2019-2020年高中物理第四章牛顿运动定律习题课二牛顿第二定律的综合应用(I)练习新人教版.doc

2019-2020年高中物理第四章牛顿运动定律习题课二牛顿第二定律的综合应用(I)练习新人教版1. (xx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=0 D.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.FB.FC.24mg+D.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=F,故选项B正确.3.(xx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=g=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=g=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=g=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.(xx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vt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=5.0 m/s2,24 s内,物体的加速度为a2=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. (xx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.(xx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=g故天花板受到的拉力为F=2FT=g,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=g,不论m的质量如何变化,则F4m0g,选项D正确.8.(xx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=m/s2=8 m/s2a2=m/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=.答案:309. (xx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=(mA+mB)a代入数据解得a=10 m/s2,方向竖直向上.(2)设A,B间绳的拉力为FT.对A物体有FT-mAg=mAa代入数据解得FT=40 N.(3)突然撤去力F,由于惯性,A,B一起竖直向上运动,对A,B整体有(mA+mB)g=(mA+mB)a代入数据解得a=10 m/s2,方向竖直向下对A物体,有FT-mAg=mAa代入数据解得FT=0.答案:(1)10 m/s2,方向竖直向上(2)40 N(3)0