高一物理人教新课标版——牛顿第二定律的综合应用问题同步练习

高一物理人教新课标版——牛顿第二定律的综合应用问题同步练习
（答题时间：45分钟）
1. 如图所示，质量、长的均匀矩形薄板静止在水平桌面上，其右端与桌子边缘相平，板与桌面间的动摩擦因数为，现用的水平力向右推薄板，使它翻下桌子，力F的作用时间至少为（ ）。（取）
A. 0.8s B. 1.0s C. D.
2. 如图所示，质量为和的两个物体用细线相连，在大小恒定的拉力F作用下，先沿水平面，再沿斜面（斜面与水平面成角），最后竖直向上加速运动，则在这三个阶段的运动中，细线上张力的大小情况是（ ）
A. 由大变小 B. 由小变大 C. 始终不变 D. 由大变小再变大
3. 在静止的小车内，用细绳和系住一个小球，绳处于斜向上的方向，拉力为，绳处于水平方向，拉力为，如图所示，现让小车从静止开始向右做匀加速运动，此时小球相对于车厢的位置仍保持不变，则两根细绳上的拉力变化情况是（ ）
A. 变大， 不变 B. 变大，变小
C. 变大， 变大 D. 不变， 变小
4. 如图所示，在台秤的托盘上放一底面粗糙，倾角为的斜面体，质量为M，斜面上放一个质量为m的物体，如果斜面光滑，则物体从斜面上滑下的过程中台秤的读数为（ ）
A. B.
C. D.
5. 如图所示，带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C的斜面上，在盒子内放有光滑球B，B恰与盒子前后壁P、Q点相接触，现使斜劈A在斜面体C上静止不动，此时P、Q对球B均无压力，以下说法正确的是（ ）
A. 若C的斜面光滑，斜劈A由静止释放，则Q点对球B有压力
B. 若C的斜面光滑，斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行，则P点对球B有压力
C. 若C的斜面粗糙，且斜劈A沿斜面匀速下滑，则P、Q对B均无压力
D. 若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面加速下滑，则Q点对球B有压力
6. 如图所示，弹簧测力计下端悬挂一滑轮，跨过滑轮的细线两端系有A、B两重物，，不计线、滑轮质量及摩擦，则A、B两重物在运动过程中，弹簧测力计的示数可能为（）（ ）
A. 40N B. 60N C. 80N D. 100N
7. 两位杂技演员在进行“顶竿”表演时，用的是一根质量可忽略不计的长竹竿，质量为30kg的小演员自竿顶由静止开始下滑，滑到竿底时速度正好为零。已知竹竿底部与下面顶竿人肩部之间有一传感器，传感器显示顶竿人肩部的受力情况如图所示，取，求：
（1）竿上的人下滑过程中的最大速度；
（2）竹竿的长度。
8. 一根劲度系数为k，质量不计的轻弹簧，上端固定，下端系一质量为m的物体，有一水平板将物体托住，并使弹簧处于自然长度，如图所示。现让木板由静止开始以加速度＜匀加速向下移动。求经过多长时间木板开始与物体分离。
9. 某航空公司的一架客机，在正常航线上水平飞行时，由于突然受到强大垂直气流的作用，使飞机在10s内高度下降1700m，造成众多乘客和机组人员的伤害事故，如果只研究飞机在竖直方向上的运动，且假定这一运动是匀变速直线运动。试计算：
（1）飞机在竖直方向上产生的加速度多大?方向怎样?
（2）乘客所系安全带必须提供相当于乘客体重多少倍的竖直拉力，才能使乘客不脱离座椅?（取）
（3）未系安全带的乘客，相对于机舱将向什么方向运动?最可能受到伤害的是人体的什么部位?
（注：飞机上乘客所系的安全带是固定连接在飞机座椅和乘客腰部间的较宽的带子，它使乘客与飞机座椅连为一体）
10. 质量分别为m和M的两个物体（可视为质点），中间连一长度为L的轻杆，放在水平地面上，如图所示，现在物体m上作用一竖直向上的恒力，作用时间t后，物体m上升到距地面高度为h处。求：
（1）物体M上升的加速度；
（2）作用在m上的恒力F的大小
（3）若轻杆所能承受的最大拉力是FT，要使物体m上升到距地面高度为H处，所需的最短时间是多少?
11. 如图所示，一个质量为m的小球，用两条等长的细线、连接在车厢的A、C两点，已知两线拉直时，与车厢前壁的夹角均为45°，试求当车厢以加速度及向左做匀加速直线运动时，、两线的拉力的大小。
12. 如图所示，一个重为10N的小球，在F=20N的竖直向上的拉力作用下，从A点由静止出发向上运动，F作用1.2s后撤去，已知杆与球间的动摩擦因数为，试求从撤去力F开始计时，小球经多长时间将经过距A点为2.25m的B点（取）。
13. 如图所示，一水平传送装置由轮半径均为m的主动轮和从动轮及传送带构成。两轮轴心相距8.0m，轮与传送带不打滑。现用此装置运送一袋面粉，已知这袋面粉与传送带之间的动摩擦因数为，这袋面粉中的面粉可不断地从袋中渗出。
（1）当传送带以4.0m/s的速度匀速运动时，将这袋面粉由左端正上方的A点轻放在传送带上后，这袋面粉由A端运送到正上方的B端所用的时间为多少?
（2）要想尽快将这袋面粉由A端送到B端（设初速度仍为零），主动轮的转速至少应为多大?
（3）由于面粉的渗漏，在运送这袋面粉的过程中会在深色传送带上留下白色的面粉的痕迹，这袋面粉在传送带上留下的痕迹最长能有多长（设袋的初速度仍为零），此时主动轮的转速应满足何种条件?
物理人教新课标版牛顿第二定律的综合应用问题同步练习参考答案
1. A 解析：板在F作用下做加速运动，F撤去后物体做减速运动，，，速度减为零。
当板的重心越过桌子边缘就会自动翻下桌子，则有。
，故A项正确。
2. C 解析：当两物体在斜面上运动时，对整体，由牛顿第二定律，有，
对，由牛顿第二定律，有
，
联立解得。故细线中张力的大小与夹角、动摩擦因数无关，即C正确。
3. D 解析：设绳与竖直方向的夹角为，对小球进行受力分析有可知D正确。
4. C 解析：物体沿光滑斜面下滑的加速度，如图所示，将加速度沿水平和竖直方向分解，因竖直向下，故物体失重，失重量在数值上等于，又因为M无加速度，所以M和m组成的系统处于失重状态，总的失重量等于m的失重量，M对台秤的压力即台秤的读数，因为，所以
5. A、C、D 解析：若C的斜面光滑，斜劈A和球B以下滑，则Q点对球有压力，故A项正确。斜劈A上升过程中加速度仍为向下，仍是Q点对B有压力，故B项错误，若斜劈匀速下滑时P、Q对B均无压力，故C项正确，斜劈加速下滑，Q点对球B有压力，故D项正确。
6. A、B 解析：设物体B将向下运动，物体A将向上运动，A、B共同的加速度为：。
设A、B所受绳的拉力为F，则由牛顿第二定律，对A有：，所以，因为0＜＜，所以0＜F＜40N。所以弹簧测力计的示数大于零，小于80N，显然只有选项A、B符合题意。
7. 解析：（1）以人为研究对象，人加速下滑过程中受重力和竿对人的作用力，由题图可知，人加速下滑过程中竿对人的作用力为180N，由牛顿第二定律得，。1s末人的速度达到最大，则
（2）加速下降时位移为，减速下降时
，竹竿长度为。
8. 解析：设物体与平板一起向下运动的距离为时，物体受重力，弹簧的弹力和平板的支持力N作用，据牛顿第二定律有：得，
当N=0时，物体与平板分离，所以此时，因为所以
9. 解析：（1）飞机原先是水平飞行的，由于垂直气流的作用，飞机在竖直方向上的运动可看成初速度为零的匀加速直线运动，根据，得，代入，方向竖直向下。
（2）飞机在向下做加速运动过程中，若乘客已系好安全带，使机上乘客产生加速度的力是向下重力和安全带拉力的合力，设乘客质量为m，安全带提供的竖直向下拉力为F，根据牛顿第二定律，得安全带拉力。故安全带提供的拉力相当于乘客体重的倍数（倍）。
（3）若乘客未系安全带，飞机向下的加速度为34m/s2，人向下的加速度为，飞机向下的加速度大于人的加速度，所以人相对于飞机将向上运动，会使头部受到严重伤害。
10. 解析：（1）由，解得物体M上升的加速度
（2）对两个物体组成的系统，由牛顿第二定律得：，解得
（3）设上升时最大加速度为，对物体M，有，联立解得所需的最短时间是
11. 解析：设小球加速度时，b线刚好拉直，系统此时只受两个力作用且∠BAC=45°，如图（a）所示。，所以