【物理】2019届一轮复习人教版牛顿第二定律及其应用作业

【物理】2019届一轮复习人教版牛顿第二定律及其应用作业

牛顿第二定律及其应用 ‎1.有一轻质橡皮筋下端挂一个铁球，手持橡皮筋的上端使铁球竖直向上做匀加速运动，若某时刻手突然停止运动，则下列判断正确的是(　　)‎ A．铁球立即停止上升，随后开始向下运动 B．铁球立即开始向上做减速运动，当速度减到零后开始下落 C．铁球立即开始向上做减速运动，当速度达到最大值后开始下落 D．铁球继续向上做加速运动，当速度达到最大值后才开始做减速运动 答案　D 解析　铁球匀加速上升，受到拉力和重力的作用，且拉力的大小大于重力，手突然停止运动瞬间，铁球由于惯性继续向上运动，开始阶段橡皮条的拉力还大于重力，合力竖直向上，铁球继续向上加速运动，当拉力等于重力后，速度达到最大值，之后拉力小于重力，铁球开始做减速运动，故A、B、C错误，D正确。‎ ‎2.大小分别为1 N和7 N的两个力作用在一个质量为1 kg的物体上,物体能获得的最小加速度和最大加速度分别是 (　　)‎ A.1 m/s2和7 m/s2　　 B.5 m/s2和8 m/s2‎ C.6 m/s2和8 m/s2 D.0 m/s2和8 m/s2‎ ‎【解析】选C。当两力反向时,合力最小,加速度最小,amin= m/s2=6 m/s2;当两力同向时,合力最大,加速度最大,amax= m/s2=8 m/s2,选项C正确。‎ ‎3.如图所示，小车沿水平面做直线运动，小车内光滑底面上有一物块被压缩的弹簧压向左壁，小车向右加速运动。若小车向右加速度增大，则车左壁受物块的压力F1和车右壁受弹簧的压力F2的大小变化是(　　)‎ A．F1不变，F2变大 B．F1变大，F2不变 C．F1、F2都变大 D．F1变大，F2减小 答案　B 解析　若小车向右加速度增大，弹簧长度不变，则车左壁受物块的压力F1增大，车右壁受弹簧的压力F2的大小不变，B正确。‎ ‎4.如图,带有竖直支柱的斜面固定在水平地面上,光滑的小球被轻质细线和轻弹簧系住静止于斜面上,弹簧处于拉伸状态。现剪断细线,小球沿斜面向下运动的过程中 (　　)‎ A.弹簧达到自然长度前加速运动,之后减速运动 B.弹簧达到自然长度前加速运动,之后先加速运动后减速运动 C.加速度先增大后减小 D.加速度一直减小 ‎【解析】选B。在未剪断细线时,弹簧处于伸长状态,故弹簧对小球有向下的弹力,故剪断细线后小球先加速向下运动,加速度减小,当弹簧的弹力沿斜面向上且等于小球重力沿斜面向下的分力时,速度达到最大,小球继续向下运动,此后弹簧的弹力大于小球重力沿斜面向下的分力,小球做减速运动,并且加速度增大,选项B正确。‎ ‎5.如图所示，质量为4 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面。质量为1 kg的物体B用细线悬挂起来，A、B紧挨在一起但A、B之间无压力。某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间，B对A的压力大小为(g取10 m/s2)(　　)‎ A．0 B．8 N ‎ C．10 N D．50 N 答案　B 解析　剪断细线前，物体A、B间无压力，则弹簧的弹力F＝mAg＝40 N，剪断细线的瞬间，对物体A、B整体分析，整体加速度a＝＝2 m/s2，对物体B隔离分析，有mBg－FN＝mBa，解得FN＝mBg－mBa＝8 N，故B正确。‎ ‎6.如图所示,质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接,在力F的作用下一起沿水平方向向右做匀加速直线运动(m1在光滑地面上,m2在空中)。已知力F与水平方向的夹角为θ。则m1的加速度大小为 (　　)‎ A. B.‎ C. D.‎ ‎【解析】选A。把m1、m2看作一个整体,在水平方向上加速度相同,由牛顿第二定律可得Fcosθ=(m1+m2)a,所以a=,选项A正确。‎ ‎7.如图所示，两根长度分别为L1和L2的光滑杆AB和BC在B点垂直焊接，当按图示方式固定在竖直平面内时，将一滑环从B点由静止释放，分别沿BA和BC滑到杆的底端经历的时间相同，则这段时间为(　　)‎ A. B. C. D. 答案　C 解析　设BA和BC倾角分别为α和β，根据牛顿第二定律得：‎ 滑环沿BA下滑的加速度为a1＝＝gsinα 沿BC下滑的加速度为a2＝＝gsinβ 设下滑时间为t，由题有：‎ L1＝a1t2‎ L2＝a2t2‎ 由几何知识有：sinα＝cosβ 联立以上各式解得t＝，故C正确。‎ ‎8.如图甲所示，足够长的木板B静置于光滑水平面上，其上放置小滑块A。木板B受到随时间t变化的水平拉力F作用时，木板B的加速度a与拉力F关系图象如图乙所示，则小滑块A的质量为(　　)‎ A．4 kg B．3 kg ‎ C．2 kg D．1 kg 答案　B 解析　对整体分析，当F＝8 N时，加速度为a＝2 m/s2，由牛顿第二定律有F＝(mA＋mB)a，代入数据解得mA＋mB＝4 kg；当F大于8 N时，A、B发生相对滑动，根据牛顿第二定律，对B有aB＝＝F－，则图线的斜率k＝＝1，解得mB＝1 kg，滑块A的质量为mA＝3 kg，B正确。‎ ‎9.如图所示,50个大小相同、质量均为m的小物块,在平行于斜面向上的恒力F作用下一起沿斜面向上运动。已知斜面足够长,倾角为30°,各物块与斜面的动摩擦因数相同,重力加速度为g,则第46个小物块对第45个小物块的作用力大小为 (　　)‎ A.F B.F C.mg+F D.因为动摩擦因数未知,所以不能确定 ‎【解题指导】(1)本题考虑整体法与隔离法结合进行分析。‎ ‎(2)各小物块加速度相同,运动状态相同。‎ ‎【解析】选B。以50个物块为研究对象,根据牛顿第二定律F-50mgsin30°‎ ‎-50μmgcos30°=50ma,以上面5个物块为研究对象,根据牛顿第二定律FN-5mgsin30°-5μmgcos30°=5ma,联立可得FN=F,选项B正确。‎ ‎10.受水平外力F作用的物体,在粗糙水平面上做直线运动,其v-t图线如图所示,则 (　　)‎ A.在0～t1时间内,外力F大小不断增大 B.在t1时刻,外力F为零 C.在t1～t2时间内,外力F大小可能不断减小 D.在t1～t2时间内,外力F大小可能先减小后增大 ‎【解析】选C、D。v-t图象的斜率表示加速度,在0～t1时间内,物体做加速度减小的加速运动,由牛顿第二定律得,F-f=ma,所以外力F不断减小,选项A错误;在t1时刻,加速度为零,外力F等于摩擦力f,选项B错误;在t1～t2时间内,物体做加速度增大的减速运动,由牛顿第二定律得,f-F=ma′,所以外力F可能不断减小,选项C正确;若物体静止前,外力F已减至零,则此后,外力F必再反向增大,选项D正确。‎ ‎11.如图所示，质量分别为m、2m的两物块A、B中间用轻弹簧相连，A、B与水平面间的动摩擦因数均为μ，在水平推力F作用下，A、B一起向右做加速度大小为a的匀加速直线运动。当突然撤去推力F的瞬间，A、B两物块的加速度大小分别为(　　)‎ A．aA＝2a＋3μg B．aA＝2(a＋μg)‎ C．aB＝a D．aB＝a＋μg 答案　AC 解析　撤去F前，根据牛顿第二定律，对A、B、弹簧整体有F－μ·3mg＝3ma, 对B有F1－μ·2mg＝2ma，得F1＝2(a＋μg)m。撤去F的瞬间弹簧弹力不变，大小仍为F1，两物块受到的滑动摩擦力不变，所以，物块B受力不变，aB＝a，对物块A，由牛顿第二定律得F1＋μmg＝maA，有aA＝2a＋3μg。综上分析，A、C正确。‎ ‎12.乘坐“空中缆车”饱览大自然的美景是旅游者绝妙的选择。若某一缆车沿着坡度为30°的山坡以加速度a上行，如图所示。在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面，斜面上放一个质量为m的小物块，小物块相对斜面静止(设缆车保持竖直状态运行)。则(　　)‎ A．小物块受到的摩擦力方向平行斜面向上 B．小物块受到的摩擦力方向平行斜面向下 C．小物块受到的滑动摩擦力为mg＋ma D．小物块受到的静摩擦力为mg＋ma 答案　AD 解析　小物块相对于斜面静止，因此小物块与斜面间的摩擦力是静摩擦力。缆车以加速度a上行，小物块的加速度也为a，以小物块为研究对象，则有Ff－mgsin30°＝ma，Ff＝mg＋ma，方向平行斜面向上。‎ ‎13.如图所示是一劲度系数为k的轻质弹簧,上端固定,下端连着一质量为m的物块A,A放在托盘B上,初始时全部静止,弹簧处于自然长度,现设法控制B的运动,使A匀加速下降,用x表示弹簧伸长量,用a表示A的加速度,则在能保持A匀加速下降的整个过程中(始终在弹簧弹性限度内),重力加速度为g,下列说法正确的有 (　　)‎ A.B对A的作用力随弹簧伸长量x线性递增 B.若a=,则弹簧最大形变量为 C.B对A的最大作用力为m(g+a)‎ D.物块A的高度下降了 ‎【解析】选B、D。随着托盘向下运动,弹簧的弹力增大,托盘支持力减小,A错误;当mg-F=ma,解得F=mg-ma==kx,解得x=,故B正确;由B项可知,B对A的最大作用力为F=mg-ma,故C错误;由mg-ma=kx得:x=,故物块的高度下降了,D正确。‎ ‎14.如图所示，在光滑的桌面上叠放着一质量为mA＝2 kg的薄木板A和质量为mB＝3 kg的金属块B，A的长度l＝2 m，B上有轻线绕过定滑轮与质量为mC＝1 kg的物块C相连。B与A之间的滑动摩擦因数μ＝0.1，最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力，忽略滑轮质量及与轴间的摩擦。起始时令各物体都处于静止状态，绳被拉直，B位于A的左端(如图)，然后放手，求金属块B从A的右端脱离所经历的时间t(设A的右端距滑轮足够远)(取g＝10 m/s2)。‎ 答案　4 s 解析　根据牛顿第二定律得，B的加速度 aB＝＝ m/s2＝ m/s2，‎ A的加速度aA＝＝ m/s2‎ 根据aBt2－aAt2＝l，解得t＝4 s。‎ ‎15.水平地面上有质量分别为m和4m的物块A和B,两者与地面的动摩擦因数均为μ。细绳的一端固定,另一端跨过轻质动滑轮与A相连,动滑轮与B相连,如图所示。初始时,绳处于水平拉直状态。若物块A在水平向右的恒力F作用下向右移动了距离s,重力加速度大小为g。求:‎ ‎(1)物块B克服摩擦力所做的功。‎ ‎(2)物块A、B的加速度大小。‎ ‎【解析】(1)物块A移动了距离s,则物块B移动的距离为s1=s ①‎ 物块B受到的摩擦力大小为f=4μmg ②‎ 物块B克服摩擦力所做的功为 W=fs1=2μmgs ③‎ ‎(2)设物块A、B的加速度大小分别为aA、aB,绳中的张力为T。由牛顿第二定律得 F-μmg-T=maA ④‎ ‎2T-4μmg=4maB ⑤‎ 由A和B的位移关系得aA=2aB ⑥‎ 联立④⑤⑥式得aA= ⑦‎ aB= ⑧‎ 答案:(1)2μmgs　(2)　‎