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文檔簡介
1、牛頓第二定律的應用連接體問題一、連接體整體運動狀態(tài)相同1、如圖所示,小車質量均為m,光滑小球p的質量為m,繩的質量不計,水平地面光滑。要使小球p隨車一起勻加速運動(相對位置如圖所示),則施于小車的水平拉力f各是多少?(已知) 球剛好離開斜面 球剛好離開槽底f= f= f= f= 2、如圖所示,a、b質量分別為m1,m2,它們在水平力f的作用下均一起加速運動,甲、乙中水平面光滑,兩物體間動摩擦因數為,丙中水平面光滑,丁中兩物體與水平面間的動摩擦因數均為,求a、b間的摩擦力和彈力。 f= f= fab= fab= 3、如圖所示,小車的質量為m,正在向右加速運動,一個質量為m的木塊緊靠在車的前端相對
2、于車保持靜止,則下列說法正確的是( )a.在豎直方向上,車壁對木塊的摩擦力與物體的重力平衡b.在水平方向上,車壁對木塊的彈力與物體對車壁的壓力是一對平衡力c.若車的加速度變小,車壁對木塊的彈力也變小d.若車的加速度變大,車壁對木塊的摩擦力也變大4、如圖所示,質量為的物體2放在正沿平直軌道向右行駛的車廂底板上,并用豎直細繩通過光滑定滑輪連接質量為的物體,與物體1相連接的繩與豎直方向成角,則( )a. 車廂的加速度為 b. 繩對物體1的拉力為c. 底板對物體2的支持力為d. 物體2所受底板的摩擦力為二、連接體內部各部分有不同的加速度5、如圖所示,一只質量為m的小猴抓住用繩吊在天花板上的一根質量為m
3、的豎直桿。當懸繩突然斷裂時,小猴急速沿桿豎直上爬,以保持它離地面的高度不變。則桿下降的加速度為( )a. b. c. d. 7、如圖所示,a、b的質量分別為ma=0.2kg,mb=0.4kg,盤c的質量mc=0.6kg,現懸掛于天花板o處,處于靜止狀態(tài)。當用火柴燒斷o處的細線瞬間,木塊a的加速度aa多大?木塊b對盤c的壓力fbc多大?abco(g取10m/s2)8、如圖所示,質量為m的斜劈形物體放在水平地面上,質量為m的粗糙物塊以某一初速度沿劈的斜面向上滑,至速度為零后加速返回,而物體m始終保持靜止,則在物塊m上、下滑動的整個過程中( )a. 地面對物體m的摩擦力方向沒有改變; b. 地面對物
4、體m的摩擦力先向左后向右;c. 物塊m上、下滑時的加速度大小相同;d. 地面對物體m的支持力總小于9、 在粗糙的水平面上有一質量為m的三角形木塊,兩底角分別為、,在三角形木塊的兩個粗糙斜面上,有兩個質量為、的物體分別以、的加速度沿斜面下滑。三角形木塊始終是相對地面靜止,求三角形木塊受到靜摩擦力和支持力?【典型例題】m1m2baf例1.兩個物體a和b,質量分別為m1和m2,互相接觸放在光滑水平面上,如圖所示,對物體a施以水平的推力f,則物體a對物體b的作用力等于()a.b.c.fd.擴展:1.若m1與m2與水平面間有摩擦力且摩擦因數均為則對b作用力等于。m2m1 2.如圖所示,傾角為的斜面上放兩
5、物體m1和m2,用與斜面f平行的力f推m1,使兩物加速上滑,不管斜面是否光滑,兩物體之間的作用力總為。 例2.如圖所示,質量為m的木板可沿傾角為的光滑斜面下滑,木板上站著一個質量為m的人,問(1)為了保持木板與斜面相對靜止,計算人運動的加速度?(2)為了保持人與斜面相對靜止,木板運動的加速度是多少?【針對訓練】baf1.如圖光滑水平面上物塊a和b以輕彈簧相連接。在水平拉力f作用下以加速度a作直線運動,設a和b的質量分別為ma和mb,當突然撤去外力f時,a和b的加速度分別為()a.0、0b.a、0 vc.、d.a、a2.如圖a、b、c為三個完全相同的物體,當水平力f作用fb于b上,三物體可一起勻
6、速運動。撤去力f后,三物體仍可一c起向前運動,設此時a、b間作用力為f1,b、c間作用力為f2,則f1和f2的大小為()aa.f1f20b.f10,f2fc.f1,f2d.f1f,f203.如圖所示,在前進的車廂的豎直后壁上放一個物體,物體與壁間的靜摩擦因數0.8,要使物體不致下滑,車廂至少應以多大的加速度前進?(g10m/s2)f4.如圖所示,箱子的質量m5.0kg,與水平地面的動摩擦因數0.22。在箱子頂板處系一細線,懸掛一個質量m1.0kg的小球,箱子受到水平恒力f的作用,使小球的懸線偏離豎直方向30°角,則f應為多少?(g10m/s2)【能力訓練】ba1.如圖所示,質量分別為
7、m、m的滑塊a、b疊放在固定的、傾角為的斜面上,a與斜面間、a與b之間的動摩擦因數分別為1,2,當a、b從靜止開始以相同的加速度下滑時,b受到摩擦力()a.等于零b.方向平行于斜面向上c.大小為1mgcosd.大小為2mgcos2.如圖所示,質量為m的框架放在水平地面上,一輕彈簧上端固定在框架上,下端固定一個質量為m的小球。小球上下振動時,框架始終沒有跳起,當框架對地面壓力為零瞬間,小球的加速度大小為()mma.g b.c.0 d.3.如圖,用力f拉a、b、c三個物體在光滑水平面上運動,現在中間的b物體上加一個小物體,它和中間的物體一起運動,且原拉力f不變,那么加上物體以后,兩段繩中的拉力fa
8、和fb的變化情況是()abctatba.ta增大b.tb增大mmc.ta變小d.tb不變4.如圖所示為雜技“頂竿”表演,一人站在地上,肩上扛一質量為m的豎直竹竿,當竿上一質量為m的人以加速度a加速下滑時,竿對“底人”的壓力大小為()a.(m+m)gb.(m+m)gmac.(m+m)g+mad.(mm)g5.如圖,在豎直立在水平面的輕彈簧上面固定一塊質量不計f的薄板,將薄板上放一重物,并用手將重物往下壓,然后突然將手撤去,重物即被彈射出去,則在彈射過程中,(即重物與彈簧脫離之前),重物的運動情況是()a.一直加速b.先減速,后加速c.先加速、后減速d.勻加速6. 如圖所示,木塊a和b用一輕彈簧相
9、連,豎直放在木塊abcc上,三者靜置于地面,它們的質量之比是1:2:3,設所有接觸面都光滑,當沿水平方向抽出木塊c的瞬時,a和b的加速度分別是aa= ,ab。apa45°7.如圖所示,一細線的一端固定于傾角為45°的光滑楔形滑塊a的頂端p處,細線的另一端拴一質量為m的小球。當滑塊至少以加速度a向左運動時,小球對滑塊的壓力等于零。當滑塊以a2g的加速度向左運動時,線的拉力大小f。abf8.如圖所示,質量分別為m和2m的兩物體a、b疊放在一起,放在光滑的水平地面上,已知a、b間的最大摩擦力為a物體重力的倍,若用水平力分別作用在a或b上,使a、b保持相對靜止做加速運動,則作用于a
10、、b上的最大拉力fa與fb之比為多少?9.如圖所示,質量為80kg的物體放在安裝在小車上的水平磅稱上,小車沿斜面無摩擦地向下運動,現觀察到物體在磅秤上讀數只有600n,則斜面的傾角為多少?物體對磅秤的靜摩擦力為多少?m10.如圖所示,一根輕彈簧上端固定,下端掛一質量為mo的平盤,盤中有一物體,質量為m,當盤靜止時,彈簧的長度比自然長度伸長了l。今向下拉盤使彈簧再伸長l后停止,然后松手放開,設彈簧總處在彈性限度以內,剛剛松開手時盤對物體的支持力等于多少?參考答案典型例題:例1.分析:物體a和b加速度相同,求它們之間的相互作用力,采取先整體后隔離的方法,先求出它們共同的加速度,然后再選取a或b為研
11、究對象,求出它們之間的相互作用力。解:對a、b整體分析,則f(m1+m2)a所以求a、b間彈力fn時以b為研究對象,則答案:b說明:求a、b間彈力fn時,也可以以a為研究對象則:ffnm1affn故fn對a、b整體分析f(m1+m2)g=(m1+m2)a再以b為研究對象有fnm2gm2afnm2gm2提示:先取整體研究,利用牛頓第二定律,求出共同的加速度再取m2研究,由牛頓第二定律得fnm2gsinm2gcosm2a整理得例2.解(1)為了使木板與斜面保持相對靜止,必須滿足木板在斜面上的合力為零,所以人施于木板的摩擦力f應沿斜面向上,故人應加速下跑。現分別對人和木板應用牛頓第二定律得:對木板:
12、mgsinf。對人:mgsin+fma人(a人為人對斜面的加速度)。解得:a人,方向沿斜面向下。(2)為了使人與斜面保持靜止,必須滿足人在木板上所受合力為零,所以木板施于人的摩擦力應沿斜面向上,故人相對木板向上跑,木板相對斜面向下滑,但人對斜面靜止不動?,F分別對人和木板應用牛頓第二定律,設木板對斜面的加速度為a木,則:對人:mgsinf。對木板:mgsin+f=ma木。解得:a木,方向沿斜面向下。即人相對木板向上加速跑動,而木板沿斜面向下滑動,所以人相對斜面靜止不動。答案:(1)(m+m)gsin/m,(2)(m+m)gsin/m。針對訓練1.d2.c3.解:設物體的質量為m,在豎直方向上有:
13、mg=f,f為摩擦力在臨界情況下,ffn,fn為物體所受水平彈力。又由牛頓第二定律得:fnma由以上各式得:加速度4.解:對小球由牛頓第二定律得:mgtg=ma對整體,由牛頓第二定律得:f(m+m)g=(m+m)a由代入數據得:f48n能力訓練1.bc2.d3.a4.b5.c6.0、 7.g、8.解:當力f作用于a上,且a、b剛好不發(fā)生相對滑動時,對b由牛頓第二定律得:mg=2ma對整體同理得:fa(m+2m)a 由得當力f作用于b上,且a、b剛好不發(fā)生相對滑動時,對a由牛頓第二定律得:mgma對整體同理得fb(m+2m)a由得fb3mgn所以:fa:fb1:2axf靜9.解:取小車、物體、磅
14、秤這個整體為研究對象,受a總重力mg、斜面的支持力n,由牛頓第二定律得,aymgsinma,a=gsin取物體為研究對象,受力mg情況如圖所示。將加速度a沿水平和豎直方向分解,則有f靜macosmgsincosmgnmasinmgsin2由式得:nmgmgsin2=mgcos2,則cos代入數據得,30°由式得,f靜mgsincos代入數據得f靜346n。根據牛頓第三定律,物體對磅秤的靜摩擦力為346n。10.解:盤對物體的支持力,取決于物體狀態(tài),由于靜止后向下拉盤,再松手加速上升狀態(tài),則物體所受合外力向上,有豎直向上的加速度,因此,求出它們的加速度,作用力就很容易求了。將盤與物體看
15、作一個系統,靜止時:kl(m+m0)g再伸長l后,剛松手時,有k(l+l)(m+m0)g=(m+m0)a由式得剛松手時對物體fnmg=ma則盤對物體的支持力fnmg+ma=mg(1+) 高一物理牛頓運動定律綜合測試題 一本題共10小題;每小題4分,共40分. 在每小題給出的四個選項中,有的小題只有一個選項正確,有的小題有多個選項正確,全部選對的得4分,選不全的得2分,有選錯或不答的得0分.把答案填在答題卷的表格內。1下面單位中是國際單位制中的基本單位的是 ( )akg pa m bn s m c摩爾 開爾文 安培 d牛頓 秒 千克2一汽車在路面情況相同的公路上直線行駛,下面關于車速、慣性、質量
16、和滑行路程的討論正確的是 ( )a車速越大,它的慣性越大b質量越大,它的慣性越大c車速越大,剎車后滑行的路程越長d車速越大,剎車后滑行的路程越長,所以慣性越大3一質量為m的人站在電梯中,電梯減速下降,加速度大小為(g為重力加速度)。人對電梯底部的壓力大小為 ( )a b2mg cmg d4一輕彈簧上端固定,下端掛一重物,平衡時彈簧伸長了4cm再將重物向下拉1cm,然后放手,則在剛釋放的瞬間重物的加速度是 ( )a2.5 m/s2 b7.5 m/s2 c10 m/s2 d12.5 m/s2f5如圖所示,一物塊位于光滑水平桌面上,用一大小為f 、方向如圖所示的力去推它,使它以加速度a右運動。若保持
17、力的方向不變而增大力的大小,則 ( )aa 變大 b不變 ca變小 d因為物塊的質量未知,故不能確定a變化的趨勢6如圖所示,兩物體a和b,質量分別為,m1和m2,相互接觸放在水平面上對物體a施以水平的推力f,則物體a對物體b的作用力等于 ( )afbm1m2a bcf d7在升降機內,一個人站在磅秤上,發(fā)現自己的體重減輕了20,于是他做出了下列判斷中正確的是 ( ) a升降機以0.8g的加速度加速上升 b升降機以0.2g的加速度加速下降c升降機以0.2g的加速度減速上升 d升降機以0.8g的加速度減速下降8豎直向上射出的子彈,到達最高點后又豎直落下,如果子彈所受的空氣阻力與子彈的速率大小成正比
18、,則 ( )a子彈剛射出時的加速度值最大 b子彈在最高點時的加速度值最大c子彈落地時的加速度值最小 d子彈在最高點時的加速度值最小bav9. 如圖,物體a、b相對靜止,共同沿斜面勻速下滑,正確的是 ( )a a與b間 沒有摩擦力 bb受到斜面的滑動摩擦力為mbgsinc斜面受到b的滑動摩擦力,方向沿斜面向下 db與斜面的滑動摩擦因素 = tan 10如圖所示,一個箱子放在水平地面上,箱內有一固定的豎直桿,在桿上套著一個環(huán)箱和桿的質量為m,環(huán)的質量為m已知環(huán)沿著桿加速下滑,環(huán)與桿的摩擦力的大小為
19、f,則此時箱對地面的壓力 ( )a等于mg b等于(m+m)gc等于mg+f d等于(m+m)g f二本題共4小題,共20分,把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答f / n0.200.300.400.500.60a / m·s20.110.190.290.400.5111在探究加速度和力、質量的關系的實驗中,測量長度的工具是:_,精度是_ mm,測量時間的工具是_,測量質量的工具是_。12某同學在加速度和力、質量的關系的實驗中,測得小車的加速度a和拉力f的數據如右表所示(1)根據表中的數據在坐標圖上作出a f圖象(2)圖像的斜率的物理意義是_(3)圖像(或延長線)與f軸的截距的物理
20、意義是_(4)小車和砝碼的總質量為 _ kg13認真閱讀下面的文字,回答問題??茖W探究活動通常包括以下環(huán)節(jié):提出問題,作出假設,制定計劃,搜集證據,評估交流等一組同學研究“運動物體所受空氣阻力與運動速度關系”的探究過程如下:a有同學認為:運動物體所受空氣阻力可能與其運動速度有關b他們計劃利用一些“小紙杯”作為研究對象,用超聲測距儀等儀器測量“小紙杯”在空中直線下落時的下落距離、速度隨時間變化的規(guī)律,以驗證假設c在相同的實驗條件下,同學們首先測量了單只“小紙杯”在空中下落過程中不同時刻的下落距離,將數據填入下表中,圖(a)是對應的位移 一 時間圖線然后將不同數量的“小紙杯”疊放在一起從空中下落,
21、分別測出它們的速度 一 時間圖線,如圖(b)中圖線 l、2、3、4、5所示d同學們對實驗數據進行分析、歸納后,證實了他們的假設回答下列提問:(1) 與上述過程中a、c 步驟相應的科學探究環(huán)節(jié)分別是_、_(2) 圖(a)中的ab段反映了運動物體在做_運動,表中 x 處的值為_(3) 圖(b)中各條圖線具有共同特點,“小紙杯”在下落的開始階段做_運動,最后“小紙杯”做_ 運動(4) 比較圖(b)中的圖線1 和 5,指出在 1.0 s 1.5s 時間段內,速度隨時間變化關系的差異:_時間t/s下落距離s/m0.00.0000.40.0360.80.4691.20.9571.61.4472.0x三本題
22、共小題,共40分,解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。 有數值計算的題,答案中必須明確寫出數值和單位。14在汽車中懸掛一小球,當汽車在作勻變速運動時,懸線不在豎直方向上,則當懸線保持與豎直方向夾角為時,汽車的加速度有多大?并討論汽車可能的運動情況。15一水平的傳送帶ab長為20m,以2m/s的速度順時針做勻速運動,已知物體與傳送帶間動摩擦因數為0.1,則把該物體由靜止放到傳送帶的a端開始,運動到b端所需的時間是多少?abv16物體質量m = 6kg,在水平地面上受到與水平面成370角斜向上的拉力f = 20n作用,物體以10m/s的速度作勻速直線運動,求力f撤去后物體還能運動多遠?f17在水平面上放一木塊b,重力為g2 = 100n。再在木塊上放一物塊a,重力g1 = 500n,設a和b,b和地面之間的動摩擦因數均為0.5,先用繩子將a與墻固定拉緊,如圖所示,已知 = 37º,然后在木塊b上施加一個水平力f,若想將b從a下抽出,f最少應為多大?baf18如圖所示,在傾角為的光滑斜面上有兩個用輕質彈簧相連接的物塊a 、b 它們的質量分別為ma、mb,彈簧的勁度系數為k , c為一固定擋板。系統處于靜止狀態(tài)?,F開始用一恒力f沿斜面方向拉物塊a 使之向上運動,求物塊b 剛要離開c
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