2020版高考物理一輪復習 分層規(guī)范快練8 牛頓第二定律的應用 新人教版.doc

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分層規(guī)范快練(八)　牛頓第二定律的應用 [雙基過關(guān)練] 1．在交通事故的分析中，剎車線的長度是很重要的依據(jù)，剎車線是汽車剎車后，停止轉(zhuǎn)動的輪胎在地面上發(fā)生滑動時留下的痕跡．在某次交通事故中，汽車的剎車線長度是14 m，假設(shè)汽車輪胎與地面間的動摩擦因數(shù)恒為0.7，g取10 m/s2，則汽車剎車前的速度為(　　) A．7 m/s　 B．14 m/s C．10 m/s D．20 m/s 解析：設(shè)汽車剎車后滑動的加速度大小為a，由牛頓第二定律得：μmg＝ma，解得：a＝μg.由v＝2ax，可得汽車剎車前的速度為：v0＝＝＝ m/s＝14 m/s，因此B正確． 答案：B 2．水平面上一質(zhì)量為m的物體在水平恒力F作用下，從靜止開始做勻加速直線運動，經(jīng)時間t后撤去外力，又經(jīng)時間3t物體停下，則物體受到的阻力為(　　) A. B. C. D. 解析：對物體由牛頓第二定律，力F作用時有F－Ff＝ma1，v＝a1t；撤去力F后有Ff＝ma2，v＝a23t.聯(lián)立以上四式得Ff＝，故B正確． 答案：B 3．如圖所示，光滑細桿BC、DC和AC構(gòu)成矩形ABCD的兩鄰邊和對角線，AC：BC：DC＝5：4：3，AC桿豎直，各桿上分別套有一質(zhì)點小球a、b、d，a、b、d三小球的質(zhì)量比為1：2：3，現(xiàn)讓三小球同時從各桿的頂點由靜止釋放，不計空氣阻力，則a、b、d三小球在各桿上滑行的時間之比為(　　) A．1：1：1 B．5：4：3 C．5：8：9 D．1：2：3 解析：因為ABCD是矩形，所以A、B、C、D四個點一定在同一個圓周上，又因為AC桿豎直，且AC：BC：DC＝5：4：3，由等時圓模型可知ta＝tb＝td，故選項A正確． 答案：A 4．[2019廣東珠海模擬]質(zhì)量為1 t的汽車在平直公路上以10 m/s的速度勻速行駛，阻力大小不變．從某時刻開始，汽車牽引力減少2 000 N，那么從該時刻起經(jīng)過6 s，汽車行駛的路程是(　　) A．50 m B．42 m C．25 m D．24 m 解析：汽車勻速運動時F牽＝Ff，當牽引力減小2 000 N時，即汽車所受合力的大小為F＝2 000 N① 由牛頓第二定律得F＝ma② 聯(lián)立①②得a＝2 m/s2 汽車減速到停止所需時間t＝＝5 s 汽車行駛的路程x＝vt＝25 m 答案：C 5．[2019日照一模] 如圖所示，斜面A固定于水平地面上，在t＝0時刻，滑塊B以初速度v0自斜面底端沖上斜面，t＝t0時刻到達最高點．取沿斜面向上為正方向，下列表示滑塊在斜面上整個運動過程中速度v隨時間t變化的圖象中，肯定錯誤的是(　　) 解析：若斜面是光滑的，則滑塊在上滑和下滑的過程中加速度大小、方向均不變，A可能正確．若斜面不光滑且滑塊所受的最大靜摩擦力大于重力沿斜面向下的分力，則滑塊沿斜面減速上升到最高點后會靜止在斜面上，B可能正確．若斜面不光滑且滑塊所受的最大靜摩擦力小于重力沿斜面向下的分力，則滑塊沿斜面減速上升到最高點后會反向加速，且滑塊沿斜面下滑的加速度一定小于沿斜面上滑的加速度，C肯定錯誤，D可能正確． 答案：C 6．如圖所示，在傾角為θ的固定斜面上放置一木板，木板上端固定一個彈簧(彈簧的質(zhì)量可忽略不計)，彈簧下端連接一小球，在沿斜面向上的外力F0作用下，小球與木板以大小為a的加速度沿斜面向上加速運動．某一時刻撤去外力，此時小球與木板的瞬時加速度的大小分別為a1、a2.已知小球和木板的質(zhì)量相同，不計一切摩擦，重力加速度取g.則(　　) A．a(chǎn)1＝a，a2＝a B．a(chǎn)1＝gsinθ，a2＝2gsinθ C．a(chǎn)1＝a，a2＝gsinθ＋a D．a(chǎn)1＝a，a2＝2gsinθ＋a 解析：撤去外力的瞬間，彈簧的彈力不變，所以小球的加速度不變，仍然是a；設(shè)此時彈簧的彈力大小為F，則對小球應用牛頓第二定律有F－mgsinθ＝ma，對木板有mgsinθ＋F＝ma2，聯(lián)立求解得a2＝2gsinθ＋a，D正確． 答案：D 7．[2019領(lǐng)航高考沖刺卷]如圖1所示，“滑滑梯”是小朋友喜愛的游戲活動．“滑滑梯”裝置可用圖2表示，斜面AB傾角θ＝37，AD＝2.4 m，C點處有墻壁．小朋友(視為質(zhì)點)從A點開始靜止下滑，到達B點的速度大小為4 m/s.假定小朋友與AB、BC面的動摩擦因數(shù)相等，在B點平滑過渡(不損失機械能)，sin37＝0.6，cos37＝0.8.求： (1)在滑行過程中，AB面和BC面對小朋友的支持力大小之比； (2)小朋友與AB面的動摩擦因數(shù)； (3)為了防止小朋友在C點撞墻，B、C間距離的最小值． 解析：(1)在AB面上，F(xiàn)N1＝mgcosθ 在BC面上，F(xiàn)N2＝mg AB面和BC面對小朋友的支持力大小之比， ＝＝0.8 (2)小朋友在AB面上的加速度大小為a1 又因為xAB＝＝4 m 所以a1＝＝2 m/s2 由牛頓第二定律得 ma1＝mgsinθ－μmgcosθ 得μ＝0.5 (3)小朋友在BC面上的加速度大小a2＝μg＝5 m/s2 剛好不撞上C點，設(shè)BC的長度為xBC 得xBC＝＝1.6 m BC的長度至少為1.6 m 答案：(1)0.8　(2)0.5　(3)1.6 m [技能提升練] 8．[2017寧德質(zhì)檢]如圖所示，質(zhì)量為0.2 kg的物體A靜止在豎直的輕彈簧上，質(zhì)量為0.6 kg的物體B由細線懸掛在天花板上，B與A剛好接觸但不擠壓，現(xiàn)突然將細線剪斷，則剪斷后瞬間A、B間的作用力大小為(g取10 m/s2)(　　) A．0.5 N B．2.5 N C．0 N D．1.5 N 解析：剪斷細線前，A、B間無壓力，則彈簧的彈力F＝mAg＝0.210＝2 N，剪斷細線的瞬間，對整體分析，整體加速度：a＝＝＝7.5 m/s2，隔離對B分析：mBg－N＝mBa，解得N＝mBg－mBa＝0.610 N－0.67.5 N＝1.5 N．故選D項． 答案：D 9．如圖所示，水平桌面由粗糙程度不同的AB、BC兩部分組成，且AB＝BC，小物塊P(可視為質(zhì)點)以某一初速度從A點滑上桌面，最后恰好停在C點，已知物塊經(jīng)過AB與BC兩部分的時間之比為1：4，則物塊P與桌面上AB、BC部分之間的動摩擦因數(shù)μ1、μ2之比為(P物塊在AB、BC上所做的運動均可看作勻變速直線運動)(　　) A．1：1 B．1：4 C．4：1 D．8：1 解析：由牛頓第二定律可知，小物塊P在AB段減速的加速度大小a1＝μ1g，在BC段減速的加速度大小a2＝μ2g，設(shè)小物塊在AB段運動時間為t，則可得vB＝μ2g4t，v0＝μ1gt＋μ2g4t，由xAB＝t，xBC＝4t，xAB＝xBC可求得μ1＝8μ2，故D正確． 答案：D 10. (多選)在粗糙的水平地面上有一質(zhì)量為2 kg的小物塊，在水平拉力作用下從t＝0時開始做初速度為零的直線運動，t＝6 s時撤去拉力，其速度隨時間變化的圖象如圖所示．若重力加速度g取10 m/s2，則下列說法正確的是(　　) A．物塊與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2 B．0～2 s內(nèi)，物塊所受的拉力大小為4 N C．0～8 s內(nèi)，物塊離出發(fā)點最遠為6 m D．0～8 s內(nèi)，物塊的平均速度大小為1 m/s 解析：第6 s后只有摩擦力，即μmg＝ma，其中a＝2 m/s2，解得動摩擦因數(shù)為0.2，故A正確；0～2 s內(nèi)，根據(jù)F1－μmg＝ma1，其中a1＝2 m/s2，得F1＝8 N，故B錯誤；在0～8 s內(nèi)，物塊先向正方向運動了6 m，即為圖線在t軸上方與t軸所圍的面積，然后又向負方向運動了14 m，即為圖線在t軸下方與t軸所圍的面積，所以離出發(fā)點最遠應為8 m，故C錯誤；物塊的平均速度大小為位移大小與時間的比值，即＝1 m/s，故D正確． 答案：AD 11．[2018天津卷，10]我國自行研制、具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代大型噴氣 式客機C919首飛成功后，拉開了全面試驗試飛的新征程．假設(shè)飛機在水平跑道上的滑跑是初速度為零的勻加速直線運動，當位移x＝1.6103 m時才能達到起飛所要求的速度v＝80 m/s.已知飛機質(zhì)量m＝7.0104 kg，滑跑時受到的阻力為自身重力的0.1倍，重力加速度取g＝10 m/s2.求飛機滑跑過程中 (1)加速度a的大小． (2)牽引力的平均功率P. 解析：(1)飛機滑跑過程中做初速度為零的勻加速直線運動，有v2＝2ax① 代入數(shù)據(jù)解得a＝2 m/s2② (2)設(shè)飛機滑跑受到的阻力為F阻，依題意有 F阻＝0.1mg③ 設(shè)發(fā)動機的牽引力為F，根據(jù)牛頓第二定律有 F－F阻＝ma④ 設(shè)飛機滑跑過程中的平均速度為，有 ＝⑤ 在滑跑階段，牽引力的平均功率 P＝F⑥ 聯(lián)立②③④⑤⑥式得 P＝8.4106 W⑦ 答案：(1)2 m/s2　(2)8.4106 W