牛顿第二定律及其应用 单位制.docx
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牛顿第二定律及其应用单位制
2020年高考物理备考:
专题练习卷---牛顿第二定律及其应用单位制
一、单项选择题(每题5分共50分)
1.(2019·湖北襄阳模拟)在欢庆节日的时候,人们会在夜晚燃放美丽的焰火.按照设计,某种型号的装有焰火的礼花弹从专用炮筒中射出后,在4s末到达离地面100m的最高点时炸开,构成各种美丽的图案.假设礼花弹从炮筒中竖直射出时的初速度是v0,上升过程中所受的平均阻力大小始终是自身重力的k倍,那么v0和k分别等于(重力加速度g取10m/s2)( )
A.25m/s 1.25B.40m/s 0.25
C.50m/s 0.25D.80m/s 1.25
【答案】:
C
【解析】:
根据h=
at2,解得a=12.5m/s2,所以v0=at=50m/s;上升过程礼花弹所受的平均阻力Ff=kmg,根据牛顿第二定律得a=
=(k+1)g=12.5m/s2,解得k=0.25,故选项C正确.
2.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ma
【答案】:
A
【解析】:
小物块相对斜面静止,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,以物块为研究对象,则有Ff-mgsin30°=ma,Ff=
mg+ma,Ff为静摩擦,方向平行斜面向上,故A正确,B、C、D均错误.
3.(2019·湖北重点中学联考)据国外媒体报道,欧洲最大的直升机公司计划研制一款X3型高速直升机.该公司已完成X3型直升机原型机的首次试飞.设X3型直升机原型机的质量为m,某次试飞时,主旋翼提供大小为2mg向上的升力,每个向前螺旋推进器提供大小为mg、方向向前的推力.不考虑空气的阻力影响,下列说法正确的是( )
A.该直升机原型机可能处于平衡状态
B.该直升机原型机以加速度g做匀加速直线运动
C.空气对直升机原型机的作用力为2
mg
D.空气对直升机原型机的作用力为4mg
【答案】:
C
【解析】:
直升机原型机的受力如图所示,所受合外力大小为
mg,方向斜向右上方,加速度大小为
g,故选项A、B均错误;空气对直升机原型机的作用力为
=2
mg,故选项C正确,D错误.本题也可以由水平方向的加速度ax=2g和竖直方向的加速度ay=g合成得到原型机的加速度a=
=
g.
4.如图所示,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 观地反映小木块的速度随时间变化关系的是( ) 【答案】: D 【解析】: 开始阶段,木块受到竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力和沿传送带向下的摩擦力作用,做加速度为a1的匀加速直线运动,由牛顿第二定律得mgsinθ+μmgcosθ=ma1,所以a1=gsinθ+μgcosθ,木块加速至与传送带速度相等时,由于μ 5.(2019·宁夏银川模拟)将一个质量为1kg的小球竖直向上抛出,最终落回抛出点,运动过程中所受阻力大小恒定,方向与运动方向相反.该过程的vt图象如图所示,g取10m/s2.下列说法正确的是( ) A.小球所受重力和阻力之比为6∶1 B.小球上升与下落所用时间之比为2∶3 C.小球回落到抛出点的速度大小为8 m/s D.小球下落过程,受到向上的空气阻力,处于超重状态 【答案】: C 【解析】: 小球向上做匀减速运动的加速度大小a1=12m/s2,根据牛顿第二定律得mg+f=ma1,解得阻力f=ma1-mg=2N,则重力和阻力大小之比为5∶1,故选项A错误;小球下降的加速度大小a2= = m/s2=8m/s2,根据x= at2得t= ,知上升的时间和下落的时间之比为t1∶t2= ∶ = ∶3,故选项B错误;小球匀减速上升的位移x= ×2×24m=24m,根据v2=2a2x得,v= = m/s=8 m/s,故选项C正确;下落的过程中,加速度向下,处于失重状态,故选项D错误. 6.(2019·陕西宝鸡中学月考)不可伸长的轻绳跨过质量不计的滑轮,绳的一端系一质量M=15kg的重物,重物静止于地面上,有一质量m=10kg的小猴从绳的另一端沿绳上爬,如图所示,不计滑轮摩擦,在重物不离开地面的条件下,小猴向上爬的最大加速度为(g取10m/s2)( ) A.5m/s2 B.10m/s2 C.15m/s2D.25m/s2 【答案】: A 【解析】: 小猴以最大加速度向上爬行时,重物对地压力为零,故小猴对细绳的拉力等于重物的重力,即F=Mg;小猴对细绳的拉力等于细绳对小猴的拉力,即F′=F;对小猴受力分析,受重力和拉力,根据牛顿第二定律,有F′-mg=ma,解得a= =5m/s2,A正确. 7.一个物块放在光滑的水平地面上,从静止开始受到水平向右的外力F的作用,外力F与时 间t的关系如图所示.则( ) A.0~t0时间内,物块向右做匀加速运动 B.t0~2t0时间内,物块向左做匀加速运动 C.0~2t0时间内,物块的速度先增大后减小 D.0~2t0时间内,物块的加速度先增大后减小 【答案】: C 【解析】: 对物体受力分析,根据牛顿第二定律可知F=ma,0~t0时间内,拉力减小,加速度减小,物体做加速度减小的加速运动,在t0时刻速度达到最大,故A错误;t0~2t0时间内,拉力反向增大,加速度反向增大,做减速运动,根据力的对称性可知,到达2t0时刻速度减速到零,故B、D错误,C正确. 8.(2019·湖北黄冈中学模拟)如图所示,水平地面上有一车厢,车厢内固定的平台通过相同的 弹簧把相同的物块A、B压在竖直侧壁和水平的顶板上,已知A、B与接触面间的动摩擦因 数均为μ,车厢静止时,两弹簧长度相同,A恰好不下滑,最大静摩擦力等于滑动摩擦力, 重力加速度为g.现使车厢沿水平方向加速运动,为保证A、B仍相对车厢静止,则( ) A.速度可能向左,加速度可大于(1+μ)g B.加速度一定向右,不能超过(1-μ)g C.加速度一定向左,不能超过μg D.加速度一定向左,不能超过(1-μ)g 【答案】: B 【解析】: 开始A恰好不下滑,对A分析有fA=mg=μFNA=μF弹,解得F弹= ,此时弹簧处于压缩状态.当车厢做加速运动时,为了保证A不下滑,侧壁对A的支持力必须大于等于 ,根据牛顿第二定律可知加速度方向一定向右.对B分析,有fBm=μFNB=μ(F弹-mg)≥ma,解得a≤(1-μ)g,故选项B正确,A、C、D错误. 9.(2019·湖北三校联考)水平地面上有一轻质弹簧,下端固定,上端与物体A相连接,整个系 统处于平衡状态.现用一竖直向下的力压物体A,使A竖直向下匀加速运动一段距离,整个 过程中弹簧一直处在弹性限度内.下列关于所加力F的大小和运动距离x之间的关系图象正 确的是( ) 【答案】: D 【解析】: 开始时,物体处于平衡状态,物体受重力和弹力,则有mg=kx1,物体向下匀加速过程,对物体受力分析,受重力、弹簧向上的弹力、推力F,根据牛顿第二定律,有F+mg-F弹=ma,根据胡克定律,有F弹=k(x1+x)=mg+kx,解得F=ma-mg+F弹=ma+kx,故力F与x呈线性关系,且是增函数,故D正确. 10.(2019·陕西西安一中期中)“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处,从 几十米高处跳下的一种极限运动.某人做蹦极运动,所受绳子拉力F的大小随时间t变化的 情况如图所示.将蹦极过程近似为在竖直方向的运动,重力加速度为g.据图可知,此人在蹦 极过程中最大加速度约为( ) A.gB.2g C.3gD.4g 【答案】: B 【解析】: 人落下后,做阻尼振动,振动幅度越来越小,最后静止不动,结合拉力与时间关系图象可以知道,人的重力等于0.6F0,而最大拉力为1.8F0,即0.6F0=mg,Fm=1.8F0,结合牛顿第二定律,有F-mg=ma,当拉力最大时,加速度最大,am= =2g,故选B. 二、多项选择题(每题5分共20分) 11.(2019·安徽马鞍山三校联考)氢气球下系一小重物G,重物只在重力和绳的拉力作用下做直线运动,重物运动的方向如图中箭头所示虚线方向,图中气球和重物G在运动中所处的位置可能是( ) 【答案】: ABC 【解析】: 重物只在重力和绳的拉力作用下做直线运动,故合力为零或者与速度共线,可能做匀速直线运动,故A正确;可能做匀减速直线运动,故B正确;可能做匀加速直线运动,故C正确;重力和绳的拉力的合力与速度必须共线,故D错误. 12.一放在粗糙的水平面上的物体在一斜向上的拉力F的作用下沿水平面向右以加速度a做匀加速直线运动,力F在水平和竖直方向的分量分别为F1、F2,如图所示.现将力F突然改为大小为F1、方向水平向右的恒力,则此后( ) A.物体将仍以加速度a向右做匀加速直线运动 B.物体将可能向右做匀速直线运动 C.物体将可能以大于a的加速度向右做匀加速直线运动 D.物体将可能以小于a的加速度向右做匀加速直线运动 【答案】: BD 【解析】: 设地面与物体间的动摩擦因数为μ,当在斜向上的拉力F的作用下运动时,加速度a= ,将力F突然改为大小为F1、方向水平向右的恒力,则加速度a′=
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- 牛顿第二定律及其应用 单位制 牛顿第二定律 及其 应用
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