【高考突破方案】第三章 第2讲牛顿第二定律及其应用 -强化训练（解析版）高考物理一轮复习

牛顿运动定律
牛顿第二定律及其应用
1.下列说法正确的是（　　）
A.牛顿认为力是维持物体运动的原因
B.牛顿第一定律、牛顿第二定律都可以通过实验来验证
C.国际单位制中，kg、m、N是三个基本单位
D.根据速度定义式v＝可知，当Δt→0时，就可以表示物体在该时刻的瞬时速度
【解析】 D　牛顿认为力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因，A错误；牛顿第二定律可以通过实验来验证，牛顿第一定律不可以通过实验来验证，B错误；国际单位制中，kg、m是基本单位，N是导出单位，C错误；根据速度定义式v＝，当Δt→0时，就可以表示物体在该时刻的瞬时速度，D正确.
　2.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（　　）
【解析】 A　物块静止时受到向上的弹力和向下的重力，处于平衡状态，有：kx0＝mg，施加拉力F后，物块向上做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有：F＋k（x0－x）－mg＝ma，所以F＝ma＋kx，A正确.
　3.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　　
【解析】 D　当小车向右做匀加速运动时，其加速度的方向水平向右，由牛顿第二定律可知，小球所受合外力的方向水平向右，即沿图中OD方向，D正确，A、B、C错误.
　4.一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示.乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示.重力加速度大小为g.以下判断正确的是（　　）
A.0～t1时间内，v增大，FN>mg
B.t1～t2时间内，v减小，FNC.t2～t3时间内，v增大，FND.t2～t3时间内，v减小，FN>mg
【解析】 D　由于s-t图像的斜率表示速度，可知0～t1时间内，速度v不断增大，即乘客做竖直向下的加速运动，处于失重状态，则FNmg，C错误，D正确.
　5.由于生活水平的不断提升，越来越多的家庭拥有了私家轿车，造成车位难求的现象，因此很多停车场采用了多层停车的结构.若车子被“移送”停在上层，车主想使用汽车时就需要车库管理员把车子“移送”到下层.某管理员正在“移送”车辆的过程如图所示.假设“移送”过程中车辆相对于底板始终静止，底板始终保持水平，则下列说法正确的是（　　）
A.车子在被水平向右“移送”的过程中，底板对车子的摩擦力一直水平向左
B.车子在被水平向右“移送”的过程中，底板对车子的摩擦力不可能水平向左
C.车子在被竖直向下“移送”的过程中，车子对底板的力可能小于底板对车子的力
D.车子在被竖直向下“移送”的过程中，底板对车子的力可能大于车子自身的重力
【解析】 D　车子在被水平向右“移送”的过程中，若减速向右移送，则底板对车子的摩擦力水平向左，若加速向右移送，则底板对车子的摩擦力水平向右，故A、B错误；车子对底板的力和底板对车子的力是一对作用力和反作用力，任何时刻都大小相等，方向相反，故C错误；车子在被竖直向下“移送”的过程中，若减速向下移动，则加速度向上，即FN－mg＝ma，则底板对车子的力可能大于车子自身的重力，故D正确.
　6.（多选）东京奥运会女子蹦床决赛，中国选手获得金牌.如图所示，蹦床运动员从空中落到床面上，运动员从接触床面下降到最低点为第一过程，从最低点上升到离开床面为第二过程，运动员（　　）
A.在第一过程中始终处于失重状态
B.在第二过程中始终处于超重状态
C.在第一过程中先处于失重状态，后处于超重状态
D.在第二过程中先处于超重状态，后处于失重状态
【解析】 CD　在第一过程中，运动员刚接触床面时重力大于弹力，运动员向下做加速运动，处于失重状态；随床面形变的增大，弹力逐渐增大，弹力大于重力时，运动员做减速运动，处于超重状态，故A错误，C正确.蹦床运动员在第二过程中和第一过程中的运动情况是对称的，加速度方向先向上后向下，先处于超重状态，后处于失重状态，故B错误，D正确.
　7.（多选）研究“蹦极”运动时，在运动员身上系好弹性绳并安装传感器，可测得运动员竖直下落的距离及其对应的速度大小.根据传感器收集到的数据，得到如图所示的“速度—位移”图像.若空气阻力和弹性绳的重力可以忽略，根据图像信息，下列说法正确的有（　　）
A.弹性绳原长为15 m
B.当运动员下降10 m时，处于失重状态
C.当运动员下降15 m时，绳的弹性势能最大
D.当运动员下降20 m时，其加速度方向竖直向上
【解析】 BD　由图可知，当运动员下降15 m时速度最大，此时运动员的加速度为零，则其所受合力为零，运动员受到弹性绳的弹力等于其重力，弹性绳处于伸长状态，则弹性绳原长小于15 m，故A错误；当运动员下降10 m时，其速度向下并且逐渐增大，加速度向下，处于失重状态，故B正确；当运动员下降15 m时，速度不为零，运动员继续向下运动，弹性绳继续伸长，绳的弹性势能继续增大，故C错误；当运动员下降20 m时，运动员向下减速运动，其加速度方向竖直向上，故D正确.
　8.如图1所示，有一质量m＝200 kg的物件在电动机的牵引下从地面竖直向上经加速、匀速、匀减速至指定位置.当加速运动到总位移的时开始计时，测得电动机的牵引力随时间变化的Ft图线如图2所示，t＝34 s末速度减为0时恰好到达指定位置.若不计绳索的质量和空气阻力，求物件：
（1）做匀减速运动的加速度大小和方向；
（2）匀速运动的速度大小；
（3）总位移的大小.
【解析】 （1）由图2可知0～26 s内物件匀速运动，26～34 s内物件匀减速运动，在匀减速运动过程中，根据牛顿第二定律有mg－FT＝ma，
代入数据得a＝g－＝0.125 m/s2，方向竖直向下.
（2）根据图2结合运动学公式有0＝v－at2，
代入数据得v＝at2＝0.125×（34－26） m/s＝1 m/s.
（3）根据图2可知，从t＝0开始匀速上升的位移
h1＝vt1＝1×26 m＝26 m，
匀减速上升的位移h2＝t2＝×8 m＝4 m，
又因为从总位移的处开始计时，则图2中0～34 s的位移为总位移的，即h1＋h2＝h，
所以总位移为h＝40 m.