高考物理试卷《牛顿第二定律及应用》高频试题巩固（2019年最新版） - 高考物理题库

1、计算题如图所示，一质量为500kg的木箱放在质量为2000kg的平板车的后端，木箱到驾驶室的距离L=1.6m，已知木箱与车板间的动摩擦因数μ=0.484，平板车在运动过程中所受阻力是车和箱总重的0.20倍，平板车以v=22.0m/s恒定速度行驶，突然驾驶员刹车做匀减速运动，为使木箱不撞击驾驶室，g取10m/s2,试求：
（1）从刹车开始到平板车完全停止至少要经过多长时间？
（2）驾驶员刹车时的制动力不能超过多大？

参考答案：(1)
（2）F=7420N

本题解析：解：(1)刹车时间越短刹车加速度越大，箱会相对板车滑动。设刹车后，平板车的加速度为a1,到停止时历时t1,车行的位移s1,则有：
设刹车后，箱的加速度为a2,箱滑行的位移s2,则有：
为不使箱撞驾驶室，应有，联立以上各式解得：
（2）对平板车，设制动力为F，则依牛顿第二定律：

当t 最短时，a1
最大制动力F=7420N

本题难度：简单

2、计算题（6分）如图所示，质量kg的木块套在水平杆上，并用轻绳与质量kg的小球相连。今用跟水平方向成角的力F=N拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，取g =10m/s2。求：

（1）运动过程中轻绳与水平方向夹角；
（2）木块与水平杆间的动摩擦因数。

参考答案：⑴?（2）0.35

本题解析：⑴隔离m受力分析，建立直角坐标系X1O1Y1,

由平衡方程，得：
X1方向：?①?（3分）
Y1方向：?②?（3分）
联立①②解得：?　　?（2分）
⑵隔离M受力分析，建立直角坐标系X2O2Y2,

由平衡方程，得：
X2方向：??（2分）
Y2方向：　??（2分）
??（2分）
联立解得：?
?（2分）
本题考查的是牛顿定律的应用问题，首先根据受力平衡方程可以解出运动过程中轻绳与水平方向夹角；再根据平衡方程解出木块与水平杆间的动摩擦因数；

本题难度：一般

3、选择题如图3所示，质量为的物体置于水平地面上，所受水平拉力F在2s时间内的变化图象如图甲所示，其运动的速度图象如图乙所示，g=10m/s2。下列说法正确的是（?）

A．物体和地面之间的动摩擦因数为0.1
B．水平拉力F的最大功率为10W
C．2s末物体回到出发点
D．2s内物体的加速度不变

参考答案：AB

本题解析：略

本题难度：简单

4、计算题如图10所示，质量为m的小球，由长为l的细线系住，线能承受的最大拉力是9mg，细线的另一端固定在A点，AB是过A的竖直线，E为AB上的一点，且AE=0.5l，过E作水平线EF，在EF上钉铁钉D，现将小球拉直水平，然后由静止释放，小球在运动过程中，不计细线与钉子碰撞时的能量损失，不考虑小球与细线间的碰撞．

（1）若钉铁钉位置在E点，求细线与钉子碰撞前后瞬间，细线的拉力分别是多少？
（2）若小球能绕钉子在竖直面内做完整的圆周运动，求钉子位置在水平线EF上距E点距离的取值。

参考答案：（1），（2）?≤x≤

本题解析：（1）小球释放后沿圆周运动，运动过程中机械能守恒，设运动到最低点速度为v，由机械能守恒定律得，碰钉子瞬间前后小球运动的速率不变，碰钉子前瞬间圆周运动半径为l，碰钉子前瞬间线的拉力为F1，碰钉子后瞬间圆周运动半径为l/2，碰钉子后瞬间线的拉力为F2，由圆周运动、牛顿第二定律得：，
得，
（2）设在D点绳刚好承受最大拉力，记DE=x1，则：AD=
悬线碰到钉子后，绕钉做圆周运动的半径为：r1=l－AD= l－
当小球落到D点正下方时，绳受到的最大拉力为F，此时小球的速度v1，由牛顿第二定律有：F－mg=结合F≤9mg?
由机械能守恒定律得：mg (+r1)= mv12
由上式联立解得：x1≤
随着x的减小，即钉子左移，绕钉子做圆周运动的半径越来越大．转至最高点的临界速度也越来越大，但根据机械能守恒定律，半径r越大，转至最高点的瞬时速度越小，当这个瞬时速度小于临界速度时，小球就不能到达圆的最高点了．
设钉子在G点小球刚能绕钉做圆周运动到达圆的最高点，设EG=x2，
则：AG=? r2=l－AG= l－在最高点：mg≤
由机械能守恒定律得：mg (—r2)= mv22联立得：x2≥
钉子位置在水平线EF上距E点距离的取值范围是：?≤x≤