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1、2020版高三物理一輪復習 牛頓第二定律的應用 1.如圖,一輛有動力驅動的小車上有一水平放置的彈簧,其左端固定在小車上,右端與一小球相連.設在某一段時間內小球與小車相對靜止且彈簧處于壓縮狀態(tài),若忽略小球與小車間的摩擦力,則在此段時間內小車可能是( ) A.向右做加速運動 B.向右做減速運動 C.向左做加速運動 D.向左做減速運動 解析:由彈簧處于壓縮狀態(tài)可知,小球的合外力向右,加速度也向右,而小車與小球相對靜止,所以小車的加速度與小球相同,即向右,所以小車可能向右加速運動,也可能向左減速運動. 答案:AD 2.一有固定斜面的小車在水平

2、面上做直線運動,小球通過細繩與車頂相連.小球某時刻正處于圖示狀態(tài).設斜面對小球的支持力為 N,細繩對小球的拉力為T,關于此時刻小球的受力情況,下列說法正確的是( ) A.若小車向左運動, N可能為零 B.若小車向左運動,T可能為零 C.若小車向右運動, N不可能為零 D.若小車向右運動,T不可能為零 解析:此題考查牛頓第二定律的幾種臨界情況.當小車具有向右的加速度時,可以是 N為零;當小車具有向左的加速度時,可以使繩的張力T為零.考生如果不知道這兩種臨界情況,肯定無法解答A的;另外還有注意到是小車具有向左的加速度時,可以有兩種運動情形;即向左加速運動,或向右減速運動. 答案

3、:AB 3.如圖,水平地面上有一楔形物塊a,其斜面上有一小物塊b,b與平行于斜面的細繩的一端相連,細繩的另一端固定在斜面上,a與b之間光滑,a和b以共同速度在地面軌道的光滑段向左運動.當它們剛運動至軌道的粗糙段時( ) A.繩的張力減小,b對a的正壓力減小 B.繩的張力增加,斜面對b的支持力增加 C.繩的張力減小,地面對a的支持力增加 D.繩的張力增加,地面對a的支持力減小 解析:本題考查力與運動的關系.當它們剛運動到軌道的粗糙段時,會減速,由于a、b接觸面光滑,則b相對a會向上運動,所以繩的張力在減小.對a、b系統(tǒng)由牛頓第二定律可得,系統(tǒng)具有向上的加速度分量,整體處于超

4、重狀態(tài),所以地面對a的支持力會增加.所以選項C對. 答案:C 4.直升機懸停在空中向地面投放裝有救災物資的箱子,如圖所示.設投放初速度為零,箱子所受的空氣阻力與箱子下落速度的平方成正比,且運動過程中箱子始終保持圖示姿態(tài).在箱子下落過程中,下列說法正確的是( ) A.箱內物體對箱子底部始終沒有壓力 B.箱子剛從飛機上投下時,箱內物體受到的支持力最大 C.箱子接近地面時,箱內物體受到的支持力比剛投下時大 D.若下落距離足夠長,箱內物體有可能不受底部支持力“而飄起來” 解析:以整體為研究對象,根據牛頓第二定律:(M+m)g-kv2=(M+m)a①,設箱內物體受到的支持力FN,

5、以箱內物體為研究對象,有mg-F N=ma②,由①②兩式得FN=通過此式可知,隨著下落速度的增大,箱內物體受到的支持力逐漸增大,所以A?B?D項錯誤,C項正確. 答案:C 5.如圖所示,光滑水平面上放置質量分別為m和2m的四個木塊,其中兩個質量為m的木塊間用一不可伸長的輕繩相連,木塊間的最大靜摩擦力是μmg.現(xiàn)用水平拉力F拉其中一個質量為2m的木塊,使四個木塊以同一加速度運動,則輕繩對m的最大拉力為( ) 解析:分別對整體右端一組及個體受力分析 ,運用牛頓第二定律,由整體法?隔離法可得 F=6ma① F-μmg=2ma② μmg-T=ma③ 由①②③聯(lián)立可得T=μm

6、g 所以B正確. 答案:B 6.如圖所示,地面上有兩個完全相同的木塊A?B,在水平推力F作用下運動,當彈簧長度穩(wěn)定后,若用μ表木塊與地面間的動摩擦因數(shù),F彈表示彈簧彈力,則( ) A.μ=0時 ,F彈 =y F B.μ=0時 ,F彈 =F C.μ≠0時 ,F彈 =yF D.μ≠0時 ,F彈 =F 解析:以AB及彈簧整體為研究對象,由牛頓第二定律有a=隔離B有:a=解得F彈=yF,此式與μ無關,故A?C對(忽略彈簧重力). 答案:AC 7.如圖所示,質量為10 kg的物體A拴在一個被水平拉伸的彈簧一端,彈簧的拉力為5 N時,物體A處于

7、靜止狀態(tài),若小車以1 m/s2的加速度向右運動后,則(g=10 m/s2)( ) A.物體A相對小車仍然靜止 B.物體A受到的摩擦力減小 C.物體A受到的摩擦力大小不變 D.物體A受到的彈簧拉力增大 解析:物體A處于靜止狀態(tài)時,A受車面的靜摩擦力f=F拉=5 N;當小車以a=1 m/s2的加速度向右時,F合=ma=10 N,此時f改變方向,與F拉同向,共同產生A物的加速度,A?C正確. 答案:AC 8.實驗小組利用DIS系統(tǒng)(數(shù)字化信息實驗系統(tǒng)),觀察超重和失重現(xiàn)象.他們在學校電梯內做實驗,在電梯天花板上固定一個拉力傳感器,測量掛鉤向下,并在鉤上懸掛一個重力為10 N的

8、鉤碼,在電梯運動 過程中,計算機顯示屏上出現(xiàn)如圖所示圖線,根據圖線分析可知下列說法正確的是( ) A.從時刻t1到t2,鉤碼處于失重狀態(tài),從時刻t3到t4,鉤碼處于超重狀態(tài) B.t1到t2時間內,電梯一定在向下運動,t3到t4時間內,電梯可能正在向上運動 C.t1到t4時間內,電梯可能先加速向下,接著勻速向下,再減速向下 D.t1到t4時間內,電梯可能先加速向上,接著勻速向上,再減速向上 解析:在t1-t2時間內Fmg,電梯有向上的加速度,處于超重狀態(tài),A正確.因電梯速度方向未知,故當速度方向向上時,則為向上減

9、速或向上加速,當速度方向向下時,則為向下加速或向下減速,C正確. 答案:AC 9.在伽利略羊皮紙手稿中發(fā)現(xiàn)的斜面實驗數(shù)據如下表所示,人們推測第二?三列數(shù)據可能分別表示時間和長度.伽利略時代的1個長度單位相當于現(xiàn)在的mm,假設1個時間單位相當于現(xiàn)在的0. 5 s.由此可以推測實驗時光滑斜面的長度至少為________ m,斜面的傾角約為________度.(g取10 m/s2) 表:伽利略手稿中的數(shù)據 1 1 32 4 2 130 9 3 298 16 4 526 25 5 824 36 6 1192 49 7 1600 64 8 2104

10、 解析:由表中數(shù)據知,斜面長度至少應為L=2104××10-3 m=2.04 m,估算出[AKa-]≈0.25 m/s2,sinθ=≈0.025,θ≈1.5°. 答案:2.04 1.5 10.如圖所示為阿特伍德機,一不可伸長的輕繩跨過輕質定滑輪,兩端分別連接質量為M=0.6 kg和m=0.4 kg的重錘.已知M自A點由靜止開始運動,經1.0 s運動到B點.求: (1)M下落的加速度; (2)當?shù)氐闹亓铀俣? 解析:M下落的高度h=0.97 m 由運動學公式h=yat2 得a m/s2=1.94 m/s2 由牛頓第二定律得(M-m)g=(M+m)a g m/s2=9.7

11、 m/s2. 答案:1.94 m/s2 9.7 m/s2 11.如圖所示的傳送帶,其水平部分ab=2 m,傾斜bc=4 m,bc與水平面的夾角α=37°,物體A與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.8.傳送帶沿如圖所示的方向運動,速度大小始終為4 m/s,若將物體A(可視為質點)輕放于a處,它將被傳送帶運到c點,在此過程中,物體A一直沒有脫離傳送帶,試求將物體從a點運動到c點所用的時間.(取g=10 m/s2) 解析:物體A從a點由靜止釋放,將在滑動摩擦力作用下向前勻加速運動,加速度a=Ff/m=μmg/m=μg=8 m/s2. 設物體的速度達到v0=4 m/s的時間為t1,根據運動學公

12、式,則v0=at1,可解得 t1==0.5 s 再根據x=yat2得加速過程中物體的位移x1=ya1 m 由于x1小于ab=2 m,所以物體由a到b,先加速運動后勻速運動. 物體在傳送帶的傾斜部分bc,由tanα=0.75<μ=0.8知物體A將隨傳送帶勻速向下運動到達c點. 物體勻速運動的路程為x2=5 m,所需時間 t2= s=1.25 s 可知物體從a運動到c的時間t=t1+t2=1.75 s. 答案:1.75 s 12.如圖所示,在傾角為θ的光滑斜面上有兩個用輕質彈簧連接的物塊A?B,它們的質量分別為mA、mB,彈簧的勁度系數(shù)為k,C為一固定擋板.系統(tǒng)處于靜止狀態(tài).現(xiàn)開始用一恒力F沿斜面方向拉物塊A使之向上運動,求物塊B剛要離開C時物塊A的加速度a和從開始到此時物塊A的位移d.(重力加速度為g) 解析:令x1表示未加F時彈簧的壓縮量,由胡克定律和牛頓定律可知 mAgsinθ=kx1① 令x2表示B剛要離開C時彈簧的伸長量,a表示此時A的加速度,由胡克定律和牛頓定律可知 kx2=mBgsinθ② F-mAgsinθ-kx2=mAa③ 由②③式可得a=④ 由題意可知d=x1+x2⑤ 由①②⑤式可得d=.⑥ 答案: