2020年高考物理一轮复习 第3章 试题解析12

2020年高考物理一轮复习 第3章 试题解析12

学案12 牛顿第二定律及应用(一)‎ ‎ 牛顿第二定律的理解及动力学两类基本问题 ‎ ‎ 一、概念规律题组 ‎1．下列对牛顿第二定律的表达式F＝ma及其变形公式的理解，正确的是(　　)‎ A.由F＝ma可知，物体所受的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比 B.由m＝可知，物体的质量与其所受的合力成正比，与其运动的速度成反比 C.由a＝可知，物体的加速度与其所受的合力成正比，与其质量成反比 D.由m＝可知，物体的质量可以通过测量经的加速度和它所受的合力而求出 ‎2．下列说法正确的是(　　)‎ A．物体所受合力为零时，物体的加速度可以不为零 B．物体所受合力越大，速度越大 C．速度方向、加速度方向、合力方向总是相同的 D．速度方向可与加速度方向成任何夹角，但加速度方向总是与合力方向相同 图1‎ ‎3．如图1所示，质量为20 kg的物体，沿水平面向右运动，它与水平面间的动摩擦因数为0.1，同时还受到大小为10 N的水平向右的力的作用，则该物体(g取10 m/s2)(　　)‎ A．受到的摩擦力大小为20 N，方向向左 B．受到的摩擦力大小为20 N，方向向右 C．运动的加速度大小为1.5 m/s2，方向向左 D．运动的加速度大小为0.5 m/s2，方向向右 ‎4．关于国秒单位制，下列说法正确的是(　　)‎ A．kg，m/s，N是导出单位 B．kg，m，h是基本单位 C．在国际单位制中，质量的单位可以是kg，也可以是g D．只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是F＝ma 二、思想方法题组 图2‎ ‎5．如图2所示，两个质量相同的物体1和2紧靠在一起，放在光滑水平面上，如果它们分别受到水平推力F1和F2的作用，而且F1>F2，则1施于2的作用力大小为(　　)‎ A．F1　　　　　　　　B．F2‎ C.(F1＋F2) D.(F1－F2)‎ 图3‎ ‎6．如图3所示，在光滑水平面上，质量分别为m1和m2的木块A和B之下，以加速度a做匀速直线运动，某时刻空然撤去拉力F，此瞬时A和B的加速度a1和a2，则(　　)‎ 10‎ A．a1＝a2＝0‎ B．a1＝a，a2＝0‎ C．a1＝a，a2＝a D．a1＝a，a2＝－a 一、对牛顿第二定律的理解 矢量性 公式F＝ma是矢量式，任一时刻，F与a总同向 瞬时性 a与F对应同一时刻，即a为某时刻的加速度时，F为该时刻物体所受的合外力 因果性 F是产生加速度a的原因，加速度a是F作用的结果 同一性 有三层意思：(1)加速度a是相对同一个惯性系的(一般指地面)；(2)F＝ma中，F、m、a对应同一个物体或同一个系统；(3)F＝ma中，各量统一使用国际单位 独立性 ‎(1)作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都满足F＝ma ‎(2)物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和 ‎(3)力和加速度在各个方向上的分量也满足F＝ma即Fx＝max，Fy＝may ‎【例1】 将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出，设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变，则物体(　　)‎ A．刚抛出时的速度最大 B．在最高点的加速度为零 C．上升时间大于下落时间 D．上升时的加速度等于下落时的加速度 ‎[规范思维]【例2】 如图4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4‎ A．物块先向左运动，再向右运动 B．物块向左运动，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 ‎[规范思维][针对训练1] ‎ 图5‎ 如图5所示为蹦极运动的示意图．弹性绳的一端固定在O点，另一端和运动员相连．运动员从O点自由下落，至B点弹性绳自然伸直，经过合力为零的C点到达最低点D，然后弹起．整个过程中忽略空气阻力．分析这一过程，下列表述正确的是(　　)‎ ‎①经过B点时，运动员的速率最大　②经过C点时，运动员的速率最大　③‎ 10‎ 从C点到D点，运动员的加速度增大　④从C点到D点，运动员的加速度不变 A．①③　　　 B．②③　　　 C．①④　　　 D．②④‎ 二、动力学两类基本问题 ‎1．分析流程图 ‎2．应用牛顿第二定律的解题步骤 ‎(1)明确研究对象．根据问题的需要和解题的方便，选出被研究的物体．‎ ‎(2)分析物体的受力情况和运动情况．画好受力分析图，明确物体的运动性质和运动过程．‎ ‎(3)选取正方向或建立坐标系．通常以加速度的方向为正方向或以加速度方向为某一坐标轴的正方向．‎ ‎(4)求合外力F合．‎ ‎(5)根据牛顿第二定律F合＝ma列方程求解，必要时还要对结果进行讨论．‎ 特别提醒　(1)物体的运动情况是由所受的力及物体运动的初始状态共同决定的．‎ ‎(2)无论是哪种情况，加速度都是联系力和运动的“桥梁”．‎ ‎(3)如果只受两个力，可以用平行四边形定则求其合力；如果物体受力较多，一般用正交分解法求其合力．如果物体做直线运动，一般把力分解到沿运动方向和垂直于运动方向；当求加速度时，要沿着加速度的方向处理力即一般情况不分解加速度；特殊情况下当求某一个力时，可沿该力的方向分解加速度．‎ ‎【例3】 如 图6‎ 图6所示，一质量为m的物块放在水平地面上．现在对物块施加一个大小为F的水平恒力，使物块从静止开始向右移动距离x后立即撤去F，物块与水平地面间的动摩擦因数为μ，求：‎ ‎(1)撤去F时，物块的速度大小；‎ ‎(2)撤去F后，物块还能滑行多 ‎[规范思维]‎ ‎【例4】 ‎ 图7‎ 质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v－t图象如图7所示．g取10 m/s2，求：‎ ‎(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ；‎ ‎(2)水平推力F的大小；‎ ‎(3)0～10 s内物体运动位移的大小。‎ 10‎ ‎[规范思维]‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎[针对训练2] 航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m＝2 kg，动力系统提供的恒定升力F＝28 N．试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升．设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取10 m/s2.‎ ‎(1)第一次试飞，飞行器飞行t1＝8 s时到达高度H＝64 m，求飞行器所受阻力f的大小．‎ ‎(2)第二次试飞，飞行器飞行t2＝6 s时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力．求飞行器能达到的最大高度h.‎ ‎(3)为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3.‎ ‎【基础演练】‎ ‎1．在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下来的痕迹．在某次交通事故中，汽车的刹车线的长度是14 m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g取10 m/s2，则汽车开始刹车时的速度为(　　)‎ A．7 m/s B．10 m/s C．14 m/s D．20 m/s ‎2．竖直向上飞行的子弹，达到最高点后又返回原处，假设整个运动过程中，子弹受到的阻力与速度的大小成正比，则子弹在整个运动过程中，加速度大小的变化是(　　)‎ A．始终变大 B．始终变小 C．先变大后变小 D．先变小后变大 ‎3．如图8甲所示，在粗糙水平面上，物体A在水平向右的外力F的作用下做直线运动，其速度—时间图象如图乙所示，下列判断正确的是(　　)‎ 图8‎ A．在0～1 s内，外力F不断增大 B．在1～3 s内，外力F的大小恒定 10‎ C．在3～4 s内，外力F不断增大 D．在3～4 s内，外力F的大小恒定 图9‎ ‎4．建筑工人用图9所示的定滑轮装置运送建筑材料，质量为70.0 kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料以0.500 m/s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g取10 m/s2)(　　)‎ A．510 N B．490 N C．890 N D．910 N 图10‎ ‎5．如图10所示，足够长的传送带与水平面间夹角为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

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