2012版高三物理一轮复习 牛顿第二定律的应用综合训练

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 牛顿第二定律的应用牛顿第二定律的应用 1 如图 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 则在此段时间内小车可能是 A 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 解析 由弹簧处于压缩状态可知 小球的合外力向右 加速度也向右 而小车与小球相对 静止 所以小车的加速度与小球相同 即向右 所以小车可能向右加速运动 也可能向左减速 运动 答案 AD 2 一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动 小球通过细绳与车顶相连 小球某时刻 正处于图示状态 设斜面对小球的支持力为 N 细绳对小球的拉力为 T 关于此时刻小球的受 力情况 下列说法正确的是 A 若小车向左运动 N 可能为零 B 若小车向左运动 T 可能为零 C 若小车向右运动 N 不可能为零 D 若小车向右运动 T 不可能为零 解析 此题考查牛顿第二定律的几种临界情况 当小车具有向右的加速度时 可以是 N 为零 当小车具有向左的加速度时 可以使绳的张力 T 为零 考生如果不知道这两种临界情况 肯 定无法解答 A 的 另外还有注意到是小车具有向左的加速度时 可以有两种运动情形 即向左 加速运动 或向右减速运动 答案 AB 3 如图 水平地面上有一楔形物块 a 其斜面上有一小物块 b b 与平行于斜面的细绳的 用心 爱心 专心2 一端相连 细绳的另一端固定在斜面上 a 与 b 之间光滑 a 和 b 以共同速度在地面轨道的光 滑段向左运动 当它们刚运动至轨道的粗糙段时 A 绳的张力减小 b 对 a 的正压力减小 B 绳的张力增加 斜面对 b 的支持力增加 C 绳的张力减小 地面对 a 的支持力增加 D 绳的张力增加 地面对 a 的支持力减小 解析 本题考查力与运动的关系 当它们刚运动到轨道的粗糙段时 会减速 由于 a b 接 触面光滑 则 b 相对 a 会向上运动 所以绳的张力在减小 对 a b 系统由牛顿第二定律可得 系统具有向上的加速度分量 整体处于超重状态 所以地面对 a 的支持力会增加 所以选项 C 对 答案 C 4 直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子 如图所示 设投放初速度为零 箱 子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比 且运动过程中箱子始终保持图示姿态 在 箱子下落过程中 下列说法正确的是 A 箱内物体对箱子底部始终没有压力 B 箱子刚从飞机上投下时 箱内物体受到的支持力最大 C 箱子接近地面时 箱内物体受到的支持力比刚投下时大 D 若下落距离足够长 箱内物体有可能不受底部支持力 而飘起来 解析 以整体为研究对象 根据牛顿第二定律 M m g kv2 M m a 设箱内物体受到的 支持力 FN 以箱内物体为研究对象 有 mg F N ma 由 两式得 FN 2 kmv Mm 通过此式可 知 随着下落速度的增大 箱内物体受到的支持力逐渐增大 所以 A B D 项错误 C 项正确 用心 爱心 专心3 答案 C 5 如图所示 光滑水平面上放置质量分别为 m 和 2m 的四个木块 其中两个质量为 m 的木 块间用一不可伸长的轻绳相连 木块间的最大静摩擦力是 mg 现用水平拉力 F 拉其中一个 质量为 2m 的木块 使四个木块以同一加速度运动 则轻绳对 m 的最大拉力为 33 54 3 3 2 mgmg AB mg CDmg 解析 分别对整体右端一组及个体受力分析 运用牛顿第二定律 由整体法 隔离法可得 F 6ma F mg 2ma mg T ma 由 联立可得 T 3 4 mg 所以 B 正确 答案 B 6 如图所示 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 表木块与地面间的动摩擦因数 F弹表示弹簧弹力 则 A 0 时 F弹 F B 0 时 F弹 F C 0 时 F弹 F D 0 时 F弹 F 解析 以 AB 及弹簧整体为研究对象 由牛顿第二定律有 a 2 2 Fmg m 隔离 B 有 a Fmg m 弹 解得 F弹 F 此式与 无关 故 A C 对 忽略弹簧重力 答案 AC 7 如图所示 质量为 10 kg 的物体 A 拴在一个被水平拉伸的弹簧一端 弹簧的拉力为 5 N 时 物体 A 处于静止状态 若小车以 1 m s2的加速度向右运动后 则 g 10 m s2 用心 爱心 专心4 A 物体 A 相对小车仍然静止 B 物体 A 受到的摩擦力减小 C 物体 A 受到的摩擦力大小不变 D 物体 A 受到的弹簧拉力增大 解析 物体 A 处于静止状态时 A 受车面的静摩擦力 f F拉 5 N 当小车以 a 1 m s2的加 速度向右时 F合 ma 10 N 此时 f 改变方向 与 F拉同向 共同产生 A 物的加速度 A C 正确 答案 AC 8 实验小组利用 DIS 系统 数字化信息实验系统 观察超重和失重现象 他们在学校电 梯内做实验 在电梯天花板上固定一个拉力传感器 测量挂钩向下 并在钩上悬挂一个重力为 10 N 的钩码 在电梯运动 过程中 计算机显示屏上出现如图所示图线 根据图线分析可知下 列说法正确的是 A 从时刻 t1到 t2 钩码处于失重状态 从时刻 t3到 t4 钩码处于超重状态 B t1到 t2时间内 电梯一定在向下运动 t3到 t4时间内 电梯可能正在向上运动 C t1到 t4时间内 电梯可能先加速向下 接着匀速向下 再减速向下 D t1到 t4时间内 电梯可能先加速向上 接着匀速向上 再减速向上 解析 在 t1 t2时间内 Fmg 电梯有向上的加速度 处于超重状态 A 正确 因电梯速度方向未知 故当速度方向向上时 则 为向上减速或向上加速 当速度方向向下时 则为向下加速或向下减速 C 正确 答案 AC 9 在伽利略羊皮纸手稿中发现的斜面实验数据如下表所示 人们推测第二 三列数据可 能分别表示时间和长度 伽利略时代的 1 个长度单位相当于现在的 29 30 mm 假设 1 个时间单 位相当于现在的 0 5 s 由此可以推测实验时光滑斜面的长度至少为 m 斜面的倾 用心 爱心 专心5 角约为 度 g 取 10 m s2 表 伽利略手稿中的数据 1132 42130 93298 164526 255824 3661192 4971600 6482104 解析 由表中数据知 斜面长度至少应为 L 2104 29 30 10 3 m 2 04 m 估算出 AKa 0 25 m s2 sin a g 0 025 1 5 答案 2 04 1 5 10 如图所示为阿特伍德机 一不可伸长的轻绳跨过轻质定滑轮 两端分别连接质量为 M 0 6 kg 和 m 0 4 kg 的重锤 已知 M 自 A 点由静止开始运动 经 1 0 s 运动到 B 点 求 1 M 下落的加速度 2 当地的重力加速度 解析 M 下落的高度 h 0 97 m 由运动学公式 h at2 得 a 22 22 0 97 1 0 h t m s2 1 94 m s2 由牛顿第二定律得 M m g M m a 用心 爱心 专心6 g 1 1 94 0 2 Mm a Mm m s2 9 7 m s2 答案 1 94 m s2 9 7 m s2 11 如图所示的传送带 其水平部分 ab 2 m 倾斜 bc 4 m bc 与水平面的夹角 37 物体 A 与传送带间的动摩擦因数 0 8 传送带沿如图所示的方向运动 速度大小始终为 4 m s 若将物体 A 可视为质点 轻放于 a 处 它将被传送带运到 c 点 在此过程中 物体 A 一直 没有脱离传送带 试求将物体从 a 点运动到 c 点所用的时间 取 g 10 m s2 解析 物体 A 从 a 点由静止释放 将在滑动摩擦力作用下向前匀加速运动 加速度 a Ff m mg m g 8 m s2 设物体的速度达到 v0 4 m s 的时间为 t1 根据运动学公式 则 v0 at1 可解得 t1 0 v a 0 5 s 再根据 x at2得加速过程中物体的位移 x1 a 2 1 t 1 m 由于 x1小于 ab 2 m 所以物体由 a 到 b 先加速运动后匀速运动 物体在传送带的倾斜部分 bc 由 tan 0 75 0 8 知物体 A 将随传送带匀速向下运 动到达 c 点 物体匀速运动的路程为 x2 5 m 所需时间 t2 2 0 5 4 x v s 1 25 s 可知物体从 a 运动到 c 的时间 t t1 t2 1 75 s 答案 1 75 s 12 如图所示 在倾角为 的光滑斜面上有两个用轻质弹簧连接的物块 A B 它们的质 量分别为 mA mB 弹簧的劲度系数为 k C 为一固定挡板 系统处于静止状态 现开始用一恒力 用心 爱心 专心7 F 沿斜面方向拉物块 A 使之向上运动 求物块 B 刚要离开 C 时物块 A 的加速度 a 和从开始到 此时物块 A 的位移 d 重力加速度为 g 解析 令 x1表示未