第5章 第3节 牛顿第二运动定律 综合训练-【高中必刷题】2024-2025学年新教材高中物理必修1同步课件 (鲁科版)

物理 必修第一册 LK 1 0 第3节综合训练 刷能力 2 1.[山东淄博2024高一上期中] 如图所示，质量为 的物体与地面间的动摩擦 因数，从时刻开始以初速度 沿水平地面向右滑行，同时受到一个 C A. B. C. D. 水平向左的恒力的作用，取，向右为正方向，该物体受到的摩擦力 随时间变 化的图像是（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）( ) 3 解析 物体从时刻开始以初速度 沿水平地面向右做匀减速运动，受到的滑动摩擦力大小为 ，方向向左，大小不变，为负值.当物体的速度减到零时，物体 所受的最大静摩擦力为， ，所以物体不能被拉动而处于静止状态，受到 静摩擦力作用，其大小为 ，方向向右，为正值，故C选项正确. 4 关键点拨 对于摩擦力，要根据物体的运动状态分析受力情况，判断物体受到的是静摩擦力还是 滑动摩擦力，滑动摩擦力可以根据公式求解，而静摩擦力由平衡条件求解. 5 2.如图所示，物块放在木板上，、的质量均为，、之间的动摩擦因数为 ， 与地面 之间的动摩擦因数为.若将水平力作用在上，使刚好要相对滑动，此时的加速度为 ；若 将水平力作用在上，使刚好要相对滑动，此时的加速度为 .假设最大静摩擦力等于滑动摩 擦力，则与 的比值为( ) B A. B. C. D. 6 解析 若水平外力作用在A上，使A刚好要相对B滑动，此时A、B加速度相等，隔离对B分析，则 有 ，若水平外力作用在B上，使B刚好要相对A滑动，此时A、B加速度相等， 隔离对A分析，则有，联立解得 ，故B正确. 7 3.小物块和通过一不可伸长的轻绳悬挂在光滑轻质定滑轮的两端，如图甲所示，保持 的质量 不变，改变的质量，当的质量连续改变时，得到的加速度随的质量 变化的图线 如图乙所示.设竖直向上的方向为加速度的正方向，空气阻力不计，重力加速度为 ，轻绳足够长. 下列说法正确的是( ) C 甲 乙 A.， B.， C. D.随着的增大， 的加速度先向下，后向上，速度一直向下 8 解析 从题图乙分析知，随着 的增大，A的加速度先向下减小到零，然后向上增大，最后不变， 对A、B整体受力分析，由牛顿第二定律知，，整理有 ，当 时，，即，由极限法知，若B的质量增大到无穷大，有，即 ， 则选项A、B错误；在图线与横轴交点处，，又由，得 ，故选项C正确； A的初速度未知，无法确定其速度方向，若A的初速度为0，B的质量从0逐渐增大，当 较小时， A先向下做加速运动，当增大到后，A向下做减速运动，随着 增大，A向下减速运动到速 度为零后，再向上做加速运动，则选项D错误. 9 4.[福建厦门双十中学2024高一上月考] （多选）如图甲所示，在粗糙的水平面上，质量分别为 和的物块、用轻弹簧相连，两物块与水平面间的动摩擦因数均为 ，当用水平力作用于 上，且两物块以相同加速度向右做匀加速直线运动时，弹簧的伸长量为 ；如图乙所示，当用 同样大小的恒力沿着倾角为 的光滑斜面方向作用于上且两物块以相同加速度 沿斜面向上 做匀加速直线运动时，弹簧的伸长量为 ，下列说法中正确的是( ) BD 甲 乙 A.若，有 B.若，有 C.若 ，有 D.若 ，有 10 解析 两物块在水平面上做匀加速直线运动时，对A、B整体有 ，对 A有，联立可得 ；两物块在光滑斜面上做匀加速直线运动时，对A、 B整体有，对A有，联立可得 ， 则总有 ，A、C错误，B、D正确. 11 5.[湖北武汉十一中2024高一上月考] （多选）如图所示，让两物体同时分别从竖 直圆上的、处由静止开始下滑，沿光滑的弦轨道、滑到处， 为竖直 圆上最低点，、与竖直直径的夹角分别为、 ，则( ) BCD A.物体沿、下滑的加速度之比为 B.物体沿、下滑到处的速度之比为 C.物体沿、下滑的时间之比为 D.若两物体质量相同，则两物体所受的合外力之比为 12 解析 设圆半径为，物体只受重力、支持力，根据牛顿第二定律有 ，解得 ,物体沿、下滑的加速度之比为 ，A 错误；根据运动学公式有 ， ，解得 ，末速度之比 为，B正确；根据运动学公式有， ，解得 ，下滑的时间之比为 ，C正确；若两物体质量相同，则合外力之比为 ，D正确. 13 6.[重庆巴蜀中学2023月考] 如图甲所示，将某一物体每次以不变的初速度 沿足够长的斜面向 上推出，调节斜面与水平方向的夹角 ，实验测得物体运动的最远位移与斜面倾角 的关系如 图乙所示，取 ，根据图像可求出物体与斜面的动摩擦因数为( ) C 甲 乙 A.0.3 B.0.4 C.0.5 D.0.6 14 解析 由题图乙可知，当 时，位移为，由竖直上抛运动规律有 , ，当 时，位移为，由 ,解得 ，C正确. 15 7.[湖南常德一中2024开学考] （多选）某科研单位设计了一空间飞行器，质量为 ，飞行器从地 面起飞时，发动机提供的动力方向与水平方向夹角 ，使飞行器恰好沿与水平方向成 角的直线斜向右上方由静止开始匀加速飞行，如图所示，飞行器所受空气阻力不计，重 力加速度为 ，下列说法正确的是( ) ACD A.加速时动力的大小等于 B.飞行器加速过程的加速度大小为 C.如果将动力的方向沿逆时针旋转 ，要使飞行器沿原方向匀减速飞行，则动力大小 应调整为 D.如果将动力方向沿逆时针旋转 ，要使飞行器沿原方向匀减速飞行，则减速到零的 时间一定是加速时间的2倍 16 解析 起飞时，飞行器受动力和重力，两力的合力与水平方向成 角斜向上，设动力为 ，合 力为，如图甲所示.由几何关系得， ，由牛顿第二定律得 ,可得飞行器的加速度大小为，B错误，A正确；动力方向逆时针旋转 ，合力 的方向与水平方向成 角斜向下，动力跟合力 方向垂直，如图乙所示.此时合力大小为 ，动力大小，飞行器的加速度大小为 ，C正确； 由上述分析可知加速与减速时的加速度大小之比为 ，设由静止开始匀加速飞行，经时 间后减速，时刻的速率为，减速到最高点所需时间为，则，解得 ，D正确. 甲 乙 17 8.在倾角 的平直滑道上，一名质量为 的滑雪运动员由静止开始向下滑行，运动员受 到的空气阻力与速度成正比，比例系数为，运动员与滑道间的动摩擦因数为 .今测得运动员从 静止开始沿滑道下滑的速度—时间图像如图所示，图中的直线是 时刻速度图线的切线， 图线末段平行于时间轴.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取， ，重 力加速度 .求： 18 （1） 时刻运动员的加速度大小； [答案] 解析 由速度—时间图像可知，运动员先做加速度减小的加速直线运动，然后做匀速运动，在 时刻，图线切线的斜率即为该时刻的加速度，故有 . （2）动摩擦因数 和比例系数 . [答案] 0.25; 解析 在时刻， ，空气阻力为零，由牛顿第二定律可得 ；匀速运动阶段有， ，由平衡关系可得 ，联立可得， . 19 9.[湖北黄冈中学2023高一上期中] 如图所示，一个质量为 的小号粮食麻袋，从离地面 高处自由下落，一辆运粮平板车正沿着下落点正下方所在的平直路面以 的速 度匀速前进.已知麻袋开始自由下落时，平板车前端恰好运动到距离下落点正下方 处，该 平板车总长，平板车板面离地面高 ，麻袋可看成质点，不计空气阻力.假定麻袋 落到平板车板面时不弹起且速度为零，在麻袋落到板面的瞬间，平板车开始以大小为 的加速度做匀减速直线运动，直至停止，取重力加速度大小 ，麻袋与平板车板面间 的动摩擦因数 . 20 （1）求麻袋将落在平板车上距车左端多远处； [答案] 解析 设麻袋经时间下落到平板车上，由运动学公式得 ， 平板车在该段时间内前进的距离为 ， 所以麻袋在平板车上的落点距车左端距离 . 21 （2）通过计算说明，麻袋是否会滑到平板车的最左端； [答案] 不会 解析 设麻袋落在车上后做匀加速运动的加速度为，经过时间 麻袋和平板车的速度相同，则 平板车此时的速度为 ， 对麻袋应用牛顿第二定律得 ， 麻袋的速度为，解得， ， 平板车的位移为，解得 ， 在这段时间内麻袋的位移为 ， 解得 ， 则在这段时间内麻袋相对平板车向后的位移为 ， 此时麻袋距离平板车左端的距离为 ，故麻袋不会滑至平板车的最左端. 22 （3）求麻袋最终停止时距平板车左端的距离及麻袋在平板车上的摩擦痕迹长. [答案] ; 解析 速度相同后麻袋和平板车各自做匀减速运动直到停止，平板车的位移为 ， 解得 ， 麻袋的位移为 ， 解得 ， 麻袋相对车向前的位移为 ， 麻袋最终停止时距平板车左端的距离 ， 则摩擦痕迹长为 . 23 $$