专题07 牛顿第二定律的应用—七年高考(2011-2017)物理试题分项精析版(附答案和解释)

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专题07 牛顿第二定律的应用—七年高考(2011-2017)物理试题分项精析版(附答案和解释)

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莲山 课件 w ww.5 Y
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一、单项选择题
1.【2015·上海·3】如图,鸟沿虚线斜向上加速飞行,空气对其作用力可能是()
 
A.              B.                C.                 D.
【答案】B
 
【考点定位】牛顿第二定律.
2.【2013·海南卷】一质点受多个力的作用,处于静止状态,现使其中一个力的大小逐渐减小到零,再沿原方向逐渐恢复到原来的大小。在此过程中,其他力保持不变,则质点的加速度大小a和速度大小v的变化情况是()
A.a和v都始终增大                                B.a和v都先增大后减小
C.a先增大后减小,v始终增大                      D.a和v都先减小后增大
【答案】C
【解析】初始状态质点所受合力为零,当其中一个力的大小逐渐减小到零时,质点合力逐渐增大到最大,a逐渐增大到最大,质点加速;当该力的大小再沿原方向逐渐恢复到原来的大小时,质点合力逐渐减小到零,a逐渐减小到零,质点仍然加速。可见,a先增大后减小,由于a和速度v始终同向,质点一直加速,v始终增大,故C正确。
【考点定位】考查对牛顿第二定律及对速度时间关系的定性分析的理解。
3.【2011·福建卷】如图,一不可伸长的轻质细绳跨过滑轮后,两端分别悬挂质量为 和 的物体 和 。若滑轮有一定大小,质量为 且分布均匀,滑轮转动时与绳之间无相对滑动,不计滑轮与轴之间的磨擦。设细绳对 和 的拉力大小分别为 和 ,已知下列四个关于 的表达式中有一个是正确的,请你根据所学的物理知识,通过一定的分析判断正确的表达式是()
 
A.  B.
C. D.
【答案】C
 
【考点定位】牛顿第二定律.
4.【2011·天津卷】如图所示,A、B两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中B受到的摩擦力()
 
A.方向向左,大小不变 B.方向向左,逐渐减小
C.方向向右,大小不变 D.方向向右,逐渐减小
【答案】A
【解析】A、B两物块叠放在一起共同向右做匀减速直线运动,对A、B整体根据牛顿第二定律有 ,然后隔离B,根据牛顿第二定律有 大小不变,物体B做速度方向向右的匀减速运动,故而加速度方向向左,摩擦力向左;
【考点定位】牛顿第二定律
5.【2012·安徽卷】如图所示,放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑,若在物块上再施加一竖直向下的恒力F,则()
 
A.物块可能匀速下滑
B.物块仍以加速度a匀加速下滑
C.物块将以大于a的加速度匀加速下滑
D.物块将以小于a的加速度匀加速下滑
【答案】C
 
【考点定位】考查力的分解、牛顿运动定律及其相关知识.

6.【2011·北京卷】“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处,从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动,所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动,重力加速度为g。据图可知,此人在蹦极过程中最大加速度约为()
 
A.g       B.2g      C.3g       D.4g
【答案】B
【解析】由题图可知:绳子拉力F的最大值为9F0/5,最终静止时绳子拉力为3F0/5=mg,根据牛顿第二定律得:9F0/5-3F0/5=ma,所以a=2g。B正确,A、C、D错误。
【考点定位】牛顿第二定律与图像
7.【2012·江苏卷】如图所示,一夹子夹住木块,在力F作用下向上提升. 夹子和木块的质量分别为m、M,夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f。若木块不滑动,力F的最大值是()
 
A.2f(m+M) /M                B.2f(m+M) /m
C.2f(m+M)/ M -(m+M)g        D.2f(m+M) /m +(m+M)g
【答案】A
 
【考点定位】本题考查物体受力分析、牛顿第二定律及其相关知识.
8.【2014·全国新课标Ⅰ卷】如图,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统处于平衡状态。现使小车从静止开始向左加速,加速度从零开始逐渐增大到某一值,然后保持此值,小球稳定的偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)。与稳定在竖直位置时相比,小球高度()
 
A.一定升高     B.一定降低
C.保持不变     D.升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定
【答案】A
【解析】试题分析:小车静止时,弹簧弹力等于小球重力即 ,弹簧原长设为 ,则小球竖直向下的的悬吊高度为 ,匀加速运动时,设橡皮筋弹力为F,橡皮筋和竖直方向夹角为 ,则有 ,橡皮筋长度为 ,可得小球竖直方向悬吊的高度为 ,所以小球高度升高,选项A对。
【考点定位】牛顿运动定律共点力的平衡
【方法技巧】本题是已知运动,分析受力;静止时弹力与重力平衡,加速运动时,弹力与重力的合力水平向左。
二、多项选择题
9.【2016·江苏卷】如图所示,一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出,鱼缸最终没有滑出桌面.若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等,则在上述过程中()
 
A.桌布对鱼缸摩擦力的方向向左
B.鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等
C.若猫增大拉力,鱼缸受到的摩擦力将增大
D.若猫减小拉力,鱼缸有可能滑出桌面
【答案】BD
 
【考点定位】力与运动
【方法技巧】本题重在分析清楚鱼缸的受力情况、运动情况。先在桌布上加速,后在桌面上减速。鱼缸受桌布的滑动摩擦力与猫拉力的大小无关。
10.【2012·四川卷】如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为m的物体接触(未连接),弹簧水平且无形变。用水平力F缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0,此时物体静止。撤去F后,物体开始向左运动,运动的最大距离为4x0。物体与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。则()
 
A.撤去F后,物体先做匀加速运动,再做匀减速运动
B.撤去F后,物体刚运动时的加速度大小为 -μg
C.物体做匀减速运动的时间为2
D.物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为μmg(x0- )
【答案】BD
【解析】弹簧弹力一直变化,物体不可能做匀变速运动,A、C错误。撤去F后,由牛顿第二定律得  B正确。当kx = μmg时物体速度最大,克服摩擦力做功为μmg(x0-x)= μmg(x0- ),D正确。
【考点定位】本题考查胡克定律,摩擦力,牛顿第二定律,功的计算及其相关
11.【2013·浙江卷】如图所示,总质量为460kg的热气球,从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s2,当热气球上升到180m时,以5m/s的速度向上匀速运动。若离开地面后热气球所受浮力保持不变,上升过程中热气球总质量不变,重力加速度g=10m/s2。关于热气球,下列说法正确的是()
 
A.所受浮力大小为4830N
B.加速上升过程中所受空气阻力保持不变
C.从地面开始上升10s后的速度大小为5m/s
D.以5m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230N
【答案】AD
 
【考点定位】牛顿第二定律的综合应用.
12.【2014·江苏卷】如图所示,A、B两物块的质量分别为2m和m,静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数为μ,B与地面间的动摩擦因数为 。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F,则()
 
A.当F<2μmg时,A、B都相对地面静止
B.当F= 时,A的加速度为
C.当F>3μmg时,A相对B滑动
D.无论F为何值,B的加速度不会超过
【答案】BCD
【解析】根据题意可知,B与地面间的最大静摩擦力为:fBm= ,因此要使B能够相对地面滑动,A对B所施加的摩擦力至少为:fAB=fBm= ,A、B间的最大静摩擦力为:fABm=2μmg,因此,根据牛顿第二定律可知当满足: = ,且 ≤fAB<2μmg,即 ≤F<3μmg时,A、B将一起向右加速滑动,故选项A错误;当F≥3μmg时,A、B将以不同的加速度向右滑动,根据牛顿第二定律有:F-2μmg=2maA,2μmg- =maB,解得:aA= -μg,aB= ,故选项C、D正确;当F= 时,aA=aB= = ,故选项B正确。
【考点定位】本题主要考查了牛顿第二定律的应用,以及处理连接体的方法问题,属于中档题。
13.【2015·全国新课标Ⅱ·20】在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩链接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢一大小为a的加速度向东行驶时,链接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F;当机车在西边拉着这列车厢一大小为 a的加速度向东行驶时,链接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小仍为F。不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可能为()
A.8       B.10     C.15       D.18
【答案】BC
 
【考点定位】牛顿第二定律。
14.【2015·海南·9】如图所示,升降机内有一固定斜面,斜面上放一物体,开始时升降机做匀速运动,物块相对斜面匀速下滑,当升降机加速上升时()
 
A.物块与斜面间的摩擦力减小
B.物块与斜面间的正压力增大
C.物块相对于斜面减速下滑
D.物块相对于斜面匀速下滑
【答案】BD
 
【考点定位】牛顿第二定律。
三、非选择题
15.【2011·上海卷】如图,为测量作匀加速直线运动小车的加速度,将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上,测得二者间距为d。
(1)当小车匀加速经过光电门时,测得两挡光片先后经过的时间 和 ,则小车加速度   .       
 
(2)(多选题)为减小实验误差,可采取的方法是()
A.增大两挡光片宽度           B.减小两挡光片宽度
C.增大两挡光片间距          D.减小两挡光片间距
【答案】(1) (2)BC
【解析】(1)挡光片经过A,B两点,由于时间较短,可用平均速度代替瞬时速度,则小车经过A、B两点的瞬时速度分别为: ,
根据速度-位移关系公式有: ,得
(2)b越小,所测的平均速度越接近瞬时速度,d越大初速度、与末速度差距越大,速度平方差越大,相对误差越小.
【考点定位】牛顿第二定律
16.【2012·上海卷】如图,将质量m=0.1kg的圆环套在固定的水平直杆上。环的直径略大于杆的截面直径。环与杆间动摩擦因数μ=0.8。对环施加一位于竖直平面内斜向上,与杆夹角θ=53°的拉力F,使圆环以a=4.4m/s2的加速度沿杆运劝,求F的大小。
 
【答案】
【解析】令 ,当 时,杆对环的弹力向上,受力如图
 
由牛顿定律 ,
 
【考点定位】本题考查牛顿第二定律及其相关知识。
17.【2014·上海卷】如图,水平地面上的矩形箱子内有一倾角为 的固定斜面,斜面上放一质量为m的光滑球。静止时,箱子顶部与球接触但无压力。箱子由静止开始向右做匀加速运动,然后改做加速度大小为a的匀减速运动直至静止,经过的总路程为s,运动过程中的最大速度为v。
 
(1)求箱子加速阶段的加速度大小a'。
(2)若a>g tan ,求减速阶段球受到箱子左壁和顶部的作用力。
【答案】(1) (2)左壁作用力为0,顶部作用力
【解析】(1)匀加速阶段,运动时间 ,平均速度
匀减速阶段,运动时间 ,平均速度
全程则有
整理可得
 
 
水平竖直方向正交分解可得
水平方向
整理可得 ,即顶部作用力为
考点:牛顿运动定律。
18.【2017·新课标Ⅱ卷】为提高冰球运动员的加速能力,教练员在冰面上与起跑线距离s0和s1(s1<s0)处分别设置一个挡板和一面小旗,如图所示。训练时,让运动员和冰球都位于起跑线上,教练员将冰球以初速度v0击出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板;冰球被击出的同时,运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗。训练要求当冰球到达挡板时,运动员至少到达小旗处。假定运动员在滑行过程中做匀加速运动,冰球到达挡板时的速度为v1。重力加速度大小为g。求
 
(1)冰球与冰面之间的动摩擦因数;
(2)满足训练要求的运动员的最小加速度。
【答案】(1) (2)
【解析】(1)设冰球与冰面间的动摩擦因数为μ,则冰球在冰面上滑行的加速度a1=μg①
由速度与位移的关系知–2a1s0=v12–v02②
联立①②得 ③
 
【考点定位】牛顿第二定律;匀变速直线运动的规律
【名师点睛】此题主要考查匀变速直线运动的基本规律的应用;分析物理过程,找到运动员和冰球之间的关联,并能灵活选取运动公式;难度中等。
 

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