2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第三章 基礎(chǔ)課2 牛頓第二定律 兩類動(dòng)力學(xué)問題訓(xùn)練(含解析)教科版.doc
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2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第三章 基礎(chǔ)課2 牛頓第二定律 兩類動(dòng)力學(xué)問題訓(xùn)練(含解析)教科版.doc
基礎(chǔ)課2牛頓第二定律兩類動(dòng)力學(xué)問題一、選擇題(15題為單項(xiàng)選擇題,69題為多項(xiàng)選擇題)1(2017蘇州高三檢測(cè))關(guān)于力學(xué)單位制的說法中正確的是()Akg、m/s、N是導(dǎo)出單位Bkg、m、J是基本單位C在國(guó)際單位制中,質(zhì)量的基本單位是kg,也可以是gD只有在國(guó)際單位制中,牛頓第二定律的表達(dá)式才是Fma解析kg是質(zhì)量的單位,它是基本單位,所以A錯(cuò)誤;國(guó)際單位制規(guī)定了七個(gè)基本物理量。分別為長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間、熱力學(xué)溫度、電流、發(fā)光強(qiáng)度、物質(zhì)的量。它們?cè)趪?guó)際單位制中的單位稱為基本單位,J是導(dǎo)出單位,B錯(cuò)誤;g也是質(zhì)量的單位,但它不是質(zhì)量在國(guó)際單位制中的基本單位,所以C錯(cuò)誤;牛頓第二定律的表達(dá)式Fma,是在其中的物理量都取國(guó)際單位制中的單位時(shí)得出的,所以D正確。答案D2(2017自貢市月考)如圖1所示,兩輕質(zhì)彈簧a、b懸掛一小鐵球處于平衡狀態(tài),a彈簧與豎直方向成30角,b彈簧水平,a、b兩彈簧的勁度系數(shù)分別為k1、k2,重力加速度為g,則()圖1Aa、b兩彈簧的伸長(zhǎng)量之比為Ba、b兩彈簧的伸長(zhǎng)量之比為C若彈簧b的左端松脫,則松脫瞬間小球的加速度為D若彈簧b的左端松脫,則松脫瞬間小球的加速度為g解析設(shè)彈簧a、b的彈力分別為Ta、Tb,將彈簧a的彈力沿水平和豎直方向分解,則Tacos 30mg,Tasin 30Ta,結(jié)合胡克定律可求得a、b兩彈簧的伸長(zhǎng)量之比為,結(jié)合牛頓第二定律可求得彈簧b的左端松脫瞬間小球的加速度為g,選項(xiàng)B正確,A、C、D錯(cuò)誤。答案B3一物體沿傾角為的斜面下滑時(shí),恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),若物體以某一初速度沖上斜面,則上滑時(shí)物體加速度大小為()Agsin Bgtan C2gsin D2gtan 解析對(duì)物體下滑時(shí)進(jìn)行受力分析,如圖甲。由于恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)平衡知識(shí)得:mgsin f物體以某一初速度沖上斜面,對(duì)物體受力分析,如圖乙。物體的合力F合mgsin f2mgsin 根據(jù)牛頓第二定律得:a2gsin 故選C。甲乙答案C4.如圖2所示,質(zhì)量為4 kg的物體A靜止在豎直的輕彈簧上面。質(zhì)量為1 kg的物體B用細(xì)線懸掛起來,A、B緊挨在一起但A、B之間無壓力。某時(shí)刻將細(xì)線剪斷,則細(xì)線剪斷瞬間,B對(duì)A的壓力大小為(取g10 m/s2)()圖2A0 N B8 NC10 N D50 N解析細(xì)線剪斷瞬間,彈簧彈力不變,A和B整體受到的合外力等于物體B的重力,因此整體的加速度為ag,對(duì)物體B:mBgNmBa,所以A、B間作用力NmB(ga)mBg8 N。答案B5(2016安徽皖南八校聯(lián)考)放在固定粗糙斜面上的滑塊A以加速度a1沿斜面勻加速下滑,如圖3甲。在滑塊A上放一物體B,物體B始終與A保持相對(duì)靜止,以加速度a2沿斜面勻加速下滑,如圖乙。在滑塊A上施加一豎直向下的恒力F,滑塊A以加速度a3沿斜面勻加速下滑,如圖丙。則()圖3Aa1a2a3 Ba1a2<a3Ca1<a2a3 Da1<a2<a3解析題圖甲中的加速度為a1,則有mgsin mgcos ma1,解得a1gsin gcos 。題圖乙中的加速度為a2,則有(mm)gsin (mm)gcos (mm)a2,解得a2gsin gcos 。題圖丙中的加速度為a3,設(shè)Fmg,則有(mm)gsin (mm)gcos ma3,解得a3。故a1a2a3,故B正確。答案B6.豎直懸掛的輕彈簧下連接一個(gè)小球,用手托起小球,使彈簧處于壓縮狀態(tài),如圖4所示。則迅速放手后()圖4A小球開始向下做勻加速運(yùn)動(dòng)B彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)小球速度達(dá)到最大C彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)小球加速度等于gD小球運(yùn)動(dòng)過程中最大加速度大于g解析迅速放手后,小球受到重力、彈簧向下的彈力作用,向下做加速運(yùn)動(dòng),彈力將減小,小球的加速度也減小,小球做變加速運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí),小球只受重力,加速度為g,故C正確;彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)后,小球繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng),開始時(shí)重力大于彈力,小球加速度向下,做加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)重力等于彈力時(shí)加速度為零,速度最大,故B錯(cuò)誤;剛放手時(shí),小球所受的合力大于重力,加速度大于g,故D正確。答案CD7如圖5是汽車運(yùn)送圓柱形工件的示意圖,圖中P、Q、N是固定在車體上的壓力傳感器,假設(shè)圓柱形工件表面光滑,汽車靜止不動(dòng)時(shí)Q傳感器示數(shù)為零,P、N傳感器示數(shù)不為零。當(dāng)汽車向左勻加速啟動(dòng)過程中,P傳感器示數(shù)為零而Q、N傳感器示數(shù)不為零。已知sin 150.26,cos 150.97,tan 150.27,g10 m/s2。則汽車向左勻加速啟動(dòng)的加速度可能為()圖5A2.5 m/s2 B3 m/s2C2 m/s2 D4 m/s2解析當(dāng)汽車向左勻加速啟動(dòng)過程中,P傳感器示數(shù)為零而Q,N傳感器示數(shù)不為零,受力分析如圖所示,則FQmgFNcos 15,F(xiàn)合FNsin 15ma。解得atan 150.27100.270.272.72.7。故可能的為B、D選項(xiàng)。答案BD8(2016浙江十二校聯(lián)考)如圖6所示,在動(dòng)摩擦因數(shù)0.2的水平面上,質(zhì)量m2 kg的物塊與水平輕彈簧相連,物塊在與水平方向成45角的拉力F作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)水平面對(duì)物塊的彈力恰好為零。g取10 m/s2,以下說法正確的是()圖6A此時(shí)輕彈簧的彈力大小為20 NB當(dāng)撤去拉力F的瞬間,物塊的加速度大小為8 m/s2,方向向左C若剪斷彈簧,則剪斷的瞬間物塊的加速度大小為8 m/s2,方向向右D若剪斷彈簧,則剪斷的瞬間物塊的加速度為0解析物塊在重力、拉力F和彈簧的彈力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),由平衡條件得F彈Fcos ,mgFsin ,聯(lián)立解得彈簧的彈力F彈20 N,選項(xiàng)A正確;撤去拉力F的瞬間,由牛頓第二定律得F彈mgma1,解得a18 m/s2,方向向左,選項(xiàng)B正確;剪斷彈簧的瞬間,彈簧的彈力消失,則Fcos ma2,解得a210 m/s2,方向向右,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。答案AB9.如圖7所示,一傾角37的足夠長(zhǎng)斜面固定在水平地面上。當(dāng)t0時(shí),滑塊以初速度v010 m/s沿斜面向上運(yùn)動(dòng)。已知滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5,g10 m/s2,sin 370.6,cos 370.8,下列說法正確的是()圖7A滑塊一直做勻變速直線運(yùn)動(dòng)Bt1 s時(shí),滑塊速度減為零,然后在斜面上向下運(yùn)動(dòng)Ct2 s時(shí),滑塊恰好又回到出發(fā)點(diǎn)Dt3 s時(shí),滑塊的速度大小為4 m/s解析設(shè)滑塊上滑時(shí)的加速度大小為a1,由牛頓第二定律可得mgsin mgcos ma1,解得a110 m/s2,上滑時(shí)間t11 s,上滑的距離x1v0t15 m,因tan ,mgsin mgcos ,滑塊上滑到速度為零后,向下運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B正確;設(shè)滑塊下滑時(shí)的加速度大小為a2,由牛頓第二定律可得mgsin mgcos ma2,解得a22 m/s2,經(jīng)1 s,滑塊下滑的距離x2a2t1 m5 m,滑塊未回到出發(fā)點(diǎn),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;因上滑和下滑過程中的加速度不同,故滑塊全程不是勻變速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;t3 s時(shí),滑塊沿斜面向下運(yùn)動(dòng),此時(shí)的速度va2(3 s1 s)4 m/s,選項(xiàng)D正確。答案BD二、非選擇題10(2016海南單科,13)水平地面上有質(zhì)量分別為m和4m的物塊A和B,兩者與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為。細(xì)繩的一端固定,另一端跨過輕質(zhì)動(dòng)滑輪與A相連,動(dòng)滑輪與B相連,如圖8所示。初始時(shí),繩處于水平拉直狀態(tài)。若物塊A在水平向右的恒力F作用下向右移動(dòng)了距離s,重力加速度大小為g。求:圖8(1)物塊B克服摩擦力所做的功;(2)物塊A、B的加速度大小。解析(1)物塊A移動(dòng)了距離s,則物塊B移動(dòng)的距離為s1 s物塊B受到的摩擦力大小為f4mg物塊B克服摩擦力所做的功為Wfs12mgs(2)設(shè)物塊A、B的加速度大小分別為aA、aB,繩中的張力為T,由牛頓第二定律得:FmgTmaA,2T4mg4maB由A和B的位移關(guān)系得:aA2aB聯(lián)立得aA,aB。答案(1)2mgs(2)11(2017河南洛陽聯(lián)考)有一個(gè)冰上推木箱的游戲節(jié)目,規(guī)則是:選手們從起點(diǎn)開始用力推木箱一段時(shí)間后,放手讓木箱向前滑動(dòng),若木箱最后停在桌上有效區(qū)域內(nèi),視為成功;若木箱最后未停在桌上有效區(qū)域內(nèi)就視為失敗。其簡(jiǎn)化模型如圖9所示,AC是長(zhǎng)度為L(zhǎng)17 m的水平冰面,選手們可將木箱放在A點(diǎn),從A點(diǎn)開始用一恒定不變的水平推力推木箱,BC為有效區(qū)域。已知BC長(zhǎng)度L21 m,木箱的質(zhì)量m50 kg,木箱與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1。某選手作用在木箱上的水平推力F200 N,木箱沿AC做直線運(yùn)動(dòng),若木箱可視為質(zhì)點(diǎn),g取10 m/s2。那么該選手要想游戲獲得成功,試求:圖9(1)推力作用在木箱上時(shí)的加速度大小;(2)推力作用在木箱上的時(shí)間滿足的條件。解析(1)設(shè)推力作用在木箱上時(shí),木箱的加速度為a,根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得Fmgma1解得a13 m/s2。(2)設(shè)撤去推力后,木箱的加速度大小為a2,根據(jù)牛頓第二定律得mgma2解得a21 m/s2。設(shè)推力作用在木箱上的時(shí)間為t,此時(shí)間內(nèi)木箱的位移為x1a1t2撤去力F后木箱繼續(xù)滑行的距離為x2要使木箱停在有效區(qū)域內(nèi),須滿足L1L2x1x2L1解得1 st s。答案(1)3 m/s2(2)1 st s12如圖10所示,半徑為R的圓筒內(nèi)壁光滑,在筒內(nèi)放有兩個(gè)半徑為r的光滑圓球P和Q,且R1.5r。在圓球Q與圓筒內(nèi)壁接觸點(diǎn)A處安裝有壓力傳感器。當(dāng)用水平推力推動(dòng)圓筒在水平地面上以v05 m/s 的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),壓力傳感器顯示壓力為25 N;某時(shí)刻撤去推力F,之后圓筒在水平地面上滑行的距離為x m。已知圓筒的質(zhì)量與圓球的質(zhì)量相等,取g10 m/s2。求:圖10(1)水平推力F的大小;(2)撤去推力后傳感器的示數(shù)。解析(1)系統(tǒng)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),圓球Q受三個(gè)力作用如圖所示,其中傳感器示數(shù)F125 N。設(shè)P、Q球心連線與水平方向成角,則cos 則圓球重力mgF1tan 由式解得60,mg25 N當(dāng)撤去推力F后,設(shè)系統(tǒng)滑行的加速度大小為a,則v2ax系統(tǒng)水平方向受到滑動(dòng)摩擦力,由牛頓第二定律得MgMa系統(tǒng)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)FMg其中Mg3mg,由解得a m/s2,F(xiàn)75 N(2)撤去推力后,對(duì)球Q,由牛頓第二定律得FAma解得FA0,即此時(shí)傳感器示數(shù)為0答案(1)75 N(2)0