乔佳林学案《相互作用与牛顿运动定律训练精选题组》(含答案)(3)
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第4讲牛顿第三定律共点力的平衡基础对点练题组一牛顿第三定律1.小明同学搭乘某商场的电梯从一楼到五楼,某一段时间里小明和电梯一起沿竖直方向匀减速上升,在此段运动过程中电梯对人的支持力为F N,人对电梯的压力为F N',人受到的重力为G,则下列说法正确的是( )A.G和F N是一对平衡力B.F N和F N'是一对平衡力C.F N小于GD.F N'小于F N2.人站在地板水平的电梯内的台秤上,人与电梯相对静止一起运动,如果人对台秤的压力大小为F1,台秤对人的支持力大小为F2,人受到的重力大小为G,则下列说法正确的是( )A.当电梯加速上升时,F1小于GB.当电梯减速上升时,F1小于F2C.F1和F2是一对平衡力D.F1和F2不能求合力题组二受力分析3.水平桌面上叠放着木块P和Q,用水平力F推P,使P、Q两木块一起沿水平桌面匀速滑动,如图所示,下列判断正确的是( )A.P受两个力,Q受五个力B.P受三个力,Q受六个力C.P受四个力,Q受五个力D.P受四个力,Q受六个力4.如图所示,水平地面上的物体A,在斜向上的拉力F的作用下,向右做匀速运动,则下列说法正确的是( )A.物体A可能只受到三个力的作用B.物体A一定受到四个力的作用C.物体A受到的滑动摩擦力大于Fcos θD.物体A对水平面的压力大小一定为Fsin θ5.(山东青岛第十七中学期中)如图所示,楔形物体a和b叠放在水平地面上,物体a用一水平轻弹簧和竖直墙壁相连接,整个系统处于静止状态。
已知物体a、b之间的接触面光滑,下列说法正确的是( )A.物体b对物体a的支持力大于物体a的重力B.物体b受到3个力的作用C.弹簧可能处于伸长状态D.物体b对地面的摩擦力水平向左题组三共点力的平衡6.(广东揭阳模拟)如图所示,用两根不可伸长的轻绳分别连接由水平轻弹簧相连的两小球P、Q,并将轻绳悬挂在水平天花板上,P、Q均处于静止状态。
已知与P、Q连接的轻绳和竖直方向的夹角分别为30°、60°,弹簧处于弹性限度内,则两小球的质量之比m Pm Q=( )A.3B.√3C.√33D.137.(广东茂名电海中学一模)如图所示,由五根等长的轻质细绳悬挂起四个质量相等的灯笼,中间的细绳是水平的,另外四根细绳与水平面所成的角分别为θ1和θ2。
牛顿第三定律提高练习学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.如图所示,在水平地面上一匹马能轻松地拉动装满货物的车匀速前进,运动过程中车轮未发生打滑现象。
下列说法正确的是()。
A.马拉车的力与车拉马的力是一对平衡力B.马拉车的力与地面对车的阻力是一对作用力和反作用力C.若车减速运动,则地面对车的阻力大于水平方向车对地面的力D.马拉车匀速运动过程中,车与地面间的摩擦力为静摩擦力2.2013年12月14日21时11分,嫦娥三号探测器完美着陆月球虹湾地区.大约11分钟的落月过程中,嫦娥三号从15千米高度开启发动机反推减速,在距离月面100米高度时,探测器悬停,自动进行月面识别,下降到距月面4米高度时以自由落体方式着陆.在接下来的几个小时里,月球车成功与嫦娥三号进行器件分离,开始执行为期3个月的科学探测任务.已知月球表面重力加速度约为1.6 m/s2,嫦娥三号探测器从15千米高度开启发动机反推减速过程中,下列说法正确的是()A.发动机喷出气体对空气产生一个作用力,空气的反作用力使探测器减速B.发动机向外喷气,喷出气体对探测器产生反作用力,从而使探测器减速C.在月球表面,由于没有空气,发动机虽然向前喷气,但无法使探测器减速D.月球对探测器的吸引力大于探测器对月球的吸引力3.如图所示,小车放在水平地面上,甲、乙二人用力向相反方向拉小车,不计小车与地面之间的摩擦力,下列说法正确的是()A.甲拉小车的力和乙拉小车的力一定是一对平衡力B.小车静止时甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对作用力和反作用力C.若小车加速向右运动,表明小车拉甲的力大于甲拉小车的力D.若小车加速向右运动,表明甲拉小车的力小于乙拉小车的力4.2020年11月24日,文昌航天发射场用长征五号遥五运载火箭成功将嫦娥五号探测器送入预定轨道,开启我国首次地外天体采样返回之旅。
一,选择题。
1. 有关力的概念,下列说法正确的是()A.力不可能离开物体而独立存在B.受力物体不一定是施力物体C.一个力的发生必定涉及到两个物体D.重力的大小和方向与物体的运动状态无关2. 关于力的作用效果的叙述中,正确的是()A.物体的运动状态发生变化,一定受到力的作用B物体的运动状态不发生变化,一定不受到力的作用C.物体受到力的作用后,一定同时出现形变和运动状态发生变化的现象D力对物体的作用效果完全由力的大小决定3.关于弹力,下列叙述正确的是()A.两物体相互接触,就一定会产生相互作用的弹力B.两物体不接触,就一定没有相互作用的弹力C.两物体有弹力作用,物体不一定发生了弹性形变D.只有弹簧才能产生弹力4.关于弹力的方向,下列说法正确的是()A弹力的方向一定垂直于接触面B弹力的方向不一定垂直于接触面C绳子类软物体产生的弹力一定垂直于被拉物体的平面D绳子类软物体产生的弹力一定沿绳子的方向5. 关于摩擦力产生的条件,下列说法正确的是( )A.相互压紧的粗糙物体间总有摩擦力的B.相对运动的物体间总有摩擦力作用C.只要相互压紧并发生相对运动的物体间就有摩擦力作用D.只有相互压紧并发生相对滑动或有相对运动趋势的粗糙物体间才有摩擦力作用6.关于静摩擦力,下列说法正确的是()A.只有静止的物体才可能受静摩擦力B.有相对运动趋势的相互接触的物体间有可能产生静摩擦力C.产生静摩擦力的两个物体间一定相对静止D.两个相对静止的物体间一定有静摩擦力产生7.下列关于滑动摩擦力的说法正确的是()A.滑动摩擦力的方向总是阻碍物体的运动并与物体的运动方向相反B.当动摩擦因数一定时,物体所受的重力越大,它所受的滑动摩擦力也越大C.有滑动摩擦力作用的两物体间一定有弹力作用,有弹力作用的二物体间不一定有滑动摩擦力作用D.滑动摩擦力总是成对产生的,两个相互接触的物体在发生相对运动时都会受到滑动摩擦力作用8.用水平力F把物体压在竖直墙壁上静止不动.设物体受墙的压力为F1,摩擦力为F2,则当水平力F增大时,下列说法中正确的是( )A.F1 增大、F2 增大B.F1 增大、F2 不变C.F1 增大、F2减小D.条件不足、不能确定9.如图所示,甲、乙、丙三个物体质量相同,与地面的动摩擦因数相同,受到三个大小相同的作用力F而运动,则它们受到摩擦力大小关系是( )A.三者相同C.丙最大D.条件不足无法确定10.关于大小不变的两个共点力F1、F2的合力F,以下说法正确的是()A.合力的效果与两个共点力F1、F2的共同作用效果相同B.合力F一定大于F1或F2C.合力F可能小于F1或F2D.合力F不可能等于F1或F2E.合力F的大小随F1、F2间夹角的减小而减小11.用两根绳子吊起—重物,使重物保持静止,若逐渐增大两绳之间的夹角,则两绳对重物的拉力的合力变化情况是( )A.不变B.减小C.增大D.无法确定12.两个共点力,一个是40 N,另一个未知,合力大小是100 N,则另一个力可能是( )A.20 N B.40 N C.80 N D.150 N13.根据牛顿第一定律,下列说法中正确的有()A静止或匀速直线运动的物体,一定不受任何外力作用B物体运动不停止是因为受到力的作用C要改变物体运动状态,必须有外力作用D外力停止作用后,物体由于惯性会很快停下来14.关于作用力与反作用力,下面说法中正确的是( )A 物体相互作用时,先有作用力,后有反作用力B作用力与反作用力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,因此这二力平衡C作用力与反作用力可以是不同性质的力,例如作用力是重力,它的反作用力可能是弹力D作用力和反作用力总是同时分别作用在相互作用的两个物体上15.轻质弹簧下端挂一重物,手持弹簧上端使物体向上做匀加速运动,当手突然停止运动的瞬间重物将( )A.立即停止运动B.开始向上减速运动C.开始向上匀速运动D.继续向上加速运动16.跳高运动员从地面跳起, 这是由于( )A.运动员给地面的压力等于运动员受的重力B.地面给运动员的支持力大于运动员给地面的压力C.地面给运动员的支持力大于运动员受的重力D.地面给运动员的支持力等于运动员给地面的压力17、在力学单位制中,选定下面哪一组物理量的单位作为基本单位().A速度、质量和时间B重力、长度和时间C长度、质量和时间D位移、质量和速度18.把木箱放在电梯地板上,则地板所受压力最大的情况是A电梯以a=1.5m/s2的加速度匀加速上升;B电梯以a=2.0m/s2的加速度匀减速上升;C电梯以a=1.8m/s2的加速度匀减速下降;D电梯以V=3m/s的速度匀速上升.19.在光滑的斜面上自由下滑的物体受到的力是( )A.重力和斜面的支持力B.重力、下滑力和斜面的支持力C.重力、下滑力D.重力、支持力、下滑力和正压力20.如图所示,放在水平面上的物体受到一个斜向上的拉力作用,但物体仍保持静止状态,现将F分解为水平方向的力F1和竖直向上的力F2,下列说法正确的是( )A.F1是物体对水平面的摩擦力B.F2是水平面对物体的支持力C.F1与水平面给物体的静摩擦力大小相等、方向相反D.F2与物体的重力大小相等、方向相反二,填空题21.作用在同一物体上的三个力,它们的大小都等于5 N,任意两个相邻力之间的夹角都是120°,则这三个力合力为___0_____;若去掉Fl,而F2、F3不变,则F2、F3的合力大小__5N______22. 一个置于水平面上的物体,受到的重力为G,当用力F竖直向下压它,它对地面的压力等于___F+G_____.23,某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中,利用得到的弹力F和弹簧总长度L的数据,作出了F-L图象,如图所示,由此可知:(1)弹簧不发生形变时的长度L0=___20_____cm.(2)弹簧的劲度系数k=__100______N/m.24.如图所示,质量为m的木箱在推力F作用下沿水平面向右做匀加速直线运动,F与水平方向的夹角为θ,木箱与水平面间的动摩擦因数为μ,则水平面给木箱的支持力为____mg+Fsinθ________,木箱受到的摩擦力为_μmg+μFsinθ___________.加速度大小为__(Fcosθ-μmg-μFsinθ)/m__________。
第5节牛顿第三定律1.两个物体之间的作用都是相互的.一个物体对另一个物体施加了力;后一物体也一定同时对前一个物体___________________________________________________________.将一对相互作用的力中的一个叫做________;则另一个就叫做它的__________.2.牛顿第三定律的内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是__________、__________;作用在____________.这就是牛顿第三定律.3.理解作用力和反作用力的关系时;注意以下几点:(1)作用力和反作用力______产生;________消失;________变化;无先后之分.(2)作用力和反作用力总是大小________;方向________;与物体是处于平衡状态还是处于非平衡状态没有关系.(3)作用力和反作用力分别作用在________物体和________物体上;其作用效果分别体现在各自的受力物体上;所以作用力和反作用力产生的效果不能________.(4)作用力和反作用力一定是________性质的力;如果作用力是弹力;其反作用力必定为________;如果作用力为摩擦力;其反作用力必定为__________;如果作用力为引力;其反作用力也一定为________.4.关于一对作用力和反作用力;下列说法中正确的是()A.它们大小相等、方向相同B.它们总是作用在同一个物体上C.它们同时产生、同时消失D.它们的大小相等、方向相反5.图1如图1所示;一个大人甲跟一个小孩乙站在水平地面上手拉手比力气;结果大人把小孩拉过来了.对这个过程中作用于双方的力的关系;正确的说法是()A.大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大B.大人与小孩间的拉力是一对作用力和反作用力C.大人拉小孩的力与小孩拉大人的力大小一定相等D.只有在大人把小孩拉动的过程中;大人的力才比小孩的力大;在可能出现的短暂相持过程中;两人的拉力一样大6.一本书静置于水平桌面上;则()A.桌面对书的支持力大小等于书的重力;这两个力是一对平衡力B.书对桌面的压力就是书的重力;这两个力是同一种性质的力C.书所受的重力与桌面的支持力是一对作用力和反作用力D.书所受的重力与它对地球的吸引力是对平衡力【概念规律练】知识点一作用力与反作用力1.关于作用力与反作用力;下列说法正确的是()A.物体相互作用时;先有作用力;后有反作用力B.作用力与反作用力一定是同种性质的力C.作用力和反作用力总是同时分别作用在相互作用的两个物体上D.匀速上升的气球所受到的浮力没有反作用力2.放在水平桌面上的物体;受到桌面对它的支持力;对支持力的反作用力说法正确的是()A.反作用力是物体受到的重力;作用在地球上B.反作用力是物体对桌面的压力;作用在桌面上C.反作用力是物体对地球的引力;作用在物体上D.支持力没有反作用力知识点二作用力、反作用力和平衡力3.下列选项中关于作用力、反作用力和一对平衡力的认识;正确的是()A.一对平衡力的合力为零;作用效果相互抵消;一对作用力与反作用力的合力也为零;作用效果也相互抵消B.作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失;且性质相同;平衡力的性质却不一定相同C.作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失;且一对平衡力也是如此D.先有作用力;接着才有反作用力;一对平衡力却是同时作用在同一个物体上4.图2如图2所示;水平力F把一个物体紧压在竖直的墙壁上静止不动;下列说法中正确的是() A.作用力F跟墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力B.作用力F与物体对墙壁的压力是一对平衡力C.物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力知识点三牛顿第三定律5.关于车拉马、马拉车的问题;下列说法中正确的是()A.马拉车不动;是因为马拉车的力小于车拉马的力B.马拉车前进;是因为马拉车的力大于车拉马的力C.马拉车;不论车动还是不动;马拉车的力的大小总是等于车拉马的力的大小D.马拉车不动或车匀速前进时;马拉车的力与车拉马的力才大小相等6.在滑冰场上;甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上;原来静止不动;在相互猛推一下后分别向相反方向运动;假定两板与冰面间的动摩擦因数相同;已知甲在冰上滑行的距离比乙远;这是由于()A.在推的过程中;甲推乙的力小于乙推甲的力B.在推的过程中;甲推乙的时间小于乙推甲的时间C.在刚分开时;甲的初速大于乙的初速D.在分开后;甲的加速的大小小于乙的加速的大小【方法技巧练】一、利用牛顿第三定律转换研究对象7.水平射出一颗质量为50 g的子弹;经测定;子弹在长为1 m的枪膛内运动;出枪口时的速达600 m/s;如果子弹在枪膛内的运动看做是匀变速直线运动;射击时人将枪扛在肩头;求此时枪对人水平方向的作用力.图3二、牛顿第二定律、第三定律的综合应用8.一只小猫跳起来抓住悬挂在天花板上的竖直木杆;如图3所示;在这一瞬间悬绳断了;设木杆足够长;由于小猫继续上爬;所以小猫离地面高不变;则木杆下降的加速大小为________.方向为________.(设小猫质量为m;木杆的质量为M)1.下列说法正确的是()A.凡是大小相等、方向相反、分别作用在两个物体上的两个力必定是一对作用力和反作用力B.凡是大小相等、方向相反、作用在同一物体上的两个力必定是一对作用力和反作用力C.作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在同一直线上;因此这二力平衡D.相互作用的一对力;究竟称哪一个力为作用力是任意的2.图4物体静止于一斜面上;如图4所示;则下列说法中正确的是()A.物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力B.物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力C.物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力D.物体所受重力可以分解为沿斜面的力和对斜面的压力3.吊在大厅天花板上的电扇所受重力为G;静止时固定杆对它的拉力为F;扇叶水平转动起来后;杆对它的拉力为F′;则()A.F=G;F′=F B.F=G;F′>FC.F=G;F′<F D.F′=G;F′>F4.图5如图5所示;20奥运会男子马拉松由肯尼亚选手塞缪尔·卡马乌以2小时6分32秒的成绩获得金牌;并打破保持24的奥运记录.则他在奔跑时与地球间的作用力和反作用力的对数为()A.一对B.二对C.三对D.四对5.一物体受绳的拉力作用由静止开始前进;先做加速运动;然后改为匀速运动;再改为减速运动;则下列说法中正确的是()A.加速前进时;绳拉物体的力大于物体拉绳的力B.减速前进时;绳拉物体的力大于物体拉绳的力C.只有匀速前进时;绳拉物体的力与物体拉绳的力大小才相等D.不管物体如何前进;绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等6.如图6所示;是利用传感器记录的两个物体间的作用力和反作用力变化图线;根据图线可以得出的结论是()图6A.作用力大时;反作用力小B.作用力和反作用力的方向总是相反的C.作用力和反作用力是作用在同一个物体上的D.此图线一定是在两个物体都处于静止状态下显示出来的7.春天;河边上的湿地很松软;人在湿地上行走时容易下陷;在人下陷时()A.人对湿地地面的压力就是他受的重力B.人对湿地地面的压力大于湿地地面对他的支持力C.人对湿地地面的压力等于湿地地面对他的支持力D.人对湿地地面的压力小于湿地地面对他的支持力8.下面关于“神州七号”飞船和火箭上天的情况叙述正确的是()A.火箭尾部向外喷气;喷出的气体对火箭产生一个向上的推力B.火箭的推力是由于喷出的气体对空气产生一个作用力;空气的反作用力作用于火箭而产生的C.火箭飞出大气层后;由于没有了空气;火箭虽向后喷气也不会产生推力D.飞船进入轨道后和地球间存在一对作用力与反作用力9.跳高运动员从地面跳起;这是由于()A.运动员给地面的压力等于运动员受的重力B.地面给运动员的支持力大于运动员给地面的压力C.地面给运动员的支持力大于运动员受的重力D.地面给运动员的支持力等于运动员给地面的压力题号123456789 答案米决赛中;中国队的雅典奥运会英雄孟关良、杨文军再联袂上阵;他们最终成功卫冕.孟关良和杨文军与艇的总质量为180 kg;他们启动时的加速可达8 m/s2;设水的阻力是水给他们桨的推力的0.1倍;求他们的桨对水的推力是多少?11.图7如图7所示;质量为M的木板放在倾角为θ的光滑斜面上;一个质量为m的人站在木板上;若人相对于木板静止;木板的加速为多大?人对木板的摩擦力多大?第5节牛顿第三定律课前预习练1.施加了反作用力作用力反作用力2.大小相等方向相反同一直线上3.(1)同时同时同时(2)相等相反(3)受力施力抵消(4)同种弹力摩擦力引力4.CD5.BC[作用力和反作用力总是大小相等的.大人与小孩手拉手比力气时;无论是在相持阶段还是小孩被大人拉过来的过程中;大人拉小孩的力与小孩拉大人的力的大小总是相等的;所以选项A、D是错误的;原因是对牛顿第三定律不理解.既然大人拉小孩与小孩拉大人的力一样大;大人为什么能把小孩拉过来呢?关键在于地面对两者的最大静摩擦力不同;分别画出两者在水平方向上的受力情况(如题图);显然;只有当F甲′>F乙′时;小孩受力不平衡;才会被大人拉过来;如果让大人穿上旱冰鞋站在水泥地面上;两人再比力气时;小孩就可以轻而易举地把大人拉过来;所以正确答案为B、C.] 6.A[桌面对书本的支持力等于书本的重力;这两个力是一对平衡力;A对.书对桌面的压力等于书的重力;但不是重力;压力是弹力;这两个力的性质不同;B错.书所受的重力与桌面的支持力是一对平衡力;不是一对作用力和反作用力;C错.书所受的重力与它对地球的吸引力是一对作用力和反作用力;不是平衡力;D错.]课堂探究练1.BC2.B点评作用力与反作用力具有“四同”和“三异”的关系:“四同”1.等大:大小相等;不能认为只有物体处于平衡状态时作用力和反作用力才大小相等.2.共线:作用在同一条直线上.3.同时:同时产生、同时消失、同时变化.不能认为先有作用力后有反作用力.4.同性质:不同性质的力不可能成为作用力和反作用力的关系.“三异”1.反向:方向相反.2.异体:作用在不同的物体上.3.不同效果:在不同的物体上分别产生不同的作用效果;不能相互抵消;因此;不能认为作用力和反作用力的合力为零.3.B[作用力与反作用力是作用在两个不同物体上;作用效果不能抵消;A错;作用力与反作用力具有同时性、同性质的特点;而平衡力不一定具备这些特点;B对;C、D错.] 点评(1)作用力和反作用力一定作用在两个不同物体上;不能抵消;而平衡力一定作用在同一物体上;合力一定为零.(2)作用力和反作用力一定是同种性质的力;而平衡力不一定是同种性质的力.(3)作用力和反作用力总是同时产生;同时消失;而一对平衡力则不一定.4.CD[作用力F跟墙壁对物体的压力作用在同一物体上;大小相等;方向相反;在一条直线上;是一对平衡力;因此选项A错误;作用力F作用在物体上;而物体对墙壁的压力作用在墙壁上;这两个力不能成为平衡力(且由于不是两个物体间的相互作用力;因此也不是作用力与反作用力);选项B错误;在竖直方向上物体受重力;方向竖直向下;还受墙壁对物体的静摩擦力;方向竖直向上;由于物体处于平衡状态;因此这两个力是一对平衡力;选项C正确;物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是两个物体间的相互作用力;因此是一对作用力与反作用力;选项D正确.]5.C[由牛顿第三定律可知;马拉车和车拉马的力是一对作用力和反作用力;大小始终相等.而车的运动状态的变化;是由车受到的合外力决定的.当马拉车的力较小时或拉车的力与车受到地面的摩擦力大小相等时;车保持静止;当马拉车的力大于车所受到的地面摩擦力时;车就开始启动并加速前进.根据牛顿第三定律作出判断;马拉车和车拉马的力是一对作用力和反作用力;大小始终相等.正确选项为C.]点评某一物体是否发生运动状态的变化;是由该物体所受力的合力决定的;合力为零;状态不变;否则状态就会发生变化.而该物体与其他物体之间的作用力与反作用力始终符合牛顿第三定律.其效果分别体现在彼此作用的两物体上;彼此不能抵消.6.C[甲、乙相互推的过程中作用力和反作用力一定大小相等;且作用时间也一定相同;故选项A、B均错误.由于两板与冰面间的动摩擦因数相同;故二者的加速也相等;都等于μg;故选项D错误.甲在冰上滑行的距离比乙远;一定是刚分开时甲的初速大于乙的初速.] 7.见解析解析直接选人为研究对象;求枪对人的作用力很困难.因此;选子弹为研究对象;子弹在水平方向受到枪身的作用力F使子弹加速;子弹的加速a可由公式v2-v2;0=2ax求出;再根据牛顿第二定律求出F;根据牛顿第三定律;子弹对枪身的作用力F′与F是一对作用力和反作用力;而人受到枪的水平方向作用力与F′大不相等;方向相同.由v2-v2;0=2ax;得a=错误!=错误!m/s2=1.8×105m/s2.根据牛顿第二定律F=ma=50×10-3×1.8×105N=9000 N.力F的方向跟子弹前进的方向相同.因此枪对人水平方向的作用力大小为9000 N;方向与子弹运动方向相反.方法总结有些问题直接求解或分析研究对象所受的某个力比较困难;可以根据牛顿第三定律转换研究对象;通过分析该力的反作用力来求解所求的力的大小和方向.8.错误!g向下解析先对猫进行分析;由于猫相对地面高不变;即猫处于平衡状态;而猫受重力G1=mg和木杆对猫向上的摩擦力F的作用;如下图甲所示;故G1与F二力平衡;即F=G1=mg①如图乙;再对木杆进行受力分析:木杆受重力G2=Mg作用;由于杆对猫有向上的摩擦力F;由牛顿第三定律可知;猫对杆有向下的摩擦力F′;且F′=F.②由牛顿第二定律;杆的加速为a=错误!.③由①②③式可得a=错误!g即杆下降的加速为错误!g;方向向下.方法总结两物体相互作用时;要讨论其运动状态;往往需分析受力情况;然后综合应用牛顿第二定律和牛顿第三定律.课后巩固练1.D[作用力与反作用力是相互作用的两个物体之间的彼此的作用.虽然它们大小相等、方向相反、分别作用在两个物体上;但并不是凡是大小相等、方向相反、分别作用在两个物体上的两个力就必定是一对作用力和反作用力.]2.B[物体对斜面的压力作用于斜面上;斜面对物体的支持力作用于物体上;两力作用于两个物体;不是平衡力;物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对相互作用力;故B正确;A错误;C项中物体的重力与斜面对物体的作用力是一对平衡力;C错误;物体的重力作用于物体上;不可分解为物体对斜面的压力;D错误.]3.C[电扇静止时处于平衡状态;可知F=G;当电扇转动起来后;扇叶对空气有向下的作用力;由牛顿第三定律可知;空气对电扇有向上的反作用力;故F′<G;所以选项C正确.] 4.C[运动员在长跑时受到三个力的作用:重力、支持力和地面的摩擦力;力的作用总是相互的;这三个力的反作用力分别是运动员对地球的吸引作用力、运动员对地面的压力和运动员对地面的摩擦力;所以运动员跑步时与地球间有三对作用力与反作用力;故C正确.] 5.D[不论物体加速、匀速还是减速运动;绳拉物体的力与物体拉绳的力总是作用力和反作用力;大小相等、方向相反;故D正确;A、B、C均错误.]6.B[由图线关于t轴对称可以得出:作用力与反作用力一定大小相等、方向相反;故A 错误;B正确;作用力与反作用力一定作用在两个物体上;且其大小和方向的关系与物体所处的状态无关;所以C、D均错误.]7.C[人对湿地地面的压力和湿地地面对他的支持力是一对作用力和反作用力;故大小相等;选项C正确.]8.AD[火箭尾部向外喷气;给喷出的气体一个作用力;而喷出的气体给火箭一个反作用力;火箭就是受到这个反作用力(推力)才克服空气阻力向前飞行的;故A正确;飞船进入轨道后;与地球之间存在引力作用;故D正确.]9.CD[跳高运动员要从地面跳起;必须具有竖直向上的加速;根据牛顿第二定律可以理解;运动员必定受到了向上的合外力;运动员在地面上时;受到本身的重力和地面对他的支持力的作用;因为合外力向上;则地面给运动员的支持力必定大于运动员的重力;地面给运动员的支持力与运动员给地面的压力是一对作用力与反作用力;必定大小相等、方向相反;根据以上分析;容易确定本题正确的选项是C、D.]10.1.6×103N解析设水对他们桨的推力为F;则水的阻力为0.1F;根据牛顿第二定律得;F-0.1F=ma;代入数据得F=1.6×103N;根据牛顿第三定律;他们的桨对水的推力大小F′=F=1.6×103 N.11.g sinθ零解析先以M、m为一整体;受力分析如下图甲所示;取沿斜面向下为正方向;由牛顿第二定律得:(M+m)g sinθ=(M+m)aa=g sinθ以人为研究对象;设木板对人的摩擦力为F人;方向沿斜面向下;受力分析如图乙所示.由牛顿第二定律得:mg sinθ+F人=ma且a=g sinθ.可得F人=0;由牛顿第三定律得:人对木板的摩擦力也为零.。
一、选择题牛顿运动定律专题1.以下关于力和运动关系的说法中,正确的选项是〔〕A.没有外力作用时,物体不会运动,这是牛顿第必然律的表达B.物体受力越大,运动得越快,这是吻合牛顿第二定律的C.物体所受合外力为0,那么速度必然为 0;物体所受合外力不为0,那么其速度也必然不为0D.物体所受的合外力最大时,速度却可以为0;物体所受的合外力为0 时,速度却可以最大2.起落机天花板上悬挂一个小球,当悬线中的拉力小于小球所受的重力时,那么起落机的运动情况可能是〔〕A.竖直向上做加速运动B.竖直向下做加速运动C.竖直向上做减速运动D.竖直向下做减速运动3.物体运动的速度方向、加速度方向与作用在物体上合力方向的关系是〔〕A.速度方向、加速度方向、合力方向三者总是相同的B.速度方向可与加速度方向成任何夹角,但加速度方向总是与合力方向相同C.速度方向总是和合力方向相同,而加速度方向可能和合力相同,也可能不相同D.速度方向与加速度方向相同,而加速度方向和合力方向可以成任意夹角4.一人将一木箱匀速推上一粗糙斜面,在此过程中,木箱所受的合力〔〕A.等于人的推力B.等于摩擦力C.等于零D.等于重力的下滑重量5.物体做直线运动的v-t 图象以以下图,假设第1 s 内所受合力为F1,第 2 s 内所受合力为F2,第 3 s 内所受合力为 F3,那么〔〕A. F1、 F2、 F3大小相等, F1与 F2、F3方向相反123大小相等,方向相同B. F、F 、FC. F1、 F2是正的, F3是负的D. F1是正的, F1、 F3是零v/ ms -12123-2t/ s 第 5题6.质量分别为 m 和 M 的两物体叠放在水平面上以以下图,两物体之间及M 与水平面间的动摩擦因数均为。
现对 M 施加一个水平力F,那么以下说法中不正确的选项是〔〕F A.假设两物体一起向右匀速运动,那么M 碰到的摩擦力等于FB.假设两物体一起向右匀速运动,那么 m 与 M 间无摩擦,M 碰到水平面的摩擦力大小为mg第 6 题C.假设两物体一起以加速度 a 向右运动, M 碰到的摩擦力的大小等于F-M aD.假设两物体一起以加速度 a 向右运动, M 碰到的摩擦力大小等于〔 m+M 〕 g+ma7.用平行于斜面的推力,使静止的质量为m 的物体在倾角为的圆滑斜面上,由底端向顶端做匀加速运动。
物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1.质量为m =0.5 kg 、长L =1 m 的平板车B 静止在光滑水平面上,某时刻质量M =l kg 的物体A (视为质点)以v 0=4 m/s 向右的初速度滑上平板车B 的上表面,在A 滑上B 的同时,给B 施加一个水平向右的拉力.已知A 与B 之间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g 取10 m/s 2.试求:(1)如果要使A 不至于从B 上滑落,拉力F 大小应满足的条件; (2)若F =5 N ,物体A 在平板车上运动时相对平板车滑行的最大距离. 【答案】(1)1N 3N F ≤≤ (2)0.5m x ∆= 【解析】 【分析】物体A 不滑落的临界条件是A 到达B 的右端时,A 、B 具有共同的速度,结合牛顿第二定律和运动学公式求出拉力的最小值.另一种临界情况是A 、B 速度相同后,一起做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律求出拉力的最大值,从而得出拉力F 的大小范围. 【详解】(1)物体A 不滑落的临界条件是A 到达B 的右端时,A 、B 具有共同的速度v 1,则:222011-22A Bv v v L a a =+ 又: 011-=A Bv v v a a 解得:a B =6m/s 2再代入F +μMg =ma B 得:F =1N若F <1N ,则A 滑到B 的右端时,速度仍大于B 的速度,于是将从B 上滑落,所以F 必须大于等于1N当F 较大时,在A 到达B 的右端之前,就与B 具有相同的速度,之后,A 必须相对B 静止,才不会从B 的左端滑落,则由牛顿第二定律得: 对整体:F =(m +M )a 对物体A :μMg =Ma 解得:F =3N若F 大于3N ,A 就会相对B 向左滑下 综上所述,力F 应满足的条件是1N≤F ≤3N(2)物体A 滑上平板车B 以后,做匀减速运动,由牛顿第二定律得:μMg =Ma A 解得:a A =μg =2m/s 2平板车B 做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得:F +μMg =ma B 解得:a B =14m/s 2两者速度相同时物体相对小车滑行最远,有:v 0-a A t =a B t 解得:t =0.25s A 滑行距离 x A =v 0t -12a A t 2=1516m B 滑行距离:x B =12a B t 2=716m 最大距离:Δx =x A -x B =0.5m 【点睛】解决本题的关键理清物块在小车上的运动情况,抓住临界状态,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.2.如图甲所示,长为L =4.5 m 的木板M 放在水平地而上,质量为m =l kg 的小物块(可视为质点)放在木板的左端,开始时两者静止.现用一水平向左的力F 作用在木板M 上,通过传感器测m 、M 两物体的加速度与外力F 的变化关系如图乙所示.已知两物体与地面之间的动摩擦因数相同,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g = 10m /s 2.求:(1)m 、M 之间的动摩擦因数;(2)M 的质量及它与水平地面之间的动摩擦因数;(3)若开始时对M 施加水平向左的恒力F =29 N ,且给m 一水平向右的初速度v o =4 m /s ,求t =2 s 时m 到M 右端的距离. 【答案】(1)0.4(2)4kg ,0.1(3)8.125m 【解析】 【分析】 【详解】(1)由乙图知,m 、M 一起运动的最大外力F m =25N , 当F >25N 时,m 与M 相对滑动,对m 由牛顿第二定律有:11mg ma μ=由乙图知214m /s a =解得10.4μ=(2)对M 由牛顿第二定律有122()F mg M m g Ma μμ--+=即12122()()F mg M m g mg M m g Fa M M Mμμμμ--+--+==+乙图知114M = 12()94mg M m g M μμ--+=-解得M = 4 kg μ2=0. 1(3)给m 一水平向右的初速度04m /s v =时,m 运动的加速度大小为a 1 = 4 m/s 2,方向水平向左,设m 运动t 1时间速度减为零,则111s v t a == 位移21011112m 2x v t a t =-=M 的加速度大小2122()5m /s F mg M m ga Mμμ--+==方向向左, M 的位移大小22211 2.5m 2x a t == 此时M 的速度2215m /s v a t ==由于12x x L +=,即此时m 运动到M 的右端,当M 继续运动时,m 从M 的右端竖直掉落,设m 从M 上掉下来后M 的加速度天小为3a ,对M 由生顿第二定律23F Mg Ma μ-=可得2325m /s 4a =在t =2s 时m 与M 右端的距离2321311()()8.125m 2x v t t a t t =-+-=.3.如图所示,倾角θ=30°的足够长光滑斜面底端A 固定有挡板P ,斜面上B 点与A 点的高度差为h .将质量为m 的长木板置于斜面底端,质量也为m 的小物块静止在木板上某处,整个系统处于静止状态.已知木板与物块间的动摩擦因数32μ=,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g .(1)若对木板施加一沿斜面向上的拉力F 0,物块相对木板刚好静止,求拉力F 0的大小; (2)若对木板施加沿斜面向上的拉力F =2mg ,作用一段时间后撤去拉力,木板下端恰好能到达B 点,物块始终未脱离木板,求拉力F 做的功W . 【答案】(1) 32mg (2) 94mgh 【解析】(1)木板与物块整体:F 0−2mg sinθ=2ma 0 对物块,有:μmg cosθ−mg sinθ═ma 0 解得:F 0=32mg (2)设经拉力F 的最短时间为t 1,再经时间t 2物块与木板达到共速,再经时间t 3木板下端到达B 点,速度恰好减为零. 对木板,有:F −mg sinθ−μmg cosθ=m a 1 mg sinθ+μmg cosθ=ma 3对物块,有:μmg cosθ−mg sinθ=ma 2 对木板与物块整体,有2mg sinθ=2m a 4另有:1132212 ()a t a t a t t -=+ 21243 ()a t t a t +=222111123243111222sin h a t a t t a t a t θ+⋅-+= 21112W F a t =⋅解得W =94mgh 点睛:本题考查牛顿第二定律及机械能守恒定律及运动学公式,要注意正确分析物理过程,对所选研究对象做好受力分析,明确物理规律的正确应用即可正确求解;注意关联物理过程中的位移关系及速度关系等.4.滑雪运动中当滑雪板压在雪地时会把雪内的空气逼出来,在滑雪板和雪地之间形成暂时的“气垫”从而减小雪地对滑雪板的摩擦,然后当滑雪板的速度较小时,与雪地接触时间超过某一时间就会陷下去,使得它们间的摩擦阻力增大.假设滑雪者的速度超过4m/s 时,滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会从0.25变为0.125.一滑雪者从倾角为θ=37°斜坡雪道的某处A 由静止开始自由下滑,滑至坡底B 处(B 处为一长度可忽略的光滑小圆弧)后又滑上一段水平雪道,最后停在水平雪道BC 之间的某处.如图所示,不计空气阻力,已知AB 长14.8m ,取g =10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:(1)滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化时(即速度达到4m/s )所经历的时间; (2)滑雪者到达B 处的速度;(3)滑雪者在水平雪道上滑行的最大距离. 【答案】(1)1s ;(2)12m/s ;(3)54.4m . 【解析】 【分析】(1)根据牛顿第二定律求出滑雪者在斜坡上从静止开始加速至速度v 1=4m/s 期间的加速度,再根据速度时间公式求出运动的时间.(2)再根据牛顿第二定律求出速度大于4m/s 时的加速度,球心速度为4m/s 之前的位移,从而得出加速度变化后的位移,根据匀变速直线运动的速度位移公式求出滑雪者到达B 处的速度.(3)分析滑雪者的运动情况,根据牛顿第二定律求解每个过程的加速度,再根据位移速度关系求解. 【详解】(1)滑雪者从静止开始加速到v 1=4m/s 过程中: 由牛顿第二定律得:有:mgsin37°-μ1mgcos37°=ma 1; 解得:a 1=4m/s 2; 由速度时间关系得 t 1=11v a =1s (2)滑雪者从静止加速到4m/s 的位移:x 1=12a 1t 2=12×4×12=2m 从4m/s 加速到B 点的加速度:根据牛顿第二定律可得:mgsin37°-μ2mgcos37°=ma 2; 解得:a 2=5m/s 2;根据位移速度关系:v B 2−v 12=2a 2(L −x 1) 计算得 v B =12m/s(3)在水平面上第一阶段(速度从12m/s 减速到v=4m/s ):a 3=−μ2g =−1.25m /s 222223341251.222 1.25B v v x m a --===-⨯ 在水平面上第二阶段(速度从4m/s 减速到0)a 4=−μ1g =−2.5m /s 2,2443.22vx m a -== 所以在水平面上运动的最大位移是 x=x 3+x 4=54.4m 【点睛】对于牛顿第二定律的综合应用问题,关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况,利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度,再根据题目要求进行解答;知道加速度是联系静力学和运动学的桥梁.5.如图1所示, 质量为M 的长木板,静止放置在粗糙水平地面上,有一个质量为m 、可视为质点的物块,以某一水平初速度v 0从左端冲上木板。
(三)牛顿运动定律测验卷一.命题双向表二. 期望值:65三. 试卷(三)牛顿运动定律测验卷一.选择题(每道小题 4分共 40分 )1.下面关于惯性的说法正确的是()A.物体不容易停下来是因为物体具有惯性B.速度大的物体惯性一定大C.物体表现出惯性时,一定遵循惯性定律D.惯性总是有害的,我们应设法防止其不利影响2.一个物体受到多个力作用而保持静止,后来物体所受的各力中只有一个力逐渐减小到零后又逐渐增大,其它力保持不变,直至物体恢复到开始的受力情况,则物体在这一过程中A.物体的速度逐渐增大到某一数值后又逐渐减小到零B.物体的速度从零逐渐增大到某一数值后又逐渐减小到另一数值C.物体的速度从零开始逐渐增大到某一数值D.以上说法均不对3.质量为m1和m2的两个物体,分别以v1和v2的速度在光滑水平面上做匀速直线运动,且v1<v2,如图所示。
如果用相同的水平力F同时作用在两个物体上,则使它们的速度相等的条件是图-1 图3-3-7 A .力F 与v1、v2同向,且m1>m2 B .力F 与v1、v2同向,且m1<m2 C .力F 与v1、v2反向,且m1>m2 D .力F 与v1、v2反向,且m1<m24.如图3-1所示,水平面上,质量为10kg 的物块A 拴在一个被水平位伸的弹簧一端,弹簧的另一端固定在小车上,小车静止不动,弹簧对物块的弹力大小为5N 时,物块处于静止状态,若小车以加速度a =1m/s 2沿水平地面向右加速运动时A .物块A 相对小车仍静止B .物块A 受到的摩擦力将减小C .物块A 受到的摩擦力将不变D .物块A 受到的弹力将增大5 、n 个共点力作用在一个质点上,使质点处于平衡状态。
当其中的F 1逐渐减小时,物体所受的合力 A .逐渐增大,与F 1同向 B .逐渐增大,与F 1反向 C .逐渐减小,与F 1同向 D .逐渐减小,与F 1反向6、质量不等的A 、B 两长方体迭放在光滑的水平面上。
3 牛顿第三定律基础巩固1。
关于作用力和反作用力,下列说法正确的是()A.物体相互作用时,先有作用力而后才有反作用力B。
作用力和反作用力大小相等、方向相反,在一条直线上,因此它们的合力为零C.弹力的反作用力一定是弹力D。
马能将车拉动,是因为马拉车的力大于车拉马的力2。
日本石头平衡大师Kokei Mikuni能不可思议地将石头堆叠在一起保持静止,下列说法正确的是()A.B石头对A石头的支持力大于A石头对B石头的压力B.B石头对A石头的作用力就是A石头的重力C。
B石头对A石头的作用力一定经过A石头的重心D.B石头与A石头之间一定没有摩擦力3.春天,河边的湿地很松软,人在湿地上行走时容易下陷,在人下陷时()A.人对湿地地面的压力就是他受的重力B。
人对湿地地面的压力大于湿地地面对他的支持力C.人对湿地地面的压力等于湿地地面对他的支持力D。
人对湿地地面的压力小于湿地地面对他的支持力4.两个小球A和B,中间用弹簧连接,并用细绳悬挂于天花板下,如图所示,下面四对力中属于作用力和反作用力的是()A。
绳对A的拉力和弹簧对A的拉力B.弹簧对A的拉力和弹簧对B的拉力C.弹簧对B的拉力和B对弹簧的拉力D。
B的重力和弹簧对B的拉力5。
如图所示吊在天花板上的电扇所受重力为G,静止时固定杆对它的拉力为F,扇叶水平转动后,固定杆对它的拉力为F',则()A。
F=G、F=F'B。
F=G、F<F'C.电扇静止时,固定杆对它的作用力等于它对固定杆的作用力D.扇叶水平转动后,固定杆对它的作用力小于它对固定杆的作用力6.下列“画阴影”的物体受力分析正确的是()7.沿光滑斜面下滑的物体受到的力是()A.重力和斜面的支持力B。
重力、下滑力和斜面的支持力C.重力、正压力和斜面的支持力D。
重力、正压力、下滑力和斜面的支持力能力提升1。
“复兴号”列车是中国标准动车组的中文命名,具有完全知识产权,达到世界先进水平的动车组列车,已知“复兴号”运行时采用动车组技术.列车分为动车和拖车,动车牵引拖车前进,则下列说法正确的是()A.列车高速运行时只受重力、牵引力作用B。
物理牛顿运动定律的应用练习题及答案一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用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 ;( 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【答案】 (1) F5Mg mg ( 2)M6 ( 3) T8mMg ( T5 m M3m5T8Mg )11【解析】 【分析】 【详解】(1)设小球受 AC 、 BC 的拉力分别为 F 1、F 2F 1sin53 =F °2 cos53 °F+mg =F 1cos53 °+F 2sin53 且° F 1=Mg解得 F5Mg mg3( 2)小球运动到与 A 、B 相同高度过程中小球上升高度 h 1=3lsin53 ,°物块下降高度 h 2=2l机械能守恒定律 mgh 1=Mgh 2 解得M6m5(3)根据机械能守恒定律,小球回到起始点.设此时 AC 方向的加速度大小为到的拉力为 T牛顿运动定律 Mg –T=Ma 小球受 AC 的拉力 T ′=T牛顿运动定律 T ′mgcos53–°=ma解得 T8mMg48 8(5m ( Tmg 或 TMg )M ) 551148m g 或55a ,重物受【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 方向的加速度(切向加速度)与物块竖直向下加速度大小相等.2.一长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物块,在木板右方有一墙壁,木板右 端与墙壁的距离为 4.5m ,如图( a )所示. t0 时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至t 1s 时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短).碰撞前后木板速度大小不变,方向相反;运动过程中小物块始终未离开木板.已知碰撞后 1s 时间内小物块的v t图线如图( b )所示.木板的质量是小物块质量的15 倍,重力加速度大小g 取 10m/s 2.求(1)木板与地面间的动摩擦因数1 及小物块与木板间的动摩擦因数2 ;( 2)木板的最小长度;( 3)木板右端离墙壁的最终距离.【答案】( 1) 1 0.1 20.4 ( 2) 6m ( 3) 6.5m【解析】(1)根据图像可以判定碰撞前木块与木板共同速度为 v 4m/s碰撞后木板速度水平向左,大小也是v 4m/s4m / s 0m / s木块受到滑动摩擦力而向右做匀减速,根据牛顿第二定律有 2g1s解得 2 0.4木板与墙壁碰撞前,匀减速运动时间 t 1s ,位移 x4.5m ,末速度 v4m/s其逆运动则为匀加速直线运动可得xvt1 at 22带入可得 a 1m / s 2木块和木板整体受力分析,滑动摩擦力提供合外力,即 1ga可得 1 0.1(2)碰撞后,木板向左匀减速,依据牛顿第二定律有1 (M m) g2 mg Ma 1可得 a14m / s23对滑块,则有加速度a24m / s2滑块速度先减小到0,此时碰后时间为t11s此时,木板向左的位移为12108x1vt12a1t13m 末速度 v13m / s滑块向右位移 x24m / s02m 2t1此后,木块开始向左加速,加速度仍为a24m / s2木块继续减速,加速度仍为a14m / s2 3假设又经历 t2二者速度相等,则有a2t2v1 a1t2解得 t20.5s此过程,木板位移x3v1t21a1t227m 末速度 v3 v1a1t22m / s 26滑块位移 x41a2t221m22此后木块和木板一起匀减速.二者的相对位移最大为x x1x3x2x46m滑块始终没有离开木板,所以木板最小的长度为6m(3)最后阶段滑块和木板一起匀减速直到停止,整体加速度a1g 1m / s2位移 x5v322m 2a所以木板右端离墙壁最远的距离为x1x3x5 6.5m【考点定位】牛顿运动定律【名师点睛】分阶段分析,环环相扣,前一阶段的末状态即后一阶段的初始状态,认真沉着,不急不躁3.如图,质量分别为m A=2kg、 m B=4kg 的 A、 B 小球由轻绳贯穿并挂于定滑轮两侧等高H=25m 处,两球同时由静止开始向下运动,已知两球与轻绳间的最大静摩擦力均等于其重力的 0.5 倍,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力.两侧轻绳下端恰好触地,取g=10m/s2,不计细绳与滑轮间的摩擦,求:,(1)A、 B 两球开始运动时的加速度.(2)A、 B 两球落地时的动能.(3)A、 B 两球损失的机械能总量.【答案】(1)a A5m/s2 a B7.5m/s 2( 2)E kB850J( 3) 250J【解析】【详解】(1)由于是轻绳 ,所以 A、 B 两球对细绳的摩擦力必须等大,又 A 得质量小于 B 的质量,所以两球由静止释放后 A 与细绳间为滑动摩擦力, B 与细绳间为静摩擦力,经过受力分析可得:对 A:m A g f A m A a A对 B:m B g f B m B a Bf A f Bf A0.5m A g联立以上方程得:a A 5m/s 2a B7.5m/s2(2)设 A 球经 t s 与细绳分离,此时,A、B 下降的高度分别为 h 、 h ,速度分别为V 、 V ,A B AB因为它们都做匀变速直线运动则有: h A 1a A t2h B1a B t 2H h A h B V A a A t V B a B t 22联立得: t2s,h A10m,h B15m, V A10m/s , V B15m/sA、 B 落地时的动能分别为E kA、 E kB,由机械能守恒,则有:EkA 1m A v A2m A g(H h A )EkA400J 2EkB 1m B v B2m B g(H h B )EkB850J 2(3)两球损失的机械能总量为 E ,E(m A m B ) gH EkAEkB代入以上数据得:E250J【点睛】(1)轻质物体两端的力相同,判断 A、 B 摩擦力的性质,再结合受力分析得到.(2)根据运动性质和动能定理可得到.(3)由能量守恒定律可求出.4.如图甲所示,倾角为θ= 37°m=2 kg的的传送带以恒定速率逆时针运行,现将一质量小物体轻轻放在传送带的 A 端,物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示, 2 s 末物体到达 B 端,取沿传送带向下为正方向,g= 10 m/s 2, sin 37 = 0°.6,求:(1)小物体在传送带A、 B 两端间运动的平均速度(2)物体与传送带间的动摩擦因数μ;(3)2 s 内物体机械能的减少量 E .v;【答案】(1)8 m/s(2)0.5(3)48 J【解析】【详解】(1)由 v-t 图象的面积规律可知传送带 A、B 间的距离 L 即为 v-t 图线与 t 轴所围的面积,所以:L=v1 t1v1v2t2 t2代入数值得:L=16m由平均速度的定义得:L16v===8m / s(2)由 v-t 图象可知传送代运行速度为v =10m/s ,0-1s内物体的加速度为:1a1=Vv=10m / s2=10m / s2Vt1则物体所受的合力为:F 合 =ma 1=2× 10N=20N.1-2s 内的加速度为:2a2==2m/s2,1根据牛顿第二定律得:mgsin mgcosa1==gsinθ +μ gcos θmmgsin mgcosa2==gsinθ-μ gcos θm联立两式解得:μ=0.5,θ=37 °.(3) 0-1s 内,物块的位移:x1=1a1t12=1× 10×1m= 5m 22传送带的位移为:x2=vt1=10 × 1m=10m 则相对位移的大小为:x1 2 1△ =x -x =5m则 1-2s 内,物块的位移为:3212221220-2s 内物块向下的位移:L=x1+x3=5+11=16m物块下降的高度:h=Lsin37 =16° × 0.6=9.6m 物块机械能的变化量:△E=11mv B2- mgh=× 2×212- × 10× 9.-6=48J 22负号表示机械能减小.5.如图所示,倾角为 30°的光滑斜面的下端有一水平传送带,传送带正以6m/s 的速度运动,运动方向如图所示.一个质量为2kg 的物体(物体可以视为质点),从h=3.2m 高处由静止沿斜面下滑,物体经过 A 点时,不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面,都不计其动能损失.物体与传送带间的动摩擦因数为0.5,重力加速度 g=10m/s 2,求:(1)物体第一次到达 A 点时速度为多大?(2)要使物体不从传送带上滑落,传送带AB 间的距离至少多大?(3)物体随传送带向右运动,最后沿斜面上滑的最大高度为多少?【答案】( 1) 8m/s ( 2)6.4m ( 3) 1.8m【解析】【分析】(1)本题中物体由光滑斜面下滑的过程,只有重力做功,根据机械能守恒求解物体到斜面末端的速度大小;(2)当物体滑到传送带最左端速度为零时, AB 间的距离 L 最小,根据动能定理列式求解;(3)物体在到达 A 点前速度与传送带相等,最后以6m/s 的速度冲上斜面时沿斜面上滑达到的高度最大,根据动能定理求解即可.【详解】(1)物体由光滑斜面下滑的过程中,只有重力做功,机械能守恒,则得:mgh1 mv 22解得: v 2gh 2 10 3.2 8m/s(2)当物体滑动到传送带最左端速度为零时, AB 间的距离 L 最小,由动能能力得:mgL 01 mv 22解得: Lv 282m 6.4m2 g 2 0.5 10(3)因为滑上传送带的速度是 8m/s 大于传送带的速度 6m/s ,物体在到达 A 点前速度与传送带相等,最后以v 带 6m/s 的速度冲上斜面,根据动能定理得:mgh1mv 带22v 带2621.8m得: h2 m2g10【点睛】该题要认真分析物体的受力情况和运动情况,选择恰当的过程,运用机械能守恒和动能定理解题.6. 如图所示,长 L=10m 的水平传送带以速度 v=8m/s 匀速运动。
乔佳林学案相互作用与丢的运动定律训练精选题组大连市物理名师工作室 门贵宝一.单选题1.如图5所示,质量为m 的小球被水平绳AO 和与竖直方向成θ角的轻弹簧系着处于静止状态,现用火将绳AO 烧断,在绳AO 烧断的瞬间,下列说法正确的是( A )A.弹簧的拉力θcos mg F = B.弹簧的拉力θsin mg F = C.小球的加速度为零 D.小球的加速度θsin g a =2..滑滑梯是小孩子很喜欢的娱乐活动.如右图所示,一个小孩正在滑梯上匀速下滑,则( C )A .小孩所受的重力与小孩所受的弹力大小相等B .小孩所受的重力与小孩所受的摩擦力大小相等C .小孩所受的弹力和摩擦力的合力与小孩所受的重力大小相等D .小孩所受的重力和弹力的合力大于小孩所受的摩擦力大小3..两倾斜的滑杆上分别套有A 、B 两个圆环,两圆环上分别用细线悬吊着一个物体,如右图所示.当它们都沿滑杆向下滑动时,A 的悬线与滑杆垂直,B的悬线竖直向下,则( D )A .A 圆环与滑杆有摩擦力B .B 圆环与滑杆无摩擦力C .A 圆环做的是匀速运动D .B 圆环做的是匀速运动4..如图所示,一小球用轻绳悬于O 点,用力F 拉住小球,使悬线保持偏离竖直方向75角且小球始终处于平衡状态。
为了使F 有最小值,F 与竖直方向的夹角θ应该是 ( C ) A .90度 B .45度 C .15度 D .0度5..固定在水平面上的光滑半球,半球半径为R ,球心O 的正上方固定一个小定滑轮,细线一端栓一小球,置于半球面上的A 点,另一端绕过定滑轮,如图所示,现缓慢地将小球从A 点拉到B 点,则在此过程中,小球对半球的压力大小N 、细线的拉力大小T 的变化情况是( C )6.一直角支架AOB ,AO 水平放置,表面粗糙,OB 竖直向下,表面光滑。
AO 上套有小环P ,OB 上套有小环Q ,两环质量均为m ,两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连,并在图示位置平衡。
现将P 环向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,AO 杆对P 环的支持力FN 和摩擦力f 的变化情况是 ( B )7.如图所示,A 、B 两球用劲度系数为k 1的轻弹簧相连,B 球用长为L的细线悬于O 点,A 球固定在O 点正下方,且O 、A 间的距离恰为L ,此时绳子所受的拉力为F 1,现把A 、B 间的弹簧换成劲度系数为k 2的轻弹簧,仍使系统平衡,此时绳子所受的拉力为F 2,则F 1与F 2的大小关系为 ( C )A .F 1<F 2B .F 1>F 2C .F 1=F 2D .因k 1、k 2大小关系未知,故无法确定8.如图2-2-23所示,ACB 是一光滑的、足够长的、固定在竖直平面内的”∧”形框架,其中CA 、CB 边与竖直方向的夹角均为θ.P 、Q 两个轻质小环分别套在CA 、CB 上,两根细绳的一端分别系在P 、Q 环上,另一端和一绳套系在一起,结点为O.将质量为m 的钩码挂在绳套上,OP 、OQ两根细绳拉直后的长度分别用l 1、l 2表示,若l 1∶l 2=2∶3,则两绳受到的拉力之比F 1∶F 2等于 ( A )A .1∶1B .2∶3C .3∶2D .4∶99.如图,墙上有两个钉子a 和b ,它们的连线与水平方向的夹角为45°,两者的高度差为l 。
一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a 点,另一端跨过光滑钉子b 悬挂一质量为m1的重物。
在绳子距a 端2l 的c 点有一固定绳圈。
若绳圈上悬挂质量为m2的钩码,平衡后绳的ac 段正好水平,则重物和钩码的质量比12m m 为 ( C )10、物体A 、B 、C 均静止在同一水平面上,它们的质量分别为m A 、m B 、m C ,与水平面的动摩擦因数分别为μA 、μB 、μC ,用平行于水平面的拉力F 分别拉物体A 、B 、C ,所得加速度a 与拉力F的关 F系如图所示,A 、B 两直线平行,则以下关系正确的是( D )A .m A <mB <mC B .m A <m B =m C C .μA =μB =μCD .μA <μB =μC11、如图所示,质量为M 的长平板车放在光滑的倾角为α 的斜面上,车上站着一质量为m 的人,若要平板车静止在斜面上,车上的人必须( D )A .匀速向下奔跑B .以加速度αsin g mM a =向下加速奔跑 C .以加速度αsin )1(g mM a +=向上加速奔跑 D .以加速度αsin )1(g mM a +=向下加速奔跑 12、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=15kg 的重物,重物静止于地面上,有一质量m =10kg 的猴子,从绳子另一端沿绳向上爬,如图所示。
不计滑轮摩擦,在重物不离开地面条件下,猴子向上爬的最大加速度为:(g =10m/s 2)( B )A .25m/s 2B .5m/s 2C .10m/s 2D .15m/s 213. 如图所示,带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动,小球A用细线悬挂于支架前端,质量为m 的物块B 始终相对于小车静止地摆放在右端。
B 与小车平板间的动摩擦因数为μ。
.若某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角,则此刻小车对物块B 产生的作用力的大小和方向( A )A .,斜向右上方 B .C .mg tan θ,水平向右D .mg ,竖直向上 14、一辆汽车恒定的功率牵引下,在平直的公路上由静止出发,在4min 的时间里行驶了1800m ,在4min 末汽车的速度是( B )A.等于7.5m/sB.一定小于15m/sC.可能等于15m/sD.可能大于15m/s15、如图所示,有一箱装得很满的土豆,以一定的初速度在动摩擦因数为μ的水平面上做匀减速运动,不计其他外力及空气阻力,则中间一质量为m 的土豆A 受到其他土豆对它的作用力应是( C )A .mgB .mg μC .21μ+mgD .21μ-mg16.质量为m 的物体放在A 地的水平面上,用竖直向上的力F 拉物体,物体的加速度a 与拉力F 的关系如图7中直线①所示,用质量为的另一物体在B地做类似实验,测得a -F关系如图中直线②所示,设两地的重力加速度分别为g 和 ,则( B )A .B .C .D .17、如图2-21所示,一根轻弹簧竖直直立在水平面上,下端固定。
在弹簧正上方有一个物块从高处自由下落到弹簧上端O ,将弹簧压缩。
当弹簧被压缩了x 0时,物块的速度减小到零。
从物块和弹簧接触开始到物块速度减小到零过程中,物块的加速度大小a 随下降位移大小x 变化的图象,可能是图2-22中的( D )18、如图所示,质量为2m 的物块A ,与水平地面的摩擦不计,质量为m 的物块B 与地面的摩擦因数为μ,在已知水平推力F 的作用下,A 、B 做加速运动,则A 和B 之间的作用力为( A )A .32mg F μ+B .322mg F μ+C .323mg F μ+D .32mg μ 19、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㎏的重物,重物静止于地面上,有一质量m=10㎏的猴子,从绳的另一端沿绳向上爬如图8所示,不计滑轮摩擦,在重物不离开地面的条件下,猴子向上爬的最大加速度约为( B )A 、25m/s ²B 、5m/s ²C 、10m/s ²D 、15 m/s ²20、一个小孩从滑梯上滑下的运动可看作匀加速直线运动,第一次小孩单独从滑梯上滑下,加速度为α1,第二次小孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下(小狗不与滑梯接触),加速度为α2,则 ( A )A .α1=α2B .αl <α 2C .αl >α 2D .无法判断αl 与α2的大小21、物体由静止的传送带顶端从静止开始下滑到底端所用时间为t ,若在物体下滑过程中,传送带开始顺时针转动,如图2-27所示,物体滑到底端所用时间t ˊ,则关于t 和t ˊ的关系一定有( B )A .t ˊ>tB . t ˊ=tC .t ˊ< tD .不能确定。
22.利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小,实验时让质量为M 的某消防员从一平台上自由下落,落地过程中先双脚触地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身重心又下降了段距离,最后停止,用这种方法获得消防员受到地面冲击力随时间变化的图线如图所示。
根图2-27F据图线所提供的信息,以下判断正确的是( B )A .t 1时刻消防员的速度最大B .t 2时刻消防员的速度最大C .t 3时刻消防员的速度最大D .t 4时刻消防员的速度最大23.如图1所示,一长木板静止放在光滑水平面上,一滑块(可视为质点)以水平初速度v 0由左端滑上木板,滑块滑至木板的右端时恰好与木板相对静止。
已知滑块在滑动过程中所受摩擦力始终不变。
若将木板分成长度和质量均相同的甲、乙两段后,紧挨着静止放在光滑水平面上,让滑块仍以相同的初速度v 0由甲的左端滑上木板,如图2所示。
则滑块( B )A .滑到乙板的左端与乙板相对静止B .滑到乙板中间某一位置与乙板相对静止C .滑到乙板的右端与乙板相对静止D .将从乙板的右端滑离24.如图所示,一物体放在斜面上处于静止状止状态。
先加一水平推力F ,若在推力F 从零开始逐渐增大的过程中,物体仍保持静止,则下列判断中正确的是 ( B )25、如图所示,一名消防队员在模拟演习训练中,沿着长为12m 的竖立在地面上的钢管住下滑。
已知这名消防队员的质量为60㎏,他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑,滑到地面时速度恰好为零。
如果他加速时的加速度大小是减速时的2倍,下滑的总时间为3s, g 取10m /s 2,那么该消防队员( C )A .下滑过程中的最大速度为4 m /sB .加速与减速过程的时间之比为1∶2C .加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为1∶7D .加速与减速过程的位移之比为1∶4二.多选题26、某人拍得一张照片,上面有一个倾角为α的斜面,斜面上有一辆小车,小车上悬挂一个小球,如图所示,悬挂小球的悬线与垂直斜面的方向夹角为β,下面判断正确的是( BD )A 、如果β=α,小车一定处于静止状态B 、如果β=0,斜面一定是光滑的C 、如果β>α,小车一定是沿斜面加速向下运动D 、无论小车做何运动,悬线都不可能停留图中虚线的右侧27.如图所示,一轻质弹簧竖直放置,下端固定在水平面上,上端处于a 位置,当一重球(可视为质点)无初速度放在弹簧上端,静止时弹簧上端被压缩到b 位置。
现将重球从高于a 位置的c 位置沿弹簧中轴线自由下落,弹簧被重球压缩到最低位置d .以下关于重球下落过程的正确说法是(不计空气阻力)( ABC )A .重球下落至b 处获得最大速度B .重球下落至d 处,重球的加速度一定大于重力加速度C .由a 至d 过程中,重球克服弹簧弹力做的功等于小球由c 下落至d 处时重力势能减少量D .由a 至d 过程中,重球所受弹力的冲量与重力的冲量大小相等,方向相反28、如图所示,一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧,其左端固定在小车上,右端与一小球相连,设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态,若忽略小球与小车间的摩擦力,则在此段时间内小车可能是( AD )A.向右做加速运动B.向右做减速运动C.向左做加速运动D.向左做减速运动三.计算题29、物体A 、B 均静止在同一水平面上,其质量分别为A m 和B m ,与水平面间的动摩擦因数分别为A μ和B μ,现用水平力F 分别拉物体A 、B ,它们的加速度a 与拉力F 的关系图象如图2-24所示,由图象可知( BC )A .B A m m > B .B A m m <C .B A μμ>D .B A μμ<30.如图所示,质量为M 的斜劈形物体放在水平地面上,质量为m 的粗糙物块以某一初速度沿劈的粗糙斜面向上滑,至速度为零后又加速返回,而物体M 始终保持静止,则在物块m 上、下滑动的整个过程中( BCD )31..如右图所示,一直角斜槽(两槽面间夹角为90°)对水平面的倾角为θ,一个横截面为正方形的物块,两相邻表面与两槽面接触,且恰能沿此斜槽匀速下滑.假定两槽面的材料和槽面的情况相同,求物块和槽面之间的滑动摩擦系数μ.【解析】 设左右槽面作用于物块的支持力分别为F N1、F N2,由于对称性,F N1=F N2,它们的合力FN 垂直于槽底线,且FN=2F N1①相应的左、右二槽面作用于物块的滑动摩擦力F f 1和F f 2相等,它们的合力F f 平行于槽底线,且F f =2F f 1=2μF N1②根据平衡条件Ff=mgsin θ,FN=mgcos θ从上面两个方程得=tan θ③①、②代入③可得:μ=22tan θ. 【答案】 μ=22tan θ 32. 2008年春节前后南方发生罕见的雪灾,冰雪天气使19个省区遭到了半个世纪以来最大的自然灾害,其中电力系统受损尤为严重,高压供电线路覆冰过重,致使电线被拉断,电线杆被压倒.假设电线及其覆冰质量分布均匀,两电线杆正中间O 处的张力为F ,电线与电线杆结点A 处的切线与竖直方向的夹角为θ,如上图所示,求:(1)电线作用于结点A 处的拉力F T 的大小.(2)两电线杆间的电线及其覆冰的质量m.【解析】 对OA 段电线受力分析如图所示 (1)水平方向上受力平衡F =F T sin θ得F T =F sin θ(2)在坚直方向上受力平衡G =F T cos θ 即12mg =F cos θsin θ得m =2F cot θg. 【答案】 (1)F sin θ (2)2F cot θg33.某运动员做跳伞训练,他从悬停在空中的直升飞机上由静止跳下,跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速下落。