新高考物理一轮复习跟踪训练第13讲 牛顿第二定律的基本应用（解析版）.docVIP

第13讲牛顿第二定律的基本应用

（模拟精练+真题演练）

1．（2023·广东汕头·统考三模）如图是某跳水女运动员在三米板的训练中，最后踏板的过程：她从高处落到处于自然状态的跳板上（A位置），随跳板一同向下运动到最低点（B位置），对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的这个过程中，不计空气阻力，下列说法中正确的是（）

??

A．跳板对运动员支持力先增大后减小

B．运动员先是处于超重后处于失重状态

C．跳板对运动员支持力做的功等于运动员机械能的变化量

D．运动员的重力势能与跳板的弹性势能之和先增大后减小

【答案】C

【详解】AB．运动员从开始与跳板接触到运动至最低点过程中，开始重力大于跳板的弹力、运动员加速下降，后来跳板的弹力大于运动员的重力，运动员减速下降，所以运动员先失重后超重，故AB错误；

C．除重力之外的其它力做的功等于运动员机械能的变化，所以跳板对运动员支持力做的功等于运动员机械能的变化量，故C正确；

D．运动员下降过程中，只有重力和弹力做功，运动员和跳板组成的系统机械能守恒，所以运动员的重力势能+跳板的弹性势能+运动员的动能=恒量，由于运动员的动能先增大后减小，所以运动员的重力势能与跳板的弹性势能之和先减小后增大，故D错误。故选C。

2．（2023·江苏南通·江苏省如东高级中学校联考模拟预测）在教室内将两端开口的洁净玻璃管竖直插入液体中，管中液面如图所示。当把该装置放在竖直加速的电梯中，且电梯的加速度SKIPIF10。则（）

A．若电梯向上加速，则玻璃管内外的液面高度差将变大

B．若电梯向上加速，则玻璃管内外的液面高度差保持不变

C．若电梯向下加速，则玻璃管内外的液面高度差将变大

D．若电梯向下加速，则玻璃管内外的液面高度差保持不变

【答案】C

【详解】AB．若电梯向上加速，则液体将处于超重状态，液体向下的压力增大，则可知玻璃管内的液面要下降，玻璃管内外的液面高度差将减小，故AB错误；

CD．若电梯向下加速，则液体将处于失重状态，液体向下的压力减小，则可知玻璃管内的液面要上升，玻璃管内外的液面高度差将变大，故C正确，D错误。故选C。

3．（2023·广东·模拟预测）人站在力传感器上完成下蹲和站起动作，传感器记录的力随时间变化图像（SKIPIF10图）如图所示，则（????）

??

A．下蹲过程中最大加速度为6m/s2 B．人在下蹲过程中，力的示数先变大，后变小

C．人在站起过程中，先失重后超重 D．人在8s内完成了两次下蹲和两次站起动作

【答案】A

【详解】A．由图可知，传感器的最小压力约为200N，则根据牛顿第二定律得最大加速度为

SKIPIF10故A正确；

B．人在下蹲过程中，先加速下降再减速下降，所以力的示数先变小，后变大，故B错误；

C．人在站起过程中，先加速起立再减速起立，所以先超重后失重，故C错误；

D．人在下蹲过程中，力的示数先变小，后变大，人在站起过程中，力的示数先变大，后变小，所以动作人在8s内完成了一次下蹲和一次站起动作，故D错误。故选A。

4．（2023·吉林通化·梅河口市第五中学校考三模）如图所示，一质量为M的光滑大圆环由一细轻杆固定在竖直平面内。套在大圆环上质量均为m的两个小圆环（与大圆环粗细相差不大），同时从大圆环的最高处由静止滑下。重力加速度大小为g，下列说法正确的是（??）

A．两个小圆环运动到大圆环圆心以下高度时会出现失重状态，大圆环则始终处于超重状态

B．当轻杆受到的拉力大小为Mg时，两个小圆环正位于大圆环圆心等高处

C．小圆环下滑至大圆环圆心高度之前，一直受到大圆环的弹力作用

D．轻杆受到的拉力可能小于Mg

【答案】D

【详解】A．两个小圆环运动到大圆环圆心以下高度时，有向上的加速度分量，处于超重状态，故A错误；

BC．小环受重力，大环对小环的支持力而做圆周运动；

①当小环运动到上半圆上某位置时，其重力沿半径方向的分力恰好等于向心力时，此时小环对大环的压力为0；

②小环运动到与圆心等高处时，大环对小环的压力沿水平方向指向圆心，小环对大环没有竖直方向的作用力。

综上所述，在此两处，大环对轻杆拉力大小为Mg，故BC错误；

D．若圆环在上半圆运动时速度过大时，大圆环对小环的作用力指向圆心，此时轻杆受到的拉力小于Mg，故D正确；故选D。

5．（2022·湖南长沙·模拟预测）如图所示，在一倾斜角为θ的坡上有一观景台A，从观景台到坡底有一根钢缆索，已知观景到山坡的距离AO＝L，O到坡底B的距离也为L，现工作人员将钢环扣在缆索上，将一包裹送至坡底，若环带着包裹从A点由静止开始沿钢绳无摩擦地滑下，则包裹滑到坡底的时间为（）

A．SKIPIF10 B．SKIPIF10