20192020学年高中物理第四章习题课用牛顿运动定律解决几类典型问题练习(含解析)新人教必修1

20192020学年高中物理第四章习题课用牛顿运动定律解决几类典型问题练习(含分析)新人教版必修120192020学年高中物理第四章习题课用牛顿运动定律解决几类典型问题练习(含分析)新人教版必修117/17薀PAGE17袇莅芅莄膃虿羇艿薆莅20192020学年高中物理第四章习题课用牛顿运动定律解决几类典型问题练习(含分析)新人教版必修1

习题课:用牛顿运动定律解决几类典型问题

基础牢固

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(多项选择)以下列图,铁球A和铁块B之间由弹簧相连,并用细线挂在天花板上,、B的质量分别为OAA和2,弹簧的劲度系数为k,整个系统静止,下陈说法正确的选项是()mmA的拉力大小为mg2??????

C.弹簧的弹力大小为2mg

D.某时辰烧断细绳OA,该时辰铁球A的加速度大小为3g

分析将、B看作整体,依照平衡条件可知T(2)3,应选项A错误;设弹簧的伸长量为x,则AF=m+mg=mg2????对B铁块依照胡克定律可知kx=2mg,则x=??,弹簧的长度为原长与伸长量之和,应选项B错误,C正确;某时辰烧断细绳OA,则细线对A的拉力立刻为零,则A碰到自己的重力以及弹簧的弹力作用,依照牛顿第二定律有,mg+kx=ma,kx=2mg,联立能够获取a=3g,应选项D正确。答案CD2.

1

以下列图,弹簧测力计外壳质量为m,弹簧及挂钩的质量忽略不计,挂钩吊着一质量为m的重物,现0用一方向竖直向上的外力F拉着弹簧测力计,使其向上做匀加速运动,则弹簧测力计的示数为()AB.??mg.mg??0+??C.??0FD.????F??0+????0+分析设弹簧测力计的示数为T,以弹簧测力计和重物为研究对象,依照牛顿第二定律有F-F(0)(0),解得??-g。以重物为研究对象,依照牛顿第二定律有T,由以上几式m+mg=m+maa=??+??0F-mg=ma可得FT=??F。??0+??答案D3.以下列图,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一起沿圆滑水平面做匀加速直线运动,这时弹簧的长度为L;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、1B一起做匀加速直线运动,此时弹簧的长度为L。若A、B与粗糙水平面之间的动摩擦因数相同,则2以下关系式正确的选项是()

21A.L<L21B.L>LC.L2=L112的大小关系D.由于A、B的质量关系未知,故无法确定L、L分析A、B在粗糙水平面上运动时,利用整体法和隔断法进行研究,对A、B整体,依照牛顿第二定律????????有:a=????+????-μg;对物体B,依照牛顿第二定律得:kx-μmBg=mBa,解得:x=??(????+????),即弹簧的伸长量与动摩擦因数没关,所以L2=L1,即选项C正确。

答案C

4.

以下列图,两个质量相同的物体1和2紧靠在一起,放在圆滑水平桌面上,若是它们分别碰到水平推

力F1和F2作用,而且F1>F2,则1施于2的作用力大小为()

2

A.F1B.F2

11C.2(F1+F2)D.2(F1-F2)

分析将物体1、2看作一个整体,其所受合力为F合=F1-F2,设物体1、2的质量均为m,

??1-??2由牛顿第二定律得F1-F2=2ma,所以a=2??。以物体2为研究对象,受力情况以下列图。

由牛顿第二定律得F-F??1+??2,应选C。1221222

答案C

5.以下列图,内前进的车厢的竖直后壁上放一个物体,物体与壁间的动摩擦因数为μ,要使物体不致

下滑,车厢最少应以多大的加速度前进()

??B.μg??D.gA.??C.??分析

分析物体受力如图,物体不下滑,Ff为静摩擦力,在竖直方向Ff=mg;水平方向FN=ma,而Ff≤μFN,可求

??得a≥??,A正确。

答案A

6.

3

以下列图,用细线竖直悬挂一质量为M的杆,质量为m的小环套在杆上,它与杆间有摩擦,环由静止

释放后沿杆下滑过程中加速度大小为a,则环下滑过程中细线对杆的拉力大小为()

Mg

Mg+mg

C.Mg+mg-ma

D.Mg+mg+ma

分析对环m应用牛顿第二定律得mg-Ff=ma,解得Ff=mg-ma,对杆M有Mg+Ff-FT=0,解得FT=Mg+mg-ma,C

正确。

答案C

7.以下列图,质量分别为m1和m2的物块A、B,用劲度系数为k的轻弹簧相连。当用恒力F沿倾角为

θ的固定圆滑斜面向上拉两物块,使之共同加速运动时,弹簧的伸长量为多少?

分析对整体分析得:F-(m1+m2)gsinθ=(m1+m2)a①

隔断A得:kx-m1gsinθ=m1a②

??1??联立①②得x=??(??1+??2)。

??1??答案??(??1+??2)

能力提升

1.以下列图,质量分别为mA和mB的A、B两小球分别连在弹簧两端,B端用细线固定在倾角为30°的

圆滑斜面上,若不计弹簧质量,在细线被剪断刹时A、B两球的加速度大小分别为()

4

????A.都等于和22(????+??)(????+??)C.??g和和??g2????2????

分析在剪断绳子从前,A处于平衡状态,所以弹簧的拉力与A的重力沿斜面的分力相等。在剪断上端

的绳子的刹时,绳子上的拉力立刻减为零,而弹簧的伸长量没有来得及发生改变,故弹力不变仍为A的重力沿斜面上的分力。故A球的加速度为零;在剪断绳子从前,B碰到重力、弹簧对它斜向下的拉力、支持力及绳子的拉力,在剪断上端的绳子的刹时,绳子上的拉力立刻减为零,对B球进行受力分析,则B碰到重力、弹簧的向下拉力、支持力。所以依照牛顿第二定律得,????????(????+????)??B??sin30°+??sin30°,故D正确,A、B、C错误。a=????=2????

答案D

2.甲、乙双方同学在水平川面进步行拔河比赛,正僵持不下,以下列图。若是地面对甲方全队伍员

的总的摩擦力为5000N,同学甲1和乙1对绳子的水平拉力均为600N。绳上的A、B两点分别位于

甲1和乙1、乙1和乙2之间。不考虑绳子的质量。下面说法正确的选项是()

A.A处绳上的张力为10000NB.B处绳上的张力为4400NC.乙2队员对地面的摩擦力是600ND.同学甲1和乙1对绳子的水平拉力均为600N,其原因是它们是一对作用力与反作用力分析对甲方整体,其在水平方向上碰到摩擦力和绳子拉力,依照二力平衡知,A处绳子的拉力F=Ff甲=5000N,故A错误;对乙方,乙方在水平方向碰到绳子的拉力和摩擦力也处于二力平衡状态,A处绳子拉力为F=5000N,乙1对绳子拉力为600N,所以乙2及其此后同学构成的整体对绳子拉力为5000N-600N=4400N,即B点的绳子张力为4400N,故B正确;乙2及其此后同学构成的整体所受摩擦力为

5

4400N,不能够判断乙2队员的所受摩擦力情况,故C错误。同学甲1和乙1对绳子的水平拉力均为600N,

但两个力作用在一个物体上,不是相互作用力,故D错误。

答案B

3.(多项选择)以下列图,质量均为的两个木块、叠放在水平川面上,、Q接触面的倾角为θ,现在mPQP上加一水平推力,使、保持相对静止一起向左做匀加速直线运动,以下说法正确的选项是()QFPQ

A.木块Q对地面的压力必然为2mg

??B.若Q与地面间的动摩擦因数为μ,则μ=2????

C.若P、Q之间圆滑,则加速度a=gtanθ

D.地面与Q间的滑动摩擦力随推力F的增大而增大

分析以P、Q整体为研究对象,在竖直方向上合力为零,故F=2mg,故Q对地面的压力为2mg,故A正N确;因P、Q做匀加速运动,若μ=??,在水平方向上由牛顿第二定律得:F-μ·2mg=ma,解得:a=0,2????故不能够做匀加速运动,故B错误;若P、Q之间圆滑,对P受力分析,在水平方向上,由牛顿第二定律可知:mgtanθ=ma,故a=gtanθ,故C正确;Q与地面间为滑动摩擦力,故F=μ·2mg,摩擦力不变,故fD错误。答案AC0,圆滑槽内有一质4.(多项选择)以下列图,质量为m、中间为半球形的圆滑凹槽放置于圆滑水平川面上量为m的小铁球,现用一水平向右的推力F推动凹槽,小铁球与圆滑凹槽相对静止时,凹槽球心和小铁球的连线与竖直方向成α角。则以下说法正确的选项是()

小铁球碰到的合外力方向水平向左

F=(m0+m)gtanα

C.系统的加速度为a=gtanα

6

D.F=mgtanα0分析隔断小铁球受力分析得F合tan且合外力水平向右,故小铁球加速度为tanα,由于小=mgα=mag铁球与凹槽相对静止,故系统的加速度也为gtanα,A错误,C正确。整体受力分析得F=(m0+m)a=(m0+m)gtanα,应选项B正确,D错误。

答案BC

5.以下列图,吊篮P悬挂在天花板上,与吊篮质量相等的物体Q被固定在吊篮中的轻弹簧托起,当悬

挂吊篮的细绳被剪断的刹时,吊篮P和物体Q的加速度大小为()

A.gggg

C.g2gg0

分析剪断细线前,对PQ整体受力分析,碰到总重力和细线的拉力而平衡,故FT=2mg;再对物体Q受力

分析,碰到重力、弹簧的支持力;剪断细线后,重力和弹簧的弹力不变,细线的拉力减为零,故物体P

碰到的力的合力等于2mg,方向向下,所以aP=2g,物体Q碰到的力不变,合力为零,所以aQ=0,应选项D正确,A、B、C错误。

答案D

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以下列图,质量为m0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的大小最少为()

A.μmgB.μ(m0+m)g

C.μ(m+2m0)gμ(m0+m)g

分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,要抽

出木板,必定使木板的加速度大于物块的加速度,即am0>am=μg,对木板受力分析如图。

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依照牛顿第二定律,得:F-μ(m0+m)g-μmg=m0am0

得F=μ(m0+m)g+μmg+m0am0>μ(m0+m)g+μmg+μm0g=2μ(m0+m)g,选项D正确。答案D

7.(多项选择)以下列图,两个质量分别为11kg、24kg的物体置于圆滑的水平面上,中间用轻质弹m=m=簧测力计连接。两个大小分别为130N、220N的水平拉力分别作用在1、2上,则达到牢固状F=F=mm态后,以下说法正确的选项是()

A.弹簧测力计的示数是25NB.弹簧测力计的示数是28N

C.在突然撤去F2的刹时,m2的加速度大小为7m/s2

D.在突然撤去F的刹时,m的加速度大小为213m/s11分析以m、m以及弹簧测力计为研究对象??1-??2=2m/s2;再以m为研究对象,121设弹簧的弹力为F,则F1-F=m1a,得F=28N,故A错误,B正确;突然撤去F2的刹时,弹簧的弹力不变,此时m2的加速度a2=??=7m/s2,故C正确;突然撤去F1的刹时,弹簧的弹力也不变,此时m1的加速度??2a1=??=28m/s2,故D错误。??1

答案BC

8.(多项选择)(2019·全国3,20)如图(a),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不能伸长的细绳与固定

在实验台上的力传感器相连,细绳水平。t=0时,木板开始碰到水平外力F的作用,在t=4s时撤去

外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示,木板的速度v与时间t的关系如图

(c)所示。木板与实验台之间的摩擦能够忽略。重力加速度取10m/s2。由题给数据能够得出()

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A.木板的质量为1kg

~4s内,力F的大小为0.4N

~2s内,力F的大小保持不变

D.物块与木板之间的动摩擦因数为0.2

分析对物块受力分析可知,细绳对物块的拉力f等于木板与物块间的摩擦力。由题图(b)可知,滑动??22摩擦力Ff=0.2N,设木板质量为m木,对木板:4~5s的加速度a2=??=-1m/s=-0.2m/s,-Ff=m木a2,可求得m木=1kg,A正确。对木板:2~4s内,F-Ff=m木a1,a1=0.2m/s2,求得F=0.4N,B正确。对木板:0~2s,拉

力F与静摩擦力F平衡,F=F静=kt,C错误。物块质量未知,无法求正压力,无法求动摩擦因数μ,Df静f错误。答案AB

9.以下列图,质量为4kg的小球用细绳拴着吊行家驶的汽车后壁上,绳与竖直方向夹角为37°。已

知g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:

当汽车以a=2m/s2向右匀减速行驶时,细线对小球的拉力和小球对车后壁的压力。

当汽车以a=10m/s2向右匀减速行驶时,细线对小球的拉力和小球对车后壁的压力。分析(1)当汽车以a=2m/s2向右匀减速行驶时,小球受力分析以下列图。

由牛顿第二定