专题11 牛顿第二定律（练）-2019年高考物理一轮复习讲练测 9页

‎ ‎ 第11讲 牛顿第二定律——练 ‎1．一个质量为20kg的物体静止在倾角为30°的固定坡面上（足够长），现对其施加一个沿斜面向上、大小为300N的推力后，物体以4m/s2的加速度沿斜面向上运动，正确的是（　　）‎ A． 物体处于失重状态 B． 物体受到滑动摩擦力，大小为280N C． 若撤去推力，由于惯性，物体还要沿斜面加速一段时间，再减速 D． 若撤去推力，物体的加速度大小为11m/s2‎ ‎【答案】 D 点睛：本题考查了牛顿第二定律的应用，分析清楚物块的运动过程是解题的前提，应用牛顿第二定律即可解题；注意力和加速度之间对应的关系，即力发生了改变时加速度也立即改变。‎ ‎2．如图所示，质量分别为m1、m2的A、B两小球分别连在弹簧两端，B小球用细绳固定在倾角为30°的光滑斜面上，若不计弹簧质量，在细绳被剪断的瞬间，A、B两小球的加速度分别为（　　）‎ A． 都等于 B． 0和 C． 和0 D． 和0‎ ‎【答案】 B ‎【解析】在剪断绳子之前，A处于平衡状态，所以弹簧的拉力等于A的重力沿斜面的分力相等．在剪断上端的绳子的瞬间，绳子上的拉力立即减为零，而弹簧的伸长量没有来得及发生改变，故弹力不变仍为A的 点晴：在剪断上端的绳子的瞬间，绳子上的拉力立即减为零，而弹簧的伸长量没有来得及发生改变，故弹力不变，再分别对A、B两个小球运用牛顿第二定律，即可求得加速度。‎ ‎3．如图所示，AD、BD、CD都是光滑的直角斜面，斜面固定在水平地面上，现使一小物体分别从A、B、C点由静止开始下滑到D点，所用时间分别为t1、t2、t3，则(　　)‎ A． t1＞t2＞t3 B． t3＞t2＞t1‎ C． t2＜t1＝t3 D． t2＜t1＞t3‎ ‎【答案】 C ‎【解析】‎ 对小物块，受重力和支持力，将重力沿杆的方向和垂直杆的方向正交分解，根据牛顿第二定律得小物块做初速为零的匀加速直线运动的加速度为a=gcosθ（θ为斜面与竖直方向的夹角）设水平方向直角边长为s，由图中的直角三角形可知，小物块的位移：,根据，解得：，代入角度可知：， ，故C正确，ABD错误。‎ ‎4．（多选）如图所示，质量为4 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上，质量为1 kg的物体B用细线悬挂在天花板上，B与A刚好接触但不挤压，现将细线剪断，则剪断后瞬间，下列结果正确的是（g取10 m/s2）‎ A． A加速度的大小为2.5 m/s2‎ B． B加速度的大小为2 m/s2‎ C． 弹簧的弹力大小为50 N D． A、B间相互作用力的大小为8 N ‎【答案】 BD ‎【解析】‎ 点睛：弹簧的弹力不能突变，以A、B系统为研究对象，由牛顿第二定律求出系统的加速度，然后以B为研究对象，由牛顿第二定律求出A、B间的作用力。‎ ‎5．如图，水平地面上的矩形箱子内有一倾角为θ的固定斜面，斜面上放一质量为m的光滑球．静止时，箱子顶部与球接触但无压力．箱子由静止开始向右做匀加速运动，然后改做加速度大小为a的匀减速运动直至静止，经过的总路程为s，运动过程中的最大速度为v.‎ ‎(1)求箱子加速阶段的加速度大小a′.‎ ‎(2)若a>gtan θ，求减速阶段球受到箱子左壁和顶部的作用力．‎ ‎【答案】 （1） （2）0；‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）设加速度为a′，由匀变速直线运动的公式： ‎ 得：‎ ‎1．如图所示，一劲度系数为k的轻质弹簧，上端固定，下端连一质量为m的物块A，A放在质量也为m的托盘B上，以N表示B对A的作用力，x表示弹簧的伸长量。初始时，在竖直向上的力F作用下系统静止，且弹簧处于自然状态（x=0）。现改变力F的大小，使B以的加速度匀加速向下运动（g为重力加速度，空气阻力不计），此过程中N或F随x变化的图象正确的是 A． B． ‎ C． D． ‎ ‎【答案】 D ‎【解析】‎ 弹簧的弹力减小到mg/2时，物块和托盘间的压力为零，在此之前，二者之间的压力由开始运动时的mg/2线性减小到零，力F由开始时的mg线性减小到mg/2；此后托盘与物块分离，力F保持mg/2不变，故BC对；‎ ‎2．倾角为θ＝45°、外表面光滑的楔形滑块M放在水平面AB上，滑块M的顶端O处固定一细线，细线的另一端拴一小球，已知小球的质量为m＝ kg，当滑块M以a＝2g的加速度向右运动时，则细线拉力的大小为（取g＝10 m/s2）‎ A． 10 N B． 5 N C． N D． N ‎【答案】 A ‎【解析】‎ 当斜面体以a=2g的加速度向左运动时，对小球受力分析如图2，由于a=2g＞g，所以小球会飘起来，假设F与水平面夹角为θ，根据牛顿第二定律，有：‎ F合=Tcosθ=ma Tsinθ=mg，‎ 解得：T=10N，所以A正确，BCD错误；故选A．‎ 点睛：本题主要是考查了牛顿第二定律的知识；利用牛顿第二定律答题时的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、进行正交分解、在坐标轴上利用牛顿第二定律建立方程进行解答.‎ ‎3．如图，物块a、b和c的质量相同，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O．整个系统处于静止状态．现将细线剪断．将物块a的加速度的大小记为a1 ， S1和S2相对于原长的伸长分别记为△l1和△l2 ， 重力加速度大小为g．在剪断的瞬间，（   ）‎ A． a1=3g B． a1=0 C． △l1=2△l2 D． △l1=△l2‎ ‎【答案】 AC ‎【解析】‎ 解：A、B、对a、b、c分别受力分析如图，‎ 对a，绳断后合力为F合=F1+mg=3mg=maa，aa=3g方向竖直向下；故A正确，B错误．‎ C、D、当绳断后，b与c受力不变，则F1=k△l1，；同时：F=k△l2，所以：．联立得△l1=2△l2：故C正确，D错误．‎ 故选：AC．‎ ‎【点评】考查了牛顿第二定律的瞬时性的应用，重点区分绳和弹簧弹力的特点，注意加速度与受力的瞬时对应关系．‎ ‎4．（多选）放置于固定斜面上的物块，在平行于斜面向上的拉力F作用下，沿斜面向上做直线运动。拉力F和物块速度v随时间t变化的图象如图，则(　　)‎ A． 第1s内物块受到的合外力为0.5N B． 物块的质量为11kg C． 第1s内拉力F的功率逐渐增大 D． 前3s内物块机械能先增大后不变 ‎【答案】 AC ‎【解析】‎ 点睛：本题的关键先由v-t图象确定运动情况，然后求解出加速度，再根据牛顿第二定律和平衡条件列方程求解物体的质量和斜面的倾角．‎ ‎5．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，制动坡床视为水平面夹角为θ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低端，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 θ=1，sin θ=0.1，g=10 m/s2。求：‎ ‎（1）货物在车厢内滑动时货车加速度的大小和方向；‎ ‎（2）制动坡床的长度。‎ ‎【答案】 （1） 斜面向下（2）98m ‎【解析】‎ 考点：牛顿第二定律的综合应用 ‎【名师点睛】解题的关键是将实际问题模型化，本题模型是斜面上的小滑块和平板．易错点是求货车的加速度时容易漏掉货物对货车向前的摩擦力，求坡的长度时容易忽略货车的长度。‎ ‎1．如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标I卷）‎ ‎【答案】 A ‎【解析】本题考查牛顿运动定律、匀变速直线运动规律、力随位移变化的图线及其相关的知识点。‎ 由牛顿运动定律，F-mg+F弹=ma，F弹=k(x0-x),kx0=mg，联立解得F=ma+ kx，对比题给的四个图象，可能正确的是A。‎ ‎【点睛】牛顿运动定律是高中物理主干知识，匀变速直线运动规律贯穿高中物理。‎ ‎2．【2016·上海卷】如图，顶端固定着小球的直杆固定在小车上，当小车向右做匀加速运动时，球所受合外力的方向沿图中的 A．OA方向 B．OB方向 C．OC方向 D．OD方向 ‎【答案】D ‎【考点定位】牛顿第二定律、整体法和隔离法 ‎【方法技巧】本题通过整体法和隔离法可以判断出做匀变速直线运动的物体局部加速度和整体加速度相同。‎ ‎ ‎