2023届高考物理二轮复习试题：牛顿运动定律-牛顿第二定律和瞬时性问题.docx

1、牛顿第二定律一、实验：探究加速度与力、质量的关系(1)实验原理(见实验原理图)保持质量不变，探究加速度跟合外力的关系保持合外力不变，确定加速度与质量的关系作出aF图象和a图象，确定其关系(2)实验器材小车、砝码、小盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带、天平、米尺(3)实验步骤用天平测出小车和盛有砝码的小盘的质量m和m，把数据记录在表格中把实验器材安装好，平衡摩擦力在小盘里放入适量的砝码，把砝码和小盘的总质量m记录在表格中保持砝码和小盘的总质量小车的质量不变，改变小车的质量，做5次实验算出每条纸带对应的加速度的值并记录在表格中保持小车的质量不变，改变砝码的

2、质量，按上面步骤再做5次实验算出每条纸带对应的加速度的值并记录在表格中用纵坐标表示加速度a，横坐标表示合外力，即砝码和小盘的总重力mg，根据实验数据在坐标平面上描出相应的点，作图线用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车质量的倒数，在坐标系中根据实验数据描出相应的点并作图线(3)注意事项平衡摩擦力：适当垫高木板的右端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车受到的阻力在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，让小车拉着打点的纸带匀速运动不重复平衡摩擦力实验条件：mm.一先一后一按：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，再释放小车，且应在小车到达滑轮前按住小

3、车(4)误差分析因实验原理不完善引起的误差：本实验用小盘和砝码的总重力mg代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差(5)数据处理利用xaT2及逐差法求a.以a为纵坐标，F为横坐标，根据各组数据描点，如果这些点在一条过原点的直线上，说明a与F成正比以a为纵坐标，为横坐标，描点、连线，如果该线过原点，就能判定a与m成反比.1、如图所示为“探究加速度与物体受力和质量的关系”实验装置图图中A为小车，B为装有砝码的小盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电火花打点计时器相连，计时器

4、接50 Hz交流电小车的质量为m1，小盘(及砝码)的质量为m2.(1)下列说法正确的是()A每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力B实验时应先释放小车后接通电源C本实验m2应远大于m1D在用图象探究加速度与质量关系时，应用a图象(2)实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的aF图象如图所示，可能是图中的图线_(选填“甲”、“乙”、“丙”)2、图为验证牛顿第二定律的实验装置示意图图中打点计时器的电源为50 Hz的交流电源，打点的时间间隔用t表示在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来探究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”(1)完成下列实验步骤中的填空

5、平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列_的点按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码打开打点计时器，释放小车，获得带有点迹的纸带，纸带上标出小车中砝码的质量m.按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤.在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点测量相邻计数点的间距s1、s2、.求出与不同m相对应的加速度a.以砝码的质量m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出m关系图线若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m应成_关系(填“线性”或“非线性”)(2)完成下列填空：本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉

6、力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2和s3.a可用s1、s3和t表示为a_.图为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1_mm，s3_mm，由此求得加速度的大小a_m/s2.图为所得实验图线的示意图设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为_，小车的质量为_二、 对牛顿第二定律的理解1.牛顿第二定律(1)内容：物体加速度的大小跟它所受到的作用力成正比，跟它的质量成反比加速度的方向与作用力的方向相同(2)表达式：Fma，F与a具有瞬时对应关系2.合力、加速度、速度之间的决定关系(1)不管速度

7、是大是小,或是零,只要合力不为零,物体都有加速度。(2)a=是加速度的定义式,a与v、t无必然联系;a=是加速度的决定式,aF,a。(3)合力与速度同向时,物体加速运动;合力与速度反向时,物体减速运动。1.一个质量为2kg的物体,在4个共点力作用下处于平衡状态。现同时撤去大小分别为8N和12N的两个力,其余的力保持不变,关于此后该物体运动的说法正确的是()A.一定做匀变速运动,加速度大小可能等于重力加速度的大小B.一定做匀变速直线运动,加速度大小可能是5m/s2C.可能做匀减速直线运动,加速度大小是1.5m/s2D.可能做匀速圆周运动,向心加速度大小是6m/s22、关于速度、加速度、合外力之间

8、的关系，正确的是()A物体的速度越大，则加速度越大，所受的合外力也越大B物体的速度为零，则加速度为零，所受的合外力也为零C物体的速度为零，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大D物体的速度很大，但加速度可能为零，所受的合外力也可能为零3.在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m1的木块,木块和车厢通过一根轻质弹簧相连接,弹簧的劲度系数为k,在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m2的小球。某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为,在这段时间内木块与车厢保持相对静止,如图所示。不计木块与车厢底部的摩擦力,则下列说法正确的是() A.小车可能向右做减速运动B.小车可能向右做加速运动C.在这段时间内弹簧

9、的伸长量为m1gk tan D.在这段时间内弹簧的压缩量为m1gk tan 4.在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩连接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时,连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F;当机车在西边拉着车厢以大小为23a的加速度向西行驶时,P和Q间的拉力大小仍为F。不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可能为()A.8B.10C.15D.185、建筑工人用如图1所示的定滑轮装置运送建筑材料质量为70.0 kg的建筑工人站在地面上，通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料以0.5 m/s2的加速度提升，忽略绳子和定滑轮的质量及定

10、滑轮的摩擦，则建筑工人对地面的压力大小为(g取10 m/s2) () A510 N B490 NC890 N D910 N 6.如图所示,带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C的斜面上,在盒子内放有光滑球B,B恰与盒子前、后壁P、Q相接触。若使斜劈A在斜面体C上静止不动,则P、Q对球B无压力。以下说法正确的是()A.若C的斜面光滑,斜劈A由静止释放,则Q对球B有压力B.若C的斜面光滑,斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行,则P、Q对B球均无压力C.若C的斜面粗糙,斜劈A沿斜面匀速下滑,则P、Q对球B均无压力D.若C的斜面粗糙,斜劈A沿斜面以一定的初速度减速下滑,则P对球B有压力动力学两大基本问

11、题1、解决两类动力学问题的基本方法：以加速度a为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解，具体逻辑关系如下：分析解决这两类问题的关键：应抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁加速度1.如图所示,位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点,与竖直墙相切于A点。竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60,C是圆环轨道的圆心。已知在同一时刻a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道AM、BM运动到M点;c球由C点自由下落到M点。则()A.a球最先到达M点 B.b球最先到达M点C.c球最先到达M点 D.b球和c球都可能最先到达M点2.如图所示，工人用绳索拉铸件，铸件的质量是2

12、0 kg，铸件与地面间的动摩擦因数是0.25.工人用80 N的力拉动铸件，从静止开始在水平面上前进，绳与水平方向的夹角为37并保持不变，经4 s后松手(g10 m/s2)求：(1)松手前铸件的加速度；(2)松手后铸件还能前进的距离3一质量为m2 kg的滑块能在倾角为30的足够长的斜面上以a2.5 m/s2匀加速下滑如右图所示，若用一水平向右的恒力F作用于滑块，使之由静止开始在t2 s内能沿斜面运动位移x4 m求：(g取10 m/s2)(1)滑块和斜面之间的动摩擦因数；(2)恒力F的大小4如图所示，倾角为30的光滑斜面与粗糙的水平面平滑连接现将一滑块(可视为质点)从斜面上A点由静止释放，最终停在

13、水平面上的C点已知A点距水平面的高度h0.8 m，B点距C点的距离L2.0 m(滑块经过B点时没有能量损失，g取10 m/s2)，求：(1)滑块在运动过程中的最大速度；(2)滑块与水平面间的动摩擦因数；(3)滑块从A点释放后，经过时间t1.0 s时速度的大小5.公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离。当前车突然停止时,后车司机可以采取刹车措施,使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰。通常情况下,人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s,当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 km/h的速度匀速行驶时,安全距离为120 m。设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的2/5,若要求安全

14、距离仍为120 m,求汽车在雨天安全行驶的最大速度。6.如图所示,倾角=37的斜面固定在水平面上。质量m=1.0 kg 的小物块受到沿斜面向上的F=9.0 N的拉力作用,小物块由静止沿斜面向上运动,小物块与斜面间的动摩擦因数=0.25(斜面足够长,取g=10 m/s2。sin 37=0.6,cos 37=0.8)。(1)求小物块运动过程中所受摩擦力的大小。(2)求在拉力作用过程中,小物块加速度的大小。(3)若在小物块沿斜面向上运动0.80 m时,将拉力F撤去,求此后小物块沿斜面向上运动的距离。7、公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全

15、距离内停下而不会与前车相碰通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s，当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 km/h的速度匀速行驶时，安全距离为120 m设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的，若要求安全距离仍为120 m，求汽车在雨天安全行驶的最大速度牛顿运动定律的应用一、牛顿第二定律的瞬时性问题轻绳弹性绳轻弹簧轻杆质量大小0000受外力作用时形变的种类拉伸形变拉伸形变拉伸形变、压缩形变拉伸形变、压缩形变、弯曲形变受外力作用时形变量大小微小,可忽略较大,不可忽略较大,不可忽略微小,可忽略弹力方向沿着绳,指向绳收缩的方向沿着绳,指向绳收缩的方向沿着弹簧,指向弹簧恢复原长

16、的方向既可沿着杆,也可跟杆成任意角度弹力大小变化情况可以突变不能突变不能突变可以突变1.如图所示为两轻绳拴接一定质量的小球,两轻绳与竖直方向的夹角如图,若剪断a绳的瞬间,小球的加速度大小为a1,剪断b绳的瞬间,小球的加速度大小为a2。则a1a2为() A.11B.21C.31D.2312.如图所示,在水平面上,质量为10 kg的物块A拴在一水平拉伸弹簧的一端,弹簧的另一端固定在小车上,当它们都处于静止时,弹簧对物块的弹力大小为3 N,若小车突然以a=0.5 m/s2的加速度水平向左做匀加速运动时()A.物块A相对于小车向右滑动B.物块A受到的摩擦力大小变为2 NC.物块A受到的摩擦力方向不变D

17、.物块A受到弹簧的拉力将增大3.如图所示,光滑水平面上,A、B两物体用轻弹簧连接在一起,A、B的质量分别为m1、m2,在拉力F作用下,A、B共同做匀加速直线运动,加速度大小为a,某时刻突然撤去拉力F,此瞬时A和B的加速度大小为a1和a2,则() A.a1=0,a2=0 B.a1=a,a2=m2m1+m2aC.a1=m2m1+m2a,a2=m2m1+m2aD.a1=a,a2=m1m2a4.质量分别为2 kg和3 kg的物块A、B放在光滑水平面上并用轻质弹簧相连,如图所示,今对物块A、B分别施以方向相反的水平力F1、F2,且F1=20 N、F2=10 N,则下列说法正确的是() A.弹簧的弹力大小

18、为16 NB.如果只有F1作用,则弹簧的弹力大小变为12 NC.若把弹簧换成轻质绳,则绳对物体的拉力大小为零D.若F1=10 N、F2=20 N,则弹簧的弹力大小不变5.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=gC.a1=a2=g,a3=0,a4=gD.a1=g,a2=g,a3=0,a4=

19、g6.如图,物块a、b和c的质量相同,a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2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a1,S1和S2相对于原长的伸长分别记为l1和l2,重力加速度大小为g。在剪断的瞬间,()A.a1=3gB.a1=0C.l1=2l2D.l1=l27.如图所示,两个质量分别为m1、m2的物块A和B通过一轻弹簧连接在一起并放置于水平传送带上,水平轻绳一端连接A,另一端固定在墙上,A、B与传送带间动摩擦因数均为。传送带顺时针方向转动,系统达到稳定后,突然剪断轻绳的瞬间,设A、B的加速度大小分别为aA和aB,(弹簧在

20、弹性限度内,重力加速度为g)则() A.aA=1+m2m1g,aB=gB.aA=g,aB=0C.aA=1+m2m1g,aB=0D.aA=g,aB=g8.如图所示,在倾角=30的光滑斜面上,物块A、B质量分别为m和2m,物块A静止在轻弹簧上面,物块B用细线与斜面顶端相连,A、B紧挨在一起,但A、B之间无弹力。已知重力加速度为g。某时刻把细线剪断,在剪断细线的瞬间,下列说法正确的是( )A.物块A的加速度为0B.物块A的加速度为C.物块B的加速度为0D.物块B的加速度为 9、如图甲、乙所示，图中细线均不可伸长，两小球均处于平衡状态且质量相同如果突然把两水平细线剪断，剪断瞬间小球A的加速度的大小为_，方向为_；小球B的加速度的大小为_，方向为_；剪断瞬间甲中倾斜细线OA与乙中弹簧的拉力之比为_(角已知)9