高三物理一轮复习3-2牛顿第二定律总结与精品模拟试题

高三物理一轮复习3-2牛顿第二定律总结与精品试题
一、选择题
1．201*北京“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动．某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示．将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为
A．gC．3g
B．2gD．4g
2如图所示，正沿平直轨道向右匀速行驶的车厢内，用水平绳a和倾斜绳b共同固定一个小球，若车厢改做加速运动，则两绳的拉力FTa和FTb的变化情况是
A．FTa增大C．FTa不变
B．FTb减小
D．FTa、FTb的合力增大
3．201*江西重点中学模拟如图甲是某景点的山坡滑道图片，
为了探究滑行者在滑道直线部分AE滑行的时间．技术人员通过测
量绘制出如图乙所示的示意图．AC是滑道的竖直高度，D点是AC
竖直线上的一点，且有AD＝DE＝10m，滑道AE可视为光滑，滑行
者从坡顶A点由静止开始沿滑道AE向下做直线滑动，g取10m/2，则滑行者在滑道AE上滑行的时间为
A.
B．2D．224．201*黑龙江四校模拟的物体在水平面上做直线
运动，其运动情况如图所示，两条直线为：水平方向物体只受摩
擦力作用时和水平方向受到摩擦力、水平力F两个力共同作用时
的速度时间图象，则下列说法中正确的是g＝10m/2
A．．．．
5．201*抚州模拟如图所示，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，以v0＝2m/的速度始终保持不变顺时针运转，今将一小煤块可视为质点无初速度地轻放至A点处，已知小煤块与传送带间的
动摩擦因数为04，g取10m/2由于小煤块与传送带之间有相对滑动，会在传送带上留下划痕．则小煤块从A运动到B的过程中A．小煤块从A运动到B的时间是2B．．划痕长度是4mD．
8．201*济南模拟如图a所示，一轻质弹簧的下端固定在水平
面上，上端放置一物体物体与弹簧不连接，初始时物体处于静止
状态．现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做
匀加速运动，拉力F与物体位移的关系如图b所示g＝10m/2，则
正确的结论是
A．物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态B．．物体的质量
为3gD．物体的加速度大小为5m/2二、非选择题
9一只小猫跳起来抓住悬挂在天花板上的竖直木杆，如右图所示，在这一瞬间悬绳断了，设木杆足够长，由于小猫继续上爬，
所以小猫离地面高度不变，则木杆下降的加速度大小为________，方向为________．设小猫质量为m，木杆的质量为M
10．201*江西百所名校模拟一游客在滑雪时，由静止开始沿
倾角θ＝37°的山坡匀加速下滑．下滑过程中摄影师分别在相距
L＝点各给游客抓拍一张照片，为了追求滑雪过程中的动感效果，摄影师将相机的曝光时间定为Δt＝由于游客的速度较快，相片中出现了一定长度的虚影，经实地测量照片中与A点的虚影长度相对应的实际长度A＝2m，照片中与B点的虚影长度相对的实际长度B＝内游客的运动可视为匀速运动，试计算：g＝10m/，in37°＝06，co37°＝08
1游客在A点时速度的大小vA；2滑雪板与坡道间的动摩擦因数μ；3
3A点距出发点的距离LA
11．201*山东如图所示，在高出水平地面h＝＝2g、由两种不同材料连接成一体的薄板A，其右段长度1＝且表面光滑，左段表面粗糙．在A最右端放有可视为质点的物块B，其质量m＝左段间动摩擦因数μ＝04开始时二者均静止，现对A施加F＝20N水平向右的恒力．待B脱离AA尚未露出平台后，将A取走．B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离＝取g＝10m/求：2 1B离开平台时的速度vB
2B从开始运动到刚脱离A时，B运动的时间tB和位移B3A左
端的长度2
12．201*金华十校模拟传送带以恒定速度v＝4m/顺时针运行，传送带与水平面的夹角θ＝37°现将质量m＝2g的小物品轻放在
其底端小物品可看成质点，平台上的人通过一根轻绳用恒力F＝
20N拉小物品，经过一段时间物品被拉到离地高为H＝的平台上，
如图所示．已知物品与传送带之间的动摩擦因数μ＝05，设最大
静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/2，已知in37°＝06，co37°＝08求：
1物品从传送带底端运动到平台上所用的时间是多少？
2若在物品与传送带达到同速瞬间撤去恒力F，求物品还需多
少时间离开传送带？
扩展阅读：201*届高三物理一轮复习精品资料：牛顿第二定
律高考真题模拟新题有详解
C单元牛顿运动定律C2牛顿第二定律单位制
22．2C2[201*重庆卷]某同学设计了如图1－10所示的装置，利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材来测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ滑块和托盘上分别放有若干砝码，滑块质量为M，滑块上砝码总质量为m′，托盘和盘中砝码的总质量为m实验中，滑块在水平轨道上从A到B做初速为零的匀加速直线运动，重力加速度g取10m/2
图1－10
①为测量滑块的加速度a，须测出它在A、B间运动的
________与________，计算a的运动学公式是________；
②根据牛顿运动定律得到a与m的关系为：a＝
1＋μg
m－μg
M＋m′＋m
他想通过多次改变m，测出相应的a值，的一次函数，必须使上式中的_______________保持不变，实验中应将从托盘中取出的砝码置于_______________；
③实验得到a与m的关系如图1－11所示，由此可知μ＝
___________取两位有效数字．
图1－11
22．2C2[201*重庆卷]【答案】①位移时间t2
a＝2②m′＋m滑块上③023021～025t1
【解析】①由＝at2知，要测量滑块的加速度a只需测量滑块的位移和滑行时间t，
2
此时a＝2t
1＋μg
②若要求a是m的一次函数，只需保持不变，即m′＋m不变，故实验
M＋m′＋m
时应将从托盘中取出的砝码置于滑块上．
③由图象可知，图象过690×10－3,
043和640×10－3,
023两点，将之代入a＝
1＋μg
m－μg，解得：μ＝023
M＋m′＋m
21．C2[201*浙江卷]在“探究加速度与力、质量的关系”实
验时，已提供了小车、一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘
的细线、刻度尺、天平、导线．为了完成实验，还需从下图中选
取实验器材，其名称是________，并分别写出所选器材的作用
________．
【答案】学生电源、电磁打点计时器或电火花计时器、钩码、砝码学生电源为打点计时器提供交流电源；电磁打点计时器电火
花计时器记录小车运动的位置和时间；钩码用以改变小车的质量；砝码用以改变小车受到拉力的大小，还可用于测量小车质量【解析】根据“探究加速度与力、质量关系”实验，结合所
提供与供选择的实验器材，可以确定相应的实验方案，进一步可
以确定需要选择的实验器材．
2．C2[201*天津卷]如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程
中B受到的摩擦力
图1
A．方向向左，大小不变B．`方向向左，逐渐减小C方向向右，大小不变D方向向右，逐渐减小
2．[201*天津卷]A【解析】A、B一起往右做匀减速直线运动，说明两个问题：①加速度a大小不变；②加速度a方向向左．对B 物体受力分析，由牛顿第二定律F＝ma可知：B受到的摩擦力方向向左，大小不变，A正确．
18．C2[201*北京卷]“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹
性绳绑在踝关节处，从几十米高处跳下的一种极限运动．某人做
蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示．将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g据图
可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为
A．gB．2gC．3gD．4g
18．C2[201*北京卷]B【解析】从图中可以看出，当人静止时，0，0＝mg当合力最大时，加速度最大．0＝3mg，由牛顿第二定律
可得F－mg＝ma，代入数据可知，a＝2g，B项正确．
20．C2[201*北京卷]物理关系式不仅反映了物理量之间的关系，也确定了单位间的关系．如关系式U＝IR既反映了电压、电
流和电阻之间的关系，也确定了V伏与A安和Ω欧的乘积等
效．现有物理量单位：m米、秒、N牛、J焦、W瓦、C库、F法、
A安、Ω欧和T特，由它们组合成的单位都与电压单位V伏等效
的是
A．J/C和N/CB．C/F和Tm2/11C．W/A和CTm/D．WΩ和
TAm22
20．C2[201*北京卷]B【解析】由公式W＝UIt＝UQ可得，J/C
与电压单位V等效，由F＝Eq可得，N/C为电场强度的单位，与电压单位V不等效，A项错误．由公式Q＝CU、BL2
E＝BLv＝可知，C/F、Tm2/与电压单位V等效，B项正确．由
压单位V等效，CTm/＝A＝N，所以CTm/与力的单位N等效，C 项错误．由
AmU211N
＝Am＝N，所以TAm与力的单位N
R22mA等效，D项错误．
22．C2E3[201*北京卷]如图所示，长度为的轻绳上端固定在O 点，下端系一质量为m的小球小球的大小可以忽略．
1在水平拉力F的作用下，轻绳与竖直方向的夹角为α，小
球保持静止．画出此时小球的受力图，并求力F的大小；2由图示位置无初速释放小球，求当小球通过最低点时的速度大小及轻绳
对小球的拉力．不计空气阻力．
C3超重和失重
9．C3[201*天津卷]1某同学利用测力计研究在竖直方向运行
的电梯运动状态．他在地面上用测力计测量砝码的重力，示数为G 他在电梯中用测力计仍测量同一砝码的重力，发现测力计的示数
小于G，由此判断此时电梯的运动状态可能是__________________．
9．1[201*天津卷]【答案】减速上升或加速下降
【解析】测力计在电梯中的示数即为视重，静止在地面时的
示数表示物体的实重，依题意，视重小于实重，物体处于失重状态，物体要么往上减速，要么往下加速．
C4实验：验证牛顿定律
C5牛顿运动定律综合
21．C5[201*课标全国卷]如图1－6所示，在光滑水平面上有
一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块．假
定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．现给木块
施加一随时间t增大的水平力F＝t是常数，木板和木块加速度的
大小分别为a1和a2，下列反映a1和a2变化的图线中正确的是图1－6
【解析】A当拉力F很小时，木块和木板一起加速运动，由牛顿第二定律，对木块F和木板：F＝m1＋m2a，故a1＝a2＝a＝＝t；当拉力很大时，木块和木板将发
m1＋m2m1＋m2F－μm2gμmg
生相对运动，对木板：μm2g＝m1a1，得a1＝2，对木块：F－μm2g＝m1a2，得a2＝m1m2
＝t－μg，A正确．m2
23．C5[201*四川卷]随着机动车数量的增加，交通安全问题日益凸显．分析交通违法事例，将警示我们遵守交通法规，珍惜生命．一货车严重超载后的总质量为49t，以54m/h的速率匀速行驶．发现红灯时司机刹车，货车即做匀减速直线运动，2不超载时则为5m/2．
1若前方无阻挡，问从刹车到停下来此货车在超载及不超载时分别前进多远？2若超载货车刹车时正前方25m处停着总质量为
1t的轿车，两车将发生碰撞，后获得相同速度，问货车对轿车的平均冲力多大？
【解析】1设货车刹车时速度大小为v0，加速度大小为a，末速度大小为vt，刹车距离为
v0－vt＝①
2a代入数据，得超载时1＝45m②若不超载2＝③
2设货车刹车后经′＝25m与轿车碰撞时的初速度大小为v12 v1＝v20－2a′④
设碰撞后两车共同速度为v2，货车质量为M，轿车质量为m，由动量守恒定律Mv1＝M＋mv2⑤
设货车对轿车的作用时间为Δt、平均冲力大小为F，由动量定理FΔt＝mv2⑥
联立④⑤⑥式，代入数据得F＝98×104N⑦24．C5
图1－10
[201*山东卷]如图1－10所示，在高出水平地面h＝＝2g、由两种不同材料连接成一体的薄板A，其右段长度1＝且表面光滑，左段表面粗糙．在A最右端放有可视为质点的物块B，其质量m＝左段间动摩擦因数μ＝04开始时二者均静止，现对A施加F＝20N 水平向右的恒力，待B脱离AA尚未露出平台后，将A取走．B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离＝
取g＝10m/2求：1B离开平台时的速度vB
2B从开始运动到刚脱离A时，B运动的时间tB和位移B3A左端的长度2
【解析】1设物块平抛运动的时间为t，由运动学可得1
h＝gt2①
2＝vBt②
联立①②式，代入数据得vB＝2m/③
2设B的加速度为aB，由牛顿第二定律和运动学的知识得
μmg＝maB④vB＝aBtB⑤12
B＝aBtB⑥
联立③④⑤⑥式，代入数据得tB＝⑦B＝⑧
3设B刚开始运动时A的速度为v1，由动能定理得1F1＝
Mv21⑨2
设B运动后A的加速度为aA，由牛顿第二定律和运动学的知识得F－μmg＝MaA⑩12
2＋B＝v1tB＋aAtB2
联立⑦⑧⑨⑩式，代入数据得2＝
14．C5[201*浙江卷]如图所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”．两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢．若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是A．甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力B．甲对绳的
拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力C．若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利D．若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利
【解析】C甲、乙两人在冰面上拔河，甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是作用力与反作用力，A选项错误；甲对绳的拉力与乙对绳的拉力都作用在绳上，故不是作用力与反作用力，B选项错误；由于绳子质量不计，且冰面可看成光滑，绳对甲、乙的作用力大小
相等，若甲的质量大，则甲的加速度小，相等时间通过的位移小，后过分界线，故甲能赢得比赛的胜利，C选项正确；是否赢得比赛主要看两人加速度的大小，跟收绳的速度大小无关，故D选项错误．
14．C5、D2[201*江苏物理卷]如图所示，长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定位置．将一质量为m的小球固定在
管底，用一轻质光滑细线将小球与质量为M＝m的小物块相连，小
物块悬挂于管口．现将小球释放，一段时间后，小物块落地静止
不动，小球继续向上运动，通过管口的转向装置后做平抛运动，
小球在转向过程中速率不变．重力加速度为g
图13
1求小物块下落过程中的加速度大小；2求小球从管口抛出时
的速度大小；3试证明小球平抛运动的水平位移总小于2L2 14．C5、D2[201*江苏物理卷]【解析】1设细线中的张力为T，根据牛顿第二定律Mg－T＝MaT－mgin30°＝ma且M＝m解得a＝2－1g
2＋1
2设M落地时的速度大小为v，m射出管口时速度大小为v0，
M落地后m的加速度为a0
根据牛顿第二定律－mgin30°＝ma0又由匀变速直线运动，v ＝2aLin30°，
2v20－v＝2a0L1－i n30°2
解得v0＝3平抛运动＝v0t
－2
gL>2
2＋11
Lin30°＝gt2
2解得＝L则图1－3
A.t2时刻，小物块离A处的距离达到最大Bt2时刻，小
物块相对传送带滑动的距离达到最大C0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D0～t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用
16．C5[201*福建卷]B【解析】结合图乙，在0～t1时间内，物体往左做匀减速直线运动，t1时刻运动到最左边，A错；在
t1～t2时间内，物体往右做匀加速直线运动，但由于速度小于传
送带的速度，物体与传送带的相对位移仍在增大，t2时刻相对位移最大，B对；0～t2时间内，物体相对传送带向左运动，一直受到向右的滑动摩擦力，f＝μmg不变，但t2时刻以后物体相对传送带静止，摩擦力为0，CD错．
1．[201*福州模拟]手托着书使它做下述各种情况的运动，那么，手对书的作用力最大的情况是
A．向下做匀减速运动B．向上做匀减速运动C．向下做匀加速运动D．向上做匀速运动
1．A【解析】超重时手对书的作用力最大，向上做匀减速运动、向下做匀加速运动都是失重，向上做匀速运动是平衡状态，向下做匀减速运动是超重状态，所以A对．
2．[201*濮阳一模]质量m＝1g的物体在光滑平面上运动，初速度大小为2m/在物体运动的直线上施以一个水平恒力，经过t＝1，速度大小变为4m/，则这个力的大小可能是
A．2NB．4NC．6ND．8N
2．AC【解析】物体的加速度可能是2m/，也可能是6m/，根据牛顿第二定律，这个力的大小可能是2N，也可能是6N，所以答案是AC
3[201*德州模拟]如图L2－2所示，木箱顶端固定一竖直放置的弹簧，弹簧下方有一物块，木箱静止时弹簧处于伸长状态且物块与箱底间有压力．若在某段时间内，物块对箱底刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为22
图L2－2
A．加速下降B．加速上升C．物块处于失重状态D．物块处于超重状态
3．AC【解析】木箱静止时弹簧处于伸长状态且物块与箱底间有压力，此时物块在重力、弹簧弹力、木箱底对它向上的支持力作用下处于平衡状态．物块对箱底刚好无压力时，重力、弹簧弹力不变，其合力竖直向下，所以系统的加速度向下，物块处于失重状态，可能加速下降，故AC对．
4．[201*泰安模拟]在光滑水平地面上，一物体静止．现受到
水平拉力F的作用，拉力F随时间t变化的图象如图L2－3所示．则
图L2－3
A．物体做往复运动B．0～4内物体的位移为零C．4末物体
的速度最大D．0～4内拉力对物体做功为零
4．D【解析】物体的运动是先加速后减速，2末速度最大，4
末速度减到零，物体一直向同一方向运动，0～2内和2～4内位移大小相等但拉力却大小相等而方向相反，故0～4内拉力做功为零，所以答案选D
5．[201*聊城模拟]在地面上将一金属小球竖直向上抛出，上
升一定高度后再落回原处，若不考虑空气阻力，则如图L2－4所
示图象能正确反映小球的速度、加速度、位移和动能随时间变化
关系的是取向上为正方向
ABCD
图L2－4
5．A【解析】由于金属小球的位移、动能随时间的变化都是
非线性的，所以C、D均错；竖直上抛运动中加速度不变，故B错；竖直上抛的金属小球速度先向上均匀减小，后又向下均匀增加，
且整个过程中加速度不变，图线斜率不变，所以A对．
6．[201*濮阳一模]如图L2－5所示，质量分别为m、2m的球A、B由轻质弹簧相连后再用细线悬挂在正在竖直向上做匀加速运
动的电梯内，细线中的拉力为F，此时突然剪断细线，在线断的瞬间，弹簧的弹力的大小和小球A的加速度大小分别为
图L2－5
2F2FA，＋g33mF2FB，＋g33m2FF
C，＋g33mFF
D，＋g33m
6．A【解析】在线剪断前，对A、B及弹簧整体：F－3mg＝
3ma，对B：F弹－2mg2F
，线剪断后的瞬间，弹力不变，此时对A球来说，受到向下
的重32F
力和弹力，有：F弹＋mg＝maA，得：aA＝＋g，故A对．
3m＝2ma，由此得：F弹＝
7．[201*盐城模拟]在“探究加速度与力、质量关系”的实验中，有四位同学根据实验数据作出了如图L2－6所示的四幅图象，其中不能说明“质量一定时加速度与合外力成正比”或“合外力
一定时加速度与质量成反比”的是
ABCD
图L2－6
【解析】A的图线反映了加速度与合外力是正比例关系，能说明“质量一定时加速度与合外力成正比”；B的图线反映了在合外力较大些时，加速度与合外力是非线性关系，所以B错；C的图线反映了加速度与质量是非线性关系，但不能肯定合外力一定时加1速度与质量成反比，若要肯定这一点，还需作出a－图线，看是不是正比例图线，所以C
m错，D对
8．[201*温州模拟]传送机的皮带与水平方向的夹角为α，如图L2－7所示，将质量为m的物体放在皮带传送机上，随皮带保
持相对静止一起向下以加速度aa>ginα做匀加速直线运动，则下
列关于小物块在运动过程的说法中正确的是
图L2－7
A．支持力与静摩擦力的合力大小等于mgB．静摩擦力对小物
块一定做正功C．静摩擦力的大小可能等于mginαD．皮带与滑块
的动摩擦因数一定大于tanα
【解析】物体随皮带保持相对静止一起向下做匀加速运动，
物体所受合外力不为零，所以支持力与静摩擦力的合力大小不等
于mg，故A错；加速度a>ginα，说明静摩擦力沿传送带向下，
而小物块运动方向也向下，故静摩擦力对小物块一定做正功，B对；由牛顿第二定律：mginα＋f＝ma，因为a比ginα大多少不知道，所以静摩擦力的大小可能等于mg inα，C对；由以上分析可知，
静摩擦力f是有可能小于mginα的，由f＝μFN＝μmgcoα，因
此说“皮带与滑块的动摩擦因数一定大于tanα”是错的，D错．
9．201*三明模拟201*年初，我国南方多次遭受严重的冰灾，给交通运输带来巨大的影响．已知汽车橡胶轮胎与普通路面的动摩擦因数为07，与冰面的动摩擦因数为01当汽车以某一速度沿水平普通路面行驶时，急刹车后设车轮立即停止转动，汽车要滑行14m才能停下．那么，在冰冻天气，该汽车若以同样速度在结了冰的水平路面上行驶，急刹车后汽车继续滑行的距离增大了多少？
9．【解析】设初速度为v0，当汽车在水平普通路面上急刹车时，μ1mg＝ma1得a1＝μ1g＝7m/2v0＝2a11
得v0＝2a11＝14m/
当汽车在水平冰面上急刹车时，μ2mg＝ma2得a2＝μ2g＝
1m/2v20＝2a22得2＝98m
因此，急刹车后汽车继续滑行的距离增大了Δ＝2－1＝84m
10．[201*济宁模]拟如图所示，质量为80g的物体放在安装在小车上的水平磅秤上，小车在平行于斜面的拉力F作用下沿斜面无摩擦地向上运动，现观察到物体在磅秤上读数为1000N．已知斜面倾角θ＝30°，小车与磅秤的总质量为20g
1拉力F为多少？
2物体对磅秤的静摩擦力为多少？3若小车与斜面间有摩擦，动摩擦因数为3
，斜面质量为100g，试求斜面对地面的32
压力和摩擦力分别为多少？A一直静止在地面上
10．【解析】1选物体为研究对象，受力分析如图所示：
将加速度a沿水平和竖直方向分解，则有：FN1－mg＝mainθ解得a＝5m/
取小车、物体、磅秤这个整体为研究对象，受力分析如图所示：2
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