2019-2020学年高一上学期期末复习物理专题强化训练：专题（8）牛顿第二定律　两类动力学问题

2019-2020学年高一上学期期末复习物理专题强化训练
-----专题（8）牛顿第二定律　两类动力学问题
1、单项选择（共6题，30分）
1、静止在光滑水平面上的物体，在水平推力F作用下开始运动，推力随时间变化的规律如图所示，关于物体在0～t1时间内的运动情况，正确的描述是(　　)

A.物体先做匀加速运动，后做匀减速运动 B.物体的速度一直增大
C.物体的速度先增大后减小 D.物体的加速度一直增大
【答案】B
2、如图所示，质量为m的小球一端用轻质细绳连在竖直墙上，另一端用轻质弹簧连在天花板上。轻绳处于水平位置，弹簧与竖直方向夹角为θ。已知重力加速度为g，则在剪断轻绳瞬间，小球加速度的大小为 (　　)

A.0　　　　　　 B.gsinθ C.gtanθ　 D.
【答案】C
3、如图所示，小车向右运动的过程中，某段时间内车中悬挂的小球A和车水平底板上的物块B都相对车厢静止，悬挂小球A的悬线与竖直线有一定夹角。这段时间内关于物块B受到的摩擦力，下述判断中正确的是 (　　)

A.物块B不受摩擦力作用
B.物块B受摩擦力作用，大小恒定，方向向左
C.物块B受摩擦力作用，大小恒定，方向向右
D.因小车的运动性质不能确定，故B受到的摩擦力情况无法判断
【答案】B
4、如图，带有竖直支柱的斜面固定在水平地面上，光滑的小球被轻质细线和轻弹簧系住静止于斜面上，弹簧处于拉伸状态。现剪断细线，小球沿斜面向下运动的过程中 (　　)

A.弹簧达到自然长度前加速运动，之后减速运动
B.弹簧达到自然长度前加速运动，之后先加速运动后减速运动
C.加速度先增大后减小
D.加速度一直减小
【答案】B
5、如图甲所示，在倾角为30°的足够长的光滑斜面上，有一质量为m的物体，受到沿斜面方向的力F作用，力F按图乙所示规律变化(图中纵坐标是F与mg的比值，力沿斜面向上为正)。则物体运动的速度v随时间t变化的规律是图中的(物体的初速度为零，重力加速度取10 m/s2) (　　)


【答案】C
6、如图所示，轻弹簧两端拴接两个质量均为m的小球a、b，拴接小球的细线固定在天花板上，两球静止，两细线与水平方向的夹角均为α=30°，弹簧水平，以下说法正确的是 (　　)

A.细线拉力大小为mg
B.弹簧的弹力大小为mg
C.剪断左侧细线瞬间，b球加速度大小为g
D.剪断左侧细线瞬间，a球加速度大小为g
【答案】B
2、不定项选择（共4题，24分）
7、如图，木箱内有一竖直放置的弹簧，弹簧上方有一物块。木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上。若在某一段时间内，物块对箱顶刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为(　　)　　　　　　　　　　　　
A.加速下降　　　 B.加速上升 C.减速上升　　　 D.减速下降
【答案】BD
8、一根质量分布均匀的长绳AB，在水平外力F的作用下，沿光滑水平面做直线运动，如图甲所示。绳内距A端s处的张力FT与s的关系如图乙所示，由图可知 (　　)

A.水平外力F=6 N　　
B.绳子的质量m=3 kg
C.绳子的长度l=2 m　　
D.绳子的加速度a=2 m/s2
【答案】AC
9、雨滴在下降过程中，由于水汽的凝聚，雨滴质量将逐渐增大，同时由于速度逐渐增大，空气阻力也将越来越大，最后雨滴将以某一收尾速度匀速下降，在此过程中 (　　)
A.雨滴所受到的重力逐渐增大，重力产生的加速度也逐渐增大
B.由于雨滴质量逐渐增大，下落的加速度逐渐减小
C.由于空气阻力增大，雨滴下落的加速度逐渐减小
D.雨滴所受到的重力逐渐增大，但重力产生的加速度不变
【答案】CD
10、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的图象如图所示，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
【答案】AD
三、计算题（共3题，48分）
11、如图甲所示，光滑水平面上的O点处有一质量为m=2 kg的物体。物体同时受到两个水平力的作用，F1=4 N，方向向右，F2的方向向左，大小如图乙所示。物体从静止开始运动，此时开始计时。求：

(1)当t=0.5 s时，物体的加速度大小。
(2)物体在t=0至t=2 s内，何时加速度最大？最大值为多少？
(3)物体在t=0至t=2 s内，何时速度最大？最大值为多少？

答案：(1)0.5 m/s2 (2)t=0或t=2 s时　 1 m/s2 (3)t=1 s　　0.5 m/s
【解析】(1)当t=0.5 s时，
F2=(2+2×0.5) N=3 N，
F1-F2=ma
a== m/s2=0.5 m/s2。
(2)物体所受的合外力为
F合=F1-F2=4-(2+2t)=2-2t(N)

作出F合-t图象如图所示
从图中可以看出，在0～2 s范围内
当t=0时，物体有最大加速度a0。
F0=ma0
a0== m/s2=1 m/s2
当t=2 s时，物体也有最大加速度a2。
F2=ma2，a2==m/s2=-1 m/s2，负号表示加速度方向向左。
(3)由牛顿第二定律得：a==1-t(m/s2)
画出a-t图象如图所示

由图可知t=1 s时速度最大，最大值等于上方三角形的面积。
v=×1×1 m/s=0.5 m/s。
12、一个质量50 kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧测力计，弹簧测力计下面挂着一个质量为m=5 kg 的物体A，当升降机向上运动时，他看到弹簧测力计的示数为40 N，取g=10 m/s2，求此时人对地板的压力。


答案：400 N　方向竖直向下
【解析】以A为研究对象，对A进行受力分析，选向下为正方向，由牛顿第二定律可知
mg-FT=ma
解得a== m/s2=2 m/s2
再以人为研究对象，由牛顿第二定律可知
M人g-FN=M人a
解得：FN=M人(g-a)=50×(10-2) N=400 N，方向竖直向上。
根据牛顿第三定律得：人对地板的压力F′N=FN=400 N，方向竖直向下。
13、消防队员为缩短下楼的时间，往往抱着竖直的杆直接滑下。假设一名质量为60 kg、训练有素的消防队员从七楼(即离地面18 m的高度)抱着竖直的杆以最短的时间滑下。已知杆的质量为200 kg，消防队员着地的速度不能大于6 m/s，手和腿对杆的最大压力为1 800 N，手和腿与杆之间的动摩擦因数为0.5，设当地的重力加速度 g取10 m/s2。假设杆是固定在地面上的，杆在水平方向不移动。试求：
(1)消防队员下滑过程中的最大速度。
(2)消防队员下滑过程中杆对地面的最大压力。
(3)消防队员下滑的最短时间。

答案：(1)12 m/s　(2)2 900 N　(3)2.4 s
【解析】(1)消防队员开始阶段自由下落的末速度即为下滑过程的最大速度vm，有2gh1=
消防队员受到的滑动摩擦力
Ff=μFN=0.5×1800 N=900 N。
减速阶段的加速度大小：
a==5 m/s2
减速过程的位移为h2，
由-v2=2ah2
又h=h1+h2
以上各式联立可得：vm=12 m/s。
(2)以杆为研究对象得：
FN=Mg+Ff=2 900 N。
根据牛顿第三定律得，杆对地面的最大压力为2 900 N。
(3)最短时间为
tmin=+=2.4 s。