2018版高中物理 第六章 力與運(yùn)動(dòng) 習(xí)題課二 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用試題 魯科版必修1.doc

習(xí)題課二　牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用 【二維選題表】 物理觀念 科學(xué)思維 科學(xué)探究 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任 瞬時(shí)加速度 問題 1(易),2(中),9(中) 整體法、隔離法的應(yīng)用 4(易),5(中),11(中), 10(中),12(中) 動(dòng)力學(xué)的臨界問題 6(易),3(中),7(中), 8(中),13(難), 14(中),15(中) 基礎(chǔ)訓(xùn)練 1. (2017黑龍江省大慶高一月考)“兒童蹦極”中,拴在腰間左右兩側(cè)的是彈性良好的橡皮繩.質(zhì)量為m的小明如圖所示靜止懸掛,左右兩橡皮繩的拉力大小均恰為mg,若此時(shí)小明左側(cè)橡皮繩在腰間斷裂,則小明此時(shí)(　B　) A.加速度、速度都為零 B.加速度a=g,沿原斷裂橡皮繩的方向斜向下 C.加速度a=g,沿未斷裂橡皮繩的方向斜向上 D.加速度a=g,方向豎直向下 解析: 小明靜止時(shí)受到重力和兩根橡皮繩的拉力,處于平衡狀態(tài),如圖,由于T1=T2=mg,故兩個(gè)拉力的合力一定在角平分線上,且在豎直線上,故兩個(gè)拉力的夾角為120,當(dāng)小明左側(cè)橡皮繩拉力變?yōu)榱銜r(shí),小明右側(cè)橡皮繩拉力不變,重力也不變;由于三力平衡時(shí),三個(gè)力中任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等值、反向、共線,故小明右側(cè)橡皮繩拉力與重力的合力與小明左側(cè)橡皮繩斷開前的彈力反方向,大小等于mg,故加速度為g,沿原斷裂繩的方向斜向下;故選B. 2.(2016荊州高一期末)(多選)如圖所示,質(zhì)量均為m的A,B兩球之間系著一根不計(jì)質(zhì)量的彈簧,放在光滑的水平面上,A球緊靠豎直墻壁,今用水平力F將B球向左推壓彈簧,平衡后,突然將F撤去,下列說法正確的是(　BC　) A.在這瞬間B球的速度為零,加速度為零 B.在這瞬間B球的速度為零,加速度大小為 C.在彈簧第一次恢復(fù)原長之后,A才離開墻壁 D.在A離開墻壁后,A,B兩球均向右做勻速運(yùn)動(dòng) 解析:水平力F推著B球時(shí),B球水平方向受到推力F和彈簧彈力F彈,A球水平方向受到彈簧彈力F彈和墻壁的支持力N,根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件有F=F彈 F彈=N 水平力F撤去瞬間,彈簧彈力不變,故A球受力不變,加速度不變,仍然為零,B球只受彈力,根據(jù)牛頓第二定律有 F彈=ma 得到a= 即此時(shí)B球的速度為零,加速度大小為,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;在彈簧第一次恢復(fù)原長之前,彈簧始終向左推著A球,彈簧恢復(fù)原長后,B球繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng),彈簧被拉長,此后A球在彈簧的拉力下,開始向右運(yùn)動(dòng),即在彈簧第一次恢復(fù)原長之后,A才離開墻壁,故選項(xiàng)C正確;A離開墻壁瞬間,彈簧處于伸長狀態(tài),且兩球速度不等,故不會一起勻速運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 3. (2017懷化高一期末)一條不可伸長的輕繩跨過質(zhì)量可忽略不計(jì)的定滑輪,繩的一端系一質(zhì)量M=15 kg的重物,重物靜止于地面上,有一質(zhì)量m=10 kg的猴子從繩子另一端沿繩豎直向上爬,如圖所示,不計(jì)滑輪摩擦,在重物不離開地面條件下(重力加速度g=10 m/s2),猴子豎直向上爬的最大加速度為(　D　) A.25 m/s2 B.15 m/s2 C.10 m/s2 D.5 m/s2 解析:重物不離開地面時(shí),最大拉力F=Mg=150 N, 隔離對猴子分析,根據(jù)牛頓第二定律得F-mg=ma, 解得最大加速度為a== m/s2=5 m/s2.故選項(xiàng)D正確,A,B,C 錯(cuò)誤. 4.(2017邯鄲高一期末)如圖所示,在光滑的水平桌面上有一物體A,通過繩子與物體B相連,假設(shè)繩子的質(zhì)量以及繩子與定滑輪之間的摩擦力都可以忽略不計(jì),繩子不可伸長.如果mB=3mA,則繩子對物體A的拉力大小為(　B　) A.mBg B.mAg C.3mAg D.mBg 解析:A,B連在一起,加速度大小相等,方向不相同, 對B有mBg-F=mBa,對A有F=mAa,則 a== 選取A為研究對象,水平方向A只受到繩子的拉力, 所以繩子的拉力F=mAa=mAg. 5.(2017荊州高一期末)(多選)如圖所示,物塊A及木板B疊放在水平地面上,B的上表面水平,A,B的質(zhì)量均為m=1 kg,A,B之間和B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,用一根輕繩跨過光滑定滑輪與A,B相連,輕繩均水平,輕繩和木板B都足夠長.當(dāng)對物塊A施加一水平向左的恒力F時(shí),物塊A在木板B上向左做勻速直線運(yùn)動(dòng).在這個(gè)過程中,繩上拉力大小用T表示,(g=10 m/s2),則下列關(guān)系正確的是(　BD　) A.T=2 N B.T=3 N C.F=3 N D.F=4 N 解析:隔離對A分析,根據(jù)平衡有F=T+μmg, 對B分析,根據(jù)平衡有T=μmg+μ2mg, 代入數(shù)據(jù)解得T=3 N,F=4 N. 6. (2017北大附中河南分校高一檢測)如圖所示的一種蹦床運(yùn)動(dòng),圖中水平虛線PQ是彈性蹦床的原始位置,A為運(yùn)動(dòng)員抵達(dá)的最高點(diǎn),B為運(yùn)動(dòng)員剛抵達(dá)蹦床時(shí)刻的位置,C為運(yùn)動(dòng)員的最低點(diǎn),不考慮空氣阻力,運(yùn)動(dòng)員從A下落到C的過程中速度最大的位置為(　D　) A.A點(diǎn) B.B點(diǎn) C.C點(diǎn) D.B,C之間 解析:從A到B的過程中,運(yùn)動(dòng)員做自由落體運(yùn)動(dòng),速度逐漸增大,從B到C的過程中,重力先大于彈力,向下加速,然后彈力大于重力,向下減速,到達(dá)C點(diǎn)的速度為零,故速度最大的點(diǎn)在B,C之間的某個(gè)位置,故選項(xiàng)A,B,C錯(cuò)誤,D正確. 7. (2017荊州高一期末)一根勁度系數(shù)為k,質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧,上端固定,下端系一質(zhì)量為m的物體.有一水平木板將物體托住,并使彈簧處于自然長度,如圖所示.現(xiàn)讓木板由靜止開始以加速度a勻加速向下移動(dòng),且a<g.經(jīng)過多長時(shí)間木板開始與物體分離? 解析:當(dāng)木板與物體即將脫離時(shí),m與板間作用力N=0, 此時(shí),對物體,由牛頓第二定律得mg-F=ma 又F=kx 得x= 由x=at2 得t=. 答案: 8.(2017菏澤高一期末)水平傳送帶被廣泛地應(yīng)用于機(jī)場和火車站,用于對旅客的行李進(jìn)行安全檢查.如圖為一水平傳送帶裝置示意圖,繃緊的傳送帶AB始終保持v=1 m/s的恒定速率運(yùn)行,一質(zhì)量為m=4 kg的行李無初速地放在A處,傳送帶對行李的滑動(dòng)摩擦力使行李開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運(yùn)動(dòng).設(shè)行李與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,AB間的距離l=2.0 m,g取 10 m/s2. (1)求行李剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的滑動(dòng)摩擦力大小與加速度大小; (2)求行李做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間; (3)如果提高傳送帶的運(yùn)行速率,行李就能被較快地傳送到B處.求行李從A處傳送到B處的最短時(shí)間和傳送帶對應(yīng)的最小運(yùn)行速率. 解析:(1)行李所受的摩擦力為f=μmg=0.140 N=4 N, 根據(jù)牛頓第二定律得a==m/s2=1 m/s2. (2)行李做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t==s=1 s. (3)行李從A處勻加速運(yùn)動(dòng)到B處時(shí),傳送時(shí)間最短,則有 l=a,解得tmin== s=2 s, 傳送帶的最小速率為vmin=atmin=12 m/s=2 m/s. 答案:(1)4 N　1 m/s2　(2)1 s　(3)2 s　 2 m/s 素養(yǎng)提升 9. (2017臨沂高一檢測)(多選)如圖所示,吊籃A、物體B、物體C的質(zhì)量分別為m,3m,2m.B和C分別固定在彈簧兩端,彈簧的質(zhì)量不計(jì).B和C在吊籃的水平底板上處于靜止?fàn)顟B(tài).將懸掛吊籃的輕繩剪斷的瞬間(　AC　) A.吊籃A的加速度大小為2g B.物體B的加速度大小為g C.物體C的加速度大小為2g D.A,B,C的加速度大小都等于g 解析:彈簧開始的彈力F=3mg,剪斷輕繩的瞬間,彈力不變,將C和A看成一個(gè)整體,根據(jù)牛頓第二定律得, aAC==2g, 即A,C的加速度均為2g,故選項(xiàng)A,C正確; 剪斷輕繩的瞬間,彈簧彈力不變,B受的合力仍然為零,則B的加速度為0,故選項(xiàng)B,D錯(cuò)誤. 10.(2017山東師范大學(xué)附屬中學(xué)高一期末)如圖所示,光滑斜面固定于水平面,滑塊A,B疊放后一起沿斜面下滑,且始終保持相對靜止,A上表面水平,則在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),B受力的示意圖為(　A　) 解析:整體沿斜面向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度方向沿斜面向下,則B的加速度方向沿斜面向下.根據(jù)牛頓第二定律知,B的合力沿斜面向下,則B一定受到水平向左的摩擦力以及重力和支持力.故A正確,B,C,D錯(cuò)誤. 11. (2017大連高一期末)(多選)固定的兩滑桿上分別套有圓環(huán)A,B,兩環(huán)上分別用細(xì)線懸吊著物體C,D,如圖所示.當(dāng)它們都沿滑桿向下滑動(dòng)時(shí),A的懸線始終張緊與桿垂直,B的懸線始終張緊豎直向下.則下列說法正確的是(　AB　) A.A環(huán)做勻加速運(yùn)動(dòng) B.B環(huán)做勻速運(yùn)動(dòng) C.A環(huán)與桿之間可能有摩擦力 D.B環(huán)與桿之間可能無摩擦力 解析: 如圖,物體C受重力和拉力兩個(gè)力,兩個(gè)力的合力不等于零,可知物體與A以共同的加速度向下滑,對物體C有a=, 則A的加速度為gsin θ,做勻加速直線運(yùn)動(dòng), 對A環(huán)分析,設(shè)摩擦力為f,有 Mgsin θ-f=Ma, 解得f=0.所以A環(huán)與桿間沒有摩擦力,故選項(xiàng)A正確,C錯(cuò)誤;對物體D受力分析,受重力和拉力,由于做直線運(yùn)動(dòng),合力與速度在一條直線上,故合力為零,物體做勻速運(yùn)動(dòng);再對B環(huán)受力分析,受重力、拉力、支持力,由于做勻速運(yùn)動(dòng),合力為零,故必有沿桿向上的摩擦力,故選項(xiàng)B正確,D錯(cuò)誤. 12.(2017新鄉(xiāng)高一期末)如圖所示,在光滑的水平地面上有兩個(gè)質(zhì)量都為m的物體,中間用勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連,在外力F1,F2(F1>F2)作用下運(yùn)動(dòng).當(dāng)突然撤去力F2的瞬間,則下列說法正確的是(　B　) A.A物體的加速度大小不變 B.A物體的加速度大小為 C.B物體的加速度大小變大 D.B物體的加速度大小為 解析:對整體分析,整體的加速度a=,隔離對A分析,a=,解得F彈=,撤去F2的瞬間,彈簧彈力不變,對B而言,所受的合力不變,則B的加速度不變,仍然為aB=.對A,根據(jù)牛頓第二定律得aA==,故選項(xiàng)B正確,A,C,D錯(cuò)誤. 13. 如圖所示,質(zhì)量都為m的A,B兩物體疊放在豎直彈簧上并保持靜止,用大小等于mg的恒力F向上拉B,運(yùn)動(dòng)距離為h時(shí)B與A分離.下列說法正確的是(　C　) A.B和A剛分離時(shí),彈簧為原長 B.B和A剛分離時(shí),它們的加速度為g C.彈簧的勁度系數(shù)等于 D.在B與A分離之前,它們做勻加速運(yùn)動(dòng) 解析:開始時(shí),A和B一起向上做加速運(yùn)動(dòng),對A和B組成的整體有F+kΔx-2mg=2ma,因F=mg,Δx逐漸減小,故加速度a變小,即在B和A分離前,它們做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng).當(dāng)A和B間的作用力為零時(shí),B和A將要分離,此時(shí)B和A的加速度相等,對物體B有F-mg=maB,得aB=0,故aA=0,對物體A有F彈2-mg=maA,故F彈2=mg;開始時(shí)彈力F彈1=2mg,B和A剛分離時(shí)彈簧彈力F彈2=mg,故彈簧的勁度系數(shù)k==,選項(xiàng)C正確. 14.(2017南昌高一聯(lián)考)質(zhì)量M=2 kg的長木板放在水平光滑的平面上,右端放一個(gè)質(zhì)量為m=6 kg的物塊,在水平拉力F的作用下由靜止開始向右運(yùn)動(dòng),如圖所示,已知物塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力(g=10 m/s2),求: (1)要保持物塊相對木板靜止,拉力F允許的最大值是多少? (2)當(dāng)拉力F=16 N時(shí),物塊受到的摩擦力多大? 解析:(1)F最大時(shí),物塊水平方向受到靜摩擦力最大為fm, 由牛頓第二定律得 fm=μmg=ma 解得臨界加速度a=μg=0.210 m/s2=2 m/s2, 對整體分析,F=(m+M)a=(6+2)2 N=16 N. (2)F=16 N,物塊與木板保持相對靜止 對整體,加速度a1== m/s2=2 m/s2, 對物塊f=ma1=62 N=12 N. 答案:(1)16 N　(2)12 N 15.(2017荊門高一期末)如圖所示A,B兩物體用不可伸長細(xì)繩連接,在拉力F的作用下一起在水平地面上運(yùn)動(dòng),兩物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.5,細(xì)繩與水平地面的夾角θ=37,其中mA=4 kg,mB= 2 kg.(sin 37=0.6,cos 37=0.8,g=10 m/s2) (1)當(dāng)拉力F=60 N時(shí),求兩物體的加速度和兩物體間細(xì)繩的拉力; (2)要使B物體不離開地面,兩物體一起運(yùn)動(dòng)的最大加速度多大? 解析:(1)對A與B組成的系統(tǒng),由牛頓第二定律得 F-μ(mA+mB)g=(mA+mB)a 代入數(shù)據(jù)解得a=5 m/s2 對B,由牛頓第二定律得 Tcos θ-μ(mB g-Tsin θ)=mBa 代入數(shù)據(jù)解得T=18.18 N. (2)要使B物體不離開地面的臨界條件是地面對B的支持力等于零, 對B分析 豎直方向:T′sin θ=mB g 水平方向:T′cos θ=mBam 代入數(shù)據(jù)解得am= m/s2=13.3 m/s2. 答案:(1)5 m/s2　18.18 N　(2)13.3 m/s2