专题07牛顿第二定律的应用-八年高考（2011-2018）物理试题分项精析版（解析版）

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1、1如图所示，钉子A、B相距5l，处于同一高度细线的一端系有质量为M的小物块，另一端绕过A固定于B质量为m的小球固定在细线上C点，B、C间的线长为3l用手竖直向下拉住小球，使小球和物块都静止，此时BC与水平方向的夹角为53松手后，小球运动到与A、B相同高度时的速度恰好为零，然后向下运动忽略一切摩擦，重力加速度为g，取sin53=0.8，cos53=0.6求：（1）小球受到手的拉力大小F；来源:ZXXK（2）物块和小球的质量之比M:m；（3）小球向下运动到最低点时，物块M所受的拉力大小T【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷）【答案】 （1） （2） （3）（）（3）根据机械能

2、守恒定律，小球回到起始点设此时AC方向的加速度大小为a，重物受到的拉力为T牛顿运动定律MgT=Ma 小球受AC的拉力T=T牛顿运动定律Tmgcos53=ma解得（）点睛：本题考查力的平衡、机械能守恒定律和牛顿第二定律。解答第（1）时，要先受力分析，建立竖直方向和水平方向的直角坐标系，再根据力的平衡条件列式求解；解答第（2）时，根据初、末状态的特点和运动过程，应用机械能守恒定律求解，要注意利用几何关系求出小球上升的高度与物块下降的高度；解答第（3）时，要注意运动过程分析，弄清小球加速度和物块加速度之间的关系，因小球下落过程做的是圆周运动，当小球运动到最低点时速度刚好为零，所以小球沿AC方向的加速

3、度（切向加速度）与物块竖直向下加速度大小相等。学#2汽车A在水平冰雪路面上行驶，驾驶员发现其正前方停有汽车B，立即采取制动措施，但仍然撞上了汽车B。两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示，碰撞后B车向前滑动了4.5 m，A车向前滑动了2.0 m，已知A和B的质量分别为kg和kg，两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10，两车碰撞时间极短，在碰撞后车轮均没有滚动，重力加速度大小.求（1）碰撞后的瞬间B车速度的大小；（2）碰撞前的瞬间A车速度的大小。【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国II卷）【答案】 （1） （2）联立式并利用题给数据得 （2）设A车的质量为mA，碰后加

4、速度大小为aA。根据牛顿第二定律有 设碰撞后瞬间A车速度的大小为，碰撞后滑行的距离为。由运动学公式有 来源:Z。xx。k.Com设碰撞后瞬间A车速度的大小为，两车在碰撞过程中动量守恒，有 联立式并利用题给数据得故本题答案是： （1） （2）点睛：灵活运用运动学公式及碰撞时动量守恒来解题。3我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后，拉开了全面试验试飞的新征程，假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移x=1.6103 m时才能达到起飞所要求的速度v=80 m/s，已知飞机质量m=7.0104 kg，滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍，重力加

5、速度取，求飞机滑跑过程中（1）加速度a的大小；（2）牵引力的平均功率P。【来源】2018年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题（天津卷）【答案】 （1）a=2m/s2（2）P=8.4106 W【解析】试题分析：飞机滑跑过程中做初速度为零的匀加速直线运动，结合速度位移公式求解加速度；对飞机受力分析，结合牛顿第二定律，以及求解牵引力的平均功率；（1）飞机滑跑过程中做初速度为零的匀加速直线运动，有v2=2ax，解得a=2m/s2【点睛】考查牛顿第二定律，匀变速直线运动，功率的求解，加速度是连接力和运动的桥梁，本题较易，注意在使用公式求解功率时，如果v对应的是瞬时速度，则求解出来的为瞬时功率，

6、如果v为平均速度，则求解出来的为平均功率学&一、单项选择题1【2015上海3】如图，鸟沿虚线斜向上加速飞行，空气对其作用力可能是（ ） A B C D【答案】B【解析】 小鸟沿虚线斜向上加速飞行，说明合外力方向沿虚线斜向上，小鸟受两个力的作用，空气的作用力和重力，如下图所示：【考点定位】牛顿第二定律2【2013海南卷】一质点受多个力的作用，处于静止状态，现使其中一个力的大小逐渐减小到零，再沿原方向逐渐恢复到原来的大小。在此过程中，其他力保持不变，则质点的加速度大小a和速度大小v的变化情况是（ ）Aa和v都始终增大 Ba和v都先增大后减小Ca先增大后减小，v始终增大 Da和v都先减小后增大【答案

7、】C【考点定位】考查对牛顿第二定律及对速度时间关系的定性分析的理解。3【2011福建卷】如图，一不可伸长的轻质细绳跨过滑轮后，两端分别悬挂质量为和的物体和。若滑轮有一定大小，质量为且分布均匀，滑轮转动时与绳之间无相对滑动，不计滑轮与轴之间的磨擦。设细绳对和的拉力大小分别为和，已知下列四个关于的表达式中有一个是正确的，请你根据所学的物理知识，通过一定的分析判断正确的表达式是 （ ）A B C D 【答案】C【解析】若=，系统将处于静止状态，由已有物理知识可知=m1g。将=代人四个表达式中，满足=m1g的即为正确的。据此可判断表达式C正确。#网【考点定位】牛顿第二定律4【2011天津卷】如图所示，

8、A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力（ ）A方向向左，大小不变B方向向左，逐渐减小 C方向向右，大小不变D方向向右，逐渐减小【答案】A来源:Z.xx.k.Com【考点定位】牛顿第二定律5【2012安徽卷】如图所示，放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一竖直向下的恒力F，则（ ）A物块可能匀速下滑B物块仍以加速度a匀加速下滑C物块将以大于a的加速度匀加速下滑D物块将以小于a的加速度匀加速下滑来源:ZXXK【答案】C【解析】分析斜面上物体受力，将重力沿斜面忽然垂直斜面方向分解，由牛顿第二定律可得，再施加一竖

9、直向下的恒力F，设加速度为a， 由牛顿第二定律可得，由此可知，物块将以大于的加速度匀加速下滑，选项C正确。【考点定位】考查力的分解、牛顿运动定律及其相关知识6【2011北京卷】“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g。据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为（ ） Ag B2g C3g D4g【答案】B【解析】由题图可知：绳子拉力F的最大值为9F0/5，最终静止时绳子拉力为3F0/5=mg，根据牛顿第二定律得：9F0/53F0/5=ma，

10、所以a=2g。B正确，A、C、D错误。【考点定位】牛顿第二定律与图像7【2012江苏卷】如图所示，一夹子夹住木块，在力F作用下向上提升. 夹子和木块的质量分别为m、M，夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f。若木块不滑动，力F的最大值是（ ）A2f(m+M) /M B2f(m+M) /mC2f(m+M)/ M -(m+M)g D2f(m+M) /m +(m+M)g【答案】A【考点定位】本题考查物体受力分析、牛顿第二定律及其相关知识来源:Z。xx。k.Com8【2014全国新课标卷】如图，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态。现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始逐渐增大到某一

11、值，然后保持此值，小球稳定的偏离竖直方向某一角度（橡皮筋在弹性限度内 ）。与稳定在竖直位置时相比，小球高度（ ）A一定升高 B一定降低 C保持不变 D升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定【答案】A【考点定位】牛顿运动定律 共点力的平衡【方法技巧】本题是已知运动，分析受力；静止时弹力与重力平衡，加速运动时，弹力与重力的合力水平向左。%网二、多项选择题9【2016江苏卷】如图所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸最终没有滑出桌面若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过程中（ ）A桌布对鱼缸摩擦力的方向向左B鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等C若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力将

12、增大D若猫减小拉力，鱼缸有可能滑出桌面【答案】BD【解析】由题图知在拉动桌布的过程中鱼缸相对桌布向左运动，故鱼缸受到桌布对其向右的摩擦力作用，所以A错误；因鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，鱼缸在桌布上与在桌面上运动时所受摩擦力大小相等，加速度大小相等，鱼缸先在桌布上加速，然后在桌面上减速到停止，所以根据v=at知鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等，所以B正确；若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力将不变，所以C错误；若猫减小拉力，桌布的加速度减小，鱼缸与桌布可能相对滑动也可能相对静止，鱼缸在桌面运动的时间都会变长，所以鱼缸可能滑出桌面，所以D正确&网【考点定位】力与运动来源:ZXXK【

13、方法技巧】本题重在分析清楚鱼缸的受力情况、运动情况。先在桌布上加速，后在桌面上减速。鱼缸受桌布的滑动摩擦力与猫拉力的大小无关。10【2012四川卷】如图所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m的物体接触（未连接），弹簧水平且无形变。用水平力F缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0，此时物体静止。撤去F后，物体开始向左运动，运动的最大距离为4x0。物体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g。则（ ）A撤去F后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动B撤去F后，物体刚运动时的加速度大小为gC物体做匀减速运动的时间为2D物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦

14、力做的功为mg（x0）【答案】BD【考点定位】本题考查胡克定律，摩擦力，牛顿第二定律，功的计算及其相关11【2013浙江卷】如图所示，总质量为460kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s2，当热气球上升到180m时，以5m/s的速度向上匀速运动。若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，重力加速度g=10m/s2 。关于热气球，下列说法正确的是（ ）A所受浮力大小为4830NB加速上升过程中所受空气阻力保持不变C从地面开始上升10s后的速度大小为5m/sD以5m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230N【答案】AD【考点定位】牛顿第二定律的综合应用.12

15、【2014江苏卷】如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数为，B与地面间的动摩擦因数为。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F，则（ ）A当F2mg时，A、B都相对地面静止 B当F时，A的加速度为C当F3mg时，A相对B滑动 D无论F为何值，B的加速度不会超过【答案】BCD【解析】根据题意可知，B与地面间的最大静摩擦力为：fBm，因此要使B能够相对地面滑动，A对B所施加的摩擦力至少为：fABfBm，A、B间的最大静摩擦力为：fABm2mg，因此，根据牛顿第二定律可知当满足：，且fAB2mg，即F3mg时，A、B将一起向右

16、加速滑动，故选项A错误；当F3mg时，A、B将以不同的加速度向右滑动，根据牛顿第二定律有：F2mg2maA，2mgmaB，解得：aAg，aB，故选项C、D正确；当F时，aAaB，故选项B正确。【考点定位】本题主要考查了牛顿第二定律的应用，以及处理连接体的方法问题，属于中档题。13【2015全国新课标20】在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩链接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢一大小为a的加速度向东行驶时，链接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机车在西边拉着这列车厢一大小为a的加速度向东行驶时，链接某两相邻车厢的挂钩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

17、量相同，则这列车厢的节数可能为（ ）A8 B10 C15 D18【答案】BC【考点定位】牛顿第二定律14【2015海南9】如图所示，升降机内有一固定斜面，斜面上放一物体，开始时升降机做匀速运动，物块相对斜面匀速下滑，当升降机加速上升时（ ）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【答案】BD【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可知接触面间的正压力增大，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，物体的质量为m，当匀速运动时有，即，假设物体以加速度a向上运动时

18、，有，因为，所以，故物体仍做匀速下滑运动，C错误，D正确。【考点定位】牛顿第二定律三、非选择题15【2011上海卷】如图，为测量作匀加速直线运动小车的加速度，将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上，测得二者间距为d。（1）当小车匀加速经过光电门时，测得两挡光片先后经过的时间和，则小车加速度 . （2）（多选题）为减小实验误差，可采取的方法是（ ）A增大两挡光片宽度 B减小两挡光片宽度C增大两挡光片间距 D减小两挡光片间距【答案】（1）（2）BC（2）b越小，所测的平均速度越接近瞬时速度，d越大初速度、与末速度差距越大，速度平方差越大，相对误差越小【考点定位】牛顿第二定律16【2012上海卷】如

19、图，将质量m=0.1kg的圆环套在固定的水平直杆上。环的直径略大于杆的截面直径。环与杆间动摩擦因数=0.8。对环施加一位于竖直平面内斜向上，与杆夹角=53的拉力F，使圆环以a=4.4m/s2的加速度沿杆运劝，求F的大小。【答案】【解析】令，当时，杆对环的弹力向上，受力如图由牛顿定律，得，当时，杆对环的弹力向下，受力如图由牛顿定律，解得【考点定位】本题考查牛顿第二定律及其相关知识，网17【2014上海卷】如图，水平地面上的矩形箱子内有一倾角为的固定斜面，斜面上放一质量为m的光滑球。静止时，箱子顶部与球接触但无压力。箱子由静止开始向右做匀加速运动，然后改做加速度大小为a的匀减速运动直至静止，经过的

20、总路程为s，运动过程中的最大速度为v。（1）求箱子加速阶段的加速度大小a。（2）若ag tan，求减速阶段球受到箱子左壁和顶部的作用力。【答案】（1）（2）左壁作用力为0，顶部作用力【解析】（1）匀加速阶段，运动时间，平均速度匀减速阶段，运动时间，平均速度全程则有整理可得对小球受力分析如下图水平竖直方向正交分解可得水平方向整理可得，即顶部作用力为考点：牛顿运动定律 18【2017新课标卷】为提高冰球运动员的加速能力，教练员在冰面上与起跑线距离s0和s1（s1s0）处分别设置一个挡板和一面小旗，如图所示。训练时，让运动员和冰球都位于起跑线上，教练员将冰球以初速度v0击出，使冰球在冰面上沿垂直于起

21、跑线的方向滑向挡板；冰球被击出的同时，运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗。训练要求当冰球到达挡板时，运动员至少到达小旗处。假定运动员在滑行过程中做匀加速运动，冰球到达挡板时的速度为v1。重力加速度大小为g。求（1）冰球与冰面之间的动摩擦因数；（2）满足训练要求的运动员的最小加速度。【答案】（1） （2）【解析】（1）设冰球与冰面间的动摩擦因数为，则冰球在冰面上滑行的加速度a1=g由速度与位移的关系知2a1s0=v12v02联立得（2）设冰球运动的时间为t，则又由得【考点定位】牛顿第二定律；匀变速直线运动的规律【名师点睛】此题主要考查匀变速直线运动的基本规律的应用；分析物理过程，找到运动员和冰球之间的关联，并能灵活选取运动公式；难度中等。15