人教版新高考物理一轮总复习训练题牛顿第二定律的应用

这是一份人教版新高考物理一轮总复习训练题牛顿第二定律的应用，共6页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
考点规范练8　牛顿第二定律的应用一、单项选择题1.(2020·北京海淀八一学校期中)如图所示,物块在水平放置的台式弹簧测力计上保持相对静止,弹簧测力计的示数为15 N,下列说法正确的是(　　)A.若该装置此时正放在加速上升的电梯中,则物块的实际重力小于15 NB.若该装置此时正放在经过拱桥最高点的汽车中,则物块的实际重力小于15 NC.若该装置此时正放在月球的表面上,则物块的实际重力小于15 ND.若该装置此时正放在匀速旋转的水平转台上并与水平转台保持相对静止,则物块的实际重力小于15 N2.如图所示,质量m=2 kg的物体在水平向右的拉力作用下,以a=5 m/s2的加速度向右做匀加速运动,以下说法正确的是(　　)A. 物体所受的拉力大小一定为10 NB. 物体所受的合外力大小一定为10 NC. 在任意1 s内的位移大小均为2.5 mD. 在某一秒内的速度增加量可以达到10 m/s3.(2020·浙江温州三模)随着我国国力的增强,农业将逐步实行现代化。一架无人机在田间进行农药喷洒,无人机从地面静止起飞,竖直向上运动,然后悬停在空中,接着水平向前做加速运动,后匀速运动喷洒农药。关于这一系列过程,下列说法正确的是(　　)A.竖直向上运动的过程中,无人机一直处于超重状态B.水平向前加速时,空气对无人机的作用力竖直向上C.水平向前加速时,空气对无人机的作用力大于无人机总重力D.在水平方向匀速运动喷洒农药过程中,无人机(含内部未喷洒的农药)机械能保持不变4.(2020·湖北武汉模拟)我国新一代载人飞船返回舱已于2020年5月8日顺利返回地面。返回舱质量约为5.4×103 kg。某一次进行返回地面的测试时,返回舱在某处弹射出三朵主伞构成伞群,通过伞群减速,安全返回地面,可将这一运动视为竖直方向的匀减速直线运动,加速度大小为1.4 m/s2,三根主伞的伞绳a、b、c均与竖直方向成θ角,已知sin θ=0.44,cos θ=0.90,g取10 m/s2,则返回舱在下落过程中主伞伞绳a上的拉力大小约为(　　)A.2.80×103 N B.1.72×104 NC.2.28×104 N D.6.84×104 N5.(2020·河南安阳一模)为测试某“儿童蹦极”的安全性,用两根弹性良好的橡皮绳(相当于弹簧)悬挂一质量为m的重物(如图所示),当重物静止时左右两橡皮绳与水平方向的夹角均为30°,若此时橡皮绳A突然断裂,则重物此时(　　)A.加速度、速度都为零B.加速度a=g,沿原断裂橡皮绳的方向斜向下C.加速度a=g,沿未断裂橡皮绳的方向斜向上D.加速度a=2g,沿未断裂橡皮绳的方向斜向下6.(2020·山东青岛一模)如图所示,质量m=3 kg的木块在轻弹簧和轻绳的作用下处于静止状态,此时木块和斜面刚好接触但无压力,轻绳水平,轻弹簧的轴线与斜面平行。已知斜面的倾角θ=37°,木块与斜面间的动摩擦因数μ=,重力加速度g取10 m/s2,sin θ=0.6,则剪断轻绳瞬间木块的加速度大小为(　　)A.14 m/s2 B.12 m/s2C.10 m/s2 D.8 m/s2二、多项选择题7.(2020·山东烟台统考)如图所示,固定在地面上的斜面足够长,其倾角为30°,用平行于斜面向上、大小为16 N的力F作用在质量为2 kg的物块上,物块恰好沿斜面匀速上滑,若g取10 m/s2,物块所受最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。下列说法正确的是(　　)A.在撤去力F的瞬间,物块所受摩擦力方向不变B.在撤去力F的瞬间,物块的加速度大小为8 m/s2C.物块与斜面间的动摩擦因数为0.4D.撤去力F后,物块最终将静止在斜面上8.(2020·山东枣庄期末)如图所示,一个可以乘坐二十多人的环形座舱套装在竖直柱子上的巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重状态。由升降机将环形座舱送到离地面75 m的高处,然后让座舱无摩擦地自由落下,落到离地面30 m的位置时,制动系统启动,座舱做匀减速运动,到地面时刚好停下。若座舱中某人用手托着质量为0.2 kg的手机,g取10 m/s2,则              (　　)A.当座舱落到离地面45 m的位置时,手掌对手机的支持力为0B.当座舱落到离地面45 m的位置时,手掌对手机的支持力为2 NC.当座舱落到离地面15 m的位置时,手掌对手机的支持力为3 ND.当座舱落到离地面15 m的位置时,手掌对手机的支持力为5 N9.(2020·天津静海六中高三期中)如图所示,质量为4 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上,质量为1 kg的物体B用细线悬挂在天花板上,B与A刚好接触但不挤压,g取10 m/s2。现将细线剪断,则剪断后瞬间,下列结果正确的是(　　)A.A加速度的大小为2.5 m/s2B.B加速度的大小为2 m/s2C.弹簧的弹力大小为50 ND.A、B间相互作用力的大小为8 N10.(2020·山东威海5月模拟卷)A、B两球质量分别为m1、m2,从不同高度由静止释放,如图甲所示。两球的v-t图像分别如图乙中的1、2所示。球下落过程所受空气阻力大小Ff满足Ff=kv(v为球的速率,k为常数),t2时刻两球第二次相遇。落地前,两球的速度都已达到各自的稳定值v1、v2。下列判断正确的是(　　)A.m1>m2B.B球释放的位置高C.两球释放瞬间,A球的加速度较大D.两球第一次相遇的时刻在t1时刻之前三、非选择题11.可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏。如图所示,有一企鹅在倾角为37°的倾斜冰面上,先以加速度a=0.5 m/s2从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”,t=8 s时,突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行,最后退滑到出发点,完成一次游戏(企鹅在滑动过程中姿势保持不变)。已知企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数μ=0.25,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2。求:(1)企鹅向上“奔跑”的位移大小;(2)企鹅在冰面上滑动的加速度大小;(3)企鹅退滑到出发点时的速度大小。(计算结果可用根式表示)       12.(2020·广西南宁模拟)如图所示,航空母舰上的起飞跑道由长度l1=1.6×102 m的水平跑道和长度l2=20 m的倾斜跑道两部分组成。水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h=4.0 m。一架质量m=2.0×104 kg的飞机,其喷气发动机的推力大小恒为F=1.2×105 N,方向与速度方向相同,在运动过程中飞机受到的平均阻力大小为飞机重力的。假设航母处于静止状态,飞机质量视为不变并可看成质点,g取10 m/s2。(1)求飞机在水平跑道运动的时间及到达倾斜跑道末端时的速度大小。(2)为了使飞机在倾斜跑道的末端达到起飞速度100 m/s,外界还需要在整个水平跑道对飞机施加助推力,求助推力F推的大小。
考点规范练8　牛顿第二定律的应用1.A　解析:若该装置此时正放在加速上升的电梯中,则物块的加速度向上,物块超重,则实际重力小于15 N,故A正确。若该装置此时正放在经过拱桥最高点的汽车中,则物块加速度向下,处于失重状态,其实际重力大于15 N,故B错误。若该装置此时正放在月球的表面上,月球表面的重力加速度约为地球表面的,则物块的实际重力大于15 N,故C错误。若该装置此时正放在匀速旋转的水平转台上并与水平转台保持相对静止,则物块既不超重也不失重,实际重力等于15 N,故D错误。2.B　解析:根据牛顿第二定律: F-Ff=ma,由于摩擦力大小未知,故拉力F无法求出,但是F合=ma=2×5 N=10 N,故选项A错误,B正确。从静止开始运动,在开始第1 s内位移为x1=at2=2.5 m,随着速度的增加,在相等时间内位移增大,故选项C错误。根据加速度公式得到Δv=a·Δt=5×1 m/s=5 m/s,故选项D错误。3.C　解析:竖直向上运动的过程中,无人机经历了先向上加速、后向上减速的过程,加速度先向上后向下,无人机先处于超重状态后处于失重状态,故A错误。无人机水平向前加速时,对其进行受力分析,如图所示。合力沿水平方向,空气对无人机的作用力F斜向上,故B错误。水平向前加速时,空气对无人机的作用力F=>mg,故C正确。在水平方向匀速运动喷洒农药过程中,农药质量不断减小,无人机(含内部未喷洒的农药)机械能减小,故D错误。4.C　解析:设返回舱在下落过程中主伞伞绳a上的拉力大小为F,根据对称性可知其他两根绳的拉力均为F,以返回舱为研究对象,竖直方向根据牛顿第二定律可得3Fcos θ-mg=ma,解得F=2.28×104 N,故C正确,A、B、D错误。5.B　解析:重物静止时受到重力和两根橡皮绳的拉力,处于平衡状态,如图所示。因重物静止时左右两橡皮绳与水平方向的夹角均为30°,故两个拉力的夹角为120°,则有FT1=FT2=mg,故两个拉力的合力一定在角平分线上,方向竖直向上,当右侧橡皮绳拉力变为零时,左侧橡皮绳拉力不变,重力也不变;由于三力平衡时,三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线,故左侧橡皮绳拉力与重力的合力与右侧橡皮绳断开前的弹力反方向,大小等于mg,故加速度为g,沿原断裂绳的方向斜向下,故选B。6.D　解析:剪断轻绳之前,木块和斜面刚好接触但无压力,说明斜面对木块没有支持力,对物块受力分析可得弹簧的拉力 F= N=50 N。剪断轻绳瞬间,根据牛顿第二定律得F-mgsin θ-μmgcos θ=ma,解得 a=8 m/s2,故A、B、C错误,D正确。7.AB　解析:物块匀速上滑过程,受到力F、重力、支持力和摩擦力,根据共点力平衡条件,有F-Gsin 30°-Ff=0,代入数据解得Ff=6 N;撤去F后,物块由于惯性继续上滑,其余力均不变,则摩擦力Ff=6 N,方向沿斜面向下,根据牛顿第二定律有Ff+Gsin 30°=ma1,解得a1=8 m/s2,选项A、B正确。滑动摩擦力Ff=μGcos 30°,解得μ=,选项C错误。当物块上滑的速度减为零时,因Gsin 30°>μGcos 30°(即μ<tan 30°),物块不能保持静止,将沿斜面下滑,选项D错误。8.AD　解析:当座舱落到离地面45 m的位置时,人和手机处于完全失重状态,手掌对手机的支持力为0,故A正确,B错误。设自由下落时的位移为h1,由2gh1=v2,得开始制动时的速度v= m/s=30 m/s;制动过程的位移为h2=30 m,由2ah2=v2,得制动的加速度a= m/s2=15 m/s2;对于手机,根据牛顿第二定律得FN-mg=ma,代入数据解得FN=5 N,故C错误,D正确。9.BD　解析:剪断细线前,A、B间无压力,则弹簧的弹力F=mAg=40 N,剪断细线的瞬间,对整体分析,根据牛顿第二定律有(mA+mB)g-F=(mA+mB)a,解得a=2 m/s2,A错误,B正确。剪断细线的瞬间,弹簧的弹力不变,仍为40 N,C错误。隔离对B分析, 根据牛顿第二定律有mBg-FN=mBa,解得FN=mBg-mBa=10 N-1×2 N=8 N,D正确。10.ABD　解析:两球稳定时均做匀速运动,则有kv=mg,得m= ,所以有 ,由题图知,v2>v1,得m1>m2,故A正确。速度图像与时间轴围成的面积表示物体通过的位移,由题图可知,0~t2时间内,B球下降的高度较大,而t2时刻两球第二次相遇,所以B球释放的位置高,故B正确。释放瞬间v=0,因此空气阻力Ff=0,两球均只受重力,加速度均为重力加速度g,故C错误。在t1~t2时间内,A球下落的高度较大,而t2时刻两球第二次相遇,所以两球第一次相遇的时刻在t1时刻之前,故D正确。11.解析:(1)在企鹅向上“奔跑”的过程中,有x=at2解得x=16 m。(2)在企鹅卧倒以后将进行两个过程的运动,第一个过程是从卧倒到最高点,第二个过程是从最高点滑回到出发点,两次过程根据牛顿第二定律分别有mgsin 37°+μmgcos 37°=ma1mgsin 37°-μmgcos 37°=ma2解得a1=8 m/s2,a2=4 m/s2。(3)企鹅从卧倒到滑到最高点的过程中,做匀减速直线运动,设时间为t',位移为x't'=,x'=a1t'2解得x'=1 m。企鹅从最高点滑到出发点的过程中,设末速度为vt,初速度为0,则有-02=2a2(x+x')解得vt=2 m/s。答案:(1)16 m(2)8 m/s2　4 m/s2(3)2 m/s12.解析:(1)飞机在水平跑道上运动时,水平方向受到推力与阻力作用,设加速度大小为a1、末速度大小为v1,运动时间为t1,有F合=F-Ff=ma1=2a1l1v1=a1t1由题干知v0=0,Ff=mg,代入已知数据可得a1=5.0 m/s2,v1=40 m/s,t1=8.0 s飞机在倾斜跑道上运动时,沿倾斜跑道受到推力、阻力与重力沿斜面分力的作用,设沿斜面方向的加速度大小为a2、末速度大小为v2,沿斜面方向有F合'=F-Ff-mgsin α=ma2mgsin α=mg=2a2l2代入已知数据可得a2=3.0 m/s2v2= m/s=41.5 m/s。(2)飞机在水平跑道上运动时,水平方向受到推力、助推力与阻力作用,设加速度大小为a1'、末速度大小为v1',有F合″=F推+F-Ff=ma1'v1'2-=2a1'l1飞机在倾斜跑道上运动时,沿倾斜跑道受到推力、阻力与重力沿斜面分力的作用没有变化,加速度大小仍有a2'=3.0 m/s2v2'2-v1'2=2a2'l2根据题意,v2'=100 m/s,代入数据解得F推=5.2×105 N。答案:(1)8.0 s　41.5 m/s　(2)5.2×105 N