《牛顿第二定律的应用》进阶练习（二）.doc

牛顿第二定律的应用进阶练习一、单选题1.如图所示，在光滑平面上有一静止小车，小车质量为M=5kg，小车上静止地放置着质量为m=1kg的木块，和小车间的动摩擦因数为=0.2，用水平恒力F拉动小车，下列关于木块的加速度am和小车的加速度aM，可能正确的有()A.am=1m/s2，aM=1m/s2 B.am=1m/s2，aM=2m/s2C.am=2m/s2，aM=4m/s2D.am=3m/s2，aM=5m/s2二、多选题2.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，当一重球放在弹簧上端静止时，弹簧上端被压缩到b位置现将重球(视为质点)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以下关于重球运动过程的正确说法应是()A.重球下落压缩弹簧由a至d的过程中，重球做减速运动B.重球下落至b处获得最大速度C.重球下落至d处获得最大加速度D.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三、填空题3.卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，在这种环境中无法用天平称量物体的质量某同学在该环境中设计了右图所示的装置来间接测量物体A的质量给待测物体A一个初速度，使之在桌面上做匀速圆周运动设航天器中除右图所示的弹簧秤外，还有刻度尺和秒表则： (1)桌面给物体A的摩擦力能否忽略不计？为什么？ 答：_ (2)实验中，需要测量的物理量是哪些？ 答：_ (3)写出所测物体A的质量的表达式 答：_4.如图所示，质量为M=20kg的木板静止在光滑水平面上一质量为m=10kg的小滑块(可视为质点)以初速度v0=6m/s从木板的左端沿水平向右方向滑上木板滑块和木板间的动摩擦因素=0.2，滑块最终不会从木板上掉下，则木块的长度至少多长？(g=10m/s2)_ A.4m B.6m C.8m D.10m5.如(a)图，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移-时间(s-t)图象和速率-时间(v-t)图象整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为l、高度为h(取重力加速度g=9.8m/s2，结果可保留一位有效数字) (1)现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度，A的v-t图线如(b)图所示从图线可得滑块A下滑时的加速度a=_m/s2，摩擦力对滑块A运动的影响_(填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”) (2)此装置还可用来验证牛顿第二定律实验时通过改变_，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；实验时通过改变_，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系 (3)将气垫导轨换成滑板，滑块A换成滑块A，给滑块A一沿滑板向上的初速度，A的 s-t图线如(c)图图线不对称是由于_造成的，通过图线可求得滑板的倾角=_(用反三角函数表示)，滑块与滑板间的动摩擦因数=_ 参考答案【答案】1.C2.BCD3.能忽略因物体A对桌面的正压力N=0，故物体A所受摩擦力f=0;要测轻绳对物体A的拉力F(弹簧秤示数)，物体做圆周运动的半径R和周期T;4.B5.6;不明显，可忽略;斜面高度h;滑块A的质量M及斜面的高度h，且使Mh不变;滑动摩擦力;arcsin0.58;0.27【解析】1.解：当M与m间的静摩擦力fmg=2N时，木块与小车一起运动，且加速度相等；当M与m间相对滑动后，M对m的滑动摩擦力不变，则m的加速度不变，所以当M与m间的静摩擦力刚达到最大值时，木块的加速度最大，由牛顿第二定律得： 此时F=(M+m)am=(5+1)2N=12N 当F12N后，木块与小车发生相对运动，小车的加速度大于木块的加速度，aMam=2m/s2故C正确，ABD错误 故选：C 2.解：A、小球接触弹簧开始，合力向下，向下做加速度逐渐减小的加速运动，运动到b位置，合力为零，加速度为零，速度最大，然后合力方向向上，向下做加速度逐渐增大的减速运动，运动到最低点时，速度为零，加速度方向向上，且最大故A错误，B、C正确 D、对小球c到d运用动能定理，有WG-W弹=0-0知重力做的功和克服弹簧弹力做的功相等故D正确 故选BCD 3.解：(1)桌面给物体A的摩擦力能忽略不计，因为物体A对桌面的正压力几乎为零，所以摩擦力几乎为零 (2)(3)物体在桌面上做匀速圆周运动，由绳对物体A的拉力F提供物体的向心力，根据牛顿第二定律得 F=m，得到物体质量的表达式为 m=所以要测量轻绳对物体A的拉力F(弹簧秤示数)，物体做圆周运动的半径R和周期T 故答案为： (1)能忽略因物体A对桌面的正压力N=0，故物体A所受摩擦力f=0 (2)要测轻绳对物体A的拉力F(弹簧秤示数)，物体做圆周运动的半径R和周期T (3)m= 4.解：根据动量守恒定律得，mv0=(M+m)v 解得： 根据能量守恒定律得， f=mg 代入数据，解得L=6m故B正确，A、C、D错误 故选B 5.解：(1)从图象可以看出，滑块上滑和下滑过程中的加速度基本相等，所以摩擦力对滑块的运动影响不明显，可以忽略根据加速度的定义式可以得出a=m/s2=6m/s2 (2)牛顿第二定律研究的是加速度与合外力和质量的关系当质量一定时，可以改变力的大小，当斜面高度不同时，滑块受到的力不同，可以探究加速度与合外力的关系由于滑块下滑加速的力是由重力沿斜面向下的分力提供，所以要保证向下的分力不变，应该使Mg不变，所以应该调节滑块的质量及斜面的高度，且使Mh不变 (3)滑板与滑块间的滑动摩擦力比较大，导致图象成抛物线形 从图上可以读出，滑块上滑和下滑时发生位移大小约为x=0.84m-0.20m=0.64m 上滑时间约为t1=0.4s，下滑时间约为t2=0.6s，上滑时看做反向匀加速运动， 根据动学规律有：x=a1t12，根据牛顿第二定律有mgsin+mgcos=ma1 下滑时，有