版高考物理一轮复习精选题辑课练9牛顿运动定律的应用Word文档下载推荐.docx
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由于开始a的加速度大于b的加速度,下落时弹簧长度开始变短,弹簧恢复原长时,a的速度大于b的速度,弹簧开始处于压缩状态,C错误;
下落过程中a、b和弹簧组成的系统动能、重力势能、弹性势能相互转化,系统机械能守恒,D正确.
2.(2018·
河南南阳一中月考)(多选)如图所示,A、B两物块的质量分别为2m和m,静止叠放在水平地面上.A、B间的动摩擦因数为μ,B与地面间的动摩擦因数为.最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.现对A施加一水平拉力F,则( )
A.当F<
2μmg时,A、B都相对地面静止
B.当F=μmg时,A的加速度为μg
C.当F>
3μmg时,A相对B滑动
D.无论F为何值,B的加速度不会超过μg
BCD
A、B之间的最大静摩擦力为fmax=μmAg=2μmg,B与地面间的最大静摩擦力为f′max=μ(mA+mB)g=μmg,A、B发生相对滑动时的加速度为a=μg,此时对整体有F-f′max=(m+2m)a,所以当F=μ·
3mg+3ma=3μmg时,A、B将发生相对滑动;
当μmg≤F<
2μmg时,A、B之间不会发生相对滑动,B与地面间会发生相对滑动,A错误;
当F=μmg<
3μmg时,A、B间不会发生相对滑动,由牛顿第二定律有a′===μg,B正确;
当F>
3μmg时,A、B间发生相对滑动,C正确;
A对B的最大摩擦力为2μmg,无论F为何值,B的加速度最大值为a=μg,D正确.
3.(2018·
安徽蚌埠期末)爱因斯坦曾经设计了一个真空中的理想实验,在这个实验中,当电梯(内部为真空)相对于地球静止时,封闭在电梯里的观察者发现,从手中释放的苹果和羽毛落到电梯底板上,当电梯做自由落体运动时,观察者发现从手中释放的苹果和羽毛会停在空中而不下落.以下对这一实验的说法中正确的是( )
A.电梯相对地球静止时,释放后的苹果比羽毛先落到电梯底板
B.电梯做自由落体运动时,释放后的苹果和羽毛受到的合力为零
C.以自由下落的电梯为参考系,牛顿运动定律也是成立的
D.在自由下落的电梯里,观察者不能仅从苹果和羽毛的运动现象判断引力是否存在
D
电梯静止时,由于不受空气阻力,苹果和羽毛均做自由落体运动,故二者同时落到电梯底板上,故A错误;
电梯做自由落体运动时,释放后的苹果和羽毛所受的合力等于它们的重力,故B错误;
牛顿运动定律适用于惯性参考系,即选择静止或匀速直线运动的物体为参考系,以自由下落的电梯为参考系,牛顿运动定律是不成立的,故C错误;
由于电梯、苹果和羽毛三者同时自由下落时相对静止,此时它们仍受到引力作用,因此不能仅从苹果和羽毛的运动现象判断引力是否存在,故D正确.
4.(2018·
湖北黄石中学模考)(多选)如图所示,质量分别为m1、m2的A、B两个滑块放在斜面上,中间用一个轻杆相连,A、B与斜面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2,它们在斜面上加速下滑.关于杆的受力情况,下列分析正确的是( )
A.若μ1>
μ2,m1=m2,则杆受到压力
B.若μ1=μ2,m1>
m2,则杆受到拉力
C.若μ1<
μ2,m1<
m2,则杆受到压力
D.若μ1=μ2,m1≠m2,则杆不受到作用力
AD
不考虑杆对滑块的作用时,滑块受重力、支持力和滑动摩擦力,根据牛顿第二定律,对滑块A有m1gsinθ-μ1mgcosθ=m1a1,解得a1=g(sinθ-μ1cosθ);
同理,对滑块B有a2=g(sinθ-μ2cosθ).考虑杆对两滑块的作用,若μ1>
μ2,则a1<
a2,B的加速度较大,则杆受到压力,故A正确;
若μ1=μ2,则a1=a2,两滑块加速度相同,说明无相对运动趋势,杆不受到作用力,故B错误,D正确;
若μ1<
μ2,则a1>
a2,A的加速度较大,则杆受到拉力,故C错误.
5.(2018·
甘肃一诊)(多选)如图所示,在水平面上,有两个质量分别为m1和m2的物体A、B,它们与水平面之间的动摩擦因数均为μ,m1>
m2,A、B间水平连接有一轻质弹簧测力计.若用大小为F的水平力向右拉B,稳定后B的加速度大小为a1,弹簧测力计示数为F1;
如果改用大小为F的水平力向左拉A,稳定后A的加速度大小为a2,弹簧测力计示数为F2.下列关系式正确的是( )
A.a1=a2,F1>
F2B.a1=a2,F1<
F2
C.a1=a2,F1=F2D.a1>
a2,F1>
A
以由A、B及弹簧组成的整体为研究对象,由牛顿第二定律得两次运动过程中整体的加速度a=,可得a1=a2=a.当用F拉B时,以A为研究对象有F1-μm1g=m1a1,可得F1=μm1g+m1a1=;
同理,当用F拉A时,以B为研究对象,有F2-μm2g=m2a2,可得F2=,由于m1>
m2,则F1>
F2,A正确.
6.(多选)如图所示,一小车上有一个固定的水平横杆,左边有一轻杆与竖直方向成θ角与横杆固定,下端连接一小铁球,横杆右边用一根细线吊一小铁球,当小车向右做加速运动时,细线保持与竖直方向成α角,若θ<
α,则下列说法正确的是( )
A.轻杆对小球的弹力方向与细线平行
B.轻杆对小球的弹力方向沿着轻杆方向向上
C.轻杆对小球的弹力方向既不与细线平行也不沿着轻杆方向
D.此时轻杆的形变包括拉伸形变与弯曲形变
分析细线下面的小铁球,受力如图甲所示,只受到重力和拉力,二者的合力沿水平方向,则有a=gtanα.分析轻杆下面的小球,设轻杆对小球的力F与竖直方向夹角为β,受力分析如图乙,则有mg=Fcosβ,ma=Fsinβ,小铁球加速度相同,则a=gtanβ,代入计算得β=α,所以A正确,B、C错误;
由于弹力没有沿杆的方向,所以轻杆不但被拉伸,还被弯曲,因此D正确.
7.质量为M的小车放在光滑水平面上,小车上用细线悬挂另一质量为m的小球,且M>
m.用一力F水平向右拉小球,使小球和小车一起以加速度a向右运动,细线与竖直方向成α角,细线的拉力大小为F1,如图甲.若用一力F′水平向左拉小车,使小球和车一起以加速度a′向左运动时,细线与竖直方向也成α角,细线的拉力大小为F′1,如图乙,则( )
A.a′=a,F′1=F1B.a′>
a,F′1>
F1
C.a′<
a,F′1<
F1D.a′>
a,F′1=F1
先对题图甲中的整体受力分析,受重力、支持力和拉力F,根据牛顿第二定律有F=(M+m)a.
再对题图甲的小球受力分析,如图(a).
根据牛顿第二定律有F-F1sinα=ma,F1cosα-mg=0.由以上三式可解得F1=,a=.再对题图乙中小球受力分析如图(b),由几何关系得F合=mgtanα,F′1=,再由牛顿第二定律得到a′=gtanα,由于M>
m,故a′>
a,F′1=F1,故选D.
8.如图所示,是某同学站在压力传感器上,做下蹲—起立的动作时记录的力随时间变化的图线.由图线可知,该同学的体重约为650N,除此以外,还可得到的信息是( )
A.该同学做了两次下蹲—起立的动作
B.该同学做了一次下蹲—起立的动作,且下蹲后约2s起立
C.下蹲过程中人一直处于失重状态
D.下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态
B
人下蹲动作分别有失重和超重两个过程,先是加速下降处于失重状态,达到一个最大速度后再减速下降处于超重状态,同理起立对应先超重再失重,对应图象可知,该同学做了一次下蹲—起立的动作,A错误;
由图象看出两次超重的时间间隔就是人蹲在地上持续的时间,约2s,B正确;
下蹲过程既有失重又有超重,且先失重后超重,C、D均错误.
9.(2018·
江西宜春中学等五校联考)(多选)如图所示,一质量为M的楔形木块放在水平桌面上,它的顶角为90°
,两底角为α和β且α<
β,a、b为两个位于斜面上质量均为m的小木块.已知所有接触面都是光滑的.现使a、b同时沿斜面下滑,则下列说法正确的是( )
A.楔形木块静止不动B.楔形木块向右运动
C.a木块处于超重状态D.b木块处于失重状态
对木块a受力分析,如图甲所示,受重力和支持力.木块a匀加速下滑,所以a木块处于失重状态,同理b木块也处于失重状态,D正确,C错误;
由力的合成与分解可得N1=mgcosα,故木块a对楔形木块的压力为N′1=mgcosα,同理,木块b对楔形木块的压力为N′2=mgcosβ,对楔形木块受力分析,如图乙所示,在水平方向上有N′2cosα=N′1cosβ=mgcosαcosβ,所以楔形木块静止不动,故A正确,B错误.
10.(2018·
江西九校联考)如图所示,三个物体质量分别为m1=1.0kg、m2=2.0kg、m3=3.0kg,已知斜面上表面光滑,斜面倾角θ=30°
,m1和m2之间的动摩擦因数μ=0.8.不计绳与滑轮的质量和摩擦.初始时刻用外力使整个系统静止,当撤掉外力时,m2将(g取10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )
A.相对于m1上滑
B.相对于m2下滑
C.和m1一起沿斜面下滑
D.和m1一起沿斜面上滑
假设m1和m2之间保持相对静止,对整体分析,整体的加速度a==2.5m/s2.隔离对m2分析,由牛顿第二定律得f-m2gsin30°
=m2a,解得f=m2gsin30°
+m2a=15N,由题意可知最大静摩擦力fm=μm2gcos30°
=13.9N,可知f>
fm,因为m2随m1一起做加速运动需要的摩擦力大于二者之间的最大静摩擦力,所以假设不正确,根据上述分析可知,m2相对于m1下滑,故B正确.
11.(2018·
辽宁鞍山一中一模)如图所示,水平面上有一固定着轻质定滑轮O的木块A,它的上表面与水平面平行,它的右侧是一个倾角θ=37°
的斜面.放置在A上的物体B和物体C通过一轻质细绳相连,细绳的一部分与水平面平行,另一部分与斜面平行.现对A施加一水平向右的恒力F,使A、B、C恰好保持相对静止.已知A、B、C的质量均为m,重力加速度为g,不计一切摩擦,求恒力F的大小.(sin37°
=0.6,cos37°
=0.8)
mg
设绳的张力为T,系统加速度为a,以物体B为研究对象,水平方向物体B只受绳的拉力,由牛顿第二定律得T=ma;
对物体C受力分析如图所示,受绳的张力T、斜面的支持力FN和重力mg,加速度也为a.对力进行正交分解:
水平方向有FNsinθ-Tcosθ=ma;
竖直方向有FNcosθ+Tsinθ=mg,
联立解得a=,
以A、B、C整体为研究对象有F=3ma,
解得F=mg.
12.(2018·
安徽蚌埠二中模拟)如图所示,地面依次摆放两个完全相同的木板A、B,长度均为l=2.5m,质量均为m2=150g.现有一小滑块以速度v0=6m/s冲上木板A的左端,已知小滑块质量m1=200g,滑块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.2.(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,g取10m/s2)
(1)若滑块滑上木板A时,木板不动,而滑上木板B