新高考物理一轮复习巩固练（含解析）：第3章第2练牛顿第二定律的基本应用

这是一份新高考物理一轮复习巩固练（含解析）：第3章第2练牛顿第二定律的基本应用，共9页。试卷主要包含了160 N　0.5等内容，欢迎下载使用。
1．水平路面上质量为30 kg的小车，在60 N水平推力作用下由静止开始以1.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动。2 s后撤去该推力，则下列说法正确的是( )
A．小车2 s末的速度大小是4 m/s
B．小车受到的阻力大小是15 N
C．撤去推力后小车的加速度大小是1 m/s2
D．小车运动的总时间为6 s
2.(2021·全国甲卷·14)如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处，上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放，物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关。若由30°逐渐增大至60°，物块的下滑时间t将( )
A．逐渐增大 B．逐渐减小
C．先增大后减小 D．先减小后增大
3．(2023·广东茂名市一模)电动平衡车是一种新的短途代步工具。已知人和平衡车的总质量是60 kg，启动平衡车后，车由静止开始向前做直线运动，某时刻关闭动力，最后停下来，其v－t图像如图所示。假设平衡车受到的阻力是其重力的k倍，g＝10 m/s2，则( )
A．k＝0.6
B．平衡车整个运动过程中的位移大小为195 m
C．平衡车在整个运动过程中的平均速度大小为3 m/s
D．平衡车在加速段的动力大小为72 N
4．(多选)(2023·内蒙古呼和浩特市模拟)一个质量为m小物体，静止在水平地面上。当受到一个水平外力F作用时，物体会静止或做加速直线运动。随着水平外力大小变化，其加速度a也发生改变。如图是a和F的变化关系图像(最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2)，则( )
A．物体质量为1 kg
B．物体所受滑动摩擦力大小为2 N
C．该图像斜率表示物体的质量
D．当F＝3 N时，物体的加速度大小为2 m/s2
5．农用无人机喷洒农药可以极大地提高农民的工作效率，为了防止无人机在作业中与障碍物发生碰撞，在某次测试中，无人机以标准起飞质量m＝44 kg起飞，以安全飞行速度v0＝8 m/s水平向着障碍物飞行，测距雷达发现s＝10.5 m处的障碍物后，无人机立即调整推力方向，做匀减速直线运动，结果无人机悬停在距离障碍物l＝2.5 m处，飞行过程中可将无人机看成质点，重力加速度g取10 m/s2，忽略空气阻力，则无人机在匀减速直线运动过程中受到的推力的大小为( )
A．88eq \r(29) N B．176 N
C．88 N D．176eq \r(29) N
6.如图所示，有一半圆，其直径水平且与另一圆的底部相切于O点，O点恰好是下半圆的圆心，它们处在同一竖直平面内。现有三条光滑直轨道AOB、COD、EOF，它们的两端分别位于上下两圆的圆周上，轨道与竖直直径的夹角关系为α>β>θ。现让一小物块先后从三条轨道顶端由静止下滑至底端，则小物块在每一条倾斜轨道上滑动时所经历的时间关系为( )
A．tAB＝tCD＝tEF B．tAB>tCD>tEF
C．tABtEF，B项正确，A、C、D错误。]
7．BD [t3时刻由牛顿第二定律可得Ff－mg＝ma，解得Ff＝0.4 N，故B正确；充电宝在t2时刻具有向上的最大加速度，由牛顿第二定律知摩擦力方向竖直向上，t3时刻充电宝具有向下的加速度，而加速度大小小于重力加速度，所以摩擦力方向向上，所以充电宝在t2与t3时刻所受的摩擦力方向相同，故C错误；t2时刻充电宝具有的加速度最大，充电宝与手机之间的摩擦力最大，此时由牛顿第二定律有Ff′－mg＝ma′，又Ff′＝μFN，解得充电宝与手机之间的吸引力大小至少为FN＝10 N，此时Ff′＝5 N，故D正确，A错误。]
8．AB [由题图(c)可知木板在0～2 s内处于静止状态，再结合题图(b)中细绳对物块的拉力f在0～2 s内逐渐增大，可知物块受到木板的摩擦力逐渐增大，故可以判断木板受到的水平外力F也逐渐增大，选项C错误；由题图(c)可知木板在2～4 s内做匀加速运动，其加速度大小为a1＝eq \f(0.4－0,4－2) m/s2＝0.2 m/s2，对木板进行受力分析，由牛顿第二定律可得F－Ff＝ma1，在4～5 s内做匀减速运动，其加速度大小为a2＝eq \f(0.4－0.2,5－4) m/s2＝0.2 m/s2，由牛顿第二定律得Ff＝ma2，另外由于物块静止不动，同时结合题图(b)可知物块与木板之间的滑动摩擦力Ff＝0.2 N，解得m＝1 kg、F＝0.4 N，选项A、B正确；由于不知道物块的质量，所以不能求出物块与木板之间的动摩擦因数，选项D错误。]
9．(1)9 m (2)2.4 N (3)31.5 m
解析 (1)无人机以最大升力竖直起飞，做匀加速直线运动，对整体运用牛顿第二定律，有
F－(M＋m)g－f＝(M＋m)a1
代入数据解得a1＝2 m/s2，达到最大速度时所上升的高度h1＝eq \f(v2,2a1)＝9 m。
(2)对摄像头，根据牛顿第二定律，
有FT－mg＝ma1，代入数据得FT＝2.4 N，由牛顿第三定律知，摄像头对铁杆的作用力大小FT′＝FT＝2.4 N。
(3)若要上升高度最大，则无人机开始以最大升力匀加速运动的时间t1＝eq \f(v,a1)＝3 s，无人机最后关闭动力系统后匀减速运动直到悬停，速度为零，则(M＋m)g＋f＝(M＋m)a2
代入数据解得a2＝12 m/s2
根据公式，依题意有t3＝eq \f(v,a2)，h3＝eq \f(v,2)t3
代入数据解得t3＝0.5 s，h3＝1.5 m
无人机匀速运动时间
t2＝t－t1－t3＝3.5 s
匀速运动的位移h2＝vt2＝21 m
所以能上升的最大高度H＝h1＋h2＋h3＝31.5 m。
10．(1)160 N (2)0.5
解析 (1)该同学和滑雪圈在斜直雪道上滑行时做初速度为0的匀加速直线运动，加速度大小为a1，位移大小为x1，时间为t1，末速度为vm；在水平雪道上滑行时，做末速度为0的匀减速直线运动，位移大小为x2，时间为t2分析运动过程可得x1＝eq \f(vm,2)t1, x2＝eq \f(vm,2)t2，t1＋t2＝14 s
解得斜直雪道末速度vm＝20 m/s
在斜直雪道的时间t1＝6 s，
在水平雪道用时t2＝8 s
在斜直雪道上的加速度大小为a1＝eq \f(vm,t1)＝eq \f(10,3) m/s2，由牛顿第二定律得mgsin 37°－Ff＝ma1
解得该同学和滑雪圈在斜直雪道上受到的平均阻力为Ff＝160 N。
(2)设在水平雪道上滑行时，加速度为大小a2，则a2＝eq \f(vm,t2)＝2.5 m/s2，使水平雪道距离缩短为60 m，设该同学和滑雪圈滑出水平雪道的速度为v，则vm2－v2＝2a2x3，解得v＝10 m/s
设在防滑毯上的加速度大小为a3，则v2＝2a3x4
解得a3＝eq \f(v2,2x4)＝eq \f(102,2×10) m/s2＝5 m/s2
由牛顿第二定律可得μmg＝ma3，解得防滑毯与滑雪圈之间的动摩擦因数μ＝0.5。