【2019-2020】高考物理双基突破专题13牛顿第二定律及其两类应用精练

【2019-2020】高考物理双基突破专题13牛顿第二定律及其两类应用精练1．关于运动和力的关系，下列说法中正确的是 A ．物体的速度为零时，它受到的合外力一定为零 B ．物体运动的速度越大，它受到的合外力一定越大 C ．物体受到的合外力越大，其速度变化一定越快 D ．物体所受的合外力不为零时，其速度一定增大 【答案】C2．一质量为m 的物块在倾角为θ的足够长斜面上匀减速下滑．现对物块施加一个竖直向下的恒力F ，如图所示．则物块减速为零的时间将A ．变大B ．变小C ．不变D ．不能确定 【答案】B【解析】物块在斜面上匀减速下滑，则mg sin θ－μmg cos θ＝ma ①，现对物块施加一个竖直向下的恒力F ，等效重力增大F ，即（mg ＋F ）sin θ－μ（mg ＋F ）cos θ＝ma ′②，由①②得ma ＋F （sin θ－μcos θ）＝ma ′，可得加速度大小|a |<|a ′|，由v 初＝at 知物块减速为零的时间将变小，B 正确。

3．质量1 kg 的小物块，在t ＝0时刻以5 m/s 的初速度从斜面底端A 点滑上倾角为53°的斜面，0.7 s 时第二次经过斜面上的B 点，若小物块与斜面间的动摩擦因数为13，则AB 间的距离为（已知g ＝10 m/s 2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6）A ．1.05 mB ．1.13 mC ．2.03 mD ．1.25 m【答案】B【解析】物块沿斜面上滑和下滑时，加速度分别为：a 1＝g （sin θ＋μcos θ）＝10 m/s 2，a 2＝g （sin θ－μcos θ）＝6 m/s 2，物块滑到最高点所用时间为t 1＝v 0a 1＝0.5 s ，位移为x 1＝12a 1t 21＝1.25 m ，物块从最高点滑到B 点所用时间为t 2＝t －t 1＝0.2 s ，位移为x 2＝12a 2t 22＝0.12 m ，所以AB 间的距离为x 1－x 2＝1.13 m ，选项B 对。

4．在光滑的水平面上有一个物体同时受到两个水平力F 1和F 2的作用，在第1s 内该物体保持静止状态。

若两个力随时间变化情况如图所示，则下列说法中正确的是A ．在第2s 内物体做匀加速直线运动B ．在第3s 内物体做变加速直线运动C ．在第4s 末物体的加速度方向改变D ．在第6s 末物体的速度为零 【答案】B5．（多选）乘坐“空中缆车”饱览大自然的美景是旅游者绝妙的选择。

若某一缆车沿着坡度为30°的山坡以加速度a 上行，如图所示。

在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面，斜面上放一个质量为m 的小物块，小物块相对斜面静止（设缆车保持竖直状态运行）。

则A ．小物块受到的摩擦力方向平行斜面向上B ．小物块受到的摩擦力方向平行斜面向下C ．小物块受到的滑动摩擦力大小为12mg ＋maD ．小物块受到的静摩擦力大小为12mg ＋ma【答案】AD6．一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a 1。

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a 2。

则A ．a 1＝a 2B ．a 1<a 2C ．a 1>a 2D ．无法判断 【答案】A【解析】以滑梯上的孩子为研究对象，受力分析并正交分解如图所示。

x 方向：mg sin α－F f ＝ma y 方向：F N －mg cos α＝0x 、y 方向联系：F f ＝μF N 由上列各式解得a ＝g （sin α－μcos α）与质量无关，A 正确。

7．（多选）下列对牛顿第二定律的表达式F ＝ma 及其变形公式的理解，正确的是 A ．由F ＝ma 可知，物体所受的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比 B ．由m ＝Fa 可知，物体的质量与其所受合力成正比，与其运动的加速度成反比 C ．由a ＝F m可知，物体的加速度与其所受合力成正比，与其质量成反比D ．由m ＝F a可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合力而求出 【答案】CD8．2013年冬天哈尔滨连降大雪，路面结冰严重，行驶汽车难以及时停车，经常出现事故，因此某些路段通过在道路上洒一些炉灰来增加轮胎与地面的摩擦。

如图所示，一辆运送炉灰的自卸卡车装满炉灰，灰粒之间的动摩擦因数为μ1，炉灰与车厢底板的动摩擦因数为μ2，卸灰时车厢的倾角用θ表示（已知μ2>μ1）（假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。

下列说法正确的是A ．要顺利地卸干净全部炉灰，应满足μ2>tan θB ．要顺利地卸干净全部炉灰，应满足sin θ>μ2C ．只卸去部分炉灰，车上还留有一部分炉灰，应满足μ1<tan θ<μ2D ．只卸去部分炉灰，车上还留有一部分炉灰，应满足tan θ<μ1<μ2 【答案】C【解析】要使炉灰全部卸下，应有mg sin θ>μ2mg cos θ，所以μ2<tan θ；要使炉灰留下一部分，则应有m ′g sin θ<μ2m ′g cos θ，得出μ2>tan θ，且炉灰之间有m ″g sin θ>μ1m ″·g cos θ，得出μ1<tan θ，C 正确。

9．（多选）图a 表示用水平恒力F 拉动水平面上的物体，使其做匀加速运动，当改变拉力的大小时，相对应的匀加速运动的加速度a 也会变化，a 和F 的关系如图b ，g 取10m/s 2。

则求得该物体的质量m 和物体与水平面间的动摩擦因数μ正确的是A ．m ＝0.125kgB ．m ＝0.375kgC ．μ＝0.53D ．μ＝0.35【答案】BC10．（多选）如图所示为粮袋的传送装置，已知AB间长度为L，传送带与水平方向的夹角为θ，工作时其运行速度为v，粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ，正常工作时工人在A点将粮袋放到运行中的传送带上，关于粮袋从A到B的运动，以下说法正确的是（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）A．粮袋到达B点的速度与v比较，可能大，也可能相等或小B．粮袋开始运动的加速度为g（sinθ－μcosθ），若L足够大，则以后将一定以速度v做匀速运动C．若μ<tanθ，则粮袋从A到B一定一直是做加速运动D．不论μ大小如何，粮袋从A到B一直做匀加速运动，且a>g sinθ【答案】AC【解析】开始时，粮袋相对传送带向上运动，受重力、支持力和沿传送带向下的摩擦力，由牛顿第二定律可知，mg sinθ＋μF N＝ma，F N＝mg cosθ，解得a＝g sinθ＋μg cosθ，B错误；粮袋加速到与传送带相对静止时，若mg sinθ>μmg cosθ，即当μ<tanθ时粮袋将继续做加速运动，A、C正确，D错误。

11．（多选）如图所示，总质量为460 kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s2，当热气球上升到180 m时，以5 m/s的速度向上匀速运动。

若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，重力加速度g＝10 m/s2。

关于热气球，下列说法正确的是A．所受浮力大小为4 830 NB．加速上升过程中所受空气阻力保持不变C．从地面开始上升10 s后的速度大小为5 m/sD ．以5 m/s 匀速上升时所受空气阻力大小为230 N 【答案】AD12．如图所示，ad 、bd 、cd 是竖直面内三根固定的光滑细杆，每根杆上套着一个小滑环（图中未画出），三个滑环分别从a 、b 、c 处释放（初速为0），用t 1、t 2、t 3依次表示各滑环到达d 所用的时间，则A ．t 1<t 2<t 3B ．t 1>t 2>t 3C ．t 3>t 1>t 2D ．t 1＝t 2＝t 3 【答案】B【解析】小滑环下滑过程中受重力和杆的弹力作用，下滑的加速度可认为是由重力沿斜面方向的分力产生的，设轨迹与竖直方向夹角为θ，由牛顿第二定律知mg cos θ＝ma ①设圆心为O ，半径为R ，由几何关系得，滑环由开始运动至d 点的位移x ＝2R cos θ ② 由运动学公式得x ＝12at 2③由①②③联立解得t ＝2R g小圆环下滑的时间与细杆的倾斜情况无关，故t 1＝t 2＝t 3。

13．如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v 1运行。

初速度大小为v 2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A 处滑上传送带。

若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v －t 图象（以地面为参考系）如图乙所示。

已知v 2＞v 1，则A ．t 2时刻，小物块离A 处的距离达到最大B ．t 2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C ．0～t 2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D ．0～t 3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用【答案】B14．（多选）已知雨滴下落时受到的空气阻力与速度大小成正比，若雨滴从空中由静止下落，下落过程中所受重力保持不变，下落过程中加速度用a表示，速度用v表示，下落距离用s表示，落地前雨滴已做匀速运动，下列图象中可以定性反映雨滴运动情况的是【答案】BC【解析】当雨滴刚开始下落时，阻力f较小，远小于雨滴的重力G，即f<G，故雨滴做加速运动；由于雨滴下落时空气对它的阻力随雨滴下落速度的增大而增大，根据牛顿第二定律知，加速度逐渐减小，故当速度达到某个值时，阻力f会增大到与重力G相等，即f＝G，此时雨滴受到平衡力的作用，将保持匀速直线运动，故物体先做加速度减小的变加速直线运动，最后做匀速直线运动。

故B、C正确，A、D错误。

15．如图甲，物体受到水平推力F的作用，在粗糙水平面上做直线运动。

通过力传感器和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化规律如图乙。

g＝10m/s2，则A．物体的质量m＝1.0kgB．物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.40C．前3s内物体的平均速度为1.5m/sD．前3s内物体所受摩擦力为2N【答案】B由速度时间图象可以知道在2～3s的时间内，物体匀速运动，处于受力平衡状态，所以滑动摩擦力的大小为2N ，由f ＝μmg 得：μ＝f mg ＝20.5×10＝0.40；故B 正确；前3s 内的位移为：x ＝2＋32m ＝2.5m ；故平均速度为：v ＝2.53m/s ＝0.8m/s ；故C 错误；前1s 内物体合外力为零，处于静止状态，故摩擦力为1N ；故D 错误。

16．跳伞运动员在下落过程中，假定伞所受空气阻力的大小跟下落速度的平方成正比，即F ＝kv 2，比例系数k ＝20N·s 2/m 2，跳伞运动员与伞的总质量为72kg ，跳下高度足够高，g 取10m/s 2。