专题14 有关牛顿第二定律的动态分析、超重与失重、 等时圆问题-2022年高考物理一轮复习重点专练

高三物理一轮复习专题专练（力学部分） 专题14 有关牛顿第二定律的动态分析、超重与失重、 等时圆问题 专练目标 专练内容 目标1 牛顿第二定律瞬时性的问题（1T—9T） 目标2 应用牛顿第二定律分析动态过程（10T—16T） 目标3 动力学图像问题（17T—26T） 目标4 超重和失重（27T—32T） 目标5 等时圆（33T—39T） 【典例专练】 一、牛顿第二定律瞬时性的问题 1．如图所示，小球在水平轻绳和轻弹簧拉力作用下静止，弹簧与竖直方向夹角为。设重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．从A点剪断弹簧瞬间，小球的加速度大小为g，方向竖直向下 B．从A点剪断弹簧瞬间，小球的加速度大小为，方向与竖直成角斜向右下 C．从B点剪断轻绳瞬间，小球的加速度大小为，方向与水平成角斜向左下 D．从B点剪断轻绳瞬间，小球的加速度大小为，方向水平向左 【答案】AD 【解析】AB．从A点剪断弹簧瞬间，小球所受的弹簧拉力消失，所受的轻绳拉力突变为零，小球在重力作用下向下运动，小球的加速度大小为g，方向竖直向下，故选项A正确，选项B错误； CD．剪断弹簧前，设弹簧的拉力为F，轻绳的拉力为FT，由平衡条件可知； 解得；从B点剪断轻绳瞬间，小球所受的轻绳拉力消失，所受弹簧的拉力和重力不变，则小球所受的合力大小为，由可得小球的加速度为方向水平向左，故C错误D正确。故选AD。 2．如图所示，A、B球的质量相等，弹簧的质量不计，倾角为θ的斜面光滑，系统静止，弹簧与细线均平行于斜面，在细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是（　　）。 A．B球的受力情况未变，瞬时加速度为零 B．两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下，大小均为gsinθ C．A球的瞬时加速度沿斜面向下，大小为2gsinθ D．弹簧有收缩的趋势，B球瞬时加速度向上，A球的瞬时加速度向下，两球的瞬时加速度都不为零 【答案】AC 【解析】设两球的质量均为m，对B分析，知弹簧的弹力当烧断细线的瞬间，弹簧的弹力不变，隔离对B分析，B的受力情况不变，合力为零，则瞬时加速度为零。对A，根据牛顿第二定律得 方向沿斜面向下，故AC正确，BD错误。故选AC。 3．如图所示，物块1的质量为3m，物块2的质量为m，两者通过弹簧相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、a2。重力加速度大小为g。则有（　　） A．a1＝0，a2＝g B．a1＝g，a2＝g C．a1＝0，a2＝4g D．a1＝g，a2＝4g 【答案】C 【解析】开始时，对木块1分析，处于平衡状态，弹簧的弹力抽出木板的瞬间，弹簧的弹力不变，木块1所受的合力仍然为零，则加速度抽出木板的瞬间，弹簧的弹力不变，对木块2，受重力和弹簧向下的弹力，根据牛顿第二定律得故C正确，ABD错误。故选C。 4．如图所示，物块1、2间用刚性轻质杆连接，物块3、4间用轻质弹簧相连，物块1、3质量为m，2、4质量为M，两个系统均置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块1、2、3、4的加速度大小分别为a1、a2、a3、a4.重力加速度大小为g，则有( ) A．a1＝a2＝a3＝a4＝0 B．a1＝a2＝a3＝a4＝g C．a1＝a2＝g，a3＝0，a4＝g D．a1＝g，a2＝g，a3＝0，a4＝g 【答案】C 【解析】在抽出木板的瞬间，物块1、2与刚性轻杆接触处的形变立即消失，受到的合力均等于各自重力，所以由牛顿第二定律知a1＝a2＝g；而物块3、4间的轻弹簧的形变还来不及改变，此时弹簧对3向上的弹力大小和对物块4向下的弹力大小仍为mg，因此物块3满足mg＝F弹则a3＝0由牛顿第二定律得物块4满足 a4＝＝g综上所述，ABD错误，C正确。故选C。 5．如图，用一细绳将条形磁铁A竖直挂起来，A的下端吸起一小铁块B。A、B质量相等并处于静止状态。现将细绳烧断，不计空气阻力，在A、B同时下落的过程中（　　） A．小铁块B的加速度为零 B．磁铁A的加速度为2g C．A、B之间弹力为零 D．A、B整体处于完全失重状态 【答案】D 【解析】AB．细绳烧断后，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得到 加速度大小为方向竖直向下，故A、B错误。 C．由于条形磁铁A对B有向上的吸引力，则A对B一定有向下有弹力，大小等于磁铁的引力，故C错误。 D．细绳烧断后，A、B同时下落，不计空气阻力，重力加速度为g，属于完全失重状态，故D正确。 故选D。 6．如图甲、乙所示，细绳拴一个质量为m的小球，小球分别用固定在墙上的轻质铰链杆和轻质弹簧支撑，平衡时细绳与竖直方向的夹角均为53°，轻杆和轻弹簧均水平。已知重力加速度为g，sin53°=0.8，c