高考物理一轮复习导学案：专题7+牛顿第二定律+两类动力学问题(含答案)

2023年高考一轮复习专题7牛顿第二定律两类动力学问题考点梳理牛顿第二定律1．内容：物体加速度的大小跟它所受到的作用力成正比，跟它的质量成反比．加速度的方向与作用力的方向相同．2．表达式：F＝ma，F与a具有瞬时对应关系．3．力学单位制(1)单位制由基本单位和导出单位共同组成．(2)力学单位制中的基本单位有质量(kg)、长度(m)和时间(s)．(3)导出单位有N、m/s、m/s2等．方法提炼1．瞬时问题的分析：题目中同时有轻绳和弹簧，剪断轻绳时，弹簧的弹力不能瞬间发生变化．剪断弹簧时，绳上的拉力在瞬间发生变化．2．解决两类动力学问题的基本方法以加速度a为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解，具体逻辑关系如下：[考点分析]考点一用牛顿第二定律分析瞬时加速度考点二动力学两类基本问题求解两类问题的思路，可用下面的框图来表示：分析解决这两类问题的关键：应抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁——加速度．[题型训练]一．选择题（共15小题）1．（2022•重庆模拟）如图所示，甲、乙两物块位于光滑水平面上并通过水平轻弹簧连接，物块甲受到水平恒力F作用，两物块保持相对静止以相同大小的加速度a水平向右做匀加速直线运动。

甲、乙物块质量分别为m、2m，弹簧在弹性限度内，不计空气阻力，撤去力F瞬时，甲、乙物块的加速度大小分别为a、a乙，则（）甲A．a甲＝a乙＝a B．a甲＝a，a乙＝2aC．a甲＝2a，a乙＝a D．a甲＝a乙＝2a2．（2022•湖南模拟）一列磁悬浮列车在水平直轨道上运行，不计一切阻力，当牵引力为F时，列车从静止开始在t时间内前进了x。

如果牵引力增大为2F时，列车从静止开始在t时间内前进（）A．x B．2x C．4x D．8x3．（2022•九龙坡区校级模拟）质量为2kg的雪橇在倾角θ＝37°的斜坡向下滑动过程中，所受的空气阻力与速度成正比，比例系数k未知。

雪橇运动的某段过程v﹣t图像如图中实线AD所示，且AB是曲线最左端那一点的切线，B点的坐标为（4，9），CD线是曲线的渐近线，已知sin37°＝0.6。

下列说法中正确的是（）A．当v0＝3m/s时，雪橇的加速度为0.75m/s2B．在0～4s过程中雪橇的平均速度为4.5m/sC．雪橇与斜坡间的动摩擦因数是0.75D．空气阻力系数k为1kg/s4．（2022•河东区校级模拟）如图所示，木块B上表面水平，木块A置于B上，与B保持相对静止，一起沿固定的光滑斜面由静止下滑，在下滑过程中，下列说法正确的是（）A．木块B对A的摩擦力为零B．木块A对B的作用力方向垂直斜面斜向下C．如果撤去木块A，则B的加速度变小D．木块B对A的支持力等于A的重力大小5．（2022•湖南模拟）如图所示，倾角θ＝60°足够长的斜面体刚好置于左右有固定挡块的光滑水平面上，质量为m的物体沿斜面加速下滑，斜面静止，已知物体与斜面间的动摩擦因数为．为探究物体沿斜面运动与外力的关系，现对物体分别施加如图所示三个方向的拉力，拉力F1竖直向下，拉力F2水平向左，拉力F3水平向右，在以上探究中，斜面保持静止，物体始终在斜面上，下列说法正确的是（）A．不加拉力时，挡块对斜面没有水平作用力B．施加拉力F1时，物体的加速度和不加拉力时相同C．施加拉力F2时，左挡块对斜面有水平向右的作用力D．无论怎样增大拉力F3也不能使物体最终沿斜面向上运动6．（2022•威海二模）如图所示，在倾斜的滑杆上套有一圆环，圆环通过轻绳连接一小球，若圆环和小球一起沿滑杆下滑的过程中，轻绳始终处于竖直状态。

下列说法正确的是（）A．小球一定做匀加速直线运动B．小球一定做匀速直线运动C．圆环与滑杆之间无摩擦D．滑杆对圆环的弹力等于圆环和小球的重力之和7．（2022•郑州三模）如图所示，质量分别为m1和m2的甲、乙两本书叠放在水平桌面上。

已知甲、乙间动摩擦因数为μ1，乙与桌面间动摩擦因数为μ2，且μ1＜μ2。

水平推力F（F≠0）作用在甲书上，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（）A．若甲、乙均静止不动，甲、乙之间摩擦力大小为0B．若F＞μ1m1g，甲书能相对乙书滑动C．若F＞μ2（m1+m2）g，乙书能相对桌面滑动D．若将F作用在乙书上，无论F多大，甲、乙之间都不会相对滑动8．（2022•兴庆区校级三模）如图所示，水平面上有一固定着轻质定滑轮O的木块A，它的上表面与水平面平行，它的右侧是一个倾角θ＝37°的斜面。

放置在A上的物体B和物体C通过一轻质细绳相连，细绳的一部分与水平面平行，另一部分与斜面平行。

现对A施加一水平向右的恒力F。

使A、B、C恰好保持相对静止。

已知A的质量为2m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，不计一切摩擦（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8），则恒力F的大小为（）A．mg B．mg C．mg D．mg9．（2022•湖南模拟）如图所示，置于电梯水平地板上的台式弹簧秤上放有重物，在电梯沿竖直方向运动的某段时间内，弹簧秤读数比电梯静止时增大了，则电梯该段时间的运动情况可能是（）A．向上匀速运动B．向下匀速运动C．向上加速运动D．向下加速运动10．（2022•山东模拟）东京奥运会上，14岁少女全红婵一鸣惊人，作为中国奥运代表团最年轻的运动员，以创纪录的成绩夺得10米跳台冠军，让五星红旗高高飘扬在东京水上运动中心上空。

不计空气阻力，全红婵从离开跳台平面到触及水面的过程中，下列说法正确的是（）A．上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态B．上升过程处于失重状态，下落过程处于超重状态C．全过程中一直处于超重状态D．全过程中一直处于失重状态11．（2022•海淀区模拟）某同学用如图所示实验来认识超重和失重现象，先保持手指和钩码静止，感受套在手指上的橡皮筋对手指的压力。

然后设法使钩码上下振动，手指保持静止感受橡皮筋对手指压力的变化。

下列说法中正确的是（）A．钩码下降过程，处于失重状态B．钩码上升过程，处于失重状态C．钩码下降和上升过程，都能出现失重现象D．钩码由最高点下降到最低点的过程，先出现超重现象，后出现失重现象12．（2022•佛山模拟）“神舟十三号”在“长征二号”运载火箭的推动下顺利进入太空，如图所示为“长征二号”运载火箭，下列关于它在竖直方向加速起飞过程的说法，正确的是（）A．火箭加速上升时，航天员对座椅的压力小于自身重力B．保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落后做自由落体运动C．火箭喷出的热气流对火箭的作用力大小等于火箭对热气流的作用力D．燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭升空13．（2022•肥城市模拟）2021年9月17日，神舟十二号返回舱成功着陆。

返回舱返回时先脱离原有飞行轨道，仅在地球引力作用下做近心运动，之后进入地球大气层，当返回舱距离地面10km左右时，先后打开引导伞、减速伞和主伞，以此保证返回舱以较柔和的方式实现多次减速，防止航天员一次受到过大的冲击力。

在返回舱即将着陆时，安装在返回舱底部的反推发动机点火工作，保证返回舱最后落地时速度小于2m/s。

下列说法正确的是（）A．进入地球大气层前，返回舱处于超重状态B．返回舱打开减速伞后处于失重状态C．返回舱打开主伞时处于失重状态D．反推发动机点火瞬间返回舱处于超重状态14．（2022•海淀区校级三模）物体在流体中运动时，流体的阻力跟物体相对于流体的速度有关，速度越大，阻力越大。

雨滴在空气中下落，下落过程中可将雨滴看作球体。

雨滴速度越来越大，所受空气阻力也越来越大，当阻力增加到跟雨滴所受的重力相等时，二力平衡，雨滴匀速下落。

学校兴趣小组同学为了进一步探究雨滴下落时的阻力情况，查阅资料得到如下信息：极小雨滴在云层中与其它小雨滴或小冰晶碰撞结合，不断翻腾，经过漫长的过程变为可以从云层中掉落的较大雨滴；①雨滴极小时，下落过程中受到的阻力可以表示为：f＝6πηrv，r为雨滴半径，v为雨滴下落的速度，η为流体的黏滞系数，其大小与空气的温度、浓度等有关。

②雨滴较大时，下落过程中受到的阻力可以表示为：f C DρSv2，ρ表示空气密度，S表示横截面积，v为雨滴下落的速度，C D是阻力系数，称为雷诺数。

其中C D0.4，R e，L是与横截面半径成正比的特征长度，单位为m。

根据以上信息分析，下列判断正确的是（）A．极小雨滴不易从云层中落下是因为受空气阻力大于自身重力B．静止释放的较大雨滴在只考虑流体阻力的影响下，半径越大的雨滴匀速下落越快C．雷诺数CD是一个与雨滴大小无关的确定常数D．R e的单位是kg•m−1•s−115．（2021•湖北模拟）如图，一倾角为37°的光滑斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。

一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块C，另一端与斜面上的长木板B相连，长木板B上有一物块A，A、B的质量都为2kg，C的质量为1kg，A、B之间的摩擦因数为，取重力加速度g＝10m/s2。

起初用手将三物体按照图示位置保持静止，松手后，下列说法正确的是（）A．A、B将会一起下滑B．B将相对A向下滑C．B开始运动的加速度为m/s2D．B开始运动的加速度为4m/s2二．实验题（共2小题）16．（2022•辽宁模拟）图甲为验证牛顿第二定律的实验装置示意图，连接在小车后面的纸带穿过电火花打点计时器，将小车和挂在竖直面内的拉力传感器用一条柔软的轻绳通过光滑的定滑轮和轻质动滑轮连接起来。

拉力传感器是一种将物理信号转变为可测量的电信号输出的装置，用于检测小车受到的拉力大小。

（1）在安装器材时，要调整小滑轮的高度，使拴小车的细绳与木板平行，这样做的目的是（填字母代号）。

A.防止打点计时器在纸带上打出的点迹不清晰B.保证小车最终能够实现匀速直线运动C.平衡摩擦力后使细绳的拉力等于小车受到的合力（2）实验中（选填“需要”或“不需要”）满足所挂钩码的质量远小于小车的质量。

（3）第一实验小组在实验中得到一条纸带的一部分如图乙所示，用毫米刻度尺测量并在纸带上标出了部分段长度，相邻两计数点间的距离如图所示，相邻两计数点间还有4个计时点未标出，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。

根据图中数据计算出加速度的大小为m/s2。

（计算结果保留两位有效数字）（4）第二实验小组根据测量数据作出如图丙所示的a﹣F图像，该小组同学做实验时存在的问题是。

17．（2022•襄城区校级模拟）某实验小组做验证牛顿第二定律的实验。

（1）小熊同学用如图甲所示的实验装置来做实验，验证质量一定时，物体的加速度与所受合外力成正比。

图中带滑轮的长木板水平放置于桌面上，拉力传感器可直接显示轻绳上的拉力大小F。

①小熊做实验时，下列操作不需要的是。

A．将长木板右端适当垫高，使小车不连接砂桶时能沿长木板匀速下滑B．让小车停在靠近打点计时器的地方，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录传感器的示数F（写在对应的纸带上）C．改变砂和砂桶质量，打出几条纸带D．用天平测出砂和砂桶的质量E．务必每次都要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量F.检查拉小车的上下两根细绳是否都与长木板平行②图乙为小熊在实验中打下的一条纸带，每两计数点间还有四个计时点未画出，打点计时器的频率为50Hz，则小车的加速度大小为m/s2。