《(通用版)2021版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 課后限時(shí)集訓(xùn)8 牛頓第二定律、兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(通用版)2021版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 課后限時(shí)集訓(xùn)8 牛頓第二定律、兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題(7頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、課后限時(shí)集訓(xùn)8
牛頓第二定律、兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題
建議用時(shí):45分鐘
1.(多選)(2019·北京海淀區(qū)期中)如圖所示,在上端開(kāi)口的飲料瓶的側(cè)面戳一個(gè)小孔,瓶中灌水,手持飲料瓶靜止時(shí),小孔中有水噴出,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.將飲料瓶豎直向上拋出,上升過(guò)程飲料瓶處在超重狀態(tài)
B.將飲料瓶豎直向上拋出,下降過(guò)程飲料瓶處在失重狀態(tài)
C.將飲料瓶放在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的宇宙飛船內(nèi),并與飛船保持相對(duì)靜止,則水不流出
D.飲料瓶靜置于繞地球公轉(zhuǎn)的月球表面,則水不流出
BC [無(wú)論是豎直向上還是豎直向下拋出,拋出之后的物體都只受到重力的作用,加速度為g,處于完全失重狀態(tài),A錯(cuò)誤
2、,B正確;將飲料瓶放在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的宇宙飛船內(nèi),并與飛船保持相對(duì)靜止,因飛船內(nèi)的物體也是處于完全失重狀態(tài),可知水不流出,C正確;飲料瓶靜置于繞地球公轉(zhuǎn)的月球表面,不是完全失重狀態(tài),則水會(huì)流出,D錯(cuò)誤。]
2.(多選)(2019·泰安一模)雨滴在空氣中下落時(shí)會(huì)受到空氣阻力的作用。假設(shè)阻力大小只與雨滴的速率成正比,所有雨滴均從相同高處由靜止開(kāi)始下落,到達(dá)地面前均達(dá)到最大速率。下列判斷正確的是( )
A.達(dá)到最大速率前,所有雨滴均做勻加速運(yùn)動(dòng)
B.所有雨滴的最大速率均相等
C.較大的雨滴最大速率也較大
D.較小的雨滴在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間較長(zhǎng)
CD [設(shè)雨滴下落時(shí)受到的阻力為f=kv
3、,根據(jù)牛頓第二定律:mg-kv=ma,則雨滴下落時(shí),隨著速率的增加,加速度逐漸減小,則達(dá)到最大速率前,所有雨滴均做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;當(dāng)a=0時(shí)速率最大,則vm=,質(zhì)量越大,則最大速率越大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,C正確;較小的雨滴在空中運(yùn)動(dòng)的最大速率較小,整個(gè)過(guò)程的平均速率較小,則在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間較長(zhǎng),選項(xiàng)D正確。]
3.(2019·日照第一中學(xué)檢測(cè))如圖所示,質(zhì)量為2 kg的物體B和質(zhì)量為1 kg的物體C用輕彈簧連接并豎直地靜置于水平地面上。再將一個(gè)質(zhì)量為3 kg的物體A輕放在B上的一瞬間,物體B的加速度大小為(取g=10 m/s2)( )
A.0 B.15 m/s2
C.
4、6 m/s2 D.5 m/s2
C [開(kāi)始時(shí)彈簧的彈力等于B的重力,即F=mBg。放上A的瞬間,彈簧彈力不變,對(duì)整體分析,根據(jù)牛頓第二定律得:(mA+mB)g-F=(mA+mB)a,解得a=6 m/s2,故選項(xiàng)C正確。]
4.(2019·萊州質(zhì)檢)為了讓乘客乘車更為舒適,某探究小組設(shè)計(jì)了一種新的交通工具,乘客的座椅能隨著坡度的變化而自動(dòng)調(diào)整,使座椅上表面始終保持水平,如圖所示。當(dāng)此車加速下坡時(shí),一位乘客正盤(pán)腿坐在座椅上,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.乘客所受合外力可能豎直向下
B.支持力可能大于重力
C.若乘客未接觸座椅靠背,則應(yīng)受到向前(水平向左)的摩擦力作用
D.可能處于
5、超重狀態(tài)
C [本題考查斜面上運(yùn)動(dòng)物體的受力與超失重狀態(tài)。當(dāng)車加速下坡時(shí),加速度方向沿斜坡向下,乘客的加速度與車的加速度相同,乘客所受合外力沿斜坡向下,故A項(xiàng)錯(cuò)誤。乘客的加速度沿斜坡向下,將加速度分解成水平方向和豎直方向,則乘客的加速度有豎直向下的分量,乘客處于失重狀態(tài),所受支持力小于重力,故B、D項(xiàng)錯(cuò)誤。若乘客未接觸座椅靠背,乘客的加速度沿斜坡向下,將加速度分解成水平方向和豎直方向,則乘客受力如圖,即乘客受到向前(水平向左)的摩擦力作用,故C項(xiàng)正確。]
5.(2019·菏澤一模)一小物塊從傾角為α=30°夠長(zhǎng)的斜面底端以初速度v0=10 m/s沿斜面向上運(yùn)動(dòng)(如圖所示),已知物塊與斜面間
6、的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=,g取10 m/s2,則物塊在運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=1.5 s時(shí)離斜面底端的距離為( )
A.3.75 m B.5 m
C.6.25 m D.15 m
B [小物塊沿斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度大小為a=gsin α+μgcos α=10 m/s2,物塊運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的時(shí)間t==1 s<1.5 s。由于mgsin α=μmgcos α,小物塊運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)速度為0時(shí)即停止,故此時(shí)小物塊離斜面底端的距離為x==5 m,故B正確。]
6.(2019·蕪湖模擬)如圖所示,PQ為圓的豎直直徑,AQ、BQ、CQ為三個(gè)光滑傾斜軌道,分別與圓相交于A、B、C三點(diǎn)?,F(xiàn)讓三個(gè)小球(可以看成質(zhì)點(diǎn))分別沿著
7、AQ、BQ、CQ軌道自軌道頂端由靜止滑下到Q點(diǎn),運(yùn)動(dòng)的平均速度分別為v1、v2和v3。則有( )
A.v2>v1>v3 B.v1>v2>v3
C.v3>v1>v2 D.v1>v3>v2
A [本題考查等時(shí)圓模型。設(shè)任一軌道的傾角為θ,圓的直徑為d。根據(jù)牛頓第二定律得到a=gsin θ,軌道的長(zhǎng)度為x=dsin θ,則有x=at2得t===,可見(jiàn),小球下滑時(shí)間與軌道的傾角無(wú)關(guān)。則有t1=t2=t3。因x2>x1>x3,根據(jù)=可知,v2>v1>v3,故選A。]
7.如圖所示,在建筑裝修中,工人用質(zhì)量為5.0 kg的磨石A對(duì)地面和斜壁進(jìn)行打磨,已知A與地面、A與斜壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ均
8、相同。(g取10 m/s2且sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
(1)當(dāng)A受到與水平方向成θ=37°斜向下的推力F1=50 N打磨地面時(shí),A恰好在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),求A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;
(2)若用A對(duì)傾角θ=37°的斜壁進(jìn)行打磨,當(dāng)對(duì)A加豎直向上推力F2=60 N時(shí),則磨石A從靜止開(kāi)始沿斜壁向上運(yùn)動(dòng)2 m(斜壁長(zhǎng)>2 m)時(shí)的速度大小為多少?
[解析] (1)A恰好在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),滑動(dòng)摩擦力等于推力的水平分力,即Ff=F1cos θ=40 N
μ===0.5。
(2)將重力及向上的推力合成后,將二者的合力向垂直于斜面方向及沿斜面方向分
9、解。
在沿斜面方向有:(F2-mg)cos θ-Ff1=ma
在垂直斜面方向上有:
FN=(F2-mg)sin θ
則Ff1=μ(F2-mg)sin θ
解得a=1 m/s2,x=at2,解得t=2 s,v=at=2 m/s。
[答案] (1)0.5 (2)2 m/s
8.(2019·浙江金、麗、衢十二校聯(lián)考)如圖所示,在同一豎直線上有A、B兩點(diǎn),相距為h,B點(diǎn)離地高度為H?,F(xiàn)從A、B兩點(diǎn)分別向P點(diǎn)安放兩個(gè)光滑的固定斜面AP和BP,并讓兩個(gè)相同小物塊(可看成質(zhì)點(diǎn))從兩斜面的A、B點(diǎn)同時(shí)由靜止滑下,發(fā)現(xiàn)兩小物塊同時(shí)到達(dá)P點(diǎn),則( )
A.OP間距離為
B.OP間距離為
10、
C.兩小物塊運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的速度相同
D.兩小物塊的運(yùn)動(dòng)時(shí)間均為
A [本題考查根據(jù)斜面上物塊的受力情況分析其運(yùn)動(dòng)情況。設(shè)斜面的傾角為θ,則物塊下滑的加速度為a=gsin θ,設(shè)OP的距離為x,則=at2=gsin θ·t2,因兩物塊在斜面上下滑的時(shí)間相等,即t1=t2則有cos θ1·sin θ1=cos θ2·sin θ2,由圖可知·=·,解得x=,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;根據(jù)機(jī)械能守恒可知,兩物塊開(kāi)始下落的高度不同,則下落到底端的速度不同,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;是物塊從A點(diǎn)做自由落體運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的時(shí)間,因此兩小物塊的運(yùn)動(dòng)時(shí)間均大于,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]
9.(2019·雅安中學(xué)月考)航模興趣小組設(shè)計(jì)出一
11、架遙控飛機(jī),其質(zhì)量m=2 kg,動(dòng)力系統(tǒng)提供的恒定升力F=28 N。試飛時(shí),飛機(jī)從地面由靜止開(kāi)始豎直上升。設(shè)飛機(jī)飛行時(shí)所受的阻力大小不變,恒為f=4 N,g取10 m/s2。某一次試飛過(guò)程中,飛機(jī)飛行t=6 s時(shí)遙控器出現(xiàn)故障,飛機(jī)立即失去升力。為使飛機(jī)落回地面時(shí)速度剛好為零,則飛機(jī)應(yīng)在距離地面多高處恢復(fù)升力( )
A.36 m B.30 m
C.24 m D.18 m
C [飛機(jī)失去升力前做勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律有F-mg-f=ma1,代入數(shù)據(jù)解得a1=2 m/s2,t=6 s時(shí),速度v1=a1t=2×6 m/s=12 m/s,前6 s內(nèi)的位移x1=a1t2=×2×62 m
12、=36 m,6 s后失去升力,根據(jù)牛頓第二定律有mg+f=ma2,解得a2=12 m/s2,勻減速上升的位移x2== m=6 m,飛機(jī)能達(dá)到的最大高度h=x1+x2=36 m+6 m=42 m,飛機(jī)失去升力下降階段做勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律有mg-f=ma3,解得a3=8 m/s2,恢復(fù)升力后向下做勻減速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律有F+f-mg=ma4,解得a4=6 m/s2,開(kāi)始恢復(fù)升力的速度設(shè)為v,則+=h,解得v=12 m/s,此時(shí)飛機(jī)離地面的高度h1==24 m,故C正確。]
10.在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行如圖所示的實(shí)驗(yàn)。在傾角為37°的固定斜面上,有一個(gè)質(zhì)量為1 kg的物塊,在風(fēng)
13、洞施加的水平恒力F作用下,從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)1.2 s到達(dá)B點(diǎn)時(shí)立即關(guān)閉風(fēng)洞,撤去恒力F,物塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度變?yōu)榱?,通過(guò)速度傳感器測(cè)得這一過(guò)程中物塊每隔0.2 s的瞬時(shí)速度,表給出了部分?jǐn)?shù)據(jù):
t/s
0.0
0.2
0.4
0.6
…
1.4
1.6
1.8
…
v/(m·s-1)
0.0
1.0
2.0
3.0
…
4.0
2.0
0.0
…
已知:sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2。求:
(1)A、C兩點(diǎn)間的距離;
(2)水平恒力F的大小。
[解析] (1)物塊勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度為:
a1
14、== m/s2=5 m/s2
關(guān)閉風(fēng)洞時(shí)的速度為:v=a1t=5×1.2 m/s=6 m/s
關(guān)閉風(fēng)洞后物塊勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度為:a2== m/s2=-10 m/s2
勻加速過(guò)程的位移:x1=a1t2=×5×1.22 m=3.6 m
勻減速過(guò)程的位移:x2== m=1.8 m
A、C兩點(diǎn)間的距離為:
x=x1+x2=3.6 m+1.8 m=5.4 m。
(2)由牛頓第二定律得
勻加速過(guò)程:Fcos 37°-mgsin 37°-μ(mgcos 37°+Fsin 37°)=ma1
勻減速過(guò)程:-(mgsin 37°+μmgcos 37°)=ma2
聯(lián)立兩式代入數(shù)據(jù)得:F=30
15、N。
[答案] (1)5.4 m (2)30 N
11.如圖所示,一質(zhì)量為1 kg的小球套在一根固定的直桿上,直桿與水平面夾角θ為30°?,F(xiàn)小球在F=20 N的豎直向上的拉力作用下,從A點(diǎn)靜止出發(fā)向上運(yùn)動(dòng),已知桿與球間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,g取10 m/s2。試求:
(1)小球運(yùn)動(dòng)的加速度大?。?
(2)若F作用1.2 s后撤去,求小球上滑過(guò)程中距A點(diǎn)最大距離。
[解析] (1)在力F作用下,由牛頓第二定律得
(F-mg)sin 30°-μ(F-mg)cos 30°=ma1
解得a1=2.5 m/s2。
(2)剛撤去F時(shí),小球的速度
v1=a1t1=3 m/s
小球的位移x1=t1=1.8 m
撤去力F后,小球上滑時(shí),由牛頓第二定律得
mgsin 30°+μmgcos 30°=ma2
解得a2=7.5 m/s2
小球上滑時(shí)間t2==0.4 s
上滑位移x2=t2=0.6 m
則小球上滑的最大距離為
xm=x1+x2=2.4 m。
[答案] (1)2.5 m/s2 (2)2.4 m
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