2021优化方案高三物理复习课时作业-牛顿第二定律-两类动力学问题2

1．(2021年高考全国卷)如图3－2－12，一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，假设忽略小球与小车间的摩擦力，那么在此段时间内小车可能是()图3－2－12A．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：选AD.弹簧压缩，小球受向右的弹力，由牛顿第二定律知小球加速度必向右，因此，小球可能向右加速或向左减速，A、D正确，B、C错误．图3－2－132.如图3－2－13所示，车内绳AB与绳BC拴住一小球，BC水平，车由原来的静止状态变为向右加速直线运动，小球仍处于图中所示的位置，那么()图3－2－13A．AB绳、BC绳拉力都变大B．AB绳拉力变大，BC绳拉力变小C．AB绳拉力变大，BC绳拉力不变D．AB绳拉力不变，BC绳拉力变大解析：选D.如图，车加速时，球的位置不变，那么AB绳拉力沿竖直方向的分力仍为FT1cosθ，且等于重力G，即FT1=

，故FT1不变．向右的加速度只能是由BC绳上增加的拉力提供，故FT2增加，所以D正确．3．(2021年广东六校联考)如图3－2－14所示，质量均为m的A、B两球之间系着一根不计质量的弹簧，放在光滑的水平面上，A球紧靠竖直墙壁．今用水平力F将B球向左推压弹簧，平衡后，突然将F撤去，在这一瞬间，表述正确的选项是()图3－2－14A．B球的速度为零，加速度为零B．B球的速度不为零，加速度也不为零C．B球的速度不为零，加速度为零D．B球的速度为零，加速度不为零解析：选D.B球受水平向右的弹力作用，由牛顿第二定律，B球加速度不为零，由于惯性，B球的速度为零．图3－2－154.(2021年高考宁夏理综卷)如图3－2－15所示，一足够长的木板静止在光滑水平面上，一物块静止在木板上，木板和物块间有摩擦．现用水平力向右拉木板，当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时，撤掉拉力，此后木板和物块相对于水平面的运动情况为()图3－2－15A．物块先向左运动，再向右运动B．物块向右运动，速度逐渐增大，直到做匀速运动C．木板向右运动，速度逐渐变小，直到做匀速运动D．木板和物块的速度都逐渐变小，直到为零解析：选BC.根据受力分析可知，当撤掉拉力后，木板向右做减速运动，物块向右做加速运动，直到两者速度相等后，一起做匀速运动．图3－2－165.(2021年高考宁夏理综卷)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3－2－16所示状态．设斜面对小球的支持力为FN，细绳对小球的拉力为FT，关于此时刻小球的受力情况，以下说法正确的选项是()图3－2－16A．假设小车向左运动，FN可能为零B．假设小车向左运动，FT可能为零C．假设小车向右运动，FN不可能为零D．假设小车向右运动，FT不可能为零解析：选AB.假设小车向左做减速运动时，FN可能为零所以A正确．假设小车向左做加速运动时，FT可能为零即B正确．假设小车向右做加速运动时FN可能为零，那么C错误．假设小车向右做减速运动时，FT也可能为零，那么D错误．图3－2－176.(2021年漳州模拟)如图3－2－17所示，物体A放在固定的斜面B上，在A上施加一个竖直向下的恒力F，以下说法中正确的选项是()图3－2－17A．假设A原来是静止的，那么施加力F后，A将加速下滑B．假设A原来是静止的，那么施加力F后，A仍保持静止C．假设A原来是加速下滑的，那么施加力F后，A的加速度不变D．假设A原来是匀速下滑的，那么施加力F后，A将加速下滑解析：选B.假设A原来静止，那么满足mgsinα≤μmgcosα＝Ffm，当加上F时，同样满足(F＋mg)sinα≤μ(mg＋F)cosα，故A错B对．假设A原来加速下滑，那么mgsinα>μmgcosα，加上F后，同理有Fsinα>μFcosα，即物体所受合力变大，故A加速度变大，故C错．假设A原来匀速下滑，那么mgsinα＝μmgcosα，加上力F后，Fsinα＝μFcosα，A仍匀速下滑，故D错．7．雨滴从空中由静止落下，假设雨滴下落时空气对其阻力随雨滴下落速度的增大而增大，如图3－2－18所示的图象能正确反映雨滴下落运动情况的是()图3－2－18解析：选C.雨滴速度增大时，阻力也增大，由牛顿第二定律得a＝eq\f(mg－Ff,m)，故加速度逐渐减小，最终雨滴做匀速运动．图3－2－198.如图3－2－19所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，以速度v0逆时针匀速转动．在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ<tanθ，那么图3－2－20中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是()图3－2－19图3－2－20解析：选D.小木块被释放后的开始阶段做匀加速直线运动，所受摩擦力沿斜面向下，加速度为a1.当小木块的速度与传送带速度相同后，小木块开始以a2的加速度做匀加速直线运动，此时小木块所受摩擦力沿斜面向上，所以a1>a2，在v－t图象中，图线的斜率表示加速度，应选项D对．图3－2－219.如图3－2－21所示，A、B两物体中间用一轻质弹簧相连，静止在外框C的底板上，整个装置用一根细绳吊在天花板上，处于静止状态．A、B、C质量都为M，现在将细绳剪断，剪断后瞬间A、B、C的加速度分别为()图3－2－21A．gggB．0ggC．03g/23g/2D．003g图3－2－2210.(2021年高考安徽理综卷)在2021年北京残奥会开幕式上，运发动手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，表达了残疾运发动坚韧不拔的意志和自强不息的精神．为了探求上升过程中运发动与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化．一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运发动拉住，如图3－2－22所示．设运发动的质量为65kg，吊椅的质量为15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦，重力加速度取g＝10m/s2.当运发动与吊椅一起正以加速度a＝1m/s2上升时，试求：图3－2－22(1)运发动竖直向下拉绳的力；(2)运发动对吊椅的压力．解析：法一：(1)设运发动和吊椅的质量分别为M和m，绳拉运发动的力为F.以运发动和吊椅整体为研究对象，受到重力的大小为(M＋m)g，向上的拉力为2F，根据牛顿第二定律2F－(M＋m)g＝(M＋m)a代入数据解得F＝440N根据牛顿第三定律，运发动拉绳的力大小为440N，方向竖直向下．(2)以运发动为研究对象，运发动受到三个力的作用，重力大小Mg，绳的拉力F，吊椅对运发动的支持力FN.根据牛顿第二定律：F＋FN－Mg＝Ma代入数据解得FN＝275N根据牛顿第三定律，运发动对吊椅的压力大小为275N，方向竖直向下．法二：设运发动和吊椅的质量分别为M和m，运发动竖直向下的拉力大小为F，对吊椅的压力大小为FN.根据牛顿第三定律，绳对运发动的拉力大小为F，吊椅对运发动的支持力大小为FN.分别以运发动和吊椅为研究对象，根据牛顿第二定律：F＋FN－Mg＝Ma①F－FN－mg＝ma②由①②解得F＝440N，FN＝275N.答案：(1)440N(2)275N图3－2－2311．(2021年徐州质检)在消防演习中，消防队员从一根竖直的长直轻绳上由静止滑下，经一段时间落地．为了获得演习中的一些数据，以提高训练质量，研究人员在轻绳上端安装了一个力传感器，并将其与数据处理系统相连接，用来记录消防图3－2－23队员下滑过程中轻绳受到的拉力与消防队员重力的比值随时间变化的情况．某队员在一次演习中的数据如图3－2－23所示，求该消防队员在下滑过程中的最大速度和落地速度各是多少？(g取10m/s2)解析：该消防队员先在t1＝1s时间内以a1匀加速下滑．然后在t2＝1.5s时间内以a2匀减速下滑．第1s内由牛顿第二定律得：mg－F1＝ma1所以a1＝g－eq\f(F1,m)＝4m/s2最大速度为vm＝a1t1代入数据解得：vm＝4m/s后1.5s内由牛顿第二定律得：F2－mg＝ma2所以a2＝eq\f(F2,m)－g＝2m/s2消防队员落地时的速度vt＝vm－a2t2代入数据解得：vt＝1m/s.答案：4m/s1m/s图3－2－2412．如图3－2－24所示，传送带两轮A、B的距离L＝11m，皮带以恒定速度v＝2m/s运动，现将一质量为m的物块无初速度地放在A端，假设物体与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.8，传送带的倾角为α＝37°，那么物块m从A端运到B端所需的时间是多少？(g取10m/s2，cos37°＝0.8)图3－2－24解析：将物体放在传送带上的最初一段时间内物体沿传送带向上做匀加速运动由牛顿第二定律得μmgcos37°－mgsin37°＝ma那么a＝μgcos37°－gsin37°＝0.