第2讲牛顿第二定律的实验及基本应用练解析版2022年高考一轮复习讲练测新高考江苏.pdf

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1、第2讲牛顿第二定律的实验及基本应用（练）一、单选题1.(2020 江苏南京市高三开学考试）物体的运动情况或所受合外力的情况如图所示，四幅图的图线都是直线，从图中可以判断这四个质量一定的物体的某些运动特征下列说法正确的是OI OI二。二A.甲物体受到不为零且恒定的合外力B.乙物体受到的合外力越来越大C.丙物体受到的合外力为零D.丁物体的加速度越来越大【答案】D【解析】甲图中物体做匀速直线，处千平衡状念，此时所受合力为零，A错误；乙图中物体做匀加速直线运动，加速度恒定，根据牛顿第一定律，所受合外力恒定，B错误；丙图中加速度恒定，同样所受合包力恒定个变，C错误：丁图中，根据牛顿第二定仲，F=ma,所

2、受合外力越来越大，因此加速度越来越大，D正确2.(2020 江苏高三专题练习）质谥为Ill的木箱在粗糙水平地面上，当用水平推力F作用千物体上时，物体产生的加速度为a,若作用力变为2F,而方向不变，则木箱产生的加速度a,C)A.等千a【答案】D【解析】B.等于2aC.小千2a,大于aD.大于2a当水平拉力变为2F时，物体所受的滑动摩擦力大小没有变化，设物体所受的滑动摩擦力大小为Ff当拉力变为2F时物体的加速度为a，根据牛顿第一定律得解得F-Fr=ma;2F-F1=ma F a=2a+:.L 2a m 故选D。g 3.(2020 南通西藏民族中学高三期中）质亚为Ill的一物体，用细线挂在电梯的天花

3、板上。当电梯以一的3 加速度竖直加速下降时，细线对物体的拉力大小为（)4 A.-:;:mg 3【答案】C【解析】对物体做受力分析可知，物体受到竖直向上的拉力和竖自向下的重力，根据牛顿第二定伴有B.mg g m 2-3 c 1 D.-mg 3 Ing-R=Ina 代入数据有片2mg 3 故选C。4.如图所示，光滑水平面上放置质橄分别为IJl、2m和3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为T。现用水平拉力F拉其中一个质谥为3/n的木块，使三个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是（)m j,2m 3m A.质晕为2/n的木块受到四个力的作用B.当

4、F逐渐增大到T时，轻绳刚好被拉断C.当F逐渐增大到1.5T时，轻绳还不会被拉断2 D.轻绳刚要被拉断时，质量为n和2In的木块间的摩擦力为T3【答案】C【解析】A.对质址为2n的木块受力分析可知，受重力、地面对木块的支持丿J、质址为III的木块的压力和摩擦丿J轻绳对木块的拉力共5个力，A钻误；BC.由轻绳能承受的最大拉力T,有T=3ma 解得由整体可知B错误，C正确；D.丿贡旦国和2n的木块间的摩擦力D错误。故选C。T a=3m T F=6n/a=6mX=2T 3m T T R=/lla=nlx=-3m 3 5.(2021 江苏高三专题练习）如图所示，一个质堂为lll的均匀光滑球放在倾角为0的

5、固定斜面上，并被斜面上一挡板档住，处千静止状态。已知重力加速度为g,设球对挡板的压力大小为R。球对斜面的压力大小压，则（)A.Fi=n1.弈；inB B.片，昭cosB C.F;:F;=sin 0:1【答案】C【解析】D.撤去挡板瞬间球的加速度为gtan0 A.球对拦板的压力E大小为F;=mg tan 0,A错误；mg B.球对斜面的压力几大小为F2一,B错误；cos0 C.二力的比值为C正确；D.撤去挡板瞬间球的加速度为mg F;:F2=mg tan 0:=sin 0:1 cos0 mgsin0=ma 解得a=gsin0,D错误。故选C。FI 1-/F斗一一一一一一一一一一心mg 6.(20

6、20 宜兴市官林中学高三月考）如图所示，光滑水平面上，AB两物体用轻弹簧连接在一起，A、B的质量分别为m,、llh,在拉力F作用下，AB共同做匀加速直线运动，加速度大小为a,某时刻突然撤去拉力F,此瞬时A和B的加速度大小为a1和a2，则（，“产“”“”、丿A.Cii=0,a2=0 C.Cli=m a,m+m【答案】D【解析】生m2 a m1+m B.Cli=a,D.a,=a,生m a n+m2 ml a2=a m ABCD.突然撤去拉力瞬间，物体A受力悄况不变，因此物体A的加速度a1=a,山牛顿第二定律可得信m1a撤去拉力后，物块B在水平方向只受弹簧弹力的作用，巾牛顿第二定律可得坏m2a2联立

7、可得m a2=a m2 ABC错误，D正确；故选D。7.(2020 江苏省木渎高级中学高三月考）质臣为fl/的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支待力的大小用R表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是（)s。A.0飞时间内，C.t2飞时间内，【答案】D【解析】:.:.lt3 t v增大，氏mgv增大，凡/llgB.矿t2时间内，D.t2 t3时间内，v减小，凡lllgv减小，凡n，gA.由千s-t图像的斜率表示速度，可知在ot1时间内速度增加，即乘客的加速度向下，处千失重状态，则F,n/g，选项A错误；B在t广t2时间内速度不变，即乘客的匀速

8、下降，则F=lllg，选项B错误；CD.在矿矶讨间内速度减小，即乘客的减速下降，超重，则八lllg，选项C错误，D正确；故选D。8.(2020 江苏省前黄高级中学高三月考）下图是某同学站在压力传感器上做下蹲起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为压力，横坐标为时间以外，还可以得到以下信息由图线可知，该同学的体重约为650N,除此三。三）A.ls时人处在下蹲的最低点B.2s时人处千下蹲静止状态c.该同学做了2次下蹲起立的动作D.下蹲过程中人始终处于失篮状态【答案】B【解析】人在下蹈的过程中，先加速向下运动，此时加速度方向向下，故人处千失重状态，最后人静止，故下半段是人减速向下的过程

9、，此时加速度方向向十，人处十超重状态，故下蹲过程中先是失重后超痲，选项D错误；在ls时人的失重圾大，即向下的加速度最大，故此时人并没有静止，它不是下蹈的最低点，选项A错误；2s时人经历失币和超币两个过程，故此时处于下蹲挣止状态，选项B正确；该同学在前2s时是下踌过程，后2s是起立的过程，所以共做了1次下蹲起立的动作，选项C错误9.(2020 无锡市市北高级中学高三月考）汽车紧急刹车后，停止运动的车轮在水平地面上滑动直至停止，在地面上留下的痕迹称为刹车线。由刹车线的长短可知汽车刹车前的速度。已知汽车轮胎与地面之间的动摩擦因数为0.80，测得刹车线长25m。汽车在刹车前的瞬间的速度大小为（重力加速

10、度g取10mls2)()A.10 mis【答案】B【分析】B.20 mis c.30 mis D.40 mis 分析刹车后汽车的合外力，进而求得加速度；再根据匀变速运动规律，由位移求得速度。运动学问题，一般先根据物体受力，利用牛顿第二定律求得加速度，然后再山运动学规律求解相关位移、速度等问题。【解析】刹车后汽车的合外力为摩擦丿Jf=mg 加速度f a=g=8m/s2 m 又有刹车线长25川，故可由匀变速直线运动规律得到汽车在刹年前的瞬间的速度大小v尽气m/s=20m/s故/CD错误，B正确。故选B。10.(2020 江苏省滨海中学高三期中）将一质记为Ill的小球靠近墙面整直向上抛出，图甲是向上

11、运动小球的频闪照片，图乙是下降时的频闪照片，0是运动的最高点，甲乙两次闪光频率相同，重力加速度为g,假设小球所受的阻力大小不变，则可估算小球受到的阻力大小约为（)甲乙A.nlg g m l一3B C.上，ng10 1 D.-:mg 2【答案】D【解析】设每块砖的厚度是d,向上运动上运动时：9d-3d=af0 向下运动时：3cf-d=a I fl 联欢0得：a 3=-al 根据牛顿第二定律，向上运动时：川矿f=na)向下运动时：mg-f=Ina 联立得：f 1=-mg 2 故选D。11.(2020 江苏高考真题）中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力芷。某运送防疫物资的班列

12、由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为()A.F lgF-20.B F C.F 19 D.20【答案）C【解析】根据题意可知第2节车厢对第3节乍厢的牵引力为F，因为每节年厢质昼相等，阻力相同，故第2节对第3节车湘根据牛顿第二定律有F-38f=38ma 设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为片，则根据牛顿第二定律有E-2f=2ma 联立解得FF=I 19 o 故选C。二、多选题12.(2020 江苏盐城市盐城中学高三月考）质扯为m=60kg的同学，双手抓

13、住单杠做引体向上，他的重心的速率随时间变化的图像如图所示取g=lOm/s2,由图像可知()A.t=O.5s时他的加速度约为0.3m/s2 B.t=O.4s时他处千超重状态V,40 30 20 10。cms1 05 1.0 1.5 C.t=l.ls时他受到单杠的作用力的大小是620ND.t=l.5s时他处千失重状态【答案】ABD【解析】A.根据速度图象的斜率表示加速度可知，t=O.5s时，他的加速度Av a=0.3m/s2 At 故A正确；2.0 t/s B.仁0.4s时他向卜加速运动，加速度方向竖直向上，他处十超重状态，故B正确；C.t-=l.ls时他的加速度为零，他受到的单杠的作用力刚好等千

14、重力600N,故C钻误；D.产1.5s时他向上做减速运动，加速度力向向下，他处丁失币状态，故D正确。故选ABD。三、实验题13.(2020 江苏泰州市泰州中学高三月考）某同学使用如图甲装置测谥木板和物块（底面平整，上有凹槽）间的动胀擦因数，已知当地篮力加速度为g。实验步骤：电磁打点计时器纸带甲O调整木板处千水平状态，物块凹槽内放置两个砫码保证物块和祛码的总质矗远大千小吊盘和重物质谥之和按住小车挂上带有适当重物的小 吊盘，测出小吊盘和重物总质揽lll接通打点计时器电源释放小车获得带有点迹的纸带改变小吊盘中重物质矗重复步骤选纸带上消晰的部分每5个间隔标注一个计数点，测量位移，如图乙，求出与不同皿相

15、对应的加速度a以lll为纵坐标，a为横坐标，在坐标纸上作nra关系图线，如图丙，测得斜率为k,纵轴截距为b细线凸物块A B c D E I I-一纸带I 复写纸cm 甲乙,n。a 丙完成下列填空：(1)某次实验中测得的纸带如图乙所示，则小车加速度a=m/s2（计算结果保留三位有数字）。(2)假设最大静摩擦力等千滑动摩擦力，根据图像丙斜率和截距可得木板和物块间的动摩擦因数=。（用题中所给的字母表示）b kg【答案】1.01【解析】(1)1相邻计数点的时间间隔T=5x0.02s=0.1s根据逐差法求解加速度XcE-XAC _ 21.60-8.79-8.79 a=xl0-2m/s2=1.0lm/s2

16、 4x0.1(2)2据题意知，绳子拉力近似等千小吊盘和重物的总重力；设物块和祛码的总质兑为M,由牛顿第二定律得mg-Mg=Ma 变形得M m=a+M g 故图像斜率k M=g 纵轴截距b=M 解得b=kg 14.(2020 南京市大厂高级中学高三开学考试）小明在课本上查到“木木的动摩擦因数为0.3,打算对这个数据进行检验，设计了以下实验：沙桶0 l 2 3 4 5 6 t.t.t.t.t.t.f 5.04.5.42.5.80.6.19.6.57.6.96（单位：cm)(1)如图所示，将质楹为M的待测木块放在水平放置的长木板上，通过跨过滑轮的细绳与沙桶相连，增加沙桶中沙的质忙，直到轻推木块，木块

17、恰能做匀速直线运动，若此时沙桶及沙的总质忧为ll，则动摩擦因数=。(2)由千找不到天平，小明进行了如下实验步骤：取下沙桶，在木板上固定打点计时器，将纸带一端系在木块上，并穿过打点计时器；将木板不带滑轮的一端垫高，直到轻推木块，木块能做匀速直线运动；挂上沙桶（沙桶及沙的总质量保待不变），接通电源，待打点稳定后释放木块，得到如图纸带（相邻两计数点间还有1个点未画出）。已知打点计时器的频率为50Hz,根据纸带数据，可求得木块运动的加速度a=mis飞（保留2位有效数字）。(3)若当地的重力加速度大小为9.8m/s2,则可求得=（保留2位有效数字）。【答案】m M【解析】2.4 0.32(1)l.由题意

18、可知，物块匀速运动时满足mg=Mg 即m-M=l，卜(2)2根据&=aT2解得心X03_(6.96+6.57+6.19-5.80-5.42-5.04)xl0-2 a=m/s2=2.4m/s2 9T2 9x0.042(3)3.山牛顿第二定律mg=(M+m)a 义mg=Mg 联立解得=0.32 四、解答题15.(2020 江苏）某人在一超市购物，通过下坡通道时，不小心将购物车松开，购物车由静止升始沿通道下滑，经过0.5s的反应时间后，该人开始匀加速追购物车，且人的最大速度为6m/s,则再经过2s,该人追上购物车。已知通道可看作斜面，倾角为37,购物车与通道之间的摩擦力等千购物车对通道压力的一，2

19、则人在加速过程中的加速度大小约为多少？（整个运动过程中空气阻力忽略不计，重力加速度g取lOm/s气sin37=0.6,cos37=0.8)【答案】3.13m/s2【解析】对小车受力分析知。N=mgcos37 mgsin37-f=ma N 1-2 _ f 联立以上式子，加速度a=21n/s2 则l l x午 at2=x2x(2+0.5)2=6.25m 2 2 设人的加速度为a，加速到6m/s时间为t，则t=-;-,V 团.解得a V 2 XE=+v(tt/),.t)=x车2a(62 6 五6x(2-)=6.25m 18 a=m/s2=3.13rn/s2 16.(2020 江苏南通市海门市第一中学

20、高三期中）江苏省公安厅交警总队组织沿江8市交警部门组建了无人机执法小分队，今年国庆期间，利用无人机灵活机动的特点，进行低空巡查和悬停抓拍交通违法行为。如图所示，为一架小型四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，无人机连同装备的质量为nl=2kg，其动力系统所能提供的最大作用力为8=36N，运动过程中所受空气阻力大小恒为f才凡取g=lOm/s2o(1)无人机在地面上从静止开始，以最大作用力竖直向上起飞，到达离地高度为h=l2m的位置所需要的时间t为多少？(2)无人机现由悬停抓拍改做低空巡查，从静止开始以a=3m/si的加速度沿水平线做匀加速直线运动，求在此过程中其动力系统所提供的作用

21、力片的大小和方向。（方向可用角度的正切值表示）【答案】Cl)2s;(2)F;=IOJ钰，方向与水平夹arctan2度角斜向上【解析】(l)无人机竖宜向上做匀加速直线运动，由牛顿第二定仲得：F合mg-f=ma 代入得：a-=6mis飞巾运动学公式得：2 t a 1-2 _ h 代入得：t=2s(2)无人机沿水平方向做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得：F,-f=ma 在贤直方向处于力平衡为：FY=mg 且F2卢代人得动力系统所提供的作用力为：E10钰又有F Lana=i=2 F X 则压的方向与水平灾arctan2度角斜向卜17.(2020 江苏苏州市崇真中学高三月考）如图所示，一质品庐0.4

22、kg的小物块，以v。=2m/s的初速度，在与斜面平行的拉力作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t=2s的时间物块由A点运动到B点，A、B之$间的距离L=lOm。已知斜面倾角0=30.，物块与斜面之间的动摩擦因数=。重力加速度g取10m/s2o3 求：(1)物块到达B点时速度的大小，物块加速度的大小；(2)拉力F的大小；(3)到B点处撤去F，物块还能向上滑行多远？【答案】(1)8ml s;3m/s飞(2)5.2t;(3)3.2m【解析】(1)根据带入数据可得解得物块到达B点时速度(2)由牛顿第二定忭解得(3)撤去F后的加速度解得还能上滑的距离1 L=V。tat22 1 10=2 X 2+a X 2

23、2 2 年3m/s2VB=V。+at=2+3 x 2m/s=8m/s F-mg sin 0-mg cos 0=ma F=5.2N mgsin 0+mgcos0=ma a=10m/s2 寸82x=m=3.2m 2a 2xl0 18.(2021 浙江高考真题）如图所示，质晕 庐2kg的滑块以v。=16m/s的初速度沿倾角0=37的斜面上滑，经t=2s滑行到最高点。然后，滑块返回到出发点。已知sin37=0.6,cos37=0.8,求滑块(1)最大位移值X;(2)与斜面间的动摩擦因数；(3)从最高点返回到出发点的过程中重力的平均功率P。【答案】(1)16m;(2)0.25;(3)67.9V【解析】(

24、1)小车向上做匀减速直线运动，有t Vo_2=x 得x=l6m(2)加速度Av al=8m/s2 t 上滑过程mg sin 0+mgcos0 a1=g sin 0+g cos 0 m 得=0.25(3)下滑过程mgsinO-mgcosO 生gsin 0-gcos0=4m/s2 m 由运动学公式v/芦82m/s=l 1.3m/s 重力的平均功率P=m奸cos(90-0)=482,W=67.9W 19.(2020浙江高考真题）一个无风晴朗的冬日，小明乘坐游戏滑雪车从静止开始沿斜直雪道匀变速下滑，滑行54m后进入水平雪道，继续滑行40.5m后匀减速到零。已知小明和滑雪车的总质鼓为60kg,整个滑行过

25、程用时10.5s,斜直雪道倾角为37(sin37=0.6)。求小明和滑雪车：(1)滑行过程中的最大速度vm的大小；(2)在斜直雪道上滑行的时间t口(3)在斜直雪道上受到的平均阻力E的大小。上水平雪道啥令戎【答案】(1)Vm=18m/s;(2)t,=6s;(3)F;.=180N。【解析】(1)小明和滑雷车在斜面上滑行时做初速度为0的匀加速的直线运动，在水平上滑行时，做术速度为0的-X VA+V 匀减速直线运动，由平均速度公式v=可得滑行分析运动过程可知：t 2 斗t1,X 2=.t2 2 2 则整个过程有：x1+x2 _ 54m+40.Sm.!.=2=9m/s 2 t1+t2 10.Ss 解得：

26、vm=18m/s(2)在斜白雪道七滑行过程中由X1凶叮，可得，滑行的时间：2 2x.2x54m ti=6s 18m/s(3)根据匀变逑直线运动速度时间关系式v=v。+at可得小ll）和滑雪午在斜直古道上的加速度：V a=3m/s2 t I 由牛顿第二运动定律：mg sin 37-F;-=ma 解得：Fr=180N 20.如图所示，质蜇相等的物块A和B叠放在水平地面上，左边缘对齐A与B、B与地面间的动摩擦因数均为先敲击A,A立即获得水平向右的初速度，在B上滑动距离L后停下接着敲击B,B立即获得水平向右的初速度，A、B都向右运动，左边缘再次对齐时恰好相对静止，此后两者一起运动至停下最大静摩擦力等于

27、滑动摩擦力，重力加速度为g.求：(1)A被敲击后获得的初速度大小VA;(2)在左边缘再次对齐的前、后，B运动加速度的大小as、au勹(3)B被敲击后获得的初速度大小v化B【答案】(1)VA=百页；(2)a俨3 g,ai/=g;(3)v8=2喜了互【解析】(1)由牛顿运动定律知，A加速度的大小a.Fg匀变速宜线运动2aAL=v广解得VA=.2页汇(2)设A、B的质岱均为川对齐前，B所受合外力大小F=3l/lg巾牛顿运动定律F=n/a/I，得a尸3g对齐后，A、B所受合外力大小F1=2n/g 由牛顿运动定律F=2n/aII，得a/=g(3)经过时间t,A、B达到共同速度v,位移分别为环XII,A加速度的大小等丁al则尸aAt,v=v11-a11t l 2 l 2 xA=-;:aAr,x8=v8t-;:a社2 2 且x厂Xl=L解得VB=2喜页互