精选推荐018高中物理 第三章 牛顿运动定律 力与运动的两类问题练习(提高篇)教科版必修1
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高考物理力学知识点之牛顿运动定律技巧及练习题附答案一、选择题1.在空气阻力大小恒定的条件下,小球从空中下落,与水平地面相碰(碰撞时间极短)后弹到空中某一高度.以向下为正方向,其速度随时间变化的关系如图所示,取g=10 m/s 2,则以下结论正确的是( )A .小球弹起的最大高度为1.0mB .小球弹起的最大高度为0.45 mC .小球弹起到最大高度的时刻t 2=0.80 sD .空气阻力与重力的比值为1∶52.甲、乙两球质量分别为1m 、2m ,从同一地点(足够高)同时静止释放.两球下落过程中所受空气阻力大小f 仅与球的速率v 成正比,与球的质量无关,即f=kv(k 为正的常量),两球的v−t 图象如图所示,落地前,经过时间0t 两球的速度都已达到各自的稳定值1v 、2v ,则下落判断正确的是( )A .甲球质量大于乙球B .m 1/m 2=v 2/v 1C .释放瞬间甲球的加速度较大D .t 0时间内,两球下落的高度相等3.关于一对平衡力、作用力和反作用力,下列叙述正确的是( )A .平衡力应是分别作用在两个不同物体上的力B .平衡力可以是同一种性质的力,也可以是不同性质的力C .作用力和反作用力可以不是同一种性质的力D .作用力施加之后才会产生反作用力,即反作用力总比作用力落后一些4.如图甲所示,在升降机的顶部安装了一个能够显示拉力大小的传感器,传感器下方挂上一轻质弹簧,弹簧下端挂一质量为m 的小球,若升降机在匀速运行过程中突然停止, 并以此时为零时刻,在后面一段时间内传 感器显示弹簧弹力F 随时间t 变化的图象 如图乙所示,g 为重力加速度,则( )A .升降机停止前在向下运动B .10t -时间内小球处于失重状态,12t t -时间内小球处于超重状态C .13t t -时间内小球向下运动,动能先增大后减小D .34t t -时间内弹簧弹性势能变化量小于小球动能变化量5.一物体放置在粗糙水平面上,处于静止状态,从0t =时刻起,用一水平向右的拉力F 作用在物块上,且F 的大小随时间从零均匀增大,则下列关于物块的加速度a 、摩擦力f F 、速度v 随F 的变化图象正确的是( )A .B .C .D .6.质量分别为m 1、m 2的甲、乙两球,在离地相同高度处,同时由静止开始下落,由于空气阻力的作用,两球到达地面前经时间t 0同时到达稳定速度v 1、v 2,已知空气阻力大小f 与小球的下落速率v 成正比,即f =kv (k >0),且两球的比例常数k 完全相同,两球下落的v -t 关系如图所示,下列说法正确的是( )A .甲球质量m 1较小B .稳定速度与质量成正比C .释放瞬间甲球的加速度较大D .t 0时间内两球下落的高度相等7.质量为M 的人站在地面上,用绳通过光滑定滑轮将质量为m 的重物从高处放下,如图所示,若重物以加速度a 下降(a g <),则人对地面的压力大小为( )A .()M m g ma +-B .()M g a ma --C .()M m g ma -+D .Mg ma -8.如图所示,一个箱子中放有一个物体,已知静止时物体对箱子的下底面压力大小等于物体的重力大小,且物体与箱子上底面刚好接触现将箱子以初速度v 0竖直向上抛出,已知运动时箱子所受空气阻力大小不变,且箱子运动过程中始终保持图示姿态,重力加速度为g 。
第2讲牛顿第二定律两类动力学问题一、牛顿第二定律1.内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比.加速度的方向跟作用力的方向相同.2.表达式:F=ma,F与a具有瞬时对应关系.3.力学单位制(1)单位制:由基本单位和导出单位共同组成.(2)基本单位:基本物理量的单位.力学中的基本物理量有三个,分别是质量、时间和长度,它们的国际单位分别是千克(kg)、秒(s)和米(m).(3)导出单位:由基本物理量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位.深度思考判断下列说法是否正确.(1)物体所受合外力越大,加速度越大.(√)(2)物体所受合外力越大,速度越大.(×)(3)物体在外力作用下做匀加速直线运动,当合外力逐渐减小时,物体的速度逐渐减小.(×)(4)物体的加速度大小不变一定受恒力作用.(×)二、动力学两类基本问题1.动力学两类基本问题(1)已知受力情况,求物体的运动情况.(2)已知运动情况,求物体的受力情况.2.解决两类基本问题的方法以加速度为“桥梁”,由运动学公式和牛顿运动定律列方程求解,具体逻辑关系如图:深度思考如图1所示,质量为m的物体在水平面上由速度v A均匀减为v B的过程中前进的距离为x.图1(1)物体做什么运动?能求出它的加速度吗?(2)物体受几个力作用?能求出它受到的摩擦力吗?答案(1)匀减速直线运动能,由v错误!-v错误!=2ax可得(2)受重力、支持力和摩擦力由F f=ma,可求摩擦力三、超重和失重1.超重(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象.(2)产生条件:物体具有向上的加速度.2.失重(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象.(2)产生条件:物体具有向下的加速度.3.完全失重(1)定义:物体对支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)等于0的现象称为完全失重现象.(2)产生条件:物体的加速度a=g,方向竖直向下.4.实重和视重(1)实重:物体实际所受的重力,它与物体的运动状态无关.(2)视重:当物体在竖直方向上有加速度时,物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力.此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重.5.情景拓展(如图2所示)图21.(多选)关于运动状态与所受外力的关系,下面说法中正确的是( )A.物体受到恒定的力作用时,它的运动状态不发生改变B.物体受到不为零的合力作用时,它的运动状态要发生改变C.物体受到的合力为零时,它一定处于静止状态D.物体的运动方向与它所受的合力的方向可能相同答案BD2.(多选)在研究匀变速直线运动的实验中,取计数时间间隔为0。
A.a1=0,a2=0B.a1=a,a2=aC.a1=a,a2=aD.a1=a,a2=a答案D解析撤去拉力F的瞬间,物体A的受力不变,所以a1=a,对物体A受力分析得F弹=m1a;撤去拉力F的瞬间,物体B受到的合力大小为F弹'=m2a2,所以a2=,故选项D正确.。
4.(动力学两类基本问题)(20xx·湖南长沙月考)如图是汽车运送圆柱形工件的示意图,图中P、Q、N是固定在车体上的压力传感器,假设圆柱形工件表面光滑,汽车静止不动时Q传感器示数为零,P、N传感器示数不为零.。
当汽车向左匀加速启动过程中,P传感器示数为零时,Q、N传感器示数不为零.。
已知sin 15°=0.26,cos 15°=0.97,tan 15°=0.27,g取10 m/s2,则汽车向左匀加速启动的加速度可能为( )A.3B.2.7C.1.5D.1答案A解析当汽车向左匀加速启动过程中,P传感器示数为零而Q、N传感器示数不为零,受力分析如图:竖直方向:FQ+mg=FNcos 15°水平方向:F合=FNsin 15°=ma联立解得a=tan 15°=×0.27+2.7 m/s2>2.7 m/s2,故A选项正确.。
5.(动力学两类基本问题)(20xx·辽宁沈阳四校月考)如图所示,当小车向右加速运动时,物块M相对车厢静止于竖直车厢壁上,当车的加速度增大时( )A.M受静摩擦力增大B.M对车厢壁的压力减小C.M仍相对于车厢静止D.M受静摩擦力减小答案C解析分析M受力情况如图所示,因M相对车厢壁静止,有Ff=Mg,与水平方向的加速度大小无关,A、D错误.。
水平方向,FN=Ma,FN随a的增大而增大,由牛顿第三定律知,B错误.。
因FN增大,物体与车厢壁的最大静摩擦力增大,故M相对于车厢仍静止,C正确.。
6.(图象问题)(20xx·河北衡水中学一调)如图,穿在水平直杆上质量为m 的小球开始时静止.。
高中物理牛顿运动定律解题技巧(超强)及练习题(含答案)及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1. 在机场可以看到用于传送行李的传送带,行李随传送带一起前进运动。
如图所示,水平传送带匀速运行速度为v=2m/s,传送带两端AB间距离为S o=lOm,传送带与行李箱间的动摩擦因数卩=0.2当质量为m=5kg的行李箱无初速度地放上传送带A端后,传送到B端,重力加速度g取10m/2;求:(1) 行李箱开始运动时的加速度大小a;(2) 行李箱从A端传送到B端所用时间t;(3) 整个过程行李对传送带的摩擦力做功W。
【答案】⑴,(2)薜耳⑶="-纠【解析】【分析】行李在传送带上先做匀加速直线运动,当速度达到传送带的速度,和传送带一起做匀速直线运动,根据牛顿第二定律及运动学基本公式即可解题行李箱开始运动时的加速度大小和行李箱从A端传送到B 端所用时间;根据做功公式求解整个过程行李对传送带的摩擦力做功;【详解】解:(1)行李在传送带上加速,设加速度大小为aI__7(2)行李在传送带上做匀加速直线运动,加速的时间为t1V 2灯== Is1所以匀加速运动的位移为:s\=尹甘=lrnSo-Si 10-1行李随传送带匀速前进的时间:(2 = ---------- = —-一=4.5$v 2行李箱从A传送到B所需时间::3 --气出⑶t1传送带的的位移为:怜一叽“ -根据牛顿第三定律可得传送带受到行李摩擦力为:『◎『整个过程行李对传送带的摩擦力做功:w =7比=-吓阿=-20/2. 如图甲所示,质量为m的A放在足够高的平台上,平台表面光滑•质量也为m的物块B放在水平地面上,物块B与劲度系数为k的轻质弹簧相连,弹簧与物块A用绕过定滑轮的轻绳相连,轻绳刚好绷紧•现给物块A施加水平向右的拉力F (未知),使物块A做初速度为零的匀加速直线运动,加速度为a,重力加速度为g,A、B均可视为质点.根据v 2 2ax 解得:v . 2ax 对物体A:F T ma ; 对物体B:T=mg , 解得 F=ma+mg ; (2)设某时刻弹簧的伸长量为x .对物体C ,水平方向:F cosT | m C a ,其中T | kx mg ;竖直方向:F sin m C g ;联立解得m e3mg4g 3a3.如图所示,水平面上AB 间有一长度x=4m 的凹槽,长度为L=2m 、质量M=1kg 的木板静止 于凹槽右侧,木板厚度与凹槽深度相同,水平面左侧有一半径R=0.4m 的竖直半圆轨道,右侧有一个足够长的圆弧轨道,A 点右侧静止一质量 m1=0.98kg 的小木块.射钉枪以速度v °=ioom/s 射出一颗质量m0=0.02kg 的铁钉,铁钉嵌在木块中并滑上木板,木板与木块间动摩擦因数 卩=0.05其它摩擦不计.若木板每次与 A 、B 相碰后速度立即减为 0,且与A 、B 不粘连,重力加 速度 g=10m/s 2.求:(1) 当物块B 刚好要离开地面时,拉力 F 的大小及物块 A 的速度大小分别为多少;(2)若将物块 A 换成物块C ,拉力F 的方向与水平方向成 37°角,如图乙所示,开始时轻绳也刚好要绷紧,要使物块B 离开地面前,物块C 一直以大小为a 的加速度做匀加速度运动,则物块 C 的质量应满足什么条件? ( sin37°0.6,cos37° 0.8)【答案】(1) F ma mg;v 【解析】 【分析】 【详解】(1)当物块B 刚好要离开地面时, B 受力分析有mg kx ,得:x2嘗(2) m C设弹簧的伸长量为mg k3mg 4g 3ax ,物块A 的速度大小为v ,对物块2amg k(3)木块最终停止时离 A 点的距离s.【答案】(1) v 2m/s (2) F N 12.5N (3) L 1.25m 【解析】(1) 设铁钉与木块的共同速度为 v ,取向左为正方向,根据动量守恒定律得:m °V 0 (m ° mjv解得:v 2叹;⑵木块滑上薄板后,木块的加速度 印 g 0.5,且方向向右设经过时间t ,木块与木板共同速度 v 运动 则:va 2t此时木块与木板一起运动的距离等于木板的长度.1 .2 1 2x vt a 1ta 2t L2 2故共速时,恰好在最左侧 B 点,此时木块的速度 v v a 1t 1^S 木块过C 点时对其产生的支持力与重力的合力提供向心力,则:'2vF N mg m R代入相关数据解得:F N =12.5N. 由牛顿第三定律知,木块过圆弧C 点时对C 点压力为12.5N ;1 2⑶木块还能上升的高度为 h ,由机械能守恒有:(m ° mjv (m 0 m^gh2h 0.05m 0.4m木块不脱离圆弧轨道,返回时以 1m/s 的速度再由B 处滑上木板,设经过 t 1共速,此时木 板的加速度方向向右,大小仍为a 2,木块的加速度仍为 a 1,板产生的加速度a 2 mg M, 且方向向左则:v2 a1t1 a2t1,解得:t1 1s1 2 1 2此时x v t1a-i t-i a2t| 0.5m2 2v3v2 at10.5叹碰撞后,v薄板=0,木块以速度V3=0.5m/s的速度向右做减速运动v3设经过t2时间速度为0,则t2a;1s| 2x v3t2a2t2 0.25m2故△L=b △x' - x=1.25m即木块停止运动时离A点1.25m远.4. 如图,光滑固定斜面上有一楔形物体A。
2018版高考物理一轮复习第3章牛顿运动定律第2讲牛顿第二定律两类动力学问题课后限时训练新人教版必修1编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2018版高考物理一轮复习第3章牛顿运动定律第2讲牛顿第二定律两类动力学问题课后限时训练新人教版必修1)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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牛顿第二定律两类动力学问题一、选择题(本题共8小题,1~4题为单选,5~8题为多选)1.(2017·河南中原名校联考)如图所示,质量为m的球置于斜面上,被一个竖直挡板挡住,现用一个力F拉斜面,使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动,忽略一切摩擦,以下说法中正确的是错误!( D )A.若加速度足够小,竖直挡板对球的弹力可能为零B.若加速度足够大,斜面对球的弹力可能为零C.斜面和挡板对球的弹力的合力等于maD.斜面对球的弹力不仅有,而且是一个定值[解析] 小球受到重力mg、斜面的支持力F N2、竖直挡板的水平弹力F N1,设斜面的倾角为α,则竖直方向有:Fcosα=mg;因为mg和α不变,故无论加速度如何变化,F N2不变且不N2可能为零,故B错误,D正确。
水平方向有:F N1-F N2sinα=ma,因为F N2sinα≠0,若加速度足够小,竖直挡板的水平弹力不可能为零,故A错误.斜面和挡板对球的弹力的合力即为竖直方向的F N2cosα与水平方向的ma的合力,因此不等于ma,故C错误。
2.(2016·河北“五个一名校联盟教学质量监测”)如图,A、B、C三个小球的质量均为m,A、B之间用一根没有弹性的轻绳连在一起,B、C之间用轻弹簧拴接,用细线悬挂在天花板上,整个系统均静止,现将A上面的细线烧断,使A的上端失去拉力,则在烧断细线瞬间,A、B、C的加速度的大小分别为错误!( A )A.1。
(新课标)2018高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律第2讲两类动力学问题超重与失重夯基提能作业本编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((新课标)2018高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律第2讲两类动力学问题超重与失重夯基提能作业本)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第2讲两类动力学问题超重与失重基础巩固1。
(2016辽宁沈阳月考)如图所示,当小车向右加速运动时,物块M相对车厢静止于竖直车厢壁上,当车的加速度增大时()A。
M受静摩擦力增大B.M对车厢壁的压力减小C。
M仍相对于车厢壁静止D.M受静摩擦力减小2.(2016安徽合肥第一次质量检测,1)如图所示,在教室里某同学在体重计上研究超重与失重。
她由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程;由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程。
关于她的实验现象,下列说法中正确的是()A。
只有“起立"过程,才能出现超重的现象B。
只有“下蹲”过程,才能出现失重的现象C。
“下蹲”的过程,先出现超重现象后出现失重现象D。
“起立”、“下蹲"的过程,都能出现超重和失重的现象3。
为了让乘客乘车更为舒适,某探究小组设计了一种新的交通工具,乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整,使座椅始终保持水平,如图所示。
当此车加速上坡时,盘腿坐在座椅上的一位乘客( )A.处于失重状态B.不受摩擦力的作用C。
受到向前(水平向右)的摩擦力作用D。
所受力的合力竖直向上4。
几位同学为了探究电梯启动和制动时的加速度大小,他们将体重计放在电梯中。
高中物理牛顿运动定律解题技巧及经典题型及练习题( 含答案 )一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1.利用弹簧弹射和传送带可以将工件运送至高处。
如图所示,传送带与水平方向成37度角,顺时针匀速运动的速度v=4m/s 。
B、 C 分别是传送带与两轮的切点,相距L= 6.4m。
倾角也是 37 的斜面固定于地面且与传送带上的 B 点良好对接。
一原长小于斜面长的轻弹簧平行斜面放置,下端固定在斜面底端,上端放一质量m= 1kg 的工件(可视为质点)。
用力将弹簧压缩至 A 点后由静止释放,工件离开斜面顶端滑到 B 点时速度 v0= 8m/s ,A、 B 间的距离 x= 1m,工件与斜面、传送带问的动摩擦因数相同,均为μ= 0.5,工件到达 C 点即为运送过程结束。
g 取 10m/s 2, sin37°= 0.6, cos37°= 0.8,求:(1)弹簧压缩至 A 点时的弹性势能;(2)工件沿传送带由 B 点上滑到 C 点所用的时间;(3)工件沿传送带由 B 点上滑到 C 点的过程中,工件和传送带间由于摩擦而产生的热量。
【答案】 (1)42J,(2)2.4s,(3)19.2J【解析】【详解】(1)由能量守恒定律得,弹簧的最大弹性势能为:12E P mgx sin 37mgx cos37mv0解得: Ep= 42J(2)工件在减速到与传送带速度相等的过程中,加速度为a1,由牛顿第二定律得:mg sin 37mg cos37ma1解得: a1= 10m/s 2工件与传送带共速需要时间为:v0 v t1a1解得: t1= 0.4sv02v2工件滑行位移大小为: x12a1解得: x1 2.4m L因为tan 37 ,所以工件将沿传送带继续减速上滑,在继续上滑过程中加速度为a2,则有:mg sin 37mg cos37ma2解得: a2= 2m/s 2假设工件速度减为0 时,工件未从传送带上滑落,则运动时间为:vt2a2解得: t2= 2sn n n 3?工件滑行位移大小为:n 2 n 1解得: x2= 4m工件运动到 C 点时速度恰好为零,故假设成立。
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第2讲牛顿第二定律两类动力学问题1.(2017·高考上海卷)如图,在匀强电场中,悬线一端固定于地面,另一端拉住一个带电小球,使之处于静止状态.忽略空气阻力,当悬线断裂后,小球将做( )A.曲线运动B.匀速直线运动C.匀加速直线运动D.变加速直线运动解析:选C。
本题考查力与运动的关系.在悬线断裂前,小球受重力、电场力和悬线拉力作用而处于平衡状态,故重力与电场力的合力与拉力等值反向.悬线断裂后,小球所受重力与电场力的合力大小、方向均不变,故小球将沿原来悬线拉力的反方向做匀加速直线运动,C 项正确.2.(多选)(2016·高考江苏卷)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增大D.若猫减小拉力,鱼缸有可能滑出桌面解析:选BD.将桌布从鱼缸下拉出的过程,鱼缸相对桌布向左运动,因此桌布对它的摩擦力方向向右,A项错误;设动摩擦因数为μ,鱼缸在桌布对它的滑动摩擦力的作用下做初速度为零的匀加速运动,加速度大小为μg,设经过t1时间鱼缸滑离桌布,滑离时的速度为v,则v=μgt1;鱼缸滑到桌面上后,做匀减速运动,加速度大小也为μg,因此鱼缸在桌面上运动的时间t2=错误!,因此t1=t2,B项正确;若猫增大拉力,鱼缸受到的摩擦力仍为滑动摩擦力,大小为μmg(设鱼缸质量为m),保持不变,C项错误;若猫减小拉力,则鱼缸与桌布间的摩擦力有可能小于滑动摩擦力,则鱼缸与桌布一起运动,从而滑出桌面,D项正确.3。
2018届高三物理一轮复习跟踪演练强化提升第三章牛顿运动定律第2讲牛顿第二定律两类动力学问题编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2018届高三物理一轮复习跟踪演练强化提升第三章牛顿运动定律第2讲牛顿第二定律两类动力学问题)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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牛顿第二定律两类动力学问题跟踪演练·强化提升【课堂达标检测】1.(2017·武汉模拟)将一只皮球竖直向上抛出,皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比。
下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象,可能正确的是()【解析】选C。
皮球在上升过程中速度越来越小,所以空气阻力越来越小,重力与空气阻力的合力越来越小,所以加速度越来越小,一开始加速度最大,后来减小得越来越慢,最后速度为零时,加速度变为重力加速度,所以答案选C。
2.(2017·惠州模拟)如图所示,物体m悬挂在轻质弹簧下端,静止时弹簧的伸长量为Δx,现用力将物体竖直向下拉,使弹簧再伸长2Δx,然后突然松手,则在松手的瞬间,物体的加速度大小为( )A.g B。
2g C。
D。
【解析】选B。
物体静止时有:mg=kΔx现用力将物体竖直向下拉,使弹簧再伸长2Δx,然后突然松手,在该瞬间,物体的加速度a===2g,故B正确,A、C、D错误。
3。
(多选)如图所示,在质量为m B=30kg的车厢B内紧靠右壁,放一质量m A=20kg的小物体A(可视为质点),对车厢B施加一水平向右的恒力F,且F=120N,使之从静止开始运动。
力与运动的两类问题(提高篇)一、选择题:1.如图所示,挂在火车顶上的物体质量为m ,悬线偏离竖直方向一个角度θ,相对稳定不变,这时,火车的运动情况可能是( )A .向左加速行驶B .向右加速行驶C .向左减速行驶D .向右减速行驶2.假设汽车紧急刹车后所受到阻力的大小与汽车的重力大小相等,当汽车以20m/s 的速度行驶时突然刹车,他还能继续滑行的距离约为( )A .40mB .20mC .10mD .5m3.用3N 的水平恒力,在水平面拉一个质量为2kg 的木块,从静止开始运动,2s 内位移为2m ,则木块的加速度为( )A .0.5m/s 2B .1m/s 2C .1.5m/s 2D .2m/s 24.如图所示,某小球所受的合外力与时间的关系,各段的合外力大小相同,作用时间相同,设小球从静止开始运动,由此可判定小球的速度随时间变化的图象是( )A .B .C .D .5.如图所示,置于水平地面上的相同材料的质量分别为m 和m 0的两物体用细绳连接,在0m 上施加一水平恒力F ,使两物体做匀加速直线运动,对两物体间细绳上的拉力,下列说法正确的是( )A .地面光滑时,绳子拉力大小等于 0mF m m + B .地面光滑时,绳子拉力大小小于0mF m m + C .地面不光滑时,绳子拉力大于mF m m +D .地面不光滑时,绳子拉力小于0mF m m二、计算题:1.如图所示,一水平传送带以2 m/s 的速度做匀速运动,传送带两端的距离s =20 m ,将一物体轻轻地放在传送带一端,物体由这一端运动到另一端所需的时间为t =11 s .求物体与传送带之间的动摩擦因数μ.(g 取10 m/s 2)2.如图所示,一辆汽车A 拉着装有集装箱的拖车B ,以速度v 1=30 m/s 进入向下倾斜的直车道.车道每100m 下降2m .为使汽车速度在s =200 m 的距离内减到v 2=10m/s ,驾驶员必须刹车.假定刹车时地面的摩擦阻力是恒力,且该力的70%作用于拖车B ,30%作用于汽车A 已知A 的质量m 1=2000 kg ,B 的质量m 2=6000kg .求汽车与拖车的连接处沿运动方向的相互作用力.(重力加速度g 取10m/s 2)3.一根劲度系数为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(a <g)匀加速向下运动.求经过多长时间木板开始与物体分离.4.如图所示,质量为4kg 的小球用轻质细绳拴着吊在行驶的汽车后壁上.细绳的延长线通过小球的球心O ,且与竖直方向的夹角为θ=37°.已知g=10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:(1)汽车匀速运动时,细线对小球的拉力和车后壁对小球的压力;(2)若要始终保持θ=37°,则汽车刹车时的加速度最大不能超过多少?5.如图所示,一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A 的顶端P 处,细线的另一端拴一质量为m 的小球.试求当滑块以a =2g 的加速度向左运动时线中的拉力F T .6.一位滑雪者从静止开始沿山坡滑下,山坡的倾角θ=30°,滑雪板与雪地的动摩擦因数是0.04,求5s 内滑下来的路程和5s 末的速度大小(g 取10m/s 2).7.如图所示,两个质量都为m 的滑块A 和B ,紧挨着并排放在水平桌面上,A 、B 间的接触面垂直于图中纸面与水平面成θ角,所有接触面都光滑无摩擦.现用一个水平推力作用于滑块A 上,使A 、B 一起向右做加速运动.试求:(1)如果要使A 、B 间不发生相对滑动,它们共同向右运动的最大加速度是多大?(2)如果要使A 、B 间不发生相对滑动,水平推力的大小应在什么范围内才行?8.风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力,现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室,小球孔径略大于细杆直径,如图所示。
(1)当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上做匀速运动,这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍,求小球与杆间的动摩擦因数。
(2)保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间夹角为37°并固定,则小球静止出发在细杆上滑下距离x 所需时间为多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)【答案与解析】一、选择题:1.BC解析:根据细线倾斜的情况,可知物体加速度的方向向右,因此车向右加速或向左减速都可以。
2.B解析:根据运动学公式2202v v ax -=,根据牛顿第二定律,F mg a g m m ===阻,所以222002020m 22(10)v v x a --===⨯- 3.B 解析:根据212x at =,可求2222221m/s 2x a t ⨯===,也就是说,题目中除了3N 的水平恒力,还有其它力。
4、B解析:由图:物体在奇数秒内,合力恒定不变,从静止开始沿正方向做匀加速直线运动.偶数秒内力反向,由于惯性,物体仍沿原方向做匀减速直线运动,偶数秒末速度为零,周而复始,所以物体沿正方向做单向直线运动.故B 正确. 故选:B5、A 解析:光滑时:由整体求得加速度:0F a m m =+ ① 对m 受力分析由牛顿第二定律得:T ma = ② 由①②式得:0mF T m m =+ 地面不光滑时:整体求加速度:00() F m m a m m μ-+=+ ③ 对m 受力分析由牛顿第二定律得:Fumg ma =﹣ ④ 由③④得:0mF T m m =+,则A 正确,BCD 错误 故选:A二、计算题:1. 0.1解析:物体轻放于传送带后,是在摩擦力作用下做加速运动,当速度达到传送带速度后,就无摩擦力,则改做匀速运动,设一直加速,则在11 s 内能发生的最大位移211112022v s t m m m ==⨯=<,故物体一定是先加速运动后匀速运动.设匀加速运动的时间为t 1,则位移 11()2v s t v t t =+-, 整理得 120221122s t t s s v ⎛⎫⎛⎫=-=⨯-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. 所以加速度 2212/1/2v a m s m s t ===. 由牛顿第二定律知 μmg =ma ,所以动摩擦因数10.110a g μ===. 2.880N解析:汽车沿倾斜车道做匀减速运动,用a 表示加速度的大小,有22212v v as -=-. ①用F 表示刹车时的阻力,根据牛顿第二定律有1212F m m g sin m m a ()()-+α+= ②式中 22sin 210100α-==⨯ ③ 设刹车过程中地面作用于汽车的阻力为f ,根据题意30100f F =. ④ 方向与汽车前进方向相反:用N f 表示拖车作用于汽车的力,设其方向与汽车前进方向相同.以汽车为研究对象,由牛顿第二定律有11sin N f f mg m a α--= ⑤由②④⑤式得 12130()(sin )(sin )100N f m m a g m a g αα=++-+. ⑥ 由以上各式,代入有关数据得N f =880 N .3.t 解析:当m 与板分离时,m 与板间无弹力作用,且加速度为a ,由牛顿第二定律得:mg kx ma -= ①因m 与板分离前做匀加速运动,所以有 212x at =. ②由①②式解得t =4、解析:(1)对小球受力分析如图,将细线拉力T 分解有:y T Tcos θ=,x y T T tan θ=由二力平衡可得:y T mg =, x T N = 解得细线拉力41050cos 0.8mg T N N θ⨯=== 车壁对小球的压力30N mgtan N θ==;(2)设汽车刹车时的最大加速度为a ,此时车壁对小球弹力N=0,由牛顿第二定律有 x T ma =即mgtan ma θ=解得:27.5/a m s =即汽车刹车时的速度最大不能超过7.5m/s 25. T F解析:本题中当滑块向左运动的加速度较小时,滑块对小球存在支持力;当滑块向左运动的加速度较大时,小球将脱离滑块斜面而“飘”起来.因此,本题存在一个临界条件:当滑块向左运动的加速度为某一临界值时,斜面对小球的支持力恰好为零(小球将要离开斜面而“飘”起来).我们首先求此临界条件.此时小球受两个力:重力mg ;绳的拉力F T .根据牛顿第二定律的正交表示,有cos TF ma θ=, ① sin 0T F mg θ-=. ②联立①②两式并将θ=45°代入,得a =g ,即当斜面体滑块向左运动的加速度为a =g 时,小球恰好对斜面无压力.当a >g 时,小球将“飘”起来,当a =2g 时,小球已“飘”起来了,此时小球的受力情况也正如图所示,故根据①②两式并将a =2g 代入,解得T F =.此即为所求线中的拉力.6.58m 23.3m/s解析:这是一个典型的已知物体的受力情况求物体的运动情况的问题,解决此类问题的基本思路是:以滑雪者为研究对象,受力情况如图所示.研究对象的运动状态为:垂直山坡方向,处于平衡;沿山坡方向,做匀加速直线运动.将重力mg 分解为垂直于山坡方向和沿山坡方向,据牛顿第二定律列方程:cos 0N F mg θ==, ①sin f mg F ma θ-=, ②又因为 f N F F μ=. ③由①②③可得 (sin cos )a g θμθ=-,故 2211(sin cos )22x at g t θμθ==-.211100.045m 58m 22⎛=⨯⨯-⨯= ⎝⎭.1100.045m /s 23.3m /s 2v at ⎛==⨯-⨯= ⎝⎭. 7.tan a g θ'= 0F 2mgtan ≤θ< 解析:(1)在水平推力F 作用下,A 、B 共同加速运动,则F =2ma . ①分别隔离A 、B ,受力如图所示,A T F 、B T F 为A 、B 间相互作用的弹力,与斜面垂直.对A 列方程: sin A T F F ma θ-=, ②cos A A N T F mg F θ=-. ③对B 列方程: sin B T F ma θ=. ④cos B B N T F mg F θ=+.当增大F 时,由式①知a 增大,则由式④知B N F 、B T F 均增大,从式③知A T F 增大,A N F 减小.当0A N F =时,对应的加速度a '为A 、B 不发生相对滑动的临界条件.当a a '''>时,A 、B 间的相互作用力T F 也增大,cos T F mg θ>,对A 有竖直向上的加速度,则A 被挤离桌面.则当0A N F =时,对A 有sin B T F ma θ'=.对B 有sin B T F ma θ'=.解得tan a g θ'=,a '为A 、B 共同向右运动的最大加速度.(2)对整体F =2ma ,且a 的最大值为tan a g θ'=,则A 、B 不发生相对滑动的水平推力的最大值为F 2mgtan ≤θ又因为桌面光滑,F >0即可使A 、B 产生共同加速度.F 的取值范围是0F 2mgtan ≤θ<.8.(1)0.5 (237°时,对小球受力分析如图所示,把风力F 和重力mg 沿杆方向和垂直杆方向进行正交分解,列方程求解加速度,从而求出时间。