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2021届高三物理二轮强化综合复习训练
牛顿第二定律的应用
1.如图所示,长木板放在光滑水平地面上,物块放在上,静止.质量均为,它们间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.现用的水平力拉,取,的加速度大小为(
)
A.
B.
C.
D.
2.如图所示,ab、cd是竖直平面内两根同定的光滑细杆,a、b、c、d位于同一圆周上,a为圆周的最高点,d为最低点。每根杆上都套着一个小滑环,两个滑环分別从a点和c点无初速释放,
、分別表示滑环到达b、d所用的时间,则下列关系正确的是(
)
A.
B.
C.
D.无法确定
3.光滑水平桌面上，物块用轻绳和物块连接，轻绳跨过定滑轮，物块悬空，如图甲所示，系统从静止开始运动的加速度为。若将物块撤去，在绳子右端施加一个和物块重力相等的拉力，如图乙所示，物块从静止开始运动的加速度为，则(
)
A．
B．
C．
D．无法判断
4.如图所示，质量为的小球在细线和轻弹簧的共同作用下保持静止，其中细线水平，左端固定于竖直墙壁，轻弹簧上端固定于天花板，轴线与竖直方向的夹角为60°，已知轻弹簧的劲度系数为，重力加速度为，则（
）
A.细线中拉力的大小为
B.轻弹簧中拉力的大小为
C.轻弹簧的伸长量为
D.突然剪断弹簧的瞬间，小球的加速度大小为
5.如图所示，材料相同，质量分别为M和m的两物体A和B靠在一起放在水平面上。用水平推力F向右推A使两物体一起向右加速运动时（图甲），A和B之间的作用力为，加速度为。用同样大小的水平推力F向左推B加速运动时（图乙），A和B之间的作用力为，加速度为。则(
)
A.
B.
C.
D.
6.如图所示，水平传送带两端相距，以的速度（始终保持不变）顺时针运转。今将一小煤块（可视为质点）无初速度地轻放在A端，由于煤块与传送带之间有相对滑动，会在传送带上留下划痕。已知煤块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度大小g取。则煤块从A运动到B的过程中，下列说法正确的是(
)
A.煤块从A运动到B的时间是2.25
s
B.煤块从A运动到B的时间是1.5
s
C.划痕长度是0.5
m
D.划痕长度是2
m
7.如图所示，细线的一端固定在斜面体顶端，另一端拴一质量为0.1
kg的小球，斜面体倾角为53°。当二者一起以加速度向右匀加速运动时，细线拉力为；当二者一起以加速度向右匀加速运动时，细线拉力为，g取，，则(
)
A.
B.
C.
D.
8.如图所示,在倾角为a的固定光滑斜面上,有一用绳子拴着的长木板,长木板上站着一只猫。已知猫的质量为m、长木板的质量为2m。当绳子突然断开时,猫立即沿着长木板向上跑,以保持其相对斜面的位置不变。则(??
)
A.猫对长木板的摩擦力沿斜面向上
B.猫对长木板的摩擦力沿斜面向下
C.猫与长木板间的摩擦力大小为
D.长木板沿斜面下滑的加速度为
9.如图所示，木块A的质量为1
kg，木块B的质量为2
kg，叠放在水平地面上，间最大静摩擦力为1
N，B与地面间动摩擦因数为0.1，g取。用水平力F推B，要想让保持相对静止，F的大小可能是(
)
A.1
N
B.4
N
C.9
N
D.12
N
10.如图，物块和c的质量相同，a和和c之间用完全相同的轻弹簧和相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O。整个系统处于静止状态。现将细线剪断。将物块a的加速度的大小记为和相对于原长的伸长量分别记为和，重力加速度大小为g。在剪断的瞬间（
）
A.
B.
C.
D.
11.某研究性学习小组分别用如图甲所示的装置进行以下实验：
（1）“探究加速度与合外力的关系”装置中，小车质量为M，砂桶和砂子的总质量为m，通过改变m来改变小车所受的合外力大小，小车的加速度a可由打点计时器和纸带测出.现保持小车质量M不变，逐渐增大砂桶和砂子的总质量m进行多次实验，得到多组值（F为弹簧测力计的示数）.
①为了减小实验误差，下列做法正确的是___________.
A.只需平衡小车的摩擦力
B.滑轮摩擦要足够小，绳的质量要足够轻
C.砂桶和砂子的总质量要远小于小车的质量
D.先释放小车，后接通打点计时器的电源
②某同学根据实验数据画出了如图乙所示的一条过坐标原点的倾斜直线，其中纵轴为小车的加速度大小，横轴应为________.
A.
B.
C.
D.F
③当砂桶和砂子的总质量较大导致a较大时，图线___________（填选项前的字母）.
A.逐渐偏向纵轴
B.逐渐偏向横轴
C.仍保持原方向不变
（2）如图丙为上述实验中打下的一条纸带，A点为小车刚释放时打下的起始点，每相邻两点间还有四个计时点未画出，测得、，打点计时器的频率为50
Hz，则C点的速度为_________m/s，小车的加速度为___________.（保留两位有效数字）
12.如图所示，水平传送带以的速度匀速转动，传送带两端的长度.现在传送带左端A无初速度竖直释放某一物块，时物块的速度与传送带的速度相同，试求：（）
（1）物块与传送带间的动摩擦因数；
（2）物块由传送带左端运动到右端的时间；
（3）若传送带匀速转动的速度可调，则传送带至少以多大速度运行，物块从端到端运动时间才最短？
13.可爱的企鹅喜欢在冰面上游玩,如图所示,有一企鹅在倾角为37°的斜面上,靠脚爪抓冰面,先以加速度,从冰面底部由静止开始沿直线向上匀加速“奔跑”,时,突然卧倒,以肚皮贴着冰面向前滑行,最后退滑到出发点,完成一次游戏(企鹅在滑动过程中姿势保持不变)。若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数,已知,。求:
(1)企鹅向上匀加速“奔跑”的位移大小;
(2)从静止开始10s内企鹅的位移和路程。
14.有一特警队员在训练中从一根竖直杆上由静止滑下，经一段时间落地，如图甲所示．队员下滑过程中受到的摩擦力随时间变化的规律如图乙所示．已知该队员质量为60
kg，队员经2.5
s到达地面，取重力加速度，忽略空气阻力．求：
(1)队员下滑过程中0~1
s内和1~2.5
s内的加速度；
(2)队员下滑过程中的最大速度．
参考答案
1.答案：A
解析：当对长木板的静摩擦力达到最大值时，的加速度最大，将轻质长木板和看成整体，由牛顿第二定律得：,解得，
因为,所以结果是合理,因此,的加速度大小只可能为、,不可能为、，故AB正确，CD错误。
2.答案：A
解析：设ab与竖直方向夹角为θ,则有,解得;设cd与竖直方向夹角为α,则有,解得,比较可得,故A项正确。
3.答案：A
解析：图甲构成连接体模型，由系统的牛顿第二定律，可得：；图乙中是拉力拉着细绳带动匀加速直线运动，由牛顿第二定律，可得，比较两加速度可得；故选A
4.答案：C
5.答案：BD
解析：用水平推力F向右推A时，对整体，由牛顿第二定律可得：，对B，有：，解得：，；用水平力F向左推B时，对整体，由牛顿第二定律可得：，对A，有：，解得：，所以，，故B、D正确，A、C错误。
6.答案：BD
解析：根据牛顿第二定律，煤块的加速度，煤块运动到速度与传送带速度相等所用的时间，位移大小，此后煤块与传送带以相同的速度匀速运动至B端，所以划痕长度即煤块相对于传送带的位移大小，即，选项D正确，C错误；，匀速运动的时间，运动的总时间，选项B正确，A错误。
7.答案：AD
解析：设斜面对小球的支持力刚好等于0时，水平向右的加速度为，小球只受重力和细线的拉力T作用；水平方向，有：，竖直方向，有：，解得：。由于，所以在水平方向，有：，在竖直方向，有：，解得：，故A正确，B错误；因，所以小球已离开斜面，设此时细线与水平面夹角为α，细线对小球的拉力为，对小球，水平方向，有：，竖直方向，有：，解得：，故C错误，D正确。
8.答案：BCD
解析：解答本题的疑难在于对“猫相对斜面的位置不变”的准确理解、研究对象的选取以及摩擦力方向的分析,突破点是对猫和长木板的受力及状态的分析。
“猫相对斜面的位置不变”即猫处于静止状态,其加速度为0,猫受到三个力的作用:竖直向下的重力mg、垂直于长木板斜向左上方的支持力N,长木板对猫的沿长木板向上的摩擦力f,根据牛顿第三定律可知,猫对长木板的摩擦力沿斜面向下,选项A错误,B正确。将猫的重力沿斜面的方向及垂直于斜面的方向分解,应用平衡条件可得,选项C正确。长木板受竖直向下的重力2mg、斜面对它的支持力N1、猫对它的压力N2、猫对它的沿长木板平面向下的摩擦力f,显然长木板所受的合外力沿长木板平面向下,将长木板的重力沿斜面的方向及垂直于斜面的方向分解,应用牛顿第二定律得,解得,选项D正确。
9.答案：AB
解析：因为A做加速运动时，通过B给它的摩擦力产生的加速度，而B对A的最大静摩擦力为，故A的最大加速度为；要想让保持相对静止，则的加速度的最大值为，故由牛顿第二定律可得，解得，故F的最大值为6
N，选项A、B正确。
10.答案：AC
解析：因在剪断细线瞬间，弹簧弹力未发生突变，所以两弹簧的弹力与剪断细线之前相同。则将细线剪断瞬间，对a进行受力分析，由牛顿第二定律得，故，A正确，B错误。由胡克定律知，所以，C正确，D错误。
11.答案：（1）①B
②D
③C
（2）0.80；4.0
解析：（1）①本实验中弹簧测力计的示数即绳子的拉力，不需要用砂子和砂桶的总重力代替绳子拉力，所以不需要保证砂子和砂桶的总质量远小于小车的质量；滑轮摩擦和绳子的重力会影响弹簧测力计的示数，所以滑轮摩擦要足够小，绳的质量要足够轻；实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作，以保证小车所受合外力恰好是绳子的拉力；实验时，若先放开小车，再接通电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，同时平衡摩擦力时纸带应穿过打点计时器，故B正确，A、C、D错误.
②对小车分析，应有，解得，由于图线经过坐标原点，因此应作出a与F图象，纵轴为小车的加速度大小，横轴应为F，故A、B、C错误，D正确.
③由于图象的斜率为，所以只要小车质量不变，k就不变，图线仍保持原方向不变，所以C正确.
（2）纸带上面每打一点的时间间隔是0.02
s，且每相邻两个计数点间还有四个计时点未画出，所以.根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小，连续相等时间内的位移差为，根据匀变速直线运动的推论公式可得.
12.答案：(1)依题意知：物块运动的加速度大小为：
物块被放在传送带上时初速度为零，相对于传送带向左运动，受滑动摩擦力向右，大小为：
物块与传送带间的动摩擦因数
(2)在时间内工件运动的位移
故物块达到与传送带相同的速度后与传送带相对静止，一起匀速运动至端．
经过时间后，物块做匀速运动的时间为
物块由传送带左端运动到右端共用时间为
（3）当物块一直加速时，时间最短，则传送带的最小速度
解得：
13.答案：(1)16m
(2)见解析
解析：(1)企鹅向上加速的位移大小
此时的速度为:。
(2)企鹅以肚皮贴着冰面向前滑行时,根据牛顿第二定律有:
解得:
设经过时间企鹅停下来,由可得:
则匀减速到最高点的位移
之后企鹅沿斜面向下做匀加速的直线运动
由牛顿第二定律可得:
解得:
时间发生的位移
所以10s内位移,方向向上
路程为。
14.答案：(1)，方向竖直向下；，方向竖直向上
(2)4
m/s
解析：(1)队员在竖直方向受重力和摩擦力的作用，由牛顿第二定律知，两个力的合力产生加速度，0~1
s内的加速度，方向竖直向下．
1~2.5
s内的加速度，方向竖直向上．
(2)队员先匀加速下滑，后匀减速下滑，1
s末速度最大，最大速度.

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