62牛顿第二定律每课一练17

1、6. 2牛顿第二定律每课一练17（连接体问题）1.如图所示，火车头以力尸拉了6节车厢前进，其中只有第3节车厢是空车厢，质量/5,其余车厢都载满人，质量为風求：列车的加速度； 逐节牵引后面车厢的力用二尺F2、限人、虑、尺；第4节车厢向后拉前面的力捋。（1 ）对6节车厢，做 匀加速直线运动尸受力如图，水平,4 Qg,竖直向上弹力hn,忽略滚动摩擦力，（1）（2）（3）析与解：重力（5卅刃/5） 律得为刃2 O O卩向右拉力F,竖直向下 、鈕 尿 一 L+鬥（5硏加5） =5F/26nj,方向与尸的方向相同，如图。3、4、5、6节车厢整体，也以加速度日做匀加速直线运动0受力如）图厂水O根据（5m+m

2、/5） gapF/对2、直向下重力 （4硏刃/5） g,竖直向上弹力局，忽略滚动摩擦力，则拉力牛顿第二定律得（4盼刃/5） a F2,用提供合外力，FF =21/726,方向与日的方向相同，如图；尽尽虑、虑请解，注意选择研究对象和表达逻辑。（3）对1、2、3节车厢整体，也以加速度日做匀加速直线运动， 力尸，水平向左拉力席，竖直向下重力 供合外力，根据牛顿第二定律得PF【二（2 加刃 /5） a解得 -F-（ 2血777/5） a二15刃26,方向与&的方向相同。A和E用一轻质弹簧相连，竖直放在木块设所有接触面都光滑，当沿水平方向迅速抽岀木块平向右拉力同学参考上述表达进行求F2N受力如图，水平向

3、右拉 （2硏刃/5）g,凡，忽略滚动摩擦力，则拉力尸和冴提(4m+m/5)竖直向上弹力2如图所示，木块 们的质量之比是 1:2:3。的加速度。析与解：对A和FNC上，三者静置于地面3 .它C的瞬间，求A和（EE整体，在抽岀木块 C的瞬间前处于静止状态,重力52m） g,则有竖直向上的弹力尸，则重力和弹力提供合外力，根据受力如图，竖直向下的牛顿第二定律得(2m+m/5 ) gFi八AF-（血2刃）歹0,mg解得片3mg方向竖直向上；对A,在抽岀木块 C的瞬间，受力如图，竖直向下的重力殆，由于弹簧形变明 显，恢复需要较长时间不能忽略，认为在瞬间弹簧保持原来形变且两端都连接着有（ 的物体，则有与抽岀

4、木块 C的瞬间前相同的竖直向上弹力人，则重力和弹力提 供合外力，仍处于静止状态，根据牛顿第二定律得a- （Fi-/ng ）/zfO/zfO；对b,在抽岀木块 C的瞬间，与抽岀木块C的瞬间前相比，少了竖直向上的弹力a=F/2m,汁力”）g”2mgd质量F2VF,其它力不变，受=3mg-/2./n= 1. 5g,方向竖直向下。3. 一质量为庐100kg倾角为0=37。的楔形木块，静置于水平桌面上，与桌面间的动摩 =0.2。一物块质量为加 =10kg,置于楔形木块的斜面上，物块与斜面都是光滑的。为了保持物块相对斜面静止，可用一水平力尸推楔形木块，如图所示。求此水平力的大小。析与解：对皿，相对斜面静止

5、一起水平向左做匀加速直线运动，受力如图，竖直向下的重力“好，垂直斜面向上弹力幷，由于加速度a水平向左，则合外力也水平向左，如图，据平行四边形和牛顿第二定律得a=mgta n 9/mg,竖直向=gta n 9 ；对和整体，受力如图，竖直向下的重力（湖/）上弹力尺，水平向左力尺尸提供合外力，据平牛顿第二定律得F=（倂加）a=（mj；） gtan 9=（100+10） 10ta n37=825N ；4.如图所示，在长/=lm,质量为M=30kg的车厢D内的右壁处，放上一个质量/&=20kg的小物体/（可视为质点），对车厢B施加一水平向右的恒力斤且尸=120兀使之从静止开始运动。测得车厢 D在最初2.

6、0s内移动s=5.伽，且这段时间内小物块未与车厢壁发生过碰撞。 假设车厢与地面间的摩擦忽略不计。小物块与车厢壁之间的碰撞无机械能损失。（1）试计算判断儿 B之间在2 0s内是否发生相对运动（2）求2.8s末B的速度大小。滑4. 【分析】（1）根据题目的描述，无法立即得岀两者是否相对滑 动。根据车厢2s內前进的距离可得岀它的加速度，假设两者不 动，可以根据牛顿第二定律求出共同加速度进行比较。【解答】（1）设2 Os内车厢的加速度 a”，车厢的位移为s,根据位移公式s = *A2，得aB = 2.5m/s 2假设两者相对静止，根据牛顿第二定律F = （m+m） a，得共同加速度aA|Am/s-因为

7、a 2.8s,所以AB在2. 8s时未碰撞，由速度公式可得 A、B速度大小:=aAt = 6.3m/ s v b = a Bt = 7m/ s5. 如图所示，一个质量为的长方形木板D放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量为加的小木块mM,两者之间的滑动摩擦力为现以地面为参照系，给久B以大小相等、方向相反的初速度 v o，使/开始向左运动、B开始向右运动，最终/没有滑离B板。求：（1）以地面为参照系， A向左运动到达的最远处离岀发点的最大距离及时间；以木板为参照系，A向左运动到达的最远处离岀发点的最大距离及时间。【分析】（1）以地为参考系，A向左做减速运动，当速度减为零时，小木块 /磁到达了最远

8、 处。【解答】A对于A,根据牛顿第二定律得：f = ma aBvom-I o “ /,/由运动学公式:02 - Vg = 2asA由运动学公式:0 = % 由解得：2$人=如；由解得片=竺2/f【分析】（2）以地为参考系，A向左做减速运动，当速率减为零时，小木块/就到达了最远 处。但此时B仍向右做减速运动，A将反向加速运动，此时 A的速率小于B的速率，相对于B, A仍向左运动，当两者速率相同时，达到了木板的最远处。【解答】对于B,根据牛顿第二定律f=Ma B设经过时间t, A速度为 ,由速度公式：=v0 -aAt设经过时间t, B速度为VB,由速度公式：VB = V0 -ci BtMm2v0

9、M +两者速度相有J = -v b ,解得所用时间m fB向右的距离A向左的距离为vot-AaBt2=vot-Aa At相对于木板，A向左的最大距离为5 =+ s2vq Mm6.如图所示，质量心 4. Okg 的长木块 A 和质量 m = 1.0kg 的长木块 D 首尾相接，静止放在水平面上， A, D 木块长度均为 Z=0. 5m, 在 A 木块的左端点，有一质量 /7=1. 0kg 的金属块 C （可视为质点），金属块 C 与木块 / 、B 间动摩擦因数 Pi = 0.5, A, D 木块与水平面间动摩擦 因数化 =0. 15（A、 B 木块与水平面间动摩擦因数与静摩擦因数相同） - 现以

10、水平力戶 20N 用于金属块 C,使C由静止开始运动，要使金属块C恰能运动到B木块右端点但不掉下，求力 F的作用时间（g取10m / s2） o【分析】C在A上向右运动，A、B是否运动还要判定；最终要求在 B I B 1上恰好不掉下来， C 在 A 上就撤去力 F 还是在 B 上撤去力也要判定。【解答】C给A向右的摩擦力fc - jU img - 5N 地面给A的最大静摩擦力 f a= “0% + AAS= 7.5N因为 fQfc, A 、 B 静止不动， C 向右加速运动设C刚到B上时的速度为 V”此时F已停止作用于 C,2C 的加速度为 a； = = AiA = 5m/smcf - f 5 3B 的加速度为 QB = JC JB=AA = 2m/s-mB 1经过时间 t 两者速度相同 * -act - a Bt22C 恰好不掉下，两者位移关系Vl