新高二暑假复习课第04讲牛顿运动定律一Word格式.docx
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A.甲受到的拉力大于F,乙受到的拉力小于F
B.台秤P的读数等于mg+F
C.台秤Q的读数为mg-F
D.两台秤的读数之和为2mg
二、牛顿第二定律
7、如图所示,在沿平直轨道行驶的车厢内,有一轻绳的上端固定在车厢的顶部,下端拴一小球,当小球相对车厢静止时,悬线与竖直方向夹角为θ,则下列关于车厢的运动情况正确的是()
A.车厢加速度大小为gtanθ,方向沿水平向左
B.车厢加速度大小为gtanθ,方向沿水平向右
C.车厢加速度大小为gsinθ,方向沿水平向左
D.车厢加速度大小为gsinθ,方向沿水平向右
8、对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力F,当力刚开始作用的瞬间()
A.物体立即获得速度
B.物体立即获得加速度
C.物体同时获得速度和加速度
D.由于物体没有来得及运动,所以速度和加速度都为零
9、如图所示,物体在水平拉力F的作用下沿水平地面做匀速直线运动,速度为v.现让拉力F逐渐减小,则物体的加速度和速度的变化情况应是()
A.加速度逐渐变小,速度逐渐变大B.加速度和速度都在逐渐变小
C.加速度和速度都在逐渐变大D.加速度逐渐变大,速度逐渐变小
10、(2016·
合肥段考)一仪器中的电路如图所示,其中M是一个质量较大的金属块,左、右两端分别与金属制作的弹簧相连接。
将仪器固定在汽车上,当汽车启动时,哪盏灯亮?
当汽车急刹车时,又是哪一盏灯亮?
为什么?
三、牛顿第二定律的应用—瞬时加速度问题
11、
如图所示,A、B两球的质量相等,弹簧的质量不计,倾角为θ的斜面光滑.系统静止时,弹簧与细线均平行于斜面,已知重力加速度为g.在细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是()
A.两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下,大小均为gsinθ
B.B球的受力情况未变,瞬时加速度为零
C.A球的瞬时加速度沿斜面向下,大小为gsinθ
D.弹簧有收缩趋势,B球的瞬时加速度向上,A球的瞬时加速度向下,瞬时加速度都不为零
12、如图所示,A、B两小球分别连在轻线两端,B球另一端与弹簧相连,弹簧固定在倾角为30°
的光滑斜面顶端。
A、B两小球的质量分别为mA、mB,重力加速度为g,若不计弹簧质量,在线被剪断瞬间,A、B两球的加速度大小分别为()
A.都等于
B.
和0
C.
和
·
D.
13、物块A1、A2的质量均为m,B1、B2的质量均为2m,A1、A2用一轻杆连接,B1、B2用轻质弹簧连接。
两个装置都放在水平的支托物M上,处于平衡状态,如图所示。
今突然迅速地撤去支托物M,在除去支托物的瞬间,A1、A2加速度分别为a1和a2,B1、B2的加速度分别为a1′和a2′,则()
A.a1=0,a2=2g;
a1′=0,a2′=2g
B.a1=0,a2=2g;
a1′=g,a2′=2g
C.a1=g,a2=g;
D.a1=g,a2=g;
a1′=g,a2′=g
14、(多选)质量均为m的A、B两球之间系着一个不计质量的轻弹簧并放在光滑水平台面上,A球紧靠墙壁,如图所示,今用水平恒力F推B球使其向左压弹簧,平衡后,突然将力F撤去的瞬间()
A.A的加速度大小为
B.A的加速度大小为零
C.B的加速度大小为
D.B的加速度大小为
四、牛顿第二定律的应用—整体法和隔离法的应用
15、如图所示,有一辆汽车满载西瓜在水平路面上匀速前进.突然发生意外情况,紧急刹车做匀减速运动,加速度大小为a,则中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的大小是()
A.m
B.ma
C.m
D.m(g+a)
16、如图所示,两个质量相同的物体1和2紧靠在一起,放在光滑水平桌面上,如果它们分别受到水平推力F1和F2作用,而且F1>
F2,则1施于2的作用力大小为()
A.F1B.F2
C.
(F1+F2)D.
(F1-F2)
17、如图所示,质量为M、中间为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上,光滑槽内有一质量为m的小铁球,现用一水平向右的推力F推动凹槽,小铁球与光滑凹槽相对静止时,凹槽球心和小铁球的连线与竖直方向成α角.则下列说法正确的是()
A.小铁球受到的合外力方向水平向左
B.F=(M+m)gtanα
C.系统的加速度为a=gtanα
D.F=Mgtanα
18、如图所示,A、B两物体之间用轻质弹簧连接,用水平恒力F拉A,使A、B一起沿光滑水平面做匀加速直线运动,这时弹簧的长度为L1;
若将A、B置于粗糙水平面上,用相同的水平恒力F拉A,使A、B一起做匀加速直线运动,此时弹簧的长度为L2.若A、B与粗糙水平面之间的动摩擦因数相同,则下列关系式正确的是()
A.L2<
L1
B.L2>
C.L2=L1
D.由于A、B的质量关系未知,故无法确定L1、L2的大小关系
19、
a、b两物体的质量分别为m1、m2,由轻质弹簧相连。
当用恒力F竖直向上拉着a,使a、b一起向上做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x1;
当用大小仍为F的恒力沿水平方向拉着a,使a、b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x2,如图所示,则()
A.x1一定等于x2
B.x1一定大于x2
C.若m1>
m2则,x1>
x2
D.若m1<
m2,则x1<
x2
20、(多选)
如图所示,在光滑地面上,水平外力F拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动.小车质量是M,木块质量是m,加速度大小是a,木块和小车之间的动摩擦因数是μ.则在这个过程中,木块受到的摩擦力大小是()
A.μmg B.
C.μ(M+m)gD.ma
21、(多选)如图所示,质量为m1=2kg、m2=3kg的物体用细绳连接放在水平面上,细绳仅能承受1N的拉力,水平面光滑,为了使细绳不断而又使它们能一起获得最大加速度,则在向左水平施力F和向右水平施力F两种情况下,F的最大值是()
A.向右,作用在m2上,F=
N
B.向右,作用在m2上,F=2.5N
C.向左,作用在m1上,F=
D.向左,作用在m1上,F=2.5N
22、
(多选)如图所示,物体m放在质量为M的斜面体上,m可沿斜面体匀速下滑。
现用一沿斜面向下的力F推物体m,使其沿斜面向下做加速运动,则水平地面对斜面体()
A.无摩擦力
B.有水平向左的摩擦力
C.有水平向右的摩擦力
D.支持力等于(M+m)g
23、(2016·
天津高考)(多选)我国高铁技术处于世界领先水平,和谐号动车组是由动车和拖车编组而成,提供动力的车厢叫动车,不提供动力的车厢叫拖车。
假设动车组各车厢质量均相等,动车的额定功率都相同,动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比。
某列动车组由8节车厢组成,其中第1、5节车厢为动车,其余为拖车,则该动车组()
A.启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反
B.做匀加速运动时,第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3∶2
C.进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比
D.与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1∶2
24、(2015·
全国卷Ⅱ)(多选)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
a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.18
25、(2017·
银川模拟)
图所示的装置叫做阿特伍德机,是阿特伍德创造的一种著名力学实验装置,用来研究匀变速直线运动的规律。
绳子两端的物体下落(或上升)的加速度总是小于自由落体时的加速度g,同自由落体相比,下落相同的高度,所花费的时间更长,这使得实验者有足够的时间从容地观测、研究实验现象。
已知物体A、B的质量相等均为M,物体C的质量为m,轻绳与轻滑轮间的摩擦不计,绳子不可伸长。
如果m=
M,求:
(1)物体B从静止开始下落一段距离所用的时间与其自由落体下落同样的距离所用时间的比值;
(2)系统由静止释放后,运动过程中物体C对物体B的拉力。
牛顿运动定律
(一)(参考答案)
1、答案:
D
解析:
对M受力分析,它受到重力、L1的拉力、L2的拉力作用.因此,L1对M的拉力和L2对M的拉力并不是一对平衡力,A错;
作用力和反作用力作用在相互作用的两个物体之间,而B选项中有三个物体:
M、N、L2,B错误;
平衡力必须作用在同一个物体上,L1对M的拉力和M对L1的拉力分别作用在M和L1上,显然不是平衡力,C错误;
D项中的一对力是作用力和反作用力,D正确.
2、答案:
B
因小车表面光滑,因此小球在水平方向上没有受到外力作用,原来两球与小车有相同的速度,当车突然停止时,由于惯性,两小球的速度将不变,所以不会相碰,选B。
3、答案:
小球原来静止时受重力和支持力作用,其合力为零.当劈形物体A由静止释放,A应沿斜面下滑,故B也将运动,运动状态就要发生改变,但由于惯性,小球原来速度为零,没有水平或其他方向上的速度,而小球又光滑,除竖直方向有力外,其他方向上不受力,因为力是使物体运动状态改变的原因,故小球只能在竖直方向上运动,在碰到斜面之前,运动轨迹应为一条直线,即竖直向下的直线.
4、答案:
CD
P所受重力的反作用力是P吸引地球的力,A错;
Q所受重力的反作用力是Q吸引地球的力,B错;
P对Q的压力的反作用力是Q对P的支持力,C对;
Q对桌面的压力的反作用力是桌面对Q的支持力,D对.
5、答案:
BC
先运用整体法,选取人和木板组成的系统为研究对象,设绳中弹力大小为FT,则2FT=μ(G人+G木板)=0.2×
(600+400)N=200N,所以FT=100N,选项A错误,B正确;
再运用隔离法,选取人为研究对象,水平方向上,人共受到两个力的作用:
绳子水平向右的弹力和木板对人的脚的摩擦力,因为二力平衡,所以该摩擦力与弹力等大反向,即摩擦力方向水平向左,根据牛顿第三定律,人的脚给木板的摩擦力方向水平向右,选项C正确,D错误。
6、答案:
BCD
甲、乙受到的拉力是一对作用力和反作用力,永远等大,A选项错误;
对于甲有:
N1=mg+F受力平衡,B选项正确;
对于乙有N2+F=mg,得N2=mg-F,C选项正确;
由整体法可知D选项正确。
7、答案:
A
设小球质量为m,车厢加速度为a,对小球进行受力分析可知,小球受绳的拉力和重力,其中绳的拉力F在竖直方向上的分力为Fcosθ,有Fcosθ=mg,水平方向有Fsinθ=ma,解得a=gtanθ,方向水平向左.
8、答案:
物体受重力、支持力和水平拉力F三个力的作用,重力和支持力的合力为零,因此物体所受的合力即水平拉力F.由牛顿第二定律可知,力F作用的同时物体立即获得了加速度,但是速度还是零,因为合力F与速度无关而且速度只能渐变不能突变.因此B正确,A、C、D错误.
9、答案:
物体向右做匀速直线运动,滑动摩擦力Ff=F=μFN=μmg,当F逐渐减小时,Ff=μmg不变,所以产生与v方向相反即向左的加速度,加速度的数值a=
随F逐渐减小而逐渐增大.因为a与v方向相反,所以v减小.
10、答案:
见解析
启动时,金属块M由于惯性保持原来的静止状态,相对车向后运动,与绿灯接线柱接触,绿灯亮。
急刹车时,金属块M由于惯性保持原来的运动状态,相对车向前运动与红灯接线柱接触,红灯亮。
11、答案:
因为细线被烧断的瞬间,弹簧的弹力不能突变,所以B的瞬时加速度为0,A的瞬时加速度为2gsinθ,所以选项B正确,A、C、D错误.
12、答案:
C
由整体法知,F弹=(mA+mB)gsin30°
,剪断线瞬间,由牛顿第二定律可得,对B:
F弹-mBgsin30°
=mBaB,得aB=
,对A:
mAgsin30°
=mAaA,得aA=
,所以C正确。
13、答案:
A1、A2用一轻杆连接,它们的加速度始终相等,在除去支托物的瞬间,由它们组成的系统只受到重力的作用,根据牛顿第二定律可知,它们的加速度a1=a2=g;
因为在除去支托物的瞬间弹簧上的弹力不能突然消失(主要是弹性形变不能突然恢复原长),所以B1的受力不变,加速度仍为零,即a1′=0,而B2受到的竖直向上的支持力突然消失,受到的竖直向下的重力和弹簧弹力不变,加速度大小a2′为2g;
综上分析,选项C正确。
14、答案:
BD
在将力F撤去的瞬间A球受力情况不变,仍静止,A的加速度为零,选项A错,B对;
而B球在撤去力F的瞬间,弹簧的弹力还没来得及发生变化,故B的加速度大小为
,选项C错,D对.
15、答案:
西瓜与汽车具有相同的加速度a,对西瓜A受力分析如图,F表示周围西瓜对A的作用力,则由牛顿第二定律得:
=ma,解得:
F=m
,故C对,A、B、D错.
16、答案:
将物体1、2看做一个整体,其所受合力为
F合=F1-F2,设两物体质量均为m,
由牛顿第二定律得F1-F2=2ma,所以a=
.
以物体2为研究对象,受力分析如图所示.
由牛顿第二定律得F12-F2=ma,
所以F12=F2+ma=
,故选C.
17、答案:
隔离小铁球受力分析得F合=mgtanα=ma且合外力水平向右,故小铁球加速度为gtanα,因为小铁球与凹槽相对静止,故系统的加速度也为gtanα,A错误,C正确.整体受力分析得F=(M+m)a=(M+m)gtanα,故选项B正确,D错误.
18、答案:
A、B在粗糙水平面上运动时,利用整体法和隔离法进行研究,对A、B整体,根据牛顿第二定律有:
a=
-μg;
对物体B,根据牛顿第二定律得:
kx-μmBg=mBa,解得:
x=
,即弹簧的伸长量与动摩擦因数无关,所以L2=L1,即选项C正确.
19、答案:
当用恒力F竖直向上拉着a时,先用整体法有F-(m1+m2)g=(m1+m2)a,再隔离b有kx1-m2g=m2a,联立得:
x1=
。
当沿水平方向拉着a时,先用整体法有F=(m1+m2)a′,再隔离b有kx2=m2a′,联立得x2=
,故x1=x2,所以只有A项正确。
20、答案:
以小车和木块组成的整体为研究对象,根据牛顿第二定律知,a=
,以木块为研究对象,摩擦力Ff=ma=
21、答案:
若水平力F1的方向向左,如图.
设最大加速度为a1,根据牛顿第二定律,对整体有:
F1=(m1+m2)a1
对m2有:
FT=m2a1
所以F1=
FT=
×
1N=
N,C对,D错.
若水平力F2的方向向右,如图.
设最大加速度为a2,根据牛顿第二定律,对整体有:
F2=(m1+m2)a2
对m1有:
FT′=m1a2
所以F2=
FT′=
1N=2.5N.A错,B对.
22、答案:
AD
物体沿斜面体匀速下滑时,物体受到的合力为零,即M对m的支持力和摩擦力的合力等于mg,方向竖直向上。
由牛顿第三定律可知,物体m对斜面体作用力的合力等于mg,方向竖直向下。
当用沿斜面向下的力F推物体m时,m对M的压力和摩擦力大小和方向都没有改变,M水平方向上不受摩擦力,竖直方向上受到地面的支持力为(M+m)g。
综上可知,A、D正确。
23、答案:
动车在启动时,乘客也具有向前的加速度,所受合外力应与运动方向相同,A错误。
整体分析2F牵-8f=8ma,对6、7、8节分析F1-3f=3ma,对7、8节分析F2-2f=2ma。
又f=kmg,所以
=
,B正确。
进站时机车做匀减速直线运动,0-v2=-2ax,x∝v2,C错误。
2节动车6节拖车时
=8f,4节拖车4节动车时
=8f,
,D正确。
24、答案:
设每节车厢的质量为m,这列车厢的节数为n,东边车厢的节数为x,西边车厢的节数为n-x。
当机车在东边拉车厢时,对西边车厢受力分析,由牛顿第二定律可得F=(n-x)ma;
当机车在西边拉车厢时,对东边车厢受力分析,由牛顿第二定律可得F=
max,联立可得n=
x,x为3的倍数,则n为5的倍数,选项B、C正确,选项A、D错误。
25、答案:
(1)3
(2)
mg,方向竖直向下
(1)设物体的加速度大小为a,绳子中的张力大小为F对物体A:
F-Mg=Ma,
对物体B、C整体:
(M+m)g-F=(M+m)a,解得:
g,代入m=
M得a=
物体B从静止开始下落一段距离h历时t,则h=
at2,
自由落体相同距离历时t0,则h=
gt
,
解得:
=3。
(2)设物体B对物体C的拉力为T,对物体C有mg-T=ma,解得:
T=
mg。
由牛顿第三定律,物体C对物体B的拉力为
mg,方向竖直向下。
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