1、课时跟踪检测(九) 牛顿第二定律 两类动力学问题A级基础小题练熟练快1kg和s是国际单位制两个基本单位的符号,这两个基本单位对应的物理量是()A质量和时间B质量和位移C重力和时间 D重力和位移解析:选Akg为质量的单位,s为时间的单位,A正确。2多选如图所示,一木块在光滑水平面上受一恒力F作用,前方固定一足够长的水平轻弹簧,则当木块接触弹簧后,下列判断正确的是()A木块立即做减速运动B木块在一段时间内速度仍增大C当F等于弹簧弹力时,木块速度最大D弹簧压缩量最大时,木块速度为零但加速度不为零解析:选BCD刚开始时,弹簧对木块的作用力小于外力F,木块继续向右做加速度逐渐减小的加速运动,直到二力相等
2、,而后,弹簧对木块的作用力大于外力F,木块继续向右做加速度逐渐增大的减速运动,直到速度为零,但此时木块的加速度不为零,故选项A错误,B、C、D正确。3(2018潍坊期中)一重物在竖直向上的拉力F作用下,开始竖直向上做直线运动,其速度随时间t变化的图像如图所示(图像在01 s、34 s阶段为直线,13 s阶段为曲线),下列判断正确的是()A第2 s末拉力大小为0B第1 s内的拉力大于第4 s内的拉力C第2 s末速度反向D前4 s内位移为0解析:选B根据图像可知,第2 s末加速度为零,根据牛顿第二定律可知,合外力为零,所以拉力等于重力,故A错误;根据图像可知,第1 s内的加速度为正,方向向上,则拉
3、力大于重力,第4 s内的加速度为负,方向向下,拉力小于重力,所以第1 s内的拉力大于第4 s内的拉力,故B正确;根据图像可知,04 s内,重物一直向上运动,2 s末速度没有反向,故C错误;速度图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小,根据图像可知,前4 s内位移为正,不为零,故D错误。4竖直向上抛出一物块,物块在运动过程中受到的阻力大小与速度大小成正比,则物块从抛出到落回抛出点的过程中,加速度随时间变化的关系图像正确的是(设竖直向下为正方向)()解析:选C物块在上升过程中加速度大小为a,因此在上升过程中,速度不断减小,加速度不断减小,速度减小得越来越慢,加速度减小得越来越慢,到最高点加速
4、度大小等于g。在下降的过程中加速度a,随着速度增大,加速度越来越小,速度增大得越来越慢,加速度减小得越来越慢,加速度方向始终向下,因此C正确。5.(2018绵阳模拟)如图所示,在倾角为30的光滑斜面上,物块A、B质量分别为m和2m。物块A静止在轻弹簧上面,物块B用细线与斜面顶端相连,A、B紧挨在一起但A、B之间无弹力,已知重力加速度为g,某时刻把细线剪断,当细线剪断瞬间,下列说法正确的是()A物块A的加速度为0B物块A的加速度为C物块B的加速度为0 D物块B的加速度为解析:选B剪断细线前,弹簧的弹力:F弹mgsin 30mg,细线剪断的瞬间,弹簧的弹力不变,仍为F弹mg;剪断细线瞬间,对A、B
5、系统分析,加速度为:a,即A和B的加速度均为。B级中档题目练通抓牢6(2018达州一模)在两个足够长的固定的相同斜面体上(其斜面光滑),分别有如图所示的两套装置,斜面体B的上表面水平且光滑,长方体D的上表面与斜面平行且光滑,p是固定在B、D上的小柱,完全相同的两只弹簧一端固定在p上,另一端分别连在A和C上,在A与B、C与D分别保持相对静止状态沿斜面自由下滑的过程中,下列说法正确的是()A两弹簧都处于拉伸状态B两弹簧都处于压缩状态C弹簧L1处于压缩状态,弹簧L2处于原长D弹簧L1处于拉伸状态,弹簧L2处于压缩状态解析:选C由于斜面光滑,它们整体沿斜面下滑的加速度相同,为gsin 。对于题图甲,以
6、A为研究对象,重力与支持力的合力沿竖直方向,而A沿水平方向的加速度:axacos gsin cos ,该加速度由水平方向弹簧的弹力提供,所以弹簧L1处于压缩状态;对于题图乙,以C为研究对象,重力与斜面支持力的合力大小:F合mgsin ,即C不能受到弹簧的弹力,弹簧L2处于原长状态。故选项C正确,A、B、D错误。7.(2018台州期中)如图所示,一竖直放置的轻弹簧下端固定于桌面,现将一物块放于弹簧上同时对物块施加一竖直向下的外力,并使系统静止,若将外力突然撤去,则物块在第一次到达最高点前的v t图像(图中实线)可能是下图中的()解析:选A当将外力突然撤去后,弹簧的弹力大于重力,物体向上加速,随弹
7、力减小,物体向上的加速度减小,但速度不断增大,当F弹G时加速度为零,物体速度达到最大,之后F弹G,物体开始向上做减速运动,如果物体未脱离弹簧,则加速度就一直增大,速度一直减小,直到为零;若物体能脱离弹簧,则物体先做加速度增大的减速运动,脱离弹簧后做加速度为g的匀减速运动,所以选项A正确,B、C、D均错误。8多选(2018哈尔滨模拟)如图甲所示,静止在水平面C上足够长的木板B左端放着小物块A。某时刻,A受到水平向右的拉力F作用,F随时间t的变化规律如图乙所示。A、B间最大静摩擦力大于B、C之间的最大静摩擦力,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则在拉力逐渐增大的过程中,下列反映A、B运动过程中的加速
8、度及A与B间摩擦力f1、B与C间摩擦力f2随时间变化的图线中正确的是()解析:选ACD当拉力小于B、C之间的最大静摩擦力时,A、B保持静止没有加速度,所以B项错误;此时f1f2F,即两个摩擦力都随拉力增大而增大,在拉力增大到等于B、C之间的最大静摩擦力至A、B间达到最大静摩擦力这段时间,A、B一起向前加速,加速度a,A、B间的静摩擦力f1mBaf2max,B、C之间变成了滑动摩擦力保持不变,所以D项正确;当拉力再增大时,A、B之间也发生了相对滑动,A、B之间变成了滑动摩擦力,即不再变化,此时A的加速度a,综上所述A、C项正确。9(2018马鞍山一模)两物块A、B并排放在水平地面上,且两物块接触
9、面为竖直面,现用一水平推力F作用在物块A上,使A、B由静止开始一起向右做匀加速运动,如图甲所示,在A、B的速度达到6 m/s时,撤去推力F。已知A、B质量分别为mA1 kg、mB3 kg,A与水平面间的动摩擦因数为0.3,B与地面没有摩擦,B物块运动的v t图像如图乙所示。取g10 m/s2,求:(1)推力F的大小;(2)A物块刚停止运动时,物块A、B之间的距离。解析:(1)在水平推力F作用下,物块A、B一起做匀加速运动,加速度为a,由B物块的vt图像得,a m/s23 m/s2对于A、B整体,由牛顿第二定律得FmAg(mAmB)a,代入数据解得F15 N。(2)设物块A做匀减速运动的时间为t
10、,撤去推力F后,A、B两物块分离,A在摩擦力作用下做匀减速运动,B做匀速运动,对A,由mAgmAaA,解得aAg3 m/s2t s2 s物块A通过的位移xAt6 m物块B通过的位移xBv0t62 m12 m物块A刚停止时A、B间的距离xxBxA6 m。答案:(1)15 N(2)6 m10.(2018济南模拟)如图所示,斜面体ABC放在粗糙的水平地面上。滑块在斜面底端以初速度v09.6 m/s沿斜面上滑。斜面倾角37,滑块与斜面间的动摩擦因数0.45。整个过程斜面体保持静止不动,已知滑块的质量m1 kg,sin 370.6,cos 370.8,g取10 m/s2。试求:(1)滑块回到出发点时的速
11、度大小。(2)定量画出斜面与水平地面之间的摩擦力Ff随时间t变化的图像。解析:(1)滑块沿斜面上滑过程,由牛顿第二定律:mgsin mgcos ma1,解得a19.6 m/s2设滑块上滑位移大小为L,则由v022a1L,解得L4.8 m滑块沿斜面下滑过程,由牛顿第二定律:mgsin mgcos ma2,解得a22.4 m/s2根据v22a2L,解得v4.8 m/s。(2)滑块沿斜面上滑过程用时t11 s对斜面与滑块构成的系统受力分析可得Ff1ma1cos 7.68 N滑块沿斜面下滑过程用时t22 s对斜面与滑块构成的系统受力分析可得Ff2ma2cos 1.92 NFf随时间变化如图所示。答案:
12、(1)4.8 m/s(2)见解析图C级难度题目自主选做11(2018烟台模拟)如图所示,带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动,小球A用细线悬挂于支架前端,质量为m的物块B始终相对于小车静止地摆放在右端。B与小车平板间的动摩擦因数为。若某时刻观察到细线偏离竖直方向角,则此刻小车对物块B产生的作用力的大小和方向为()Amg,竖直向上Bmg,斜向左上方Cmgtan ,水平向右Dmg,斜向右上方解析:选D以A为研究对象,分析受力如图,根据牛顿第二定律得:mAgtan mAa,得:agtan ,方向水平向右。再对B研究得:小车对B的摩擦力为:fmamgtan ,方向水平向右,小车对B的支持力大小为Nm
13、g,方向竖直向上,则小车对物块B产生的作用力的大小为:Fmg,方向斜向右上方,故D正确。12.多选(2018天水一模)如图所示,在动摩擦因数0.2的水平面上有一个质量m1 kg的小球,小球与水平轻弹簧及与竖直方向成45角的不可伸长的轻绳一端相连,此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰好为零。在剪断轻绳的瞬间(g取10 m/s2),下列说法中正确的是()A小球受力个数不变B小球立即向左运动,且a8 m/s2C小球立即向左运动,且a10 m/s2D若剪断的是弹簧,则剪断瞬间小球加速度为零解析:选BD在剪断轻绳前,小球受重力、绳子的拉力以及弹簧的弹力处于平衡,根据共点力平衡得,弹簧的弹力:Fmgtan 45101 N10 N,剪断轻绳的瞬间,弹簧的弹力仍然为10 N,小球此时受重力、支持力、弹簧弹力和摩擦力四个力作用。小球的受力个数发生改变,故A错误;小球所受的最大静摩擦力为:Ffmg0.210 N2 N,根据牛顿第二定律得小球的加速度为:a m/s28 m/s2,合力方向向左,所以向左运动,故B正确,C错误;剪断弹簧的瞬间,轻绳对小球的拉力瞬间为零,此时小球所受的合力为零,则小球的加速度为零,故D正确。