高考物理一轮总复习课时规范练12 牛顿第二定律的应用.docVIP

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课时规范练12牛顿第二定律的应用

《课时规范练》P351

一、基础对点练

1.(超重、失重)(多选)某同学站在竖直观光电梯底板的体重计上,电梯在0~25s时间内速度变化的情况如图所示,取竖直向上为正方向,根据图象提供的信息,可以判断下列说法正确的是()

A.在5~10s内,体重计示数等于该同学所受的重力

B.在10~20s内,该同学处于超重状态

C.在20~25s内,该同学处于超重状态

D.在0~5s内,体重计示数与该同学真实体重相差最大

答案:AD

解析:在5~10s内,电梯匀速上升,该同学受力平衡,体重计示数等于该同学所受的重力,A正确;在10~20s内,电梯减速上升,加速度向下,该同学处于失重状态,B错误;在20~25s内,电梯加速下降,加速度向下,该同学处于失重状态,C错误;在0~5s内,设体重计的支持力为F1,由牛顿第二定律可得F1-mg=ma1,在10~25s内,设体重计的支持力为F2,由牛顿第二定律可得mg-F2=ma2,图线斜率表示加速度,0~5s内加速度最大,故体重计示数与该同学真实体重相差最大,D正确。

2.(超重、失重)(陕西宝鸡模拟)在探究超重和失重规律时,某同学手握拉力传感器静止不动,拉力传感器下挂一重力为G的物体,传感器和计算机相连。该同学突然竖直向上提升一下物体,经计算机处理后得到拉力F随时间t变化的图象,则下列图象可能正确的是()

答案:C

解析:该同学突然竖直向上提升一下物体,物体的加速度向上,对物体进行受力分析,有F-mg=ma,在突然向上提升物体的过程中加速度在逐渐增大,即F也逐渐增大,突然向上提升后,手静止,物体还在向上加速运动,但是拉力F会逐渐减小,当拉力F减小到等于重力时,加速度为零,此时速度最大,此后拉力小于重力,物体做减速运动,物体处于失重状态,最后物体静止,重力等于拉力。

3.(瞬时加速度的求解)(河北张家口期末)如图所示,在水平面上固定一倾角θ=30°的光滑斜面,斜面底端固定一挡板C,两个质量均为m的物块A、B用轻弹簧相连,静止在斜面上。现用一平行于斜面向上的拉力F拉物块A,在物块B恰好离开挡板C的瞬间撤去力F,重力加速度为g,则撤去力F的瞬间()

A.物块A的加速度为零

B.物块A的加速度为g2

C.物块B的加速度为g2

D.物块B的加速度为零

答案:D

解析:撤去力F前,弹簧的弹力为kx=mgsinθ,撤去力F的瞬间,kaB,kaA,解得aB=0,aA=g,方向沿斜面向下,故选D。

4.(瞬时加速度的求解)如图所示,一个质量为2m的小箱子放在台秤的托盘上,箱内有一质量为m的物体A,A的上端用轻弹簧与箱子的顶部连接,A的下端用细线系在箱子的底部,细线绷紧,拉力大小为mg,整个系统处于静止状态。现将细线剪断,物体A向上运动,不计轻弹簧和细线的质量,下列说法不正确的是()

A.未剪断细线前,台秤读数为3mg

B.剪断细线的瞬间,台秤读数突然变大

C.剪断细线的瞬间,物体的加速度为g,方向竖直向上

D.剪断细线后,物体A向上运动至最高点的过程中,台秤读数先减小后增大

答案:D

解析:未剪断绳子前,对小球和箱子整体分析,得台秤示数F=3mg,故A正确;剪断细线前,对小球受力分析,Fg,剪断细线的瞬间,对小球受力分析,Fg=ma,得a=g,方向竖直向上,由此可知,小球向上先加速后减速,整个系统先处于超重后处于失重,故台秤读数先变大后变小,故B、C正确,D错误。

5.(动力学的两类基本问题)冰壶比赛的原理可以简化为将冰壶送到预期的位置。若某回合运动员想将冰壶送到与出手点相距25m的目标位置,该运动员正对目标位置,以大小为3m/s的初速度将冰壶推出,冰壶和冰面的动摩擦因数为0.02,发现冰壶没有按预期到达。于是运动员从冰壶运动的起点,沿冰壶原来运动的路线用毛刷摩擦冰面,可使冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的一半,重力加速度大小g取10m/s2。若冰壶还以原来的速度推出,恰好到达目标位置,则运动员用毛刷摩擦冰面的距离为()

A.20m B.15m

C.10m D.5m

答案:D

解析:冰壶做匀变速直线运动,根据匀变速运动的规律有2a1g,ma2=μ2mg,μ1=12μ2

6.(动力学的两类基本问题)索道是许多景区重要的交通工具。如图为索道运输货物的情景,已知倾斜的钢索与水平方向夹角为30°,悬挂车厢的钢绳始终保持竖直。一质量为m的物体放在车厢内倾角为30°的固定斜面上,当车厢以加速度a(ag,g表示重力加速度)斜向上做匀加速直线运动时,斜面对物体的支持力FN和摩擦力Ff的大小分别为()

A.FN=32m(g+a)Ff=1

B.FN=32m(g+a)Ff=1

C.FN=12m(g