62牛頓第二定律每課一練17

1、6. 2牛頓第二定律每課一練17（連接體問題）1.如圖所示，火車頭以力尸拉了6節(jié)車廂前進(jìn)，其中只有第3節(jié)車廂是空車廂，質(zhì)量/5,其余車廂都載滿人，質(zhì)量為風(fēng)求：列車的加速度； 逐節(jié)牽引后面車廂的力用二尺F2、限人、慮、尺；第4節(jié)車廂向后拉前面的力捋。（1 ）對(duì)6節(jié)車廂，做 勻加速直線運(yùn)動(dòng)尸受力如圖，水平,4 Qg,豎直向上彈力hn,忽略滾動(dòng)摩擦力，（1）（2）（3）析與解：重力（5卅刃/5） 律得為刃2 O O卩向右拉力F,豎直向下 、鈕 尿 一 L+鬥（5硏加5） =5F/26nj,方向與尸的方向相同，如圖。3、4、5、6節(jié)車廂整體，也以加速度日做勻加速直線運(yùn)動(dòng)0受力如）圖廠水O根據(jù)（5m+m

2、/5） gapF/對(duì)2、直向下重力 （4硏刃/5） g,豎直向上彈力局，忽略滾動(dòng)摩擦力，則拉力牛頓第二定律得（4盼刃/5） a F2,用提供合外力，F(xiàn)F =21/726,方向與日的方向相同，如圖；盡盡慮、慮請(qǐng)解，注意選擇研究對(duì)象和表達(dá)邏輯。（3）對(duì)1、2、3節(jié)車廂整體，也以加速度日做勻加速直線運(yùn)動(dòng)， 力尸，水平向左拉力席，豎直向下重力 供合外力，根據(jù)牛頓第二定律得PF【二（2 加刃 /5） a解得 -F-（ 2血777/5） a二15刃26,方向與&的方向相同。A和E用一輕質(zhì)彈簧相連，豎直放在木塊設(shè)所有接觸面都光滑，當(dāng)沿水平方向迅速抽岀木塊平向右拉力同學(xué)參考上述表達(dá)進(jìn)行求F2N受力如圖，水平向

3、右拉 （2硏刃/5）g,凡，忽略滾動(dòng)摩擦力，則拉力尸和冴提(4m+m/5)豎直向上彈力2如圖所示，木塊 們的質(zhì)量之比是 1:2:3。的加速度。析與解：對(duì)A和FNC上，三者靜置于地面3 .它C的瞬間，求A和（EE整體，在抽岀木塊 C的瞬間前處于靜止?fàn)顟B(tài),重力52m） g,則有豎直向上的彈力尸，則重力和彈力提供合外力，根據(jù)受力如圖，豎直向下的牛頓第二定律得(2m+m/5 ) gFi八AF-（血2刃）歹0,mg解得片3mg方向豎直向上；對(duì)A,在抽岀木塊 C的瞬間，受力如圖，豎直向下的重力殆，由于彈簧形變明 顯，恢復(fù)需要較長(zhǎng)時(shí)間不能忽略，認(rèn)為在瞬間彈簧保持原來形變且兩端都連接著有（ 的物體，則有與抽岀

4、木塊 C的瞬間前相同的豎直向上彈力人，則重力和彈力提 供合外力，仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)牛頓第二定律得a- （Fi-/ng ）/zfO/zfO；對(duì)b,在抽岀木塊 C的瞬間，與抽岀木塊C的瞬間前相比，少了豎直向上的彈力a=F/2m,汁力”）g”2mgd質(zhì)量F2VF,其它力不變，受=3mg-/2./n= 1. 5g,方向豎直向下。3. 一質(zhì)量為廬100kg傾角為0=37。的楔形木塊，靜置于水平桌面上，與桌面間的動(dòng)摩 =0.2。一物塊質(zhì)量為加 =10kg,置于楔形木塊的斜面上，物塊與斜面都是光滑的。為了保持物塊相對(duì)斜面靜止，可用一水平力尸推楔形木塊，如圖所示。求此水平力的大小。析與解：對(duì)皿，相對(duì)斜面靜止

5、一起水平向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，受力如圖，豎直向下的重力“好，垂直斜面向上彈力幷，由于加速度a水平向左，則合外力也水平向左，如圖，據(jù)平行四邊形和牛頓第二定律得a=mgta n 9/mg,豎直向=gta n 9 ；對(duì)和整體，受力如圖，豎直向下的重力（湖/）上彈力尺，水平向左力尺尸提供合外力，據(jù)平牛頓第二定律得F=（倂加）a=（mj；） gtan 9=（100+10） 10ta n37=825N ；4.如圖所示，在長(zhǎng)/=lm,質(zhì)量為M=30kg的車廂D內(nèi)的右壁處，放上一個(gè)質(zhì)量/&=20kg的小物體/（可視為質(zhì)點(diǎn)），對(duì)車廂B施加一水平向右的恒力斤且尸=120兀使之從靜止開始運(yùn)動(dòng)。測(cè)得車廂 D在最初2.

6、0s內(nèi)移動(dòng)s=5.伽，且這段時(shí)間內(nèi)小物塊未與車廂壁發(fā)生過碰撞。 假設(shè)車廂與地面間的摩擦忽略不計(jì)。小物塊與車廂壁之間的碰撞無機(jī)械能損失。（1）試計(jì)算判斷兒 B之間在2 0s內(nèi)是否發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)（2）求2.8s末B的速度大小?；?. 【分析】（1）根據(jù)題目的描述，無法立即得岀兩者是否相對(duì)滑 動(dòng)。根據(jù)車廂2s內(nèi)前進(jìn)的距離可得岀它的加速度，假設(shè)兩者不 動(dòng)，可以根據(jù)牛頓第二定律求出共同加速度進(jìn)行比較。【解答】（1）設(shè)2 Os內(nèi)車廂的加速度 a”，車廂的位移為s,根據(jù)位移公式s = *A2，得aB = 2.5m/s 2假設(shè)兩者相對(duì)靜止，根據(jù)牛頓第二定律F = （m+m） a，得共同加速度aA|Am/s-因?yàn)?/p>

7、a 2.8s,所以AB在2. 8s時(shí)未碰撞，由速度公式可得 A、B速度大小:=aAt = 6.3m/ s v b = a Bt = 7m/ s5. 如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為的長(zhǎng)方形木板D放在光滑水平地面上，在其右端放一個(gè)質(zhì)量為加的小木塊mM,兩者之間的滑動(dòng)摩擦力為現(xiàn)以地面為參照系，給久B以大小相等、方向相反的初速度 v o，使/開始向左運(yùn)動(dòng)、B開始向右運(yùn)動(dòng)，最終/沒有滑離B板。求：（1）以地面為參照系， A向左運(yùn)動(dòng)到達(dá)的最遠(yuǎn)處離岀發(fā)點(diǎn)的最大距離及時(shí)間；以木板為參照系，A向左運(yùn)動(dòng)到達(dá)的最遠(yuǎn)處離岀發(fā)點(diǎn)的最大距離及時(shí)間。【分析】（1）以地為參考系，A向左做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度減為零時(shí)，小木塊 /磁到達(dá)了最遠(yuǎn)

8、 處?！窘獯稹緼對(duì)于A,根據(jù)牛頓第二定律得：f = ma aBvom-I o “ /,/由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式:02 - Vg = 2asA由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式:0 = % 由解得：2$人=如；由解得片=竺2/f【分析】（2）以地為參考系，A向左做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速率減為零時(shí)，小木塊/就到達(dá)了最遠(yuǎn) 處。但此時(shí)B仍向右做減速運(yùn)動(dòng)，A將反向加速運(yùn)動(dòng)，此時(shí) A的速率小于B的速率，相對(duì)于B, A仍向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩者速率相同時(shí)，達(dá)到了木板的最遠(yuǎn)處。【解答】對(duì)于B,根據(jù)牛頓第二定律f=Ma B設(shè)經(jīng)過時(shí)間t, A速度為 ,由速度公式：=v0 -aAt設(shè)經(jīng)過時(shí)間t, B速度為VB,由速度公式：VB = V0 -ci BtMm2v0

9、M +兩者速度相有J = -v b ,解得所用時(shí)間m fB向右的距離A向左的距離為vot-AaBt2=vot-Aa At相對(duì)于木板，A向左的最大距離為5 =+ s2vq Mm6.如圖所示，質(zhì)量心 4. Okg 的長(zhǎng)木塊 A 和質(zhì)量 m = 1.0kg 的長(zhǎng)木塊 D 首尾相接，靜止放在水平面上， A, D 木塊長(zhǎng)度均為 Z=0. 5m, 在 A 木塊的左端點(diǎn)，有一質(zhì)量 /7=1. 0kg 的金屬塊 C （可視為質(zhì)點(diǎn)），金屬塊 C 與木塊 / 、B 間動(dòng)摩擦因數(shù) Pi = 0.5, A, D 木塊與水平面間動(dòng)摩擦 因數(shù)化 =0. 15（A、 B 木塊與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)與靜摩擦因數(shù)相同） - 現(xiàn)以

10、水平力戶 20N 用于金屬塊 C,使C由靜止開始運(yùn)動(dòng)，要使金屬塊C恰能運(yùn)動(dòng)到B木塊右端點(diǎn)但不掉下，求力 F的作用時(shí)間（g取10m / s2） o【分析】C在A上向右運(yùn)動(dòng)，A、B是否運(yùn)動(dòng)還要判定；最終要求在 B I B 1上恰好不掉下來， C 在 A 上就撤去力 F 還是在 B 上撤去力也要判定?！窘獯稹緾給A向右的摩擦力fc - jU img - 5N 地面給A的最大靜摩擦力 f a= “0% + AAS= 7.5N因?yàn)?fQfc, A 、 B 靜止不動(dòng)， C 向右加速運(yùn)動(dòng)設(shè)C剛到B上時(shí)的速度為 V”此時(shí)F已停止作用于 C,2C 的加速度為 a； = = AiA = 5m/smcf - f 5 3B 的加速度為 QB = JC JB=AA = 2m/s-mB 1經(jīng)過時(shí)間 t 兩者速度相同 * -act - a Bt22C 恰好不掉下，兩者位移關(guān)系Vl