【全优课堂】2016高考物理总复习 第3章 第2课时 牛顿第二定律 两类动力学问题课时作业（含解析）.doc

‎【全优课堂】2016高考物理总复习 第3章 第2课时 牛顿第二定律 两类动力学问题课时作业 一、单项选择题 ‎1．(2015·信宜调研)质量相等的甲、乙两物体从离地面相同高度同时由静止开始下落，由于两物体的形状不同，运动中受到的空气阻力不同，将释放时刻作为t＝0时刻，两物体的速度图象如图1所示．则下列判断正确的是(　　)‎ 图1‎ A．t0时刻之前，甲物体受到的空气阻力总是大于乙物体受到的空气阻力 B．t0时刻之前，甲物体受到的空气阻力总是小于乙物体受到的空气阻力 C．t0时刻甲乙两物体到达同一高度 D．t0时刻之前甲下落的高度小于乙物体下落的高度 ‎【答案】D ‎【解析】由牛顿第二定律可得物体下落的加速度 a＝＝g－ 从图象上的斜率可知甲的加速度不变，说明其受阻力不变，乙的加速度一直减小，说明其受阻力一直增大，比较两图象的斜率，乙的斜率先大于甲，后小于甲，中间某一时刻二者的斜率相等，说明甲物体所受阻力开始大于乙，后小于乙，中间某一时刻相等，因此A、B选项均错．t0时刻二者速度相等，从图像上图线所围面积推断乙下落的位移大，因此C错D对．‎ ‎2．质量为‎0.3 kg的物体在水平面上运动，图2中两直线分别表示物体受水平拉力和不受水平拉力时的速度—时间图象，则下列说法正确的是(　　)‎ 6‎ 图2‎ A．物体所受摩擦力一定等于0.1 N B．水平拉力一定等于0.1 N C．物体不受水平拉力时的速度—时间图象一定是a D．物体不受水平拉力时的速度—时间图象一定是b ‎【答案】B ‎【解析】由速度—时间图象知，a、b图线表示物体做匀减速运动．加速度大小设为aa、ab，则aa＝ m/s2＝ m/s2，ab＝ m/s2＝ m/s2.拉力的情形可能有两种：若拉力和摩擦力与速度方向相反，则f＝maa，F＋f＝mab，此时F＝f＝0.3× N＝0.1 N，此情况，a表示没有受拉力时的情况，b表示受拉力时的情况；若拉力方向与速度方向相同，则f＝mab，f－F＝maa，此时f＝0.3× N＝0.2 N，F＝0.1 N，这时，a表示受拉力时的情况，b表示没有受拉力时的情况，故选B.‎ ‎3．如图3所示，静止在光滑水平面上的物体A，一端靠着处于自然状态的弹簧．现对物体作用一水平恒力，在弹簧被压缩到最短的过程中，物体的速度和加速度的变化情况是(　　)‎ 图3‎ A．速度增大，加速度增大 B．速度增大，加速度减小 C．速度先增大后减小，加速度先增大后减小 D．速度先增大后减小，加速度先减小后增大 ‎【答案】D ‎【解析】物体在水平方向上受向左的推力F、弹簧向右的弹力kx，起初合力方向向左、大小为F合＝F－kx，随着x的增大，合力越来越小，由牛顿第二定律可知，加速度越来越小，因加速度与速度同向，故速度越来越大；当弹簧的弹力kx增大到与F相等时，合力为零，加速度为零，速度最大；由于惯性，物体继续向左运动，弹簧向右的弹力大于F，合力方向向右、大小F合＝kx－F，随着x的增大，合力越来越大，加速度越来越大，因加速度与速度反向，故速度越来越小．故选D.‎ ‎4．(2013·揭阳一模)物体甲、乙原来静止于光滑水平面上，从t＝0时刻开始，甲沿水平面做直线运动，速度随时间变化如图4所示；乙受到如图5所示的水平拉力作用．则在0～4‎ 6‎ ‎ s的时间内(　　)‎ A．甲物体所受合力不断变化 B．甲物体的速度不断减小 C．2 s末乙物体改变运动方向 D．2 s末乙物体速度达到最大 ‎【答案】D ‎【解析】本题考查图象问题及力和运动的关系，意在考查考生对于图象及力和运动的关系问题的分析理解能力．‎ 由题图4可知，甲物体所受的合力恒定，速度先减小后反向增大，所以A、B错；由题图5可知，2 s末乙物体受力方向开始改变，速度刚好达到最大，运动方向并未改变，故C错、D对．‎ ‎5．(2013·海南)一质点受多个力的作用，处于静止状态．现使其中一个力的大小逐渐减小到零，再沿原方向逐渐恢复到原来的大小．在此过程中，其他力保持不变，则质点的加速度大小a和速度大小v的变化情况是(　　)‎ A．a和v都始终增大 B．a和v都先增大后减小 C．a先增大后减小，v始终增大 D．a和v都先减小后增大 ‎【答案】C ‎【解析】本题考查了牛顿第二定律的应用．难度中等．质点受多个力作用而处于平衡状态，则其中任意一个力与其他各个力的合力等大反向，现使其中一个力的大小逐渐减小到零的过程中，质点受到的合力不断增大且合力方向与这个力的方向相反，质点做加速度不断增大的变加速运动，当这个力减小为零时，质点的加速度达到最大值；当这个力又沿原方向逐渐恢复的过程，质点受到的合力不断减小，质点开始做加速度不断减小的变加速运动，当这个力恢复到原来大小时，质点受到的合外力为零，加速度减小到零，质点的速度达到最大值，C正确．‎ 判断物体加速或减速的依据不是看物体加速度的变化，而是看物体速度与加速度的方向关系，若加速度与速度同向，则物体做加速运动，若加速度与物体速度方向反向，则物体做减速运动．‎ 二、双项选择题 ‎6．如图6所示，匀速上升的升降机顶部悬有一轻质弹簧，弹簧下端挂有一小球．若升降机突然停止上升，在地面上的观察者看来，小球在继续上升的过程中(　　)‎ 6‎ 图6‎ A．速度逐渐减小 B．速度先增大后减小 C．加速度逐渐增大 D．加速度逐渐减小 ‎【答案】AC ‎【解析】匀速上升时，弹簧对小球的拉力等于重力，当升降机突然停止上升时，由于惯性小球将继续上升，弹簧对物体的拉力将逐渐减小(若弹簧压缩则其对小球施加向下的弹力且逐渐增大)，合力方向向下、大小逐渐增大，由牛顿第二定律可知，小球的加速度将逐渐增大，但因加速度与速度方向相反，故小球的速度逐渐减小．A、C正确．‎ ‎7．如图7甲所示，在粗糙水平面上，物块A在水平向右的外力F的作用下做直线运动，其速度—时间图象如图7乙所示，下列判断正确的是(　　)‎ 甲　　　　　　　　　　乙 图7‎ A．在0～1 s内，外力F不断增大 B．在1～3 s内，外力F的大小恒定 C．在3～4 s内，外力F不断减小 D．在3～4 s内，外力F的大小恒定 ‎【答案】BC ‎【解析】在0～1 s内，物块做匀加速直线运动，外力F恒定，故A错．在1～3 s内，物块做匀速运动，外力F也恒定，B对．在3～4 s内，物体做加速度增大的减速运动，所以外力F不断减小，C对、D错．故正确选项为B、C．‎ ‎8.如图8所示，质量为m2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m1的物体1，与物体1相连接的绳与竖直方向保持θ角不变，则(　　)‎ 6‎ 图8‎ A．车厢的加速度为gtan θ B．绳对物体1的拉力为 C．底板对物体2的支持力为(m2－m1)g D．物体2所受底板的摩擦力为m2gsin θ ‎【答案】AB ‎【解析】[如图，对m1受力分析可得：m1gtan θ＝m‎1a，a＝gtan θ，绳子拉力F＝.对m2受力分析可得：支持力FN＝m‎2g－，摩擦力f＝m‎2a＝m2gtan θ，所以选A、B.‎ 三、非选择题 ‎9．(2015·广东调研)有一种大型游戏机叫“跳楼机”(如图所示)，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面‎40 m高处，然后由静止释放．可以认为座椅沿轨道做自由落体运动2 s后，开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动，且下落到离地面‎4 m高处时速度刚好减小到零。然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落，将游客送回地面．取g＝‎10 m/s2，求：‎ ‎(1)座椅在自由下落结束时刻的速度是多大？‎ ‎(2)座椅在匀减速阶段的时间是多少？‎ ‎(3)在匀减速阶段，座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍？‎ ‎【答案】(1)20 m/s　(2)1.6 s　(3)2.25‎ ‎【解析】(1)设座椅在自由下落结束时刻的速度为v.‎ 由v＝gt1，得v＝20 m/s.‎ ‎(2)设座椅自由下落和匀减速运动的总高度为h，总时间为t.‎ 则h＝40 m－4 m＝36 m 6‎ 由h＝t，得t＝3.6 s 设座椅匀减速运动的时间为t2，则 t2＝t－t1＝1.6 s.‎ ‎(3)设座椅匀减速阶段的加速度大小为a，座椅对游客的作用力大小为F.‎ 由v＝at2，得a＝12.5 m/s2‎ 由牛顿第二定律得：F－mg＝ma 所以＝2.25.‎ ‎10．如图9所示，一轻绳上端系在车的左上角的A点，另一轻绳一端系在车左端B点，B点在A点正下方，A、B距离为b，两轻绳另一端在C点相结并系一质量为m的小球，轻绳AC长度为b，轻绳BC长度为b.两轻绳能够承受的最大拉力均为2mg.问：‎ 图9‎ ‎(1)轻绳BC刚好被拉直时，车的加速度是多大？(要求画出受力图)‎ ‎(2)在不拉断轻绳的前提下，求车向左运动的最大加速度是多大？(要求画出受力图)‎ ‎【答案】见解析 ‎【解析】(1)轻绳BC刚好被拉直时，小球受力如图甲所示 因为AB＝BC＝b，AC＝b 故轻绳BC与AB垂直，cos θ＝ θ＝45°‎ 由牛顿第二定律，得mgtan θ＝ma 可得a＝g.‎ ‎(2)小车向左的加速度增大，轻绳AC、BC方向不变，‎ 所以轻绳AC拉力不变，为mg，当BC轻绳拉力最大时，小车向左的加速度最大，小球受力如图乙所示．‎ 由牛顿第二定律得 FTm＋mgtan θ＝mam 因这时FTm＝2mg，所以最大加速度为 am＝‎3g.‎ 6‎