平面间的动摩擦因数 解析 1 由 x at2 x 2t2可推出 a 4 m s2 F合 ma 10 4 40 N 2 vt at 4 4 16 m s 3 撤去 F 后 物体仅在摩擦力作用下做匀减速运动 其加速度大小为 a 0 16 10 v t 1 6 m s2 由 ma m g 得 0 16 答案 1 40 N 2 16 m s 3 0 16 m s2 11 如图所示 质量为 80 kg 的物体放在安装在小车上的水平磅秤上 小车沿斜面无摩擦 地向下运动 现观察到物体在磅秤上读数只有 600 N 则斜面的倾角 为多少 物体对磅秤 的静摩擦力为多少 g 取 10 m s2 用心 爱心 专心7 解析 取小车 物块 磅秤这个整体为研究对象 受总重力 M 斜面的支持力 FN 由牛顿第 二定律得 Mgsin Ma 所以 a gsin 取物体为研究对象 受力情况如图所示 将加速度 a 沿水平方向和竖直方向分解 则有 F静 macos mgsin cos mg FN masin mgsin2 由式 得 FN mg mgsin2 mgcos2 则 cos N F mg 代入数据得 30 由式 得 F静 mgsin cos 代入数据得 F静 346 N 根据牛顿第三定律 物体对磅秤的静摩擦力为 346 N 答案 30 346 N 12 如图所示 一辆汽车 A 拉着装有集装箱的拖车 B 以速度 v1 30 m s 进入向下倾斜的 直车道 车道每 100 m 下降 2 m 为使汽车速度在 s 200 m 的距离内减到 v2 10 m s 驾驶员 必须刹车 假定刹车时地面的摩擦阻力是恒力 且该力的 70 作用于拖车 B 30 作用于汽车 A 已 知 A 的质量 m1 2000 kg B 的质量 m2 6000 kg 求汽车与拖车的连接处沿运动方向的相互作用力 取重力加速度 g 10 m s2 解析 汽车沿倾斜车道做匀减速运动 用 a 表示加速度的大小 有 v 2 2 v 2 1 2as 用 F 表示刹车时的阻力 根据牛顿第二定律有 F m1 m2 gsin m1 m2 a 式中 sin