(最新资料)2020届高考物理一轮复习讲练测专题3.2牛顿第二定律及其应用(精练)【含答案】.pdf

专题 3.2 牛顿第二定律及其应用1（江苏省南京市一中2019 届期中）将一小球竖直向上抛出，取向上为正方向设小球在抛出点的重力势能为零，小球所受空气阻力大小恒定则上升过程中，小球的加速度a、速度 v、机械能E、动能 Ek与小球离抛出点高度h 的关系错误的是()ABCD【答案】B【解析】根据牛顿第二定律，则-mg-f=ma，解得，则选项A正确；根据v2=v02-2gh可知，选项 B 错误；根据能量关系：E=E0-fh 可知，选项 C 正确；根据动能定理：可知，选项D 正确；此题选择不正确的选项，故选B.2（上海市虹口区2019 届期末）在粗糙的水平面上，物体在水平推力F 作用下由静止开始作匀加速直线运动，一段时间后，将F逐渐减小，在F逐渐减小到零的过程中，速度v 和加速度a 的变化情况是（）A v 减小，a减小B v 增大，a 减小C v 先减小后增大，a 先增大后减小D v 先增大后减小，a先减小后增大【答案】D【解析】物体在水平推力作用下由静止开始作匀加速直线运动，物体水平方向受到推力和滑动摩擦力，水平推力从开始减小到与滑动摩擦力大小相等的过程中，物体受到推力大于摩擦力，做加速运动，合力减小，加速度减小，物体做加速度减小的加速运动；此后推力继续减小，推力小于滑动摩擦力，合力与速度方向相反，做减速运动，合力反向增大，加速度反向增大，物体做加速度增大的减速运动；所以物体速度先增大后减小，加速度先减小后增大，故选项D 正确，A、B、C 错误。3（宁夏银川市六盘山高级中学2019 届期末）一个质量为2 kg 的物体，放在光滑水平面上，在水平面内 3 个共点力作用下处于平衡状态现同时撤去大小分别为8 N 和 12 N 的两个力，其余的力保持不变，关于此后该物体运动的说法正确的是（）A一定做匀变速直线运动，加速度大小可能是5 m/s2B一定做匀变速运动，加速度大小可能等于重力加速度的大小C可能做匀减速直线运动，加速度大小是1.5 m/s2D可能做匀速圆周运动，向心加速度大小是6 m/s2【答案】B【解析】由平衡条件得知,余下力的合力与撤去的两个力的合力大小相等、方向相反,则撤去大小分别为 8N 和 12N 的两个力后,物体的合力大小范围为4N?F合?20N,物体的加速度范围为：2m/s2?a?10m/s2；若物体原来做匀速直线运动，撤去的两个力的合力方向与速度方向不在同一直线上时，物体做匀变速曲线运动，加速度大小可能是5m/s2，故 A 错误；撤去两个力后，一定做匀变速运动，加速度大小可能等于重力加速度的大小，故B 正确；若物体原来做匀速直线运动，撤去的两个力的合力方向与速度方向相同时，物体做匀减速直线运动，加速度大小最小可能是2m/s2，不可能为 1.5 m/s2，故 C 错误；撤去两个力后，物体受到的合力恒定，不可能做匀速圆周运动，故D 错误。4（湖北省宜昌市2019 届高三模拟）如图所示，轻弹簧左端固定，右端连结一物块(可以看作质点)，物块静止于粗糙的水平地面上，弹簧处于原长。现用一个水平向右的力F拉动物块，使其向右做匀加速直线运动(整个过程不超过弹簧的弹性限度)。以 x 表示物块离开静止位置的位移，下列表示F和 x 之间关系的图象可能正确的是（）ABCD【答案】B【解析】物块水平方向受向右的拉力F、向左的弹力kx、摩擦力 f，由牛顿第二定律得：F-kx-f=ma；整理得：F=kx+ma+f，物体做匀加速运动，所以ma+f 恒定且不为零，图象是一个不过原点的倾斜直线，故 ACD 错误，B 正确。故选B。5（四川省广元市2019 届高三统考）如图所示为用绞车拖物块的示意图拴接物块的细线被缠绕在轮轴上，轮轴逆时针转动从而拖动物块已知轮轴的半径R0.5m，细线始终保持水平；被拖动物块质量 m1kg，与地面间的动摩擦因数为0.5，细线能承受的最大拉力为10N；轮轴的角速度随时间变化的关系是 kt，k 2rad/s2，g 取 10m/s2，以下判断正确的是（）A细线对物块的拉力是5N B当物块的速度增大到某一值后，细线将被拉断C物块做匀速直线运动D物块做匀加速直线运动，加速度大小是1m/s2【答案】D【解析】由牛顿第二定律可得：T-f=ma；地面摩擦阻力f=m g=0.5 1 10=5N；故可得物块受力绳子拉力 T=6Nm乙、甲乙可知 a甲a乙，故 C 错误；因甲、乙位移相同，由v2 2ax 可知，v甲v乙，B 正确；由 x12at2可知，t甲f乙，则 W甲克服W乙克服，D正确7 2016 全国卷 如图 1-，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O 点，另一端与小球相连现将小球从M 点由静止释放，它在下降的过程中经过了N 点已知在M、N 两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，且ONM OMN2.在小球从M 点运动到N 点的过程中()图 1-A弹力对小球先做正功后做负功B有两个时刻小球的加速度等于重力加速度C弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零D小球到达N 点时的动能等于其在M、N 两点的重力势能差【答案】BCD【解析】小球在M 点时弹簧处于压缩状态，在 N 点时弹簧处于伸长状态，则在由M 到 N 过程中有一点弹簧处于原长状态，设该点为B 点，另设小球在A 点时对应的弹簧最短，如图所示从M 点到 A 点，弹簧压缩量变大，弹力做负功，从A 点到 B 点弹簧从压缩逐渐恢复至原长，弹力做正功，从 B 点到 N 点弹簧从原长逐渐伸长，弹力做负功，选项A 错误小球在A 点时，水平方向上弹簧的弹力与杆的弹力相平衡，小球受到的合外力F合 mg，故加速度ag；小球在B 点时，弹簧处于原长，杆对小球没有作用力，小球受到的合外力F合mg，故加速度ag，B 正确在A 点时，弹簧的弹力F弹垂直于杆，小球的速度沿杆向下，则P弹 F弹vcos 0，C 正确从M 点到 N 点，小球与弹簧所组成的系统机械能守恒，则Ek增 Ep减，即 EkN0Ep重MEp重NEp弹MEp弹N，由于在 M、N 两点弹簧弹力大小相同，由胡克定律可知，弹簧形变量相同，则弹性势能Ep弹NEp弹M，故 EkNEp重M Ep重N，D 正确8 2016 全国卷 如图 1-所示，在竖直平面内有由14圆弧 AB 和12圆弧 BC 组成的光滑固定轨道，两者在最低点B 平滑连接 AB 弧的半径为R，BC 弧的半径为R2.一小球在 A 点正上方与A 相距R4处由静止开始自由下落，经A 点沿圆弧轨道运动(1)求小球在B、A 两点的动能之比；(2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到C 点图 1-【解析】(1)设小球的质量为m，小球在A 点的动能为Ek A，由机械能守恒得Ek AmgR4设小球在 B 点的动能为EkB，同理有EkB mg5R4由式得EkBEkA5(2)若小球能沿轨道运动到C 点，小球在C 点所受轨道的正压力N 应满足 N0 设小球在 C 点的速度大小为vC，由牛顿运动定律和向心加速度公式有N mgmv2CR2由式得，vC应满足 mg m2v2CR由机械能守恒有mgR412mv2C由式可知，小球恰好可以沿轨道运动到C 点【答案】(1)5(2)能92016 天津卷 我国将于2022 年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一如图1-所示，质量m 60 kg 的运动员从长直助滑道AB 的 A 处由静止开始以加速度a3.6 m/s2匀加速滑下，到达助滑道末端B 时速度 vB24 m/s，A 与 B 的竖直高度差H48 m为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C 处附近是一段以O 为圆心的圆弧助滑道末端B 与滑道最低点C 的高度差h5 m，运动员在B、C 间运动时阻力做功W 1530 J，g 取 10 m/s2.图 1-(1)求运动员在AB 段下滑时受到阻力Ff的大小；(2)若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6 倍，则 C 点所在圆弧的半径R 至少应为多大？【解析】(1)运动员在 AB 上做初速度为零的匀加速运动，设AB 的长度为x，则有 v2B 2ax由牛顿第二定律有mgHxFfma联立式，代入数据解得Ff144 N(2)设运动员到达C 点时的速度为vC，在由 B 到达 C 的过程中，由动能定理有mghW12mv2C12mv2B设运动员在C 点所受的支持力为FN，由牛顿第二定律有FNmgmv2CR由运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6 倍，联立式，代入数据解得R12.5 m【答案】(1)144 N(2)12.5 m 102016 四川卷 避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如图竖直平面内，制动坡床视为与水平面夹角为 的斜面一辆长12 m 的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为23 m/s 时，车尾位于制动坡床的底端，货物开始在车厢内向车头滑动，当货物在车厢内滑动了4 m 时，车头距制动坡床顶端38 m，再过一段时间，货车停止已知货车质量是货物质量的4 倍，货物与车厢间的动摩擦因数为0.4；货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44 倍货物与货车分别视为小滑块和平板，取cos 1，sin 0.1，g10 m/s2.求：(1)货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向；(2)制动坡床的长度图 1-【解析】(1)设货物的质量为m，货物在车厢内滑动过程中，货物与车厢间的动摩擦因数 0.4，受摩擦力大小为f，加速度大小为a1，则fmgsin ma1f mg cos 联立以上二式并代入数据得a15 m/s2a1的方向沿制动坡床向下(2)设货车的质量为M，车尾位于制动坡床底端时的车速为v23 m/s.货物在车厢内开始滑动到车头距制动坡床顶端s038 m 的过程中，用时为 t，货物相对制动坡床的运动距离为s2.货车受到制动坡床的阻力大小为F，F 是货车和货物总重的k 倍，k0.44，货车长度l012 m，制动坡床的长度为l，则Mgsin FfMa2Fk(mM)gs1vt12a1t2s2vt12a2t2ss1s2ll0s0s2联立并代入数据得l98 m.【答案】(1)5 m/s2，方向沿制动坡床向下(2)98 m 11.多选(2016 江苏高考)如图所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸最终没有滑出桌面。若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过程中()A桌布对鱼缸摩擦力的方向向左B鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等C若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力将增大D若猫减小拉力，鱼缸有可能滑出桌面【答案】BD【解析】鱼缸相对于桌布向左运动，故应受到向右的摩擦力，A 错误；由于鱼缸与桌布、桌面之间的动摩擦因数相等，鱼缸在桌布上运动和在桌面上运动时加速度的大小相等，根据vat，鱼缸在桌布上和在桌面上的滑动时间相等，B 正确；若猫增大拉力，鱼缸与桌布之间的摩擦力仍然为滑动摩擦力，大小不变，C 错误；若猫减小拉力，鱼缸可能随桌布一起运动而滑出桌面，D 正确。