高考物理试题《牛顿第二定律及应用》高频试题预测(2019年最新版)(四)
2019-06-29 05:54:23
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1、选择题 如图所示,质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙传送带上,物体距传送带左端距离为L,稳定时绳与水平方向的夹角为θ,当传送带分别以v1、v2的速度作逆时针转动时(v1<v2),绳中的拉力分别为Fl、F2;若剪断细绳时,物体到达左端的时间分别为tl、t2,则下列说法正确的是( ) A.Fl<F2 B.F1=F2 C.tl可能小于t2 D.tl可能等于t2
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参考答案:A、B、对木块受力分析,受重力G、支持力N、拉力T、滑动摩擦力f,如图

由于滑动摩擦力与相对速度无关,两种情况下的受力情况完全相同,根据共点力平衡条件,必然有 F1=F2 故A错误、B正确. C、D、绳子断开后,木块受重力、支持力和向左的滑动摩擦力,重力和支持力平衡,合力等于摩擦力,水平向左 加速时,根据牛顿第二定律,有 μmg=ma 解得 a=μg 故木块可能一直向左做匀加速直线运动;也可能先向左做匀加速直线运动,等到速度与皮带速度相同,然后一起匀速运动; 由于v1<v2,故 ①若两种情况下木块都是一直向左做匀加速直线运动,则tl等于t2 ②若传送带速度为v1时,木块先向左做匀加速直线运动,等到速度与皮带速度相同,然后一起匀速运动;传送带速度为v2时,木块一直向左做匀加速直线运动,则t1>t2 ③两种情况下木块都是先向左做匀加速直线运动,等到速度与皮带速度相同,然后一起匀速运动,则t1>t2 故C错误,D正确; 故选BD.
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,在竖直面内有一光滑水平直轨道与半径为R=0.25m的光滑半圆形轨道在半圆的一个端点B相切,半圆轨道的另一端点为C。在直轨道上距B为x(m)的A点,有一可看做质点、质量为m=0.1kg的小物块处于静止状态。现用水平恒力将小物块推到B处后撤去恒力,小物块沿半圆轨道运动到C处后,恰好落回到水平面上的A点,取g=10m/s2。求
 (1)水平恒力对小物块做功W与x的关系式 (2)水平恒力做功的最小值 (3)水平恒力的最小值
参考答案:
本题解析:小物块从C运动到A的运动是平抛运动。 设小球在C处的速度为 , 则由C到A
, 整理得 小球从A到C有 解得: (2)当WF最小时,物块刚好能够通过C点,此时mvC2/R=/mg 由C到A仍做平抛运动,所以vC2= 仍成立 由以上两式:x=2R 代入公式可求得恒力做功的最小值为 WFmin=(0.5+0.5×4×0.252)J=0.625J (3)由功的公式得F= 将WF=(0.5x2+0.5)J 代入上式得F=( +0.5x)N 由数学知识可知,当 =0.5x,即x=1时F最小 Fmin=1N
本题难度:一般
3、简答题 5图所示,质量为m=2kg的物体在倾角为θ=v0°的斜面上随着斜面一起沿着水平面以恒定水平加速度a=2m/y2加速运动,运动过程中物体和斜面始终保持相对静止,求物体受到的支持力和摩擦力.(g=10m/y2)
参考答案:对物体受力分析,受重力、支持力和静摩擦力,如图所示:

将加速度也沿着平行斜面和垂直斜面方向正交分解,根据牛顿第v定律,有: 平行斜面方向:mgsinθ-f=macosθ 垂直斜面方向:N-mgcosθ=masinθ 联立解得:f=10-2
本题解析:
本题难度:一般
4、计算题 如图所示,在足够长的光滑水平面上,放置一长为L=1m、质量为m1=0.5kg的木板A,一质量为m2=1kg的小物体B以初速度v0=4m/s滑上A的上表面,A与B之间的动摩擦因数为μ=0.2,g=10m/s2。 (1)当B刚从A上滑落时,A、B的速度分别是多大? (2)为使B不从木板A的右端滑落,当B滑上A时,在A的右端始终施加一个水平向右的恒力F,求F的大小应满足的条件。

参考答案:解:(1)假设B刚从A上滑落时,A、B的速度分别为v1、v2 A的加速度 B的加速度 由位移关系有 ,代入数值解得: 或 当 时 ,
不合题意舍去 ∴ , , (2)当B经过时间t运动至A的最右端时,若A、B具有共同速度v,则此时所施加的恒力F有最小值。此过程中A做匀加速运动的位移 ① B做匀减速运动的位移 ② A、B的加速度分别为 ③, ④ 又 ⑤ 联立①~⑤,代入数据解得 以A为研究对象,根据牛顿第二定律有 解得 故
本题解析:
本题难度:困难
5、计算题 一个质量为0.2 kg的小球用细线吊在倾角θ=53°的斜面顶端,如图,斜面静止时,球紧靠在斜面上,绳与斜面平行,不计摩擦,当斜面以10 m/s2的加速度向右做加速运动时,求绳的拉力及斜面对小球的弹力.(计算时 )?
参考答案:2.83 N? N =0
本题解析:当加速度a较小时,小球与斜面体一起运动,此时小球受重力、绳拉力和斜面的支持力作用,绳平行于斜面,当加速度a足够大时,小球将“飞离”斜面,此时小球受重力和绳的拉力作用,绳与水平方向的夹角未知,题目中要求a="10" m/s2时绳的拉力及斜面的支持力,必须先求出小球离开斜面的临界加速度a0.(此时,小球所受斜面支持力恰好为零) 由mgcotθ=ma0 所以a0=gcotθ=7.5 m/s2 因为a="10" m/s2>a0 所以小球离开斜面N=0,小球受力情况如图2-7,则Tcosα=ma, Tsinα=mg 所以T= =2.83 N,? N =0.
本题难度:一般
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