9.牛顿第二定律的简单应用-2022年高考物理一轮复习高效作业夯基30分钟练

9、牛顿第二定律的简单应用 一、选择题 1．如图甲所示，弹簧下端固定，水平薄板静止在弹簧上端，将手机放在薄板上由静止释放，一直运动到最低点手机软件记录下此过程加速度a随时间t变化的图像如图乙所示，则（　　） A．t1时刻，手机处于超重状态 B．t2时刻，手机速度为零 C．t2时刻，手机对薄板压力为零 D．t3时刻，手机对薄板压力最大 【答案】D 【详解】 A．0~ t2手机向下做加速度减小的加速运动，加速度方向向下，是失重，故t1时刻，手机处于失重状态，t2时刻加速度为零，速度达到最大值，AB错误； C．t2时刻，对于手机受重力，支持力，加速度为零，则支持力大小等于重力大小，支持力不为零，根据牛顿第三定律，则手机对薄板压力不为零，C错误； D．t2~ t3手机向下做加速度增大的减速运动，加速度方向向上，是超重，t3时刻，加速度最大，手机对薄板压力最大，D正确。 故选D。 2．2021年5月15日，天问一号着陆器在成功着陆火星表面的过程中，经大气层 的减速，速度从 减为 ；打开降落伞后，经过 速度进一步减为 ；与降落伞分离，打开发动机减速后处于悬停状态；经过对着陆点的探测后平稳着陆。若打开降落伞至分离前的运动可视为竖直向下运动，则着陆器（　　） A．打开降落伞前，只受到气体阻力的作用 B．打开降落伞至分离前，受到的合力方向竖直向上 C．打开降落伞至分离前，只受到浮力和气体阻力的作用 D．悬停状态中，发动机喷火的反作用力与气体阻力是平衡力 【答案】B 【详解】 A．打开降落伞前，在大气层中做减速运动，则着陆器受大气的阻力作用以及火星的引力作用，选项A错误； B．打开降落伞至分离前做减速运动，则其加速度方向与运动方向相反，加速度方向向上，则合力方向竖直向上，B正确； C．打开降落伞至分离前，受到浮力和气体的阻力以及火星的吸引力作用，选项C错误； D．悬停状态中，发动机喷火的反作用力是气体对发动机的作用力，由于还受到火星的吸引力，则与气体的阻力不是平衡力，选项D错误。 故选B。 3．研究表明，球形物体在空气中受到粘滞阻力 ，其中 为空气的粘滞系数，r为球体半径，v为球体相对于流体的速度。漂浮在空气中的沙尘可以简化为小球模型。若某次沙尘暴，沙尘小球的密度ρ=2.0×103kg/m3，半径r=1.0×10-7m， =1.8×10-5Pa·s，当地重力加速度g=9.8m/s2，则沙尘暴过后无风时，沙尘下落的最大速度约为（　　） A．2.4×10-5m/s B．2.4×10-6m/s C．2.4×10-7m/s D．2.4×10-8m/s 【答案】B 【详解】 沙尘下落有最大速度时处于平衡状态，即 mg=f 可得 解得 故选B。 4．静止在水平面上的物体，受到水平拉力 的作用。在 从20N开始逐渐增大到40N的过程中，加速度 随拉力 变化的图像如图所示，由此无法计算出（ ）（　　） A．物体的质量 B．物体与水平间的动摩擦因数 C．物体与水平间的滑动摩擦力大小 D．加速度为 时物体的速度 【答案】D 【详解】 ABC．当F＞20N时，根据牛顿第二定律 F-f=ma 得 则由数学知识知图象的斜率 k= 由图得 可得物体的质量为 m=5kg 将F=20N时a=1m/s2，代入 F-f=ma 得物体受到的摩擦力 f=15N 由 f=μFN=μmg 可得物体的动摩擦因数μ，故ABC都能求得； D．因为图象只给出作用力与加速度的对应关系，且物体做加速度逐渐增大的加速运动，因没有时间，故无法算得物体的加速度为2m/s2时物体的速度，故D不能求得。 故选D。 5．一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动，F随时间t变化的图象如图所示，则（　　） A．t=1s时物块的速率为2m/s B．t=3s时物块的速度大小为为1.5m/s C．t=4s时物块的动量大小为4kg•m/s D．0～4s时物块受到的冲量为6N•s 【答案】B 【详解】 A．前两秒时间内，根据牛顿第二定律可得 则1s时物体的速度为 故A错误； B．2~4s内，根据牛顿第二定律可得 则t=3s时物块的速度大小为 故B正确； C．t=4s时物块的动量大小为 故C错误； D．0～4s时物块受到的冲量等于动量的变化量，所以冲量为2N•s，故D错误。 故选B。 6．如图所示，一顶角为直角的“ ”形光滑细杆，其角平分线保持竖直。质量均为m的两金属环套在细杆上，用一劲度系数为k的轻质弹簧相连，三者位于同一水平高度，此时弹簧处于原长。现将两金属环同时由静止释放，运动过程中弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度为g。对其中一个金属环下列结论错误的是（　　） A．金属环释放时的加速度大小为 B．金属环的最大速度为 C．金属环与细杆之间的最大压力为 D．弹簧的最大弹性势能为 环开始释放瞬间，金属