2024版新教材高考物理复习特训卷考点15牛顿运动定律的基本应用含瞬时问题

考点15牛顿运动定律的基本应用(含瞬时问题)——练基础1.[2023·江苏扬州联考]质量为m的翼装飞行者从高空跳下，通过调整身体实现飞行并控制方向，如图所示，当他斜向上以加速度g减速直线飞行时，所受空气作用力()A．大小等于mgB．大小等于eq\f(1,2)mgC．方向竖直向上D．方向垂直于AB向上2.某同学使用轻弹簧、直尺、钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”．如图所示，弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺．不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺20cm刻度处；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺40cm刻度处．将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量竖直方向的加速度．取竖直向上为正方向，重力加速度大小为g.下列说法正确的是()A．30cm刻度对应的加速度为－0.5gB．40cm刻度对应的加速度为gC．50cm刻度对应的加速度为2gD．各刻度对应加速度的值是不均匀的3.如图，两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，开始时P静止在水平桌面上．将一个水平向右的推力F作用在P上后，轻绳的张力变为原来的一半．已知P、Q两物块的质量分别为mp＝0.5kg、mQ＝0.2kg，P与桌面间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g＝10m/s2.则推力F的大小为()A．4.0NB．3.0NC．2.5ND．1.5N4．[2023·辽宁沈阳模拟]如图甲、乙所示，细绳拴着一个质量为m的小球，小球分别用固定在墙上的轻质铰链杆和轻质弹簧支撑，平衡时细绳与竖直方向的夹角均为53°，轻杆和轻弹簧均水平．已知重力加速度为g，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6.下列结论正确的是()A．甲、乙两种情境中，小球静止时，细绳的拉力大小均为eq\f(4,3)mgB．甲图所示的情境中，细绳烧断瞬间小球的加速度大小为eq\f(4,3)gC．乙图所示的情境中，细绳烧断瞬间小球的加速度大小为eq\f(5,3)gD．甲、乙两种情境中，细绳烧断瞬间小球的加速度大小均为eq\f(5,3)g5.[2023·广东潮州质检]如图所示，平板货车上装载的货物采用平放的形式，由于没有专业绳索捆绑，为了防止货物从平板上滑落，货车在平直公路上提速时加速度应不超过a.当该货车在倾角为θ的斜坡上提速时其加速度不能超过(设货物与平板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g)()A．asinθ－gcosθB．acosθ－gsinθC．asinθ＋gcosθD．acosθ＋gsinθ6.[2023·河北张家口期末]如图所示，在水平面上固定一倾角θ＝30°光滑斜面，斜面底端固定一挡板C，两个质量均为m的物块A、B用轻弹簧相连，静止在斜面上．现用一平行于斜面向上的拉力F拉物块A，在物块B恰好离开挡板C的瞬间撤去力F，重力加速度为g，则撤去力F的瞬间()A．物块A的加速度为零B．物块A的加速度为eq\f(g,2)，方向沿斜面向下C．物块B的加速度为eq\f(g,2)，方向沿斜面向上D．物块B的加速度为零7．如图所示，质量分别为m1＝3kg，m2＝5kg的两物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧测力计连接．两个大小分别为F1＝60N，F2＝20N的水平拉力分别作用在m1、m2上，弹簧测力计未超出弹性限度，则()A．弹簧测力计的示数是50NB．若增大F2，两物体一起做匀加速直线运动时，弹簧测力计示数可能不变C．在突然撤去F2的瞬间，m2的加速度大小为4m/s2D．在突然撤去F1的瞬间，m1的加速度大小为15m/s28．[2023·山东菏泽二模](多选)如图所示，两段轻绳A、B连接两个小球1、2，悬挂在天花板上．一轻弹簧C一端连接球2，另一端固定在竖直墙壁上．两小球均处于静止状态．轻绳A与竖直方向、轻绳B与水平方向的夹角均为30°，弹簧C沿水平方向．已知重力加速度为g.则()A．球1和球2的质量之比为1∶1B．在轻绳A突然断裂的瞬间，球1的加速度方向竖直向下C．在轻绳A突然断裂的瞬间，球1的加速度大小一定大于gD．在轻绳A突然断裂的瞬间，球2的加速度大小为2g9．[2022·全国乙卷]如图，一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m的小球，初始时整个系统静置于光滑水平桌面上，两球间的距离等于绳长L.一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点，方向与两球连线垂直．当两球运动至二者相距eq\f(3,5)L时，它们加速度的大小均为()A．eq\f(5F,8m)B．eq\f(2F,5m)C．eq\f(3F,8m)D．eq\f(3F,10m)10.如图甲所示是一跳台滑雪运动员比赛的画面，运动员(可视为质点)从高台飞出，落到倾斜的着陆坡后调整姿势，在A点以初速度v1＝2.6m/s沿直线匀加速下滑，到达坡底B点再匀减速滑行一段距离后停下，如图乙所示．已知运动员及装备的总质量m＝70kg，倾斜滑道的倾角θ＝37°，运动员沿斜面下滑到达坡底时的速度v2＝11m/s，运动员从倾斜滑道进入减速区瞬间的速度大小不变，进入减速区后，运动员受到阻力变为77N，两个过程滑行的总时间为11.5s，不计空气阻力(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：(1)运动员沿水平轨道的位移大小；(2)运动员在倾斜滑道上受到的阻力大小；(3)运动员在这两个过程中运动的总路程．考点15牛顿运动定律的基本应用(含瞬时问题)——练基础1．答案：A解析：翼装飞行者斜向上以加速度g减速直线飞行时，由牛顿第二定律有F＝ma＝mg，重力与空气作用力的合力大小为mg，方向斜向左下方，如图所示，由图可得空气作用力大小为F＝mg，方向与AB成60°角，斜向左上方，A正确．2．答案：A解析：设弹簧的劲度系数为k，钢球质量为m，下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺40cm刻度处，则mg＝k(40－20)×10－2＝0.2k，30cm刻度时根据牛顿第二定律有：k(30－20)×10－2－mg＝ma，解得a＝－0.5g，A正确；40cm刻度时钢球处于平衡状态，故a＝0，B错误；50cm刻度时根据牛顿第二定律有：k(50－20)×10－2－mg＝ma，解得a＝0.5g，C错误；根据牛顿第二定律有k(l－20)×10－2－mg＝ma，可得a，则各刻度对应加速度的值是均匀的，D错误．3．答案：A解析：P静止在水平桌面上时，由平衡条件有FT1＝mQg＝2N，Ff＝FT1＝2N<μmPg＝2.5N；推力F作用在P上后，轻绳的张力变为原来的一半，即FT2＝eq\f(FT1,2)＝1N，故Q物体加速下降，有mQg－FT2＝mQa，得a＝5m/s2；而P物体将有相同的加速度向右加速而受滑动摩擦力，对P由牛顿第二定律有FT2＋F－μmPg＝mPa，得F＝4.0N，A正确．4．答案：C解析：甲、乙两种情境中，小球静止时，轻杆对小球与轻弹簧对小球的作用力都是水平向右，如图所示，由平衡条件得细绳的拉力大小都为FT＝eq\f(mg,cos53°)＝eq\f(5,3)mg，故A错误；题图甲所示的情境中，细绳烧断瞬间，小球即将做圆周运动，所以小球的加速度大小为a1＝g，题图乙所示的情境中，细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变，则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反，则此瞬间小球的加速度大小为a2＝eq\f(FT,m)＝eq\f(5,3)g，C正确，B、D错误．5．答案：B解析：在水平道路上时，对货物研究有μmg＝ma，在斜坡上时对货物研究有μmgcosθ－mgsinθ＝ma′，解得a′＝acosθ－gsinθ，B正确．6．答案：D解析：撤去力F前，弹簧的弹力为kx＝mgsinθ，撤去力F的瞬间kx－mgsinθ＝maB，kx＋mgsinθ＝maA，解得aB＝0，aA＝g，方向沿斜面向下，D正确．7．答案：D解析：对两物体和弹簧测力计组成的系统，根据牛顿第二定律得整体的加速度，a＝eq\f(F1－F2,m1＋m2)＝eq\f(40,8)m/s2＝5m/s2，隔离m2分析，根据牛顿第二定律有F－F2＝m2a，解得F＝45N，即弹簧测力计的示数为45N，A错误；根据F＝eq\f(m2,m1＋m2)F1＋eq\f(m1,m1＋m2)F2，增大F2，F变大，B错误；在突然撤去F2的瞬间，弹簧的弹力不变，m1的加速度不变，为5m/s2，m2的加速度a2＝9m/s2，C错误；在突然撤去F1的瞬间，弹簧的弹力不变，m2的加速度不变，为5m/s2，m1的加速度a1＝15m/s2，D正确．8．答案：BD解析：对两球作为整体受力分析且由平衡可得F弹＝(m1＋m2)gtan30°，对小球2受力分析且由平衡可得F弹＝m2gtan60°，解得球1和球2的质量之比为2∶1，A错误；在轻绳A突然断裂的瞬间，由于轻绳中的拉力发生突变，则此时球1只受重力，则此时球1的加速度方向竖直向下，大小等于重力加速度g，B正确，C错误；在轻绳A突然断裂的瞬间，由于轻绳中的拉力发生突变，弹簧中的弹力不能突变，为F弹＝m2gtan60°，由牛顿第二定律可得此时球2的加速度为a＝eq\f(\f(F弹,sin60°),m2)＝2g，D正确．9．答案：A解析：如图可知sinθ＝eq\f(\f(1,2)×\f(3L,5),\f(L,2))＝eq\f(3,5)，则cosθ＝eq\f(4,5)，对轻绳中点受力分析可知F＝2Tcosθ，对小球由牛顿第二定律得T＝ma，联立解得a＝eq\f(5F,8m)，故选项A正确．10．答案：(1)55m(2)28N(3)65.2m解析：(1)由牛顿第二定律得F＝ma