人教版必修1 第四章 牛顿运动定律的几类典型问题 作业.doc

习题课二牛顿运动定律的几类典型问题【二维选题表】物理观念科学思维科学探究科学态度与责任连接体问题1(易),2(中),5(中),7(中),11(中)牛顿运动定律与图像的综合问题3(中),4(中),6(中),10(中)牛顿运动定律中的临界极值问题8(易),9(中)1. (2017江西吉安市二中模拟)(多选)在一正方形小盒内装一质量为m的小圆球,盒与球一起沿倾角为的光滑斜面下滑,如图所示.若不计摩擦,下滑过程中小圆球对方盒前壁的压力为fn,对方盒底面的压力为fn,则下列叙述正确的是(ac)a.fn=mgcos b.fn=mgsin c.fn=0d.fn=mgsin 解析:对小盒和球整体,由牛顿第二定律得(m+m)gsin =(m+m)a,则整体的加速度a=gsin .对小球则有mgsin -fn=ma,解得fn=0,垂直斜面方向上,有fn=mgcos ,选项a,c正确,b,d错误.2. 如图所示,50个大小相同、质量均为m的小物块,在平行于斜面向上的恒力f作用下一起沿斜面向上做加速度为a的加速运动.已知斜面足够长,倾角为30,各物块与斜面间的动摩擦因数均相同,重力加速度为g,则第3个小物块对第2个小物块的作用力大小为(b)a.125fb.2425fc.24mg+f2d.因为动摩擦因数未知,所以不能确定解析:先选取50个小物块组成的整体为研究对象,由牛顿第二定律得f-50mgsin 30-50mgcos 30=50ma;再选取1,2两个小物块组成的整体为研究对象,设第3个小物块对第2个小物块的作用力大小为f32,由牛顿第二定律可得f-f32-2mgsin 30-2mgcos 30=2ma,联立解得f32=2425f,故选项b正确.3.(2017临渭一模)如图(甲)所示,在倾角为30的足够长的光滑斜面上,有一质量为m的物体,受到沿斜面方向的力f作用,力f按图(乙)所示规律变化(图中纵坐标是f与mg的比值,力沿斜面向上为正).则物体运动的速度v随时间t变化的规律是图中的(物体的初速度为零,重力加速度取10 m/s2)(c)解析:在01 s内,f=mg,则有mg-mgsin 30=ma1,即a1=12g=5 m/s2,方向沿斜面向上,物体向上做匀加速直线运动;在12 s内,拉力为零,则有mgsin 30=ma2,即a2=12g=5 m/s2,方向沿斜面向下,物体沿斜面向上做匀减速直线运动,2 s末速度为零.在23 s内,f=-mg,则有mg+mgsin 30=ma3,即a3=32g=15 m/s2.方向沿斜面向下,物体沿斜面向下做匀加速直线运动,3 s末的速度大小v=a3t=15 m/s.选项c正确,a,b,d错误.4.(2017哈尔滨检测)如图所示,一质量为m=1.0 kg的物体静置于粗糙的水平地面上,与地面间的动摩擦因数=0.5,t=0时刻对物体施加一大小恒为f=10 n的作用力,方向为斜向右上方且与水平方向成53;t=2 s时将该力方向变为水平向右;t=4 s时又将该力变为斜向右下方且与水平方向成37.下列v-t图像能反映物体在前6 s内运动情况的是(g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8)(b)解析:在02 s内,物体所受力f在水平方向和竖直方向的分力分别为f1=fcos 53=10 n0.6=6.0 n,f2=fsin 53=10 n0.8=8.0 nmg,由此可知水平面对物体有一支持力fn,则有fn+f2=mg,即fn=mg-f2=2.0 n,水平面对物体的最大静摩擦力ff=fn=0.52.0 n=1.0 nf1,即物体向右加速运动.由牛顿第二定律得f1-ff=ma1,则a1=6.0n-1.0n1.0kg=5.0 m/s2,24 s内,物体的加速度为a2=f-mgm=5 m/s2.46 s内,物体的加速度为a3=0,物体做匀速直线运动.结合v-t图像的斜率等于加速度,可知选项b正确,故a,c,d错误.5. (2017湘潭一模)(多选)如图所示,用力f拉着三个物体在光滑的水平面上一起运动,现在中间物体上加上一个小物体,在原拉力f不变的条件下四个物体仍一起运动,那么连接物体的绳子张力和未放小物体前相比(ad)a.fta增大 b.fta减小c.ftb增大 d.ftb减小解析:原拉力f不变,放上小物体后,物体的总的质量变大,由f=ma可知,整体的加速度a减小,对右边的第一个物体,则有f-fta=ma,因为a减小,所以fta变大;对左边的物体,则有ftb=ma,因为a减小,所以ftb变小.选项a,d正确.6.(2017北京朝阳检测)如图(甲)所示,用一水平外力f拉着一个静止在倾角为的光滑斜面上的物体,逐渐增大f,物体做变加速运动,其加速度a随外力f变化的图像如图(乙)所示,若重力加速度g取10 m/s2.根据图(乙)中所提供的信息可以计算出(b)a.物体的重力2 nb.斜面的倾角37c.加速度为6 m/s2时物体的速度d.物体能静止在斜面上所施加的最小外力为12 n解析: 物体受推力、重力、支持力,如图所示,则x方向有:fcos -gsin =ma则y方向有:fn-fsin -gcos =0从图像中取两个点(20 n,2 m/s2),(30 n,6 m/s2)代入解得m=2 kg,=37所以物体的重力g=20 n,斜面的倾角为=37.选项a错误,b正确.当a=0时,可解得f=15 n,即最小拉力为15 n.由于物体做变加速运动,无法求出加速度为6 m/s2时物体的速度大小.故c,d错误.7. (多选)如图所示,a物体的质量为确定值m0,b物体的质量m可以是任意值,忽略阻力以及其他部分的质量,则下列说法正确的是(bd)a.无论b物体的质量为多少,天花板受到的拉力总是等于a,b两物体的总重力b.b物体的质量大于m0时,天花板受到的拉力小于a,b两物体的总重力c.当b物体的质量小于m0时,绳中拉力大于m0gd.天花板受到的最大拉力不会超过4m0g解析:设细绳拉力为ft.当b物体的质量大于a物体的质量时,a向上加速,b向下加速,对a物体有ft-m0g=m0a,对b物体有mg-ft=ma联立解得ft=2mm0m0+mg故天花板受到的拉力为f=2ft=4mm0m0+mg,不等于ab两物体的总重力,选项a错误,b正确;当b物体的质量小于m0时,a物体向下加速运动,则ftm0g,选项c错误;由于天花板受到的拉力f=4mm0m0+mg,不论m的质量如何变化,则f4m0g,选项d正确.8.(2017南通检测)如图所示,长木板放置在粗糙水平地面上,一小物块放置于长木板的中央,已知长木板和物块的质量均为m,长木板与地面间及物块与长木板间的动摩擦因数均为,设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g,现对物块施加一水平向右的拉力f,则(c)a.长木板可能向右做匀加速运动b.长木板的加速度可能为f-2mg2mc.地面对长木板的摩擦力可能等于fd.长木板受到水平面的摩擦力可能等于2mg解析:物块对长木板最大摩擦力等于mg,长木板受到的地面的最大静摩擦力为2mg,所以无论小物块是否运动,小物块对长木板的摩擦力均小于2mg,长木板均不会相对于地面滑动,选项a,b错误.小物块在f的作用下,如果小物块相对于长木板静止,则地面对长木板的摩擦力等于f.如果小物块相对于长木板滑动,地面对长木板的摩擦力等于mg,而且长木板受到水平面的摩擦力最大等于mg,选项c正确,d错误.9.(2017宜春检测)如图所示,钢铁构件a,b叠放在卡车的水平底板上,卡车底板和b间动摩擦因数为1,a,b间动摩擦因数为2,卡车刹车的最大加速度为a,1ga2g,可以认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.卡车沿平直公路行驶途中遇到紧急情况时,要求其刹车后在s0距离内能安全停下,则卡车行驶的速度不能超过(b)a.2as0b.21gs0c.22gs0d.(1+2)gs0解析:由于1ga2g,则12.当卡车紧急刹车时,若构件b恰好滑动,构件a相对于b静止,即卡车刹车的最大加速度am为1g.由运动学公式v2-v02=2ax得卡车的最大速度vm=21gs0,选项b正确.10.(2017广东湛江调研)某技术人员为了测斜面的倾角及某种材料跟斜面间的动摩擦因数,他将一块这种材料制成的物体以4 m/s的初速度沿斜面向上推出,同时用传感器测出相关数据,绘出物体的速度图像如图所示.取向上方向为正,求斜面的倾角及物体与斜面间的动摩擦因数(g=10 m/s2).解析:物体先沿斜面向上做匀减速运动,设加速度为a1,再沿斜面向下做匀加速运动,设加速度为a2.选沿斜面向下为正方向,由速度图像可求a1=v1-v0t1=0-(-4)0.5m/s2=8 m/s2a2=v2-v1t2=2-01.5-0.5m/s2=2 m/s2,沿斜面向上做匀减速运动时,摩擦力沿斜面向下,则有mgsin +mgcos =ma1沿斜面向下做匀加速运动时,摩擦力沿斜面向上,则有mgsin -mgcos =ma2代入数据解得=30,=35.答案:303511.(2017六安月考)如图所示,a,b是质量分别为2 kg和1 kg的物体,用一细绳相连,在竖直向上拉力f=60 n的作用下向上加速运动,不计空气阻力,取g=10 m/s2,求(1)物体运动的加速度;(2)a,b间细绳的拉力大小;(3)某时刻,突然撤去力f,由于惯性,a,b一起向上竖直上抛,则上升过程中a,b间细线的拉力又是多大.解析:(1)对a,b整体,由牛顿第二定律得f-(ma+mb)g=