2019版高中物理 第六章 力与运动 习题课二 牛顿运动定律的应用试题 鲁科版必修1.doc

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1、1习题课二习题课二 牛顿运动定律的应用牛顿运动定律的应用【二维选题表】物理观念科学思维科学探究科学态度与责任瞬时加速度 问题1(易),2(中),9(中)整体法、隔离法的应用4(易),5(中),11(中), 10(中),12(中)动力学的临界问题6(易),3(中),7(中), 8(中),13(难), 14(中),15(中)基础训练 1. (2017黑龙江省大庆高一月考)“儿童蹦极”中,拴在腰间左右两侧的是弹性良好的橡 皮绳.质量为 m 的小明如图所示静止悬挂,左右两橡皮绳的拉力大小均恰为 mg,若此时小明 左侧橡皮绳在腰间断裂,则小明此时( B )A.加速度、速度都为零 B.加速度 a=g,沿原

2、断裂橡皮绳的方向斜向下 C.加速度 a=g,沿未断裂橡皮绳的方向斜向上 D.加速度 a=g,方向竖直向下 解析: 小明静止时受到重力和两根橡皮绳的拉力,处于平衡状态,如图,由于 T1=T2=mg,故两 个拉力的合力一定在角平分线上,且在竖直线上,故两个拉力的夹角为 120,当小明左侧橡 皮绳拉力变为零时,小明右侧橡皮绳拉力不变,重力也不变;由于三力平衡时,三个力中任意 两个力的合力与第三个力等值、反向、共线,故小明右侧橡皮绳拉力与重力的合力与小明左 侧橡皮绳断开前的弹力反方向,大小等于 mg,故加速度为 g,沿原断裂绳的方向斜向下;故选B.2.(2016荆州高一期末)(多选)如图所示,质量均为

3、 m 的 A,B 两球之间系着一根不计质量的 弹簧,放在光滑的水平面上,A 球紧靠竖直墙壁,今用水平力 F 将 B 球向左推压弹簧,平衡后, 突然将 F 撤去,下列说法正确的是( BC )2A.在这瞬间 B 球的速度为零,加速度为零B.在这瞬间 B 球的速度为零,加速度大小为 C.在弹簧第一次恢复原长之后,A 才离开墙壁 D.在 A 离开墙壁后,A,B 两球均向右做匀速运动 解析:水平力 F 推着 B 球时,B 球水平方向受到推力 F 和弹簧弹力 F弹,A 球水平方向受到弹 簧弹力 F弹和墙壁的支持力 N,根据共点力平衡条件有 F=F弹 F弹=N 水平力 F 撤去瞬间,弹簧弹力不变,故 A 球

4、受力不变,加速度不变,仍然为零,B 球只受弹力, 根据牛顿第二定律有 F弹=ma得到 a=即此时 B 球的速度为零,加速度大小为,故选项 A 错误,B 正确;在弹簧第一次恢复原长之 前,弹簧始终向左推着 A 球,弹簧恢复原长后,B 球继续向右运动,弹簧被拉长,此后 A 球在弹 簧的拉力下,开始向右运动,即在弹簧第一次恢复原长之后,A 才离开墙壁,故选项 C 正确;A 离开墙壁瞬间,弹簧处于伸长状态,且两球速度不等,故不会一起匀速运动,故选项 D 错误. 3. (2017怀化高一期末)一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的定滑轮,绳的一端系 一质量 M=15 kg 的重物,重物静止于地面上,有一

5、质量 m=10 kg 的猴子从绳子另一端沿绳竖 直向上爬,如图所示,不计滑轮摩擦,在重物不离开地面条件下(重力加速度 g=10 m/s2),猴 子竖直向上爬的最大加速度为( D )A.25 m/s2 B.15 m/s2 C.10 m/s2 D.5 m/s2 解析:重物不离开地面时,最大拉力 F=Mg=150 N, 隔离对猴子分析,根据牛顿第二定律得 F-mg=ma,解得最大加速度为 a= m/s2=5 m/s2.故选项 D 正确,A,B,C 错误. 4.(2017邯郸高一期末)如图所示,在光滑的水平桌面上有一物体 A,通过绳子与物体 B 相 连,假设绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可以

6、忽略不计,绳子不可伸长.如果 mB=3mA,则绳子对物体 A 的拉力大小为( B )3A.mBg B. mAgC.3mAg D. mBg 解析:A,B 连在一起,加速度大小相等,方向不相同, 对 B 有 mBg-F=mBa,对 A 有 F=mAa,则a=选取 A 为研究对象,水平方向 A 只受到绳子的拉力,所以绳子的拉力 F=mAa= mAg. 5.(2017荆州高一期末)(多选)如图所示,物块 A 及木板 B 叠放在水平地面上,B 的上表面 水平,A,B 的质量均为 m=1 kg,A,B 之间和 B 与地面间的动摩擦因数 =0.1,用一根轻绳跨过 光滑定滑轮与 A,B 相连,轻绳均水平,轻绳

7、和木板 B 都足够长.当对物块 A 施加一水平向左的 恒力 F 时,物块 A 在木板 B 上向左做匀速直线运动.在这个过程中,绳上拉力大小用 T 表示, (g=10 m/s2),则下列关系正确的是( BD )A.T=2 N B.T=3 N C.F=3 N D.F=4 N 解析:隔离对 A 分析,根据平衡有 F=T+mg, 对 B 分析,根据平衡有 T=mg+2mg, 代入数据解得 T=3 N,F=4 N. 6. (2017北大附中河南分校高一检测)如图所示的一种蹦床运动,图中水平虚线 PQ 是弹性 蹦床的原始位置,A 为运动员抵达的最高点,B 为运动员刚抵达蹦床时刻的位置,C 为运动员 的最低

8、点,不考虑空气阻力,运动员从 A 下落到 C 的过程中速度最大的位置为( D )A.A 点 B.B 点 C.C 点 D.B,C 之间 解析:从 A 到 B 的过程中,运动员做自由落体运动,速度逐渐增大,从 B 到 C 的过程中,重力先 大于弹力,向下加速,然后弹力大于重力,向下减速,到达 C 点的速度为零,故速度最大的点在 B,C 之间的某个位置,故选项 A,B,C 错误,D 正确. 7. (2017荆州高一期末)一根劲度系数为 k,质量不计的轻弹簧,上端固定,下端系一质量 为 m 的物体.有一水平木板将物体托住,并使弹簧处于自然长度,如图所示.现让木板由静止 开始以加速度 a 匀加速向下移动

9、,且 aF2)作用下运动.当突然撤去力 F2的瞬间,则 下列说法正确的是( B )A.A 物体的加速度大小不变B.A 物体的加速度大小为C.B 物体的加速度大小变大D.B 物体的加速度大小为解析:对整体分析,整体的加速度 a=,隔离对 A 分析,a=,解得 F弹=,撤去 F2的瞬间,弹簧弹力不变,对 B 而言,所受的合力不变,则 B 的加速度不变,仍然为 aB=.对 A,根据牛顿第二定律得 aA=,故选项 B 正确,A,C,D 错误.13. 如图所示,质量都为 m 的 A,B 两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止,用大小等于 mg 的恒 力 F 向上拉 B,运动距离为 h 时 B 与 A 分离.下

10、列说法正确的是( C )A.B 和 A 刚分离时,弹簧为原长 B.B 和 A 刚分离时,它们的加速度为 gC.弹簧的劲度系数等于 D.在 B 与 A 分离之前,它们做匀加速运动 解析:开始时,A 和 B 一起向上做加速运动,对 A 和 B 组成的整体有 F+kx-2mg=2ma,因 F=mg,x 逐渐减小,故加速度 a 变小,即在 B 和 A 分离前,它们做加速度减小的变加速运动. 当 A 和 B 间的作用力为零时,B 和 A 将要分离,此时 B 和 A 的加速度相等,对物体 B 有 F- mg=maB,得 aB=0,故 aA=0,对物体 A 有 F弹 2-mg=maA,故 F弹 2=mg;开

11、始时弹力 F弹 1=2mg,B 和 A刚分离时弹簧弹力 F弹 2=mg,故弹簧的劲度系数 k=,选项 C 正确.714.(2017南昌高一联考)质量 M=2 kg 的长木板放在水平光滑的平面上,右端放一个质量为 m=6 kg 的物块,在水平拉力 F 的作用下由静止开始向右运动,如图所示,已知物块与木板间 动摩擦因数 =0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力(g=10 m/s2),求:(1)要保持物块相对木板静止,拉力 F 允许的最大值是多少? (2)当拉力 F=16 N 时,物块受到的摩擦力多大? 解析:(1)F 最大时,物块水平方向受到静摩擦力最大为 fm, 由牛顿第二定律得fm=mg=ma 解

12、得临界加速度 a=g=0.210 m/s2=2 m/s2, 对整体分析,F=(m+M)a=(6+2)2 N=16 N. (2)F=16 N,物块与木板保持相对静止对整体,加速度 a1= m/s2=2 m/s2, 对物块 f=ma1=62 N=12 N. 答案:(1)16 N (2)12 N 15.(2017荆门高一期末)如图所示 A,B 两物体用不可伸长细绳连接,在拉力 F 的作用下一 起在水平地面上运动,两物体与地面间的动摩擦因数均为 =0.5,细绳与水平地面的夹角 =37,其中 mA=4 kg,mB=2 kg.(sin 37=0.6,cos 37=0.8,g=10 m/s2)(1)当拉力

13、F=60 N 时,求两物体的加速度和两物体间细绳的拉力; (2)要使 B 物体不离开地面,两物体一起运动的最大加速度多大? 解析:(1)对 A 与 B 组成的系统,由牛顿第二定律得F-(mA+mB)g=(mA+mB)a 代入数据解得 a=5 m/s2 对 B,由牛顿第二定律得Tcos -(mB g-Tsin )=mBa 代入数据解得 T=18.18 N. (2)要使 B 物体不离开地面的临界条件是地面对 B 的支持力等于零, 对 B 分析 竖直方向:Tsin =mB g 水平方向:Tcos =mBam代入数据解得 am= m/s2=13.3 m/s2. 答案:(1)5 m/s2 18.18 N (2)13.3 m/s2