屆高中物理二輪復習熱門題型專練專題.牛頓第二定律動力學兩類問題含分析屆高中物理二輪復習熱門題型專練專題.牛頓第二定律動力學兩類問題含分析PAGE屆高中物理二輪復習熱門題型專練專題.牛頓第二定律動力學兩類問題含分析專題3.2牛頓第二定律動力學兩類問題1．放在水平面上的一物體質量為45kg，現(xiàn)用90N的水平推力推該物體，此時物體的加速度為1.6m/s2.當物體運動后，撤掉水平推力，此時該物體的加速度大小為()A．0.4m/s2 B．1.6m/s2C．2m/s2 D．2.4m/s2【答案】A2．質量為m的木箱置于水平面上，水平推力F即可使木箱做勻速直線運動．現(xiàn)保持F的大小不變，方向改為與水平方向成60°斜向上拉木箱，還可以使其做勻速直線運動，以下列圖．則木箱與水平面間的動摩擦因數(shù)為()A.eq\f(\r(3),2) B.eq\f(1,2)C.eq\f(\r(3),3) D.eq\r(3)【分析】用水平推力F即可使物體做勻速直線運動，知摩擦力f＝F＝μmg①當改用與水平方向成θ角的斜向上的拉力F去拉物體，則有：Fcos60°＝f′②f′＝μ(mg－Fsin60°)③聯(lián)立①②③解得：μ＝eq\f(\r(3),3)應選C.【答案】C3．如圖，水平川面上質量為m的物體，與地面的動摩擦因數(shù)為μ，在恒力F的作用下沿水平川面做加速度為a的勻加速直線運動，運動過程輕質彈簧沒有高出彈性限度，則()A．物體受5個力作用B．彈簧的彈力為(μg＋a)mC．物體的加速度a＝eq\f(F,π)D．彈簧的彈力小于物體所受合外力【答案】B4．(多項選擇)以下列圖，一木塊在圓滑水平面上受一恒力F作用，前面固定一足夠長的彈簧，則當木塊接觸彈簧后()A．木塊馬上做減速運動B．木塊在一段時間內速度仍可增大C．當F等于彈簧彈力時，木塊速度最大D．彈簧壓縮量最大時，木塊加速度為零【分析】當木塊接觸彈簧后，水平方向碰到向右的恒力F和彈簧水平向左的彈力．彈簧的彈力先小于恒力F，后大于恒力F，木塊所受的合力方向先向右后向左，則木塊先做加速運動，后做減速運動，當彈力大小等于恒力F時，木塊的速度為最大值．當彈簧壓縮量最大時，彈力大于恒力F，合力向左，加速度大于零，故B、C正確，A、D錯誤．應選BC.【答案】BC5．以下列圖，帶支架的平板小車沿水平面向左做直線運動，小球A用細線懸掛于支架前端，質量為m的物塊B向來相對于小車靜止地擺放在右端．B與小車平板間的動摩擦因數(shù)為μ.若某過程中觀察到細線偏離豎直方向θ角，則此刻小車對物塊B產(chǎn)生的作用力的大小和方向為()A．mg，豎直向上B．mgeq\r(1＋μ2)，斜向左上方C．mgtanθ，水平向右D．mgeq\r(1＋tan2θ)，斜向右上方【分析】以A為研究對象，分析受力如圖，【答案】D6．以下列圖，A、B兩小球分別連在彈簧兩端，B端用細線固定在傾角為30°的圓滑斜面上．A、B兩小球的質量分別為mA、mB，重力加速度為g，若不計彈簧質量，在線被剪斷剎時，A、B兩球的加速度分別為()A．都等于0 B．g和0C.eq\f(mA＋mB,2)g和0 D．0和eq\f(mA＋mB,2mB)g【分析】對A球分析，開始處于靜止，則彈簧的彈力F＝mAgsin30°，剪斷細線的剎時，彈簧的彈力不變，對A，所受的合力為零，則A的加速度為0，對B，依照牛頓第二定律得，aB＝eq\f(F＋mBgsin30°,mB)＝eq\f(mAgsin30°＋mBgsin30°,mB)＝eq\f(mA＋mB,2mB)g.應選D.12．設雨點下落過程中碰到的空氣阻力與雨點(可看作球形)的橫截面積S成正比，與下落速度v的二次方成正比，即f＝kSv2，其中k為比率常數(shù)，且雨點最后都做勻速運動。已知球的體積公式為V＝eq\f(4,3)πr3(r為半徑)。若兩個雨點的半徑之比為1∶2，則這兩個雨點的落地速度之比為()A．1∶eq\r(2)B．1∶2C．1∶4D．1∶8答案A分析當雨點做勻速直線運動時，重力與阻力相等，即f＝mg，故k×πr2×v2＝ρ×eq\f(4,3)πr3g，即v2＝eq\f(4\a\vs4\al(ρ)rg,3k)，由于兩個雨點的半徑之比為1∶2，則落地速度之比為1∶eq\r(2)，A正確。13.以下列圖，一質量為m的正方體物塊置于風洞內的水平面上，其一面與風速垂直，當風速為v0時恰好能推動該物塊。已知風對物塊的推力F正比于Sv2，其中v為風速、S為物塊迎風面積。當風速變?yōu)?v0時，恰好能推動用同一資料做成的另一正方體物塊，則該物塊的質量為()A．64mB．32mC．8mD．4m答案A14．(多項選擇)以下列圖，完好相同的磁鐵A、B分別位于鐵質車廂豎直面和水平面上，A、B與車廂間的動摩擦因數(shù)均為μ，小車靜止時，A恰好不下滑?，F(xiàn)使小車加速運動，為保證A、B無滑動，則()A．速度可能向左，加速度可小于μgB．加速度必然向右，不能夠高出(1＋μ)gC．加速度必然向左，不能夠高出μgD．加速度必然向左，不能夠高出(1＋μ)g答案AD15．將質量為m的圓環(huán)套在固定的水平直桿上，環(huán)的直徑略大于桿的截面直徑，環(huán)與桿間的動摩擦因數(shù)為μ，對環(huán)施加一位于豎直平面內斜向上且與桿夾角為θ的拉力F，使圓環(huán)以加速度a沿桿運動，則F的大小不能能是()A.eq\f(ma＋\a\vs4\al(μ)mg,cosθ＋μsinθ) B.eq\f(ma－\a\vs4\al(μ)mg,cosθ－μsinθ)C.eq\f(ma,sinθ) D.eq\f(mg,sinθ)答案C分析對環(huán)受力分析，受重力、拉力、彈力和摩擦力。其中彈力可能向上，也可能向下，也可能等于0。(1)若環(huán)碰到的彈力為0，則：Fcosθ＝ma，F(xiàn)sinθ＝mg解得F＝eq\f(mg,sinθ)或F＝eq\f(ma,cosθ)。(2)若環(huán)碰到的彈力的方向向上，則：Fcosθ－μ(mg－Fsinθ)＝ma所以F＝eq\f(ma＋\a\vs4\al(μ)mg,cosθ＋μsinθ)。(3)若環(huán)碰到的彈力的方向向下，則：Fcosθ－μ(Fsinθ－mg)＝ma所以F＝eq\f(ma－\a\vs4\al(μ)mg,cosθ－μsinθ)。所以A、B、D可能，C不能能。16.以下列圖，圓滑水平面上放置質量分別為m和2m的四個木塊A、B、C、D，其中A、C兩木塊間用一不能伸長的輕繩相連，木塊間的最大靜摩擦力是μmg。現(xiàn)用水平拉力F拉D木塊，使四個木塊以同一加速度運動，則A、C輕繩的最大拉力為()A.eq\f(3μmg,5)B.eq\f(3μmg,2)C.eq\f(3μmg,4)D．3μmg答案C17．將一輕質彈簧豎直立在水平面上，當在其上端放上托盤Q時，平衡時彈簧縮短了3cm；當將一個物塊P輕輕放在托盤中，待系統(tǒng)平衡后，彈簧又縮短了2cm；若是此時在P上施加一個豎直向下的力F，待系統(tǒng)再次平衡后，彈簧又縮短了2cm，以下列圖。若在此時突然撤去力F，則(彈簧向來處于彈性限度內，重力加速度為g)()A．剛撤去力F剎時，物塊P的加速度大小為0.4gB．剛撤去力F剎時，物塊P的加速度大小為0.8gC．撤去力F后，物塊P、Q共同向上運動5cm后分別D．撤去力F后，物塊P、Q共同向上運動7cm后分別答案A分析當在其上端放上托盤Q時，平衡時彈簧縮短了3cm，則m1g＝kx1，當將一個物塊P輕輕放在托盤中，待系統(tǒng)平衡后，彈簧又縮短了2cm，此時m1g＋m2g＝k(x1＋x2)，撤去F后，k(x1＋x2＋x3)－(m1g＋m2g)＝(m1＋m2)a；聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得a＝0.4g，故A正確，B錯誤；由于在物塊P上施加力F從前，彈簧已經(jīng)壓縮了5cm，撤去力后，P與Q和彈簧組成的系統(tǒng)是一個彈簧振子系統(tǒng)，其振幅大小等于再次的壓縮量，即2cm，所以PQ向上運動的最大位移是4cm，PQ不能能會分別，故C、D錯誤。18．以下列圖，在圓滑水平面上，放置著A、B兩個物體。A、B緊靠在一起，其質量分別為mA＝3kg，mB＝6kg，推力FA作用于A上，拉力FB作用于B上，F(xiàn)A、FB大小均隨時間而變化，其規(guī)律為FA＝(12－2t)N，F(xiàn)B＝(6＋2t)N。問從t＝0開始，到A、B相互走開為止，A、B的共同位移是多少。答案9m19．靜止在水平面上的A、B兩個物體經(jīng)過一根拉直的輕繩相連，以下列圖，輕繩長L＝1m，承受的最大拉力為8N，A的質量m1＝2kg，B的質量m2＝8kg，A、B與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，現(xiàn)用一逐漸增大的水平力作用在B上，使A、B向右運動，當F增大到某一值時，輕繩恰好被拉斷(取g＝10m/s2)。(1)求繩剛被拉斷時F的大?。?2)若繩剛被拉斷時，A、B的速度為2m/s，保持此時的F大小不變，當A的速度恰好減小為0時，A、B間的距離為多少？答案(1)40N(2)3.5m(2)設繩斷后，A的加速度為a1，B的加速度為a2，則a1＝eq\f(μm1g,m1)＝2m/s2a2＝eq\f(F－μm2g,m2)＝3m/s2A停下來的時間為t，則t＝eq\f(v,a1)＝1sA的位移為x1，則x1＝eq\f(v2,2a1)＝1mB的位移為x2，則x2＝vt＋eq\f(1,2)a2t2＝3.5mA剛靜止時，A、B間距離為Δx＝x2＋L－x1＝3.5m?！敬鸢浮?1)5s(2)14.3m(3)斜面長度L＞10m，則Lb＝10m時速度最大；若斜面長度L≤10m，則斜面最低點速度最大．27．有一個冰上推木箱的游戲節(jié)目，規(guī)則是：選手們從起點開始用力推木箱一段時間后，放手讓木箱向前滑動，若木箱最后停在桌上有效地域內，視為成功；若木箱最后未停在桌上有效地域內就視為失敗。其簡化模型如圖9所示，AC是長度為L1＝7m的水平冰面，選手們可將木箱放在A點，從A點開始用一恒定不變的水平推力推木箱，BC為有效地域。已知BC長度L2＝1m，木箱的質量m＝50kg，木箱與冰面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1。某選手作用在木箱上的水平推力F＝200N，木箱沿AC做直線運動，若木箱可視為質點，g取10m/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的加速度大小； (2)推力作用在木箱上的時間滿足的條件。 分析(1)設推力作用在木箱上時，木箱的加速度為a，依照牛頓運動定律得F－μmg＝ma1