【物理】2020届一轮复习人教版用牛顿运动定律解决几类典型问题课时作业 5页

‎2020届一轮复习人教版 用牛顿运动定律解决几类典型问题 课时作业 一、选择题 ‎1.‎ 四个质量相等的金属环,环环相扣,在一竖直向上的恒力F作用下,四个金属环匀加速上升。则环1和环2间的相互作用力大小为(　　)‎ A.‎1‎‎4‎F B.‎1‎‎2‎F C.‎3‎‎4‎F D.F 解析:设四个环的质量均为m,则以四个环整体为研究对象,有F-4mg=4ma,以2、3、4环为研究对象,有F'-3mg=3ma,解得F'=‎3‎‎4‎F,选项C正确。‎ 答案:C ‎2.‎ 如图所示,人和车的质量分别为m1和m2,置于光滑水平面上,人用水平力F拉绳,图中两绳都处于水平方向,不计滑轮、绳子的质量及摩擦,人与车保持相对静止,则车的加速度为(　　)‎ A.0 B.Fm‎1‎ C.Fm‎1‎‎+‎m‎2‎ D.‎‎2Fm‎1‎‎+‎m‎2‎ 解析:以人和车这一整体为研究对象,所受外力为绳对人的拉力和绳对车的拉力,两力方向相同大小都为F,故加速度a=‎2Fm‎1‎‎+‎m‎2‎,D正确。‎ 答案:D ‎3.‎ 图中所示A、B为两个相同物块,由轻质弹簧k和细线l相连,悬挂在天花板上处于静止状态,若将l剪断,则在刚剪断时,A、B的加速度大小aA、aB分别为(　　)‎ A.aA=0、aB=0 B.aA=0、aB=g C.aA=g、aB=g D.aA=g、aB=0‎ 解析:剪断细线前物体A受重力、细线竖直向下的拉力和弹簧竖直向上的拉力,细线的拉力等于mg,由平衡条件可知弹簧对物体 A 的拉力等于2mg,刚剪断细线时,物体A受到弹簧竖直向上的拉力和重力,由于弹簧的形变没有变化,弹簧对物体A的作用力仍为2mg,所以物体A 受到的合力方向竖直向上,大小为mg,aA=Fm‎=‎mgm=g,方向竖直向上;刚剪断细线时,物体B只受重力作用,加速度aB为重力加速度g,方向竖直向下。‎ 答案:C ‎4.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.L2L1‎ 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 解析: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=FmA‎+‎mB-μg;对物体B,根据牛顿第二定律得:kx-μmBg=mBa,解得x=mBFk(mA+mB)‎,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。‎ 答案:C ‎5.‎ 如图所示,质量为M的木板,上表面水平,放在水平桌面上,木板上面有一质量为m的物块,物块与木板及木板与桌面间的动摩擦因数均为μ,若要以水平外力F将木板抽出,则力F的大小至少为(　　)‎ A.μmg B.μ(M+m)g C.μ(m+2M)g D.2μ(M+m)g 解析:将木板抽出的过程中,物块与木板间的摩擦力为滑动摩擦力,物块的加速度大小为am=μg,要想抽出木板,必须使木板的加速度大于物块的加速度,即aM>am=μg,对木板,根据牛顿第二定律,得:F-μ(M+m)g-μmg=MaM,得F=μ(M+m)g+μmg+MaM>μ(M+m)g+μmg+μMg=2μ(M+m)g,选项D正确。‎ 答案:D ‎6.如图所示,在光滑的水平面上,质量分别为m1和m2的木块A和B之间用轻弹簧相连,在拉力F作用下,以加速度a做匀加速直线运动,某时刻突然撤去拉力F,此瞬间A和B的加速度的大小为a1和a2,则(　　)‎ A.a1=a2=0‎ B.a1=a,a2=0‎ C.a1=m‎1‎m‎1‎‎+‎m‎2‎a,a2=m‎2‎m‎1‎‎+‎m‎2‎a D.a1=a,a2=-m‎1‎m‎2‎a 解析:两木块在光滑的水平面上一起以加速度a向右做匀加速运动时,弹簧的弹力F弹=m1a,在力F撤去的瞬间,弹簧的弹力来不及改变,大小仍为m1a,因此木块A的加速度此时仍为a,以木块B为研究对象,取向右为正方向,-m1a=m2a2,a2=-m‎1‎m‎2‎a,所以D项正确。‎ 答案:D 二、非选择题 ‎7.导学号63994126‎ 如图所示,一辆卡车后面用轻绳拖着质量为m的物体A,绳与水平面之间的夹角α=53°,A与地面间的摩擦不计,求:(sin 53°=0.8)‎ ‎(1)当卡车以加速度a1=g‎2‎加速运动时,绳的拉力为‎5‎‎6‎mg,则A对地面的压力为多大?‎ ‎(2)当卡车的加速度a2=g时,绳的拉力多大?方向如何?‎ 解析:(1)设物体刚离开地面时,具有的加速度为a0‎ 对物体A进行受力分析,可得ma0=mgtanα,则a0=‎3‎‎4‎g 因为a1a0,所以物体已离开地面。设此时绳与地面成θ角F'=ma‎2‎‎+‎g‎2‎‎=‎‎2‎mg 所以tan θ=1,θ=45°,即绳的拉力与水平面成45°角斜向上 答案:(1)‎1‎‎3‎mg　(2)‎2‎mg,方向与水平面成45°角斜向上 能力素养拓展 一、选择题 ‎1.‎ 如图所示,质量为m的小球用水平轻质弹簧系住,并用倾角为30°的光滑木板AB托住,小球恰好处于静止状态。当木板AB 突然向下撤离的瞬间,小球的加速度大小为(　　)‎ A.0 B.‎2‎‎3‎‎3‎g C.g D.‎3‎‎3‎g 解析:未撤离木板时,小球受重力G、弹簧的拉力F和木板的弹力N的作用处于静止状态,通过受力分析可知,木板对小球的弹力大小为‎2‎‎3‎‎3‎mg。在撤离木板的瞬间,弹簧的弹力大小和方向均没有发生变化,而小球的重力是恒力,故此时小球受到重力G、弹簧的拉力F,合力与木板提供的弹力大小相等,方向相反,故可知加速度的大小为‎2‎‎3‎‎3‎g,由此可知B正确。‎ 答案:B ‎2.‎ 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gsin θ 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gsin θ 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 解析: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2gsin θ,所以选项B正确,A、C、D错误。‎ 答案:B ‎3.(多选)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,凹槽圆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.小铁球受到的合力方向水平向左 B.F=(M+m)gtan α C.系统的加速度为a=gtan α D.F=Mgtan α 解析:隔离小铁球分析受力得F合=mgtan α=ma且合力水平向右,故小铁球加速度为gtan α,因为小铁球与凹槽相对静止,故系统的加速度也为gtan α,A错误,C正确。整体分析得F=(M+m)a=(M+m)gtan α,故选项B正确,D错误。‎ 答案:BC ‎4.导学号63994127‎ 如图所示,质量为m1和m2的两个物体用细线相连,在大小恒定的拉力F作用下,先沿光滑水平面,再沿斜面,最后竖直向上运动。在三个阶段的运动中,线上拉力的大小(　　)‎ A.由大变小 B.由小变大 C.始终不变 D.由大变小再变大 解析:m1、m2沿水平面运动时,a1=Fm‎1‎‎+‎m‎2‎,线上拉力T1=m1a1=m‎1‎Fm‎1‎‎+‎m‎2‎;m1、m2沿斜面运动时,a2=Fm‎1‎‎+‎m‎2‎-gsin θ,线上拉力T2=m1a2+m1gsin θ=m‎1‎Fm‎1‎‎+‎m‎2‎;m1、m2竖直向上运动时,a3=Fm‎1‎‎+‎m‎2‎-g,线上拉力T3=m1a3+m1g=m‎1‎Fm‎1‎‎+‎m‎2‎。‎ 答案:C 二、非选择题 ‎5.导学号63994128‎ 如图所示,质量为M=1 kg的长木板静止在光滑水平面上,现有一质量为m=0.5 kg的小滑块(可视为质点)以v0=3 m/s的初速度从左端沿木板上表面冲上木板,带动木板向前滑动。已知滑块与木板上表面间的动摩擦因数μ=0.1,重力加速度g取10 m/s2,木板足够长。求:‎ ‎(1)滑块在木板上滑动过程中,长木板受到的摩擦力大小和方向。‎ ‎(2)滑块在木板上滑动过程中,滑块相对于地面的加速度大小a。‎ ‎(3)滑块与木板A达到的共同速度的大小v。‎ 解析:(1)滑块所受摩擦力为滑动摩擦力 f=μmg=0.5 N,方向水平向左 根据牛顿第三定律,滑块对木板的摩擦力方向水平向右,大小为0.5 N。‎ ‎(2)由牛顿第二定律得:μmg=ma 得出a=μg=1 m/s2。‎ ‎(3)木板的加速度a'=mMμg=0.5 m/s2‎ 设经过时间t,滑块和长木板达到共同速度v,则满足:‎ 对滑块:v=v0-at 对长木板:v=a't 由以上两式得:滑块和长木板达到的共同速度v=1 m/s。‎ 答案:(1)0.5 N,方向水平向右　(2)1 m/s2　(3)1 m/s