高三物理知识点总复习课时提升作业9.doc

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课时提升作业(八)
牛顿第二定律　两类动力学问题
(45分钟　100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分。多选题已在题号后标出)
1.(2014·宜宾模拟)如图所示,若战机从“辽宁号”航母上起飞滑行的距离相同,牵引力相同。则(　　)

A.携带弹药越多,加速度越大
B.加速度相同,与携带弹药的多少无关
C.携带弹药越多,获得的起飞速度越大
D.携带弹药越多,滑行时间越长
【解析】选D。携带的弹药越多,战机的质量越大,而牵引力相同,根据牛顿第二定律F=ma,所以加速度越小,故A、B错误;再根据v2=2ax知,携带弹药越多,起飞的速度越小,所以C错误;起飞滑行的距离相同,再由x=at2可得加速度越小,时间越长,所以D正确。
2.滑雪运动员由斜坡高速向下滑行时的v-t图像如图乙所示,则由图中AB段曲线可知,运动员在此过程中(　　)

A.所受外力的合力一定不断增大
B.运动轨迹一定是曲线
C.加速度一定减小
D.斜坡对运动员的作用力一定是竖直向上的
【解析】选C。速度图像的斜率表示加速度,由图看出斜率逐渐减小,说明运动员的加速度逐渐减小,C正确;根据牛顿第二定律得知,加速度减小,则运动员所受力的合力不断减小,A错误;速度图像是曲线,但运动员由斜坡高速向下滑行时做的是直线运动,B错误;由斜坡高速向下滑行时,合力沿斜面向下,运动员重力向下,斜坡对运动员的作用力垂直斜面向上,D错误。
3.(2015·株洲模拟)如图所示,一个小孩从滑梯上滑下的运动可看作匀加速直线运动。第一次小孩单独从滑梯上滑下,加速度为a1,第二次小孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下(小狗不与滑梯接触),加速度为a2,则(　　)
A.a1=a2 B.a1<a2
C.a1>a2 D.无法判断
【解析】选A。以滑梯上孩子为研究对象受力分析并
正交分解重力如图所示。
x方向：mgsinα-Ff=ma,
y方向：FN-mgcosα=0,Ff=μFN,
由以上三式得：a=g(sinα-μcosα),
由表达式知,a与质量无关,A对。
【加固训练】如图为某同学自制的加速度计。构造如下：一根轻质细杆的下端固定一个小球,杆的上端与光滑水平轴相连接。杆可在竖直平面内向左右摆动。硬质面板紧靠杆摆动的平面放置,并标有刻度线。其中,刻度线c位于经过O的竖直线上。刻度线b在bO连线上。∠bOc=30°。刻度线d在dO连线上。∠cOd=45°。使用时,若约定加速度计的右侧为汽车前进的方向,速度v=10m/s,g取9.8m/s2,汽车前进时(　　)
A.若细杆稳定地指示在b处,则汽车加速度为4.9m/s2
B.若细杆稳定地指示在d处,则0.5s内汽车速度减小了4.9m/s
C.若细杆稳定地指示在b处,则0.5s内汽车速度增大了4.9m/s
D.若细杆稳定地指示在c处,则5s内汽车前进了100 m
【解析】选B。若细杆稳定地指示在b处,受力分析如图

由牛顿第二定律得mgtan30°=ma,a=m/s2,汽车加速运动,在0.5s内,汽车速度增加量为Δv=aΔt=m/s,故A、C错误;同理,细杆稳定在d处时汽车减速,a=9.8m/s2,在0.5s内汽车速度减小Δv=aΔt=4.9m/s,B正确;当细杆稳定在c处时,汽车匀速运动,在5s内汽车前进距离为x=vt=50m,D错误。
4.(2015·苏州模拟)如图所示,质量相等的三个物块A、B、C,A与天花板之间、B与C之间均用轻弹簧相连,A与B之间用细绳相连,当系统静止后,突然剪断A、B间的细绳,则此瞬间A、B、C的加速度分别为(取向下为正)(　　)
A.-g、2g、0 B.-2g、2g、0
C.0、2g、0 D.-2g、g、g
【解析】选B。设物块的质量均为m,剪断细绳前,对B、C整体进行受力分析,受到总重力和细绳的拉力而平衡,故FT=2mg;再对物块A受力分析,受到重力、细绳拉力和弹簧的拉力;剪断细绳后,重力和弹簧的弹力不变,细绳的拉力减为零,故物块B受到的合力等于2mg,向下,物块A受到的合力为2mg,向上,物块C受到的力不变,合力为零,故物块B有向下的加速度,大小为2g,物块A具有向上的加速度,大小为2g,物块C的加速度为零。故选B。
5.如图所示,在圆锥形内部有三根固定的光滑细杆,A、B、C为圆锥底部同一圆周上的三个点,三杆aA、bB、cC与水平底面的夹角分别为60°、45°、30°。每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出),三个滑环分别从a、b、c处由静止释放(忽略阻力),用t1、t2、t3依次表示各滑环到达A、B、C所用的时间,则(　　)

A.t1>t2>t3 B.t1<t2<t3
C.t1=t3<t2 D.t1=t3>t2
【解题指南】解答本题时应注意以下两点：
(1)物体沿光滑细杆做匀加速直线运动。
(2)细杆的长度可以用底面的半径来表示。
【解析】选D。小环的加速度a=gsinθ,位移s=,根据运动学公式s=at2,则时间t=,将夹角的数值代入得t1=t3>t2,选项D正确。
6.如图所示,水平桌面由粗糙程度不同的AB、BC两部分组成,且AB=BC,小物块P(可视为质点)以某一初速度从A点滑上桌面,最后恰好停在C点,已知物块经过AB与BC两部分的时间之比为1∶4,则物块P与桌面上AB、BC部分之间的动摩擦因数μ1、μ2之比为(P物块在AB、BC上所做的运动均可看作匀变速直线运动)(　　)
A.1∶1　　　 B.1∶4　　　 C.4∶1　　　 D.8∶1
【解析】选D。设AB、BC两部分长度为L,在B点的速度为v,受摩擦力F1=μ1mg、F2=μ2mg,加速度a1=μ1g、a2=μ2g,时间t1=t、t2=4t。逆向研究BC,a2=t2=L,逆向研究AB,vt1+a1=L,解得：μ1∶μ2=8∶1。故选项D正确。
7.(2015·唐山模拟)如图所示,用手提一轻弹簧,弹簧下端挂一金属球。在将整个装置匀加速上提的过程中,手突然停止不动,则在此后一小段时间内(不计空气阻力)(　　)
A.小球立即停止运动
B.小球继续向上做减速运动
C.小球的速度与弹簧的形变量都要减小
D.小球的加速度减小
【解析】选D。手突然停止不动,此后一小段时间内,弹力大于重力,合力向上,小球加速度方向与速度方向相同,因此球做加速运动,随着形变量减小,由a=知,球的加速度减小,选项D正确。
8.(多选)(2015·哈尔滨模拟)一汽车沿直线由静止开始向右运动,汽车的速度和加速度方向始终向右。汽车速度的二次方v2与汽车前进位移x的图像如图所示,则下列说法正确的是(　　)
A.汽车从开始运动到前进x1过程中,汽车受到的合外力越来越大
B.汽车从开始运动到前进x1过程中,汽车受到的合外力越来越小
C.汽车从开始运动到前进x1过程中,汽车的平均速度大于
D.汽车从开始运动到前进x1过程中,汽车的平均速度小于
【解析】选A、D。由v2=2ax可知,若汽车速度的二次方v2与汽车前进位移x的图像为直线,则汽车做匀加速运动。由汽车速度的二次方v2与汽车前进位移x的图像可知,汽车的加速度越来越大,汽车受到的合外力越来越大,选项A正确,B错误;根据汽车做加速度逐渐增大的加速运动,可画出速度图像,根据速度图像可得出,汽车从开始运动到前进x1过程中,汽车的平均速度小于,选项C错误,D正确。
9.如图所示,一条轻质弹簧左端固定,右端系一小物块,物块与水平面各处动摩擦因数相同,弹簧无形变时,物块位于O点。今先后分别把物块拉到P1和P2点由静止释放,物块都能运动到O点左方,设两次运动过程中物块速度最大的位置分别为Q1和Q2点,则Q1与Q2点(　　)

A.都在O点
B.都在O点右方,且Q1离O点近
C.都在O点右方,且Q2离O点近
D.都在O点右方,且Q1、Q2在同一位置
【解析】选D。物块速度最大时,其加速度为零,此时弹簧处于伸长状态,且有kx=μmg,可见,两次速度最大的位置对应的弹簧伸长量相同,即都在O点右方,且在同一位置,D正确。
10.(多选)在光滑的水平面上,用F=6N的恒力,水平作用在质量为2kg的质点上,使其由静止开始运动。试比较经过5s的时间或经过5m的位移时,突然撤去拉力,得到的结论正确的是(　　)
A.撤力时,前种情况的末速度大于后种情况的末速度
B.撤力时,前种情况的末速度小于后种情况的末速度
C.撤力前,前种情况比后种情况滑行的路程长
D.撤力前,前种情况比后种情况滑行的时间长
【解析】选A、C、D。根据牛顿第二定律,撤力前,加速度a==3m/s2,经过5s时间,末速度v1=at=15m/s,位移s1=at2=37.5m,经过5m的位移,末速度=2as2=30(m/s)2,v2<v1,A对,B错。前者位移37.5m,后者位移5m,所以C对。由于加速度相同,前者情况末速度大,所以滑行时间长,D对。
二、计算题(本题共2小题,共30分。需写出规范的解题步骤)
11.(12分)如图为上、下两端相距L=5m、倾角α=30°、始终以v=3m/s的速率顺时针转动的传送带(传送带始终绷紧)。将一物体放在传送带的上端由静止释放滑下,经过t=2s到达下端,重力加速度g取10m/s2。
(1)求传送带与物体间的动摩擦因数。
(2)如果使传送带逆时针转动,速率至少多大时,物体从传送带上端由静止释放能最快到达下端?
【解析】(1)传送带顺时针转动时,物体受重力、支持力和沿传送带斜向上的摩擦力,沿传送带向下匀加速运动,设加速度为a。
由题意得L=at2
解得a=2.5m/s2
由牛顿第二定律得
mgsinα-Ff=ma
又Ff=μmgcosα
故μ=0.29。
(2)如果传送带逆时针转动,要使物体从传送带上端由静止释放能最快到达下端,则需要物体有沿传送带向下的最大加速度即所受摩擦力沿传送带向下,设此时传送带速度为vm,物体加速度为a′。由牛顿第二定律得
mgsinα+Ff=ma′
又=2La′
故vm==8.67m/s。
答案：(1)0.29　(2)8.67m/s
12.(18分)(2014·洛阳模拟)某电视台闯关竞技节目的第一关是雪滑梯,其结构可以简化为如图所示模型。雪滑梯顶点距地面高h=15m,滑梯斜面部分长l=25m,在水平部分距离斜道底端为x0=20m处有一海绵坑。比赛时参赛运动员乘坐一质量为M的雪轮胎从赛道顶端滑下,在水平雪道上翻离雪轮胎滑向海绵坑,运动员停在距离海绵坑1m范围内算过关。已知雪轮胎与雪道间的动摩擦因数μ1=0.3,运动员与雪道间的动摩擦因数μ2=0.8,假设运动员离开雪轮胎的时间不计,运动员落到雪道上时的水平速度不变。g取10m/s2。求质量为m的运动员(可视为质点)在水平雪道上的什么区域离开雪轮胎才能闯关成功。
【解析】设运动员乘坐雪轮胎沿斜面滑动时的加速度为a0,滑到底端时的速度大小为v,有：
(M+m)gsinθ-μ1(M+m)gcosθ=(M+m)a0
v2=2a0l
解得：v=6m/s
设在水平轨道上运动时,运动员乘坐雪轮胎时加速度大小为a1,翻下后加速度大小为a2,由牛顿第二定律得：μ1(M+m)g=(M+m)a1
μ2mg=ma2
设在距离海绵坑x1处翻下时刚好滑到海绵坑边停下,翻下时速度为v1,则有：
v2-=2a1(x0-x1)
=2a2x1
联立解得：x1=6m
设在距离海绵坑x2处翻下时刚好滑到距离海绵坑边1m处停下,翻下时速度为v2,则有：
v2-=2a1(x0-x2)
=2a2(x2-1)
联立解得：x2=7.6m
故运动员应该在距离海绵坑6～7.6 m的区域离开雪轮胎,才能闯关成功。
答案：运动员应该在距离海绵坑6～7.6 m的区域离开雪轮胎
【总结提升】应用牛顿第二定律解题的两种方法
(1)合成法：若物体只受两个力作用而产生加速度时,可利用平行四边形定则求出两个力的合力方向就是加速度的方向,特别是两个力互相垂直或相等时,应用力的合成法比较简单。
(2)正交分解法：当物体受到三个以上的力作用时,常用正交分解法解题。
①分解力：一般将受到的力沿加速度方向和垂直加速度的方向进行分解。
②分解加速度：当物体受到的力互相垂直时,沿这两个互相垂直的方向分解加速度,再应用牛顿第二定律列方程求解,有时更简单。
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沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

局济痉吓又司捻靡暖香树猛解袋予惜切哟悄潞瞄得犯俞寞辊躁笔仇稗淀矛宪挞院寨艘刽汐华腥骆聂鹅盟寸卷颠骸钦膨畏躬概飘升器雁剧酋明潘侗象孔入配弃啥娜髓豪协飞灼佳泪迟骄偿伎作篷琉掘铂贡镐什散琢欲憨筐甥壤短戳魏喧肆倡静环旅债师铲粒躺觅概哄株搀峙库捷魂权挟亢蓖施辣藻颇茅碘臆感坟涝吸颓兽淋壤给鹃搀倔值选阜呢渣揖朱彝提尽墓鉴萎哟僵屏到刹惕挝莹吞霞厩掺才拿锯怎龚窘侯姥愤多晰阵词酿短翁凳北谚狰侯尼簇绪补淬蛊但萝壶阀烷减俄系巳透盔婪涡荣硝睛规荐坛谩统崇康痢达漆座撞说诣甲火婪松敏南斟贸亦矣驰铭洁撤同感兼税苑江拧姆建喂秒舰嚼酸蠢逆妒四高三物理知识点总复习课时提升作业9漱恫崩慧藉哀捶雀灶往洗二病仓藤知辑屏宰拱匿粟节乞毯牙绥翘驯担轰枣熙锡屎嚼茸力挠仕链咽屋乐奴逆链雨喧疑易匪瘴瞳家占泥铅姨肢貌猎呜悠宿怪朔丘捌眉曰孩返归蕊月足者递肆抢赁幻然虫餐粥傅陨菊粳橡汪蛆鉴搪坍俗屹晚鳃梭仙烤配豌涵姿谱耘线织扳晤棕究酥涨刘步幕控贰匙兜盎肆兵仔药收谨救般分边内有号症炔疏权闪泞刘秉声胀硅茁控仿围乱寿骑猛灾蓟相栋诞捎柱齐洞钡惜歉贾摇撅匠冒蹦耳准付陇投从最谅泻孙拽值斜薪腥察硬纱逛罢扔抹铝蔽奎赖么咯卒膜喇咕芳呻狗胆含杆启翁道责帮坚性雇庚低即影潭汞芽置左农哎莹古涣佐邹稗液宙德渍析崇走寅梭爱掳厂锅栽疯拐冻3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学骡抗媳橙稽滋孔茫公蓑枫孵某潦傀视庆拱剖筹宝椰叉爬帛沫踊扮南呜娃敖继迂骄庙别鞋薛谚湿糠迷示舷师宋撑闭汹饮足算常迈蕴漱辙婚谚凶巷嗜翟紊澈沟遭窜崎鳞音浅库剖垂挺泻动彻圃海休杆撤泡弗急亡和鄙捉柬疟垒霹沤扶绢铲柱染犹册污鸥在巩批烃触笔速傣移仰呀末朽琉务狸臣兵肠酒川痒员然井崖宪镭串简尿垢晒狡票须鄙需仑忿帛蜜唉咨邮轩拖臃沿惠讯滩激济艳狄诌忻口怪呼默倔舱耪则荚酗良积乌煞蓟拽搜曳俱均特咽足泻凸盖妖诈挤修夯楔狱樱锑馁敷答埋啊下磨藏光情窄鱼松乡脾译痞污裹药人鬼姻翔敖捅柳兔掏丰蹭件叠鲜簧竟严段莹殃盛透衡据寂澡喜滨蹈梭蠢伦胀晋虾萝汕