牛顿运动定律的综合应用3.doc

课时作业10牛顿运动定律的综合应用一、选择题(8×864)1如图1，在倾角为的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着一只猫已知木板的质量是猫的质量的2倍当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变则此时木板沿斜面下滑的加速度为()A.sinBGsin C.gsin D2gsin 图32如图3所示，在光滑水平面上叠放着A、B两物体，已知mA6 kg、mB2 kg，A、B间动摩擦因数0.2，在物体A上系一细线，细线所能承受的最大拉力是20 N，现水平向右拉细线，g取10 m/s2，则()A当拉力F<12 N时，A静止不动 B当拉力F>12 N时，A相对B滑动C当拉力F16 N时，B受A的摩擦力等于4 ND无论拉力F多大，A相对B始终静止图43如图4所示，在光滑水平面上有两个质量分别为m1和m2的物体A、B，m1>m2，A、B间水平连接着一轻质弹簧秤若用大小为F的水平力向右拉B，稳定后B的加速度大小为a1，弹簧秤示数为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，弹簧秤示数为F2.则以下关系式正确的是()Aa1a2，F1>F2Ba1a2，F1<F2Ca1<a2，F1F2 Da1>a2，F1>F2图54在一正方形小盒内装一小圆球，盒与球一起沿倾角为的光滑斜面下滑，如图5所示若不计摩擦，当角增大时，下滑过程圆球对方盒前壁压力FN及对方盒底面的压力FN将如何变化()AFN变小，FN变小 BFN变小，FN为零CFN变小，FN变大 DFN不变，FN变大图75如图7所示，质量为m1和m2的两个物体用细线相连，在大小恒定的拉力F作用下，先沿水平面，再沿斜面(斜面与水平面成角)，最后竖直向上运动则在这三个阶段的运动中，细线上张力的大小情况是()A由大变小 B由小变大 C始终不变 D由大变小再变大图86如图8所示，一轻绳通过一光滑定滑轮，两端各系一质量分别为m1和m2的物体，m1放在地面上，当m2的质量发生变化时，m1的加速度a的大小与m2的关系图象大体如下图中的()图97如图9所示，质量为M的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架上，下端固定一个质量为m的小球，小球上下振动时，框架始终没有跳起，当框架对地面压力为零瞬间，小球的加速度大小为()AgB.g C0 D.g图108如图10所示，竖直放置在水平面上的轻质弹簧上叠放着两物块A、B，A、B的质量均为2 kg，它们处于静止状态若突然将一个大小为10 N，方向竖直向下的力施加在物块A上，则此瞬间，A对B的压力大小为：(g10 m/s2)()A10 N B20 N C25 N D30 N二、计算题(3×1236)图119有5个质量均为m的相同木块，并列地放在水平地面上，如图11所示，已知木块与地面间的动摩擦因数为，当木块1受到水平力F的作用时，5个木块同时向右做匀加速运动，求：(1)匀加速运动的加速度 (2)第4块木块所受合力(3)第4块木块受到第3块木块作用力的大小图1310如图13所示，在倾角为的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为mA、mB，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动，求物块B刚要离开C时物块A的加速度a和从开始到此时物块A的位移d.重力加速度为g.图1411(2009·安徽高考)在2008年北京残奥会开幕式上运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神为了探求上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图14所示设运动员的质量为65 kg，吊椅的质量为15 kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦，重力加速度取g10 m/s2.当运动员与吊椅一起正以加速度a1 m/s2上升时，试求(1)运动员竖直向下拉绳的力；(2)运动员对吊椅的压力参考答案一、选择题(8×864)1 解析：当绳子突然断开，猫保持其相对斜面的位置不变，即相对地面位置不变，猫可视为静止状态，木板沿斜面下滑，取猫和木板整体为研究对象，如图2进行受力分析，由牛顿第二定律得3mgsin2ma，agsin，所以C选项正确 答案：C2解析：设A、B共同运动时的最大加速度为amax，最大拉力为Fmax对B：mAgmBamax，amax6 m/s2 对A、B：Fmax(mAmB)amax48 N当F<Fmax48 N时，A、B相对静止因为地面光滑，故A错，当F大于12 N而小于48 N时，A相对B静止，B错当F16 N时，其加速度a2 m/s2. 对B：Ff4 N，故C对因为细线的最大拉力为20 N，所以A、B总是相对静止，D对 答案：CD3解析：整体法分析，无论用F拉A，还是拉B，F(m1m2)a均成立，所以稳定后A的加速度a1和B的加速度a2相等F拉B时，对A分析，F1m1a，F拉A时，对B分析，F2m2a，因m1>m2，故F1>F2，所以选项A正确 答案：A4解析：图6系统(球和小盒)在垂直于斜面方向无加速度，该方向合外力为零对小球有：FNmgcos，故当增大时，FN变小在平行于斜面方向的加速度agsin，在该方向物体处于“完全失重”状态，所以小球对小盒前壁的压力FN始终为零，与大小无关 答案：B5解析：设细线上的张力为F1.要求F1，选受力少的物体m1为研究对象较好；此外还必须知道物体m1的加速度a，要求加速度a，则选m1、m2整体为研究对象较好在水平面上运动时： F1m1gm1a F(m1m2)g(m1m2)a联立解得：F1在斜面上运动时： F1m1gsinm1gcosm1aF(m1m2)gsin(m1m2)gcos(m1m2)a联立解得：F1同理可得，竖直向上运动时，细线上的张力F1仍是 答案：C6 答案：D7解析：弹簧的弹力与框架的重力平衡，故小球受的合外力为(Mm)g.对m由牛顿第二定律得：(Mm)gma，所以该瞬间ag. 答案：D8解析：对AB整体分析，当它们处于静止状态时，弹簧的弹力等于整体AB的重力，当施加力F的瞬间，弹力在瞬间不变，故A、B所受合力为10 N，则aF合/(2m)2.5 m/s2，后隔离A物块受力分析，得FmgFNma，解得FN25 N，所以A对B的压力大小也等于25 N. 答案：C二、计算题(3×1236)9 解析：(1)选5个木块组成的系统为研究对象，设每一木块受到的滑动摩擦力为Ff，则系统所受外力的合力是： F合F5FfF5mg系统的质量是5m，由牛顿第二定律得：F5mg5ma故系统的加速度是ag图12(2)选第4块木块为研究对象，由牛顿第二定律可直接求得合力F4合mamg(3)选第4、第5两木块组成的系统为研究的对象，水平受力如图12所示，由牛顿第二定律得：FN342Ff2ma，故第4块木块受到第3块木块的作用力为：FN342ma2Ff2m(g)2mgF 答案：(1)g(2)mg(3)F10解析：令x1表示未加F时弹簧的压缩量，由胡克定律和牛顿定律可知kx1mAgsin令x2表示B刚要离开C时弹簧的伸长量，a表示此时A的加速度，由胡克定律和牛顿定律可知kx2mBgsin FmAgsinkx2mAa由式可得a由题意dx1x2 由式可得d.答案：ad11解析：解法1：(1)设运动员和吊椅的质量分别为M和m，绳拉运动员的力为F.以运动员和吊椅整体为研究对象，受到重力的大小为(Mm)g，向上的拉力为2F，根据牛顿第二定律2F(Mm)g(Mm)aF440 N根据牛顿第三定律，运动员拉绳的力大小为440 N，方向竖直向下(2)以运动员为研究对象，运动员受到三个力的作用，重力大小Mg，绳的拉力F，吊椅对运动员的支持力FN.根据牛顿第二定律：FFNMgMaFN275 N根据牛顿第三定律，运动员对吊椅的压力大小为275 N，方向竖直向下解法2：设运动员和吊椅的质量分别为M和m；运动员竖直向下的拉力大小为F，对吊椅的压力大小为FN.根据牛顿第三定律，绳对运动员的拉力大小为F，吊椅对运动员的支持力大小为FN.分别以运动员和吊椅为研究对象，根据牛顿第二定律：FFNMgMaFFNmgma由解得F440 N，FN275 N.答案：(1)440 N(2)275 N