高考物理一轮复习第3章牛顿运动定律基础课时7牛顿第二定律两类动力学问题（含解析）

基础课时7 牛顿第二定律 两类动力学问题

一、单项选择题

1．对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力，力刚开始作用的瞬间( ) A．物体立即获得速度 B．物体立即获得加速度 C．物体同时获得速度和加速度

D．由于物体未来得及运动，所以速度和加速度都为零

解析 由牛顿第二定律可知，力F作用的同时物体立即获得了加速度，但是速度还是零，物体有了加速度还必须有时间的累积才能使速度发生变化。因此，选项B正确。 答案 B

2．(2016·广东珠海模拟)质量为1 t的汽车在平直公路上以10 m/s的速度匀速行驶，阻力大小不变。从某时刻开始，汽车牵引力减少2 000 N，那么从该时刻起经过6 s，汽车行驶的路程是( ) A．50 m B．42 m C．25 m D．24 m

解析 汽车匀速运动时F牵＝Ff，当牵引力减小2 000 N时，即汽车所受合力的大小为F＝2 000 N①

由牛顿第二定律得F＝ma② 联立①②得a＝2 m/s

汽车减速到停止所需时间t＝＝5 s 汽车行驶的路程x＝vt＝25 m 答案 C

3.一皮带传送装置如图1所示，皮带的速度v足够大，轻弹簧一端固定，另一端连接一个质量为m的滑块，已知滑块与皮带之间存在摩擦，当滑块放在皮带上时，弹簧的轴线恰好水平，若滑块放到皮带上的瞬间，滑块的速度为零，且弹簧正好处于自然长度，则当弹簧从自然长度到第一次达到最长这一过程中，滑块的速度和加速度的变化情况是( )

2

va12

图1

A．速度增大，加速度增大 B．速度增大，加速度减小

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C．速度先增大后减小，加速度先增大后减小 D．速度先增大后减小，加速度先减小后增大

解析 滑块在水平方向受向左的滑动摩擦力Ff和弹簧向右的拉力F拉＝kx，合力F合＝Ff－F拉

＝ma，当弹簧从自然长度到第一次达最长这一过程中，x逐渐增大，拉力F拉

逐渐增大，

因为皮带的速度v足够大，所以合力F合先减小后反向增大，从而加速度a先减小后反向增大；滑动摩擦力与弹簧弹力相等之前，加速度与速度同向，滑动摩擦力与弹簧拉力相等之

后，加速度便与速度方向相反，故滑块的速度先增大，后减小。

答案 D

4．如图2所示，放在水平桌面上的质量为1 kg的物体A通过水平轻绳、轻弹簧和光滑定滑轮与物体B相连接，两物体均静止时弹簧测力计甲和乙的读数分别为5 N和2 N，则剪

断物体A左侧轻绳瞬间，物体A的加速度和弹簧测力计乙的读数分别为( )

图2

A．5 m/s，0 B．2 m/s，2 N

C．0，0 D．0，2 N

解析 两物体均静止时,体A在水平方向的受力如图所示，物体A所受最大静摩擦力

2

2

Ffmax≥3 N，剪断物体A左侧轻绳瞬间，FT甲＝0，FT乙＝2 N，由于Ffmax>FT乙，所以物体A仍

能静止不动，所以物体A的加速度为0；此时物体B也处于静止状态，所以弹簧测力计乙

的读数不变仍为2 N。综上分析，选项D正确。

答案 D

5．(2016·江西南昌七校联考)如图3所示，一物体以速度v0冲上粗糙的固定斜面，经过2t0时间返回斜面底端，则物体运动的速度v(以初速度方向为正)随时间t的变化关系可能

正确的是( )

图3

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解析 设斜面倾角为θ，由于斜面粗糙，上滑过程，根据牛顿第二定律：mgsin θ＋

μmgcos θ＝ma1，而下滑过程，根据牛顿第二定律mgsin θ－μmgcos θ＝ma2，知a1＞a2，即上滑过程图象的斜率的绝对值大于下滑过程图象的斜率的绝对值，又上滑与下滑过

程的位移大小相同，由x＝at和v＝2ax知t上＜t下，v0＞v1，故只有选项C正确。

答案 C

6. (2016·陕西西安临潼区模拟)如图4，在光滑的水平面上，A、B两物体的质量mA＝2mB，A物体与轻质弹簧相连，弹簧的另一端固定在竖直墙上。开始时，弹簧处于自由状态，当物体B沿水平面向左运动，将弹簧压缩到最短时，A、B两物体间的作用力为F，则

弹簧对A物体的作用力的大小为( )

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图4

A．F B．2F C．3F D．4F解析 A、B碰后以相同的速度一起运动，即A、B的加速度相同。以B为研究对象，据牛顿第二定律得aB＝＝

FF2F＝＝aA。以A为研究对象，设弹簧对A的作用力为FA，根据牛

mB1mAmA2 顿第二定律有FA－F＝mAaA，则FA＝F＋mAaA＝F＋mA·＝3F。

答案 C

二、多项选择题

2FmA7.如图5所示，球P、Q的质量相等，两球之间用轻质弹簧相连，光滑斜面的倾角为θ，系统静止时，弹簧与轻绳均与斜面平行，则在轻绳被突然剪断的瞬间，下列说法中正确的

是( )

图5

A．两球的加速度大小均为gsin θ B．Q球的加速度为零

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C．P球的加速度方向沿斜面向上，Q球的加速度方向沿斜面向下

D．P球的加速度大小为2gsin θ解析 在轻绳被突然剪断的瞬间，弹簧的弹力不变，Q球所受的合力不变，加速度为零，B正确；绳子的拉力(2mgsin θ)立刻变为零，P球所受的合力(弹簧的拉力和重力沿斜面向

下的分力)的大小为2mgsin θ，故P球的加速度大小为2gsin θ，D正确。

答案 BD

8．(2015·海南单科，9)如图6，升降机内有一固定斜面，斜面上放一物块。开始时，升

降机做匀速运动，物块相对于斜面匀速下滑。当升降机加速上升时( )

图6

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

解析 当升降机加速上升时，物体有竖直向上的加速度，则物块与斜面间的正压力增大，根据滑动摩擦力公式Ff＝μFN可知物体与斜面间的摩擦力增大，故A错误，B正确；设斜面的倾角为θ，物体的质量为m，当匀速运动时有mgsin θ＝μmgcos θ，即sin θ＝

μcos θ.当物体以加速度a向上加速运动时，有FN＝m(g＋a)cos θ，Ff＝μm(g＋a)cos θ，因为sin θ＝μcos θ，所以m(g＋a)sin θ＝μm(g＋a)cos θ，故物体仍相对斜面

匀速下滑，C错误，D正确。

答案 BD 三、非选择题

9．(2016·江苏镇江模拟)如图7所示，风洞实验室中能模拟产生恒定向右的风力。质量m＝100 g的小球穿在长L＝1.2 m的直杆上并置于实验室中，球与杆间的动摩擦因数为0.5，当杆竖直固定放置时，小球恰好能匀速下滑。保持风力不变，改变固定杆与竖直线的夹角为θ＝37°，将小球从O点静止释放。g取10 m/s，sin 37°＝0.6，cos 37°＝

0.8，求：

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图7

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