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高考物理一轮复习试题 牛顿第二定律2
展开A.小球的机械能守恒
B.重力对小球作正功,小球的重力势能减小
C.由于弹簧的弹力对小球做负功,所以小球的动能一直减小
D.小球的加速度先减小后增大
2.某跳水运动员在3m长的踏板上起跳,我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态,其中A为无人时踏板静止点,B为人站在踏板上静止时的平衡点,C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点,则下列说法中正确的是
A.人和踏板由C到B的过程中,人向上做匀加速运动
B.人和踏板由C到A的过程中,人处于超重状态
C.人和踏板由C到A的过程中,先超重后失重
D.人在C点具有最大速度
3.有三个光滑倾斜轨道1、2、3,它们倾斜角依次为60°、45°、30°,这些轨道交于O点,现有位于同一竖直直线上的3个小物体甲乙丙,分别沿这3个轨道同时从静止自由下落,如图所示,物体滑到O点的先后顺序是
A.甲最先,乙稍后,丙最后
B.乙最先,然后甲、丙同时到达
C.甲、乙、丙同时到达
D.乙最先,甲稍后,丙最后
4.一物体放置在倾角为的斜面上,斜面固定于加速上升的电梯中,加速度为,如图所示.在物体始终相对于斜面静止的条件下,下列说法中正确的是
A.当一定时,越大,斜面对物体的正压力越小
B.当一定时,越大,斜面对物体的摩擦力越大
C.当一定时,越大,斜面对物体的正压力越大
D.当一定时,越大,斜面对物体的摩擦力越小
5.如图所示,在竖直方向运行的电梯中,一个质量为m的物块置于倾角为30°的粗糙斜面上,物块始终位于斜面上某一位置。则下列判断中正确的是
A.若电梯静止不动,物块所受的摩擦力一定是零
B.若电梯匀速向上运动,物块所受摩擦力方向有可能沿斜面向下
C.若电梯加速上升,物块所受弹力与摩擦力的合力一定大于mg
D.若电梯加速下降,物块所受摩擦力的方向一定沿斜面向下
6.如图所示,质量为M的三角形木块a放在水平面上,把另一质量为m的木块b放在a的斜面上,斜面倾角为α,对a施一水平力F,使b不沿斜面滑动,不计一切摩擦,则b对a的压力大小为 ( )
A. B.
C. D.
7.有一系列斜面,倾角各不相同,它们的底端相同,都是O点,如图所示.有一系列完全相同的滑块(可视为质点)从这些斜面上的A、B、C、D…各点同时由静止释放,下列判断正确的是( )
A.若各斜面均光滑,且这些滑块到达O点的速率相同,则A、B、C、D…各点处在同一水平线上
B.若各斜面均光滑,且这些滑块到达O点的速率相同,则A、B、C、D…各点处在同一竖直面内的圆周上
C.若各斜面均光滑,且这些滑块到达O点的时间相同,则A、B、C、D…各点处在同同一直面内的圆周上
D.若各斜面与这些滑块间有相同的摩擦因数,滑到达O点的过程中,各滑块损失的机械能相同,则A、B、C、D…各点处在同一竖直线上
8.如图所示,A、B、C是同一半径为R的竖直圆周上的三个点,C为最低点,AC、BC为两条分别与水平方向成α、β角的光滑导轨.则物体从A、B点滑到C点所经历的时间之比为 ,到达C点时的速率之比为 .
9.如图所示,圆柱形的仓库内有三块长度不同的滑板aO、bO、cO,其下端都固定于底部圆心O,而上端则搁在仓库侧壁上,三块滑板与水平面的夹角依次是30°、45°、60°.若有三个小孩同时从a、b、c处开始下滑(忽略阻力)则( )
A.a处小孩最先到O点
B.b处小孩最后到O点
C.c处小孩最先到O点
D.a、c处小孩同时到O点
10.(2016·哈尔滨师范大学附属中学第三次模拟)如图所示,小球A质量,木块B质量,两物体通过轻弹簧连接竖直放置在水平面上静止。现对A施加一个竖直向上的恒力,使小球A在竖直方向上运动,经弹簧原长时小球A速度恰好最大,已知重力加速度为。则在木块B对地面压力为零时,小球A的加速度大小为( )
A. B. C. D.
11.如图所示,电梯(包括里面所有物体)的总质量为500kg,当其受到向上的7000N拉力而运动时,则电梯内一个30kg的光滑球对倾角30°的斜面压力是 N,对竖直电梯壁的压力为 N.
参考答案
1.BD
【解析】
试题分析:A、小球和弹簧组成的系统机械能守恒,小球机械能不守恒,故A错误;
B、从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,小球一直向下运动,重力一直做正功,重力势能减小,故B正确;
C、刚开始重力大于弹力,合力向下,小球加速运动,当重力等于弹力时,加速度为零,速度最大,再向下运动时,弹力大于重力,加速度方向向上,速度减小,加速度增大,到达最低点时速度为零,加速度最大,故C错误,D正确.
故选BD
2.C
【解析】
试题分析:人由C到B的过程中,重力不变,弹力一直减小,合力先减小,所以加速度减小,故A错误;人和踏板由C到B的过程中,弹力大于重力,加速度向上,人处于超重状态,从B到A的过程中,重力大于弹力,加速度向下,处于失重状态,故B错误,C正确;人在C点的速度为零,故D错误。
考点:牛顿第二定律、超重和失重
【名师点睛】本题比较全面的考察了力学中的基础知识,如超重、失重、平衡状态、牛顿第二定律等,对于这些基础知识,在平时训练中注意加强练习以加深对其的理解。
3.B
【解析】
试题分析:设斜面的倾斜角为,则小物体下滑的加速度为,设OA长度为L,则下滑位移为,故有,即,代入60°、45°、30°可得乙时间最短,最先到达,然后甲、丙同时到达,故B正确;
考点:考查了牛顿第二定律与运动学公式的应用
【名师点睛】本题的关键是用斜轨道底边的长度表示物体位移大小,根据牛顿第二定律得到物体下滑的加速度大小与斜面倾角的关系.用斜轨道底边长度表示物体的位移,由位移公式比较三个物体运动的时间,
4.B
【解析】
试题分析:物体受力如图,正交分解有:
水平方向:
竖直方向:
故有:当一定时,a越大,斜面对物体的摩擦力、支持力都越大,故A错误,B正确;
当a一定时,越大,越小,越大,要使①②两个方程成立,必须有斜面对物体的正压力减小,斜面对物体的摩擦力增大,故CD错误.
考点:考查了力的动态平衡分析
【名师点睛】对于这类动态变化问题,要正确对其进行受力分析,然后根据状态列出方程进行有关讨论,不能凭感觉进行,否则极易出错
【答案】C
【解析】
试题分析:电梯静止或者匀速直线运动,则物块受力平衡,摩擦力沿斜面向上与重力沿斜面向下的分力平衡,即,选项AB错误。若电梯加速上升,则合力向上,即弹力摩擦力和重力三力合力竖直向上,所以弹力和摩擦力的合力一定大于重力,选项C对。若电梯加速下降,若处于完全失重,则支持力摩擦力等于零,若加速小于重力加速度,则支持力和摩擦力的合力竖直向上,小于重力,摩擦力方向沿斜面向上,选项D错。
考点:牛顿运动定律 共点力的平衡
【名师点睛】物块受到重力弹力和摩擦力,若合力向上,则弹力和摩擦力的合力竖直向上且大于重力,若合力等于零则弹力和摩擦力的合力竖直向上等于重力,若合力向下小于重力,则弹力和摩擦力的合力竖直向上小于重力,当完全失重时,则支持力和摩擦力的合力等于0即没有摩擦力和支持力。
6.D
【解析】
试题分析:不计一切摩擦,不滑动时即相对静止,作为一个整体,在水平力作用下,一定沿水平面向右加速运动,根据牛顿运动定律有,则有。对木块b分析,不计摩擦,只受到自身重力和斜面支持力作用。由于加速度水平向右,所以二者合力水平向右大小为,如下图,则有对照选项AB错。,对照选项C错D对。
考点:牛顿运动定律
【名师点睛】整体法隔离法是本题的关键。首先由整体受力得到加速度的大小和方向。进而分析滑b,不计一切摩擦,则得到b的受力和合力方向大小。根据几何关系即可得到支持力的大小,压力大小等于支持力。选项中的M和m要区分清楚,不然容易错选B项。
7.ACD
【解析】解:A.根据mgh=,小球质量相同,达O点的速率相同,则h相同,即各释放点处在同一水平线上,故A正确,B错误;
C、以O点为最低点作等时圆,可知从ab点运动到O点时间相等,C正确;
D、若各次滑到O点的过程中,滑块滑动的水平距离是x,滑块损失的机械能为克服摩擦力做功为:,即各释放点处在同一竖直线上,D正确;
故选:ACD
【点评】本题考查了功能关系,其中根据“等时圆”的适用条件构造出“等时圆”,作出图象,根据位移之间的关系即可判断运动时间是本题的难点.
8.1:1;
【解析】
试题分析:根据圆的几何知识,可以求得AC和BC的长度,由牛顿第二定律可以求得物体运动的加速度的大小,再由匀变速直线运动的规律可以求得物体运动的时间和速度的大小.
解:当物体沿AC轨道运动时,对物体受力分析可知,物体在AC轨道上的合力的大小为mgsinα=ma,所以物体的加速度大小为a=gsinα,设圆的半径为R,由圆的几何关系可知,AC的长度为2Rsinα,由x=at2可得物体由A运动到C得时间为t=,同理可得,沿BC运动时,加速度的大小为gsinθ,BC的长度为2Rsinθ,物体由B运动到C得时间t=,所以物体分别从A、B点滑到C点所经历的时间之比1:1;
由速度公式v=at可得,沿AC运动时,物体的速度的大小为VA=gsinα,沿BC运动时,物体的速度的大小为VB=gsinβ,所以A、B点到达C点时的速率之比为.
故答案为:1:1;
【点评】本题考查了牛顿第二定律和匀变速直线运动的规律,对物体受力分析,确定物体的运动的状态,在根据匀变速直线运动的规律来求解即可.
9.D
【解析】
试题分析:根据牛顿第二定律和匀变速直线运动规律,分别计算出小孩从a、b、c三块滑板到O所用的时间进行比较即可.
解:斜面上的加速度:a==gsinθ
斜面的长度s=
根据匀变速直线运动规律s=at2
得:gsinθt2=
t2=
==
==
==
<=
tb<ta=tc,
即b先到,ac同时到
故选:D
【点评】解决本题的关键是根据牛顿第二定律对物体进行受力分析,并根据匀变速直线运动规律计算出时间.
10.C
【解析】根据题意可以知道,当弹簧处于原长时小球A速度恰好最大,则向上的恒力;当木块B对地面压力为零时,此时弹簧处于伸长状态,则对B分析,此时弹簧的弹力为:,然后对A根据牛顿第二定律可以得到:,带入整理可以得到:,故选项C正确。
考点:牛顿第二定律
【名师点睛】本题考查牛顿第二定律,首先找出恒力F和A的重力关系,然后在对B分析,找出弹簧弹力与B的重力关系,最后根据牛顿第二定律对A分析,即可得到A的加速度。
11.280,140
【解析】
试题分析:先对整体,由牛顿第二定律求出加速度,物体与电梯具有相同的加速度,隔离对物体分析,抓住水平方向合力为零,竖直方向上产生加速度,运用正交分解求出支持力和摩擦力的大小.
解:整体受到重力和拉力的作用,由牛顿第二定律得:
F﹣Mg=Ma
所以:a=
对小球进行受力分析如图,则:
由图可知,N2沿竖直方向的分力与重力的和提供加速度,则:N2cs30°﹣mg=ma
代入数据得:N
水平方向小球受到的合外力为0,所以:N
故答案为:280,140
【点评】本题主要考查了牛顿第二定律的直接应用,要求同学们能正确对物体进行受力分析,难度不大,属于基础题.
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