2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 分層規(guī)范快練8 牛頓第二定律的應(yīng)用 新人教版

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1、分層規(guī)范快練(八)　牛頓第二定律的應(yīng)用 [雙基過(guò)關(guān)練] 1．在交通事故的分析中，剎車(chē)線的長(zhǎng)度是很重要的依據(jù)，剎車(chē)線是汽車(chē)剎車(chē)后，停止轉(zhuǎn)動(dòng)的輪胎在地面上發(fā)生滑動(dòng)時(shí)留下的痕跡．在某次交通事故中，汽車(chē)的剎車(chē)線長(zhǎng)度是14 m，假設(shè)汽車(chē)輪胎與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)恒為0.7，g取10 m/s2，則汽車(chē)剎車(chē)前的速度為(　　) A．7 m/s　 B．14 m/s C．10 m/s D．20 m/s 解析：設(shè)汽車(chē)剎車(chē)后滑動(dòng)的加速度大小為a，由牛頓第二定律得：μmg＝ma，解得：a＝μg.由v＝2ax，可得汽車(chē)剎車(chē)前的速度為：v0＝＝＝ m/s＝14 m/s，因此B正確． 答案：B 2．水平面上一

2、質(zhì)量為m的物體在水平恒力F作用下，從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t后撤去外力，又經(jīng)時(shí)間3t物體停下，則物體受到的阻力為(　　) A. B. C. D. 解析：對(duì)物體由牛頓第二定律，力F作用時(shí)有F－Ff＝ma1，v＝a1t；撤去力F后有Ff＝ma2，v＝a2·3t.聯(lián)立以上四式得Ff＝，故B正確． 答案：B 3．如圖所示，光滑細(xì)桿BC、DC和AC構(gòu)成矩形ABCD的兩鄰邊和對(duì)角線，AC：BC：DC＝5：4：3，AC桿豎直，各桿上分別套有一質(zhì)點(diǎn)小球a、b、d，a、b、d三小球的質(zhì)量比為1：2：3，現(xiàn)讓三小球同時(shí)從各桿的頂點(diǎn)由靜止釋放，不計(jì)空氣阻力，則a、b、d三小球

3、在各桿上滑行的時(shí)間之比為(　　) A．1：1：1 B．5：4：3 C．5：8：9 D．1：2：3 解析：因?yàn)锳BCD是矩形，所以A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)一定在同一個(gè)圓周上，又因?yàn)锳C桿豎直，且AC：BC：DC＝5：4：3，由等時(shí)圓模型可知ta＝tb＝td，故選項(xiàng)A正確． 答案：A 4．[2019·廣東珠海模擬]質(zhì)量為1 t的汽車(chē)在平直公路上以10 m/s的速度勻速行駛，阻力大小不變．從某時(shí)刻開(kāi)始，汽車(chē)牽引力減少2 000 N，那么從該時(shí)刻起經(jīng)過(guò)6 s，汽車(chē)行駛的路程是(　　) A．50 m B．42 m C．25 m D．24 m 解析：汽車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)

4、時(shí)F牽＝Ff，當(dāng)牽引力減小2 000 N時(shí)，即汽車(chē)所受合力的大小為F＝2 000 N① 由牛頓第二定律得F＝ma② 聯(lián)立①②得a＝2 m/s2 汽車(chē)減速到停止所需時(shí)間t＝＝5 s 汽車(chē)行駛的路程x＝vt＝25 m 答案：C 5．[2019·日照一模] 如圖所示，斜面A固定于水平地面上，在t＝0時(shí)刻，滑塊B以初速度v0自斜面底端沖上斜面，t＝t0時(shí)刻到達(dá)最高點(diǎn)．取沿斜面向上為正方向，下列表示滑塊在斜面上整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度v隨時(shí)間t變化的圖象中，肯定錯(cuò)誤的是(　　) 解析：若斜面是光滑的，則滑塊在上滑和下滑的過(guò)程中加速度大小、方向均不變，A可能正確．若斜面不光滑且滑塊所

5、受的最大靜摩擦力大于重力沿斜面向下的分力，則滑塊沿斜面減速上升到最高點(diǎn)后會(huì)靜止在斜面上，B可能正確．若斜面不光滑且滑塊所受的最大靜摩擦力小于重力沿斜面向下的分力，則滑塊沿斜面減速上升到最高點(diǎn)后會(huì)反向加速，且滑塊沿斜面下滑的加速度一定小于沿斜面上滑的加速度，C肯定錯(cuò)誤，D可能正確． 答案：C 6．如圖所示，在傾角為θ的固定斜面上放置一木板，木板上端固定一個(gè)彈簧(彈簧的質(zhì)量可忽略不計(jì))，彈簧下端連接一小球，在沿斜面向上的外力F0作用下，小球與木板以大小為a的加速度沿斜面向上加速運(yùn)動(dòng)．某一時(shí)刻撤去外力，此時(shí)小球與木板的瞬時(shí)加速度的大小分別為a1、a2.已知小球和木板的質(zhì)量相同，不計(jì)一切摩擦，

6、重力加速度取g.則(　　) A．a(chǎn)1＝a，a2＝a B．a(chǎn)1＝gsinθ，a2＝2gsinθ C．a(chǎn)1＝a，a2＝gsinθ＋a D．a(chǎn)1＝a，a2＝2gsinθ＋a 解析：撤去外力的瞬間，彈簧的彈力不變，所以小球的加速度不變，仍然是a；設(shè)此時(shí)彈簧的彈力大小為F，則對(duì)小球應(yīng)用牛頓第二定律有F－mgsinθ＝ma，對(duì)木板有mgsinθ＋F＝ma2，聯(lián)立求解得a2＝2gsinθ＋a，D正確． 答案：D 7．[2019·領(lǐng)航高考沖刺卷]如圖1所示，“滑滑梯”是小朋友喜愛(ài)的游戲活動(dòng)．“滑滑梯”裝置可用圖2表示，斜面AB傾角θ＝37°，AD＝2.4 m，C點(diǎn)處有墻壁．小朋友(視

7、為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)開(kāi)始靜止下滑，到達(dá)B點(diǎn)的速度大小為4 m/s.假定小朋友與AB、BC面的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，在B點(diǎn)平滑過(guò)渡(不損失機(jī)械能)，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求： (1)在滑行過(guò)程中，AB面和BC面對(duì)小朋友的支持力大小之比； (2)小朋友與AB面的動(dòng)摩擦因數(shù)； (3)為了防止小朋友在C點(diǎn)撞墻，B、C間距離的最小值． 解析：(1)在AB面上，F(xiàn)N1＝mgcosθ 在BC面上，F(xiàn)N2＝mg AB面和BC面對(duì)小朋友的支持力大小之比， ＝＝0.8 (2)小朋友在AB面上的加速度大小為a1 又因?yàn)閤AB＝＝4 m 所以a1＝＝2 m/s2 由牛頓第二定律得

8、 ma1＝mgsinθ－μmgcosθ 得μ＝0.5 (3)小朋友在BC面上的加速度大小a2＝μg＝5 m/s2 剛好不撞上C點(diǎn)，設(shè)BC的長(zhǎng)度為xBC 得xBC＝＝1.6 m BC的長(zhǎng)度至少為1.6 m 答案：(1)0.8　(2)0.5　(3)1.6 m [技能提升練] 8．[2017·寧德質(zhì)檢]如圖所示，質(zhì)量為0.2 kg的物體A靜止在豎直的輕彈簧上，質(zhì)量為0.6 kg的物體B由細(xì)線懸掛在天花板上，B與A剛好接觸但不擠壓，現(xiàn)突然將細(xì)線剪斷，則剪斷后瞬間A、B間的作用力大小為(g取10 m/s2)(　　) A．0.5 N B．2.5 N C．0 N D．

9、1.5 N 解析：剪斷細(xì)線前，A、B間無(wú)壓力，則彈簧的彈力F＝mAg＝0.2×10＝2 N，剪斷細(xì)線的瞬間，對(duì)整體分析，整體加速度：a＝＝＝7.5 m/s2，隔離對(duì)B分析：mBg－N＝mBa，解得N＝mBg－mBa＝0.6×10 N－0.6×7.5 N＝1.5 N．故選D項(xiàng)． 答案：D 9．如圖所示，水平桌面由粗糙程度不同的AB、BC兩部分組成，且AB＝BC，小物塊P(可視為質(zhì)點(diǎn))以某一初速度從A點(diǎn)滑上桌面，最后恰好停在C點(diǎn)，已知物塊經(jīng)過(guò)AB與BC兩部分的時(shí)間之比為1：4，則物塊P與桌面上AB、BC部分之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1、μ2之比為(P物塊在AB、BC上所做的運(yùn)動(dòng)均可看作勻變速直

10、線運(yùn)動(dòng))(　　) A．1：1 B．1：4 C．4：1 D．8：1 解析：由牛頓第二定律可知，小物塊P在AB段減速的加速度大小a1＝μ1g，在BC段減速的加速度大小a2＝μ2g，設(shè)小物塊在AB段運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，則可得vB＝μ2g·4t，v0＝μ1gt＋μ2g·4t，由xAB＝·t，xBC＝·4t，xAB＝xBC可求得μ1＝8μ2，故D正確． 答案：D 10. (多選)在粗糙的水平地面上有一質(zhì)量為2 kg的小物塊，在水平拉力作用下從t＝0時(shí)開(kāi)始做初速度為零的直線運(yùn)動(dòng)，t＝6 s時(shí)撤去拉力，其速度隨時(shí)間變化的圖象如圖所示．若重力加速度g取10 m/s2，則下列說(shuō)法正確的是(

11、　　) A．物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2 B．0～2 s內(nèi)，物塊所受的拉力大小為4 N C．0～8 s內(nèi)，物塊離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)為6 m D．0～8 s內(nèi)，物塊的平均速度大小為1 m/s 解析：第6 s后只有摩擦力，即μmg＝ma，其中a＝2 m/s2，解得動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，故A正確；0～2 s內(nèi)，根據(jù)F1－μmg＝ma1，其中a1＝2 m/s2，得F1＝8 N，故B錯(cuò)誤；在0～8 s內(nèi)，物塊先向正方向運(yùn)動(dòng)了6 m，即為圖線在t軸上方與t軸所圍的面積，然后又向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)了14 m，即為圖線在t軸下方與t軸所圍的面積，所以離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)應(yīng)為8 m，故C錯(cuò)誤；物塊的平均速度大小為位移大小與

12、時(shí)間的比值，即＝1 m/s，故D正確． 答案：AD 11．[2018·天津卷，10]我國(guó)自行研制、具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代大型噴氣 式客機(jī)C919首飛成功后，拉開(kāi)了全面試驗(yàn)試飛的新征程．假設(shè)飛機(jī)在水平跑道上的滑跑是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)位移x＝1.6×103 m時(shí)才能達(dá)到起飛所要求的速度v＝80 m/s.已知飛機(jī)質(zhì)量m＝7.0×104 kg，滑跑時(shí)受到的阻力為自身重力的0.1倍，重力加速度取g＝10 m/s2.求飛機(jī)滑跑過(guò)程中 (1)加速度a的大小． (2)牽引力的平均功率P. 解析：(1)飛機(jī)滑跑過(guò)程中做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有v2＝2ax① 代入數(shù)據(jù)解得a＝2 m/s2② (2)設(shè)飛機(jī)滑跑受到的阻力為F阻，依題意有 F阻＝0.1mg③ 設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力為F，根據(jù)牛頓第二定律有 F－F阻＝ma④ 設(shè)飛機(jī)滑跑過(guò)程中的平均速度為，有 ＝⑤ 在滑跑階段，牽引力的平均功率 P＝F⑥ 聯(lián)立②③④⑤⑥式得 P＝8.4×106 W⑦ 答案：(1)2 m/s2　(2)8.4×106 W 6