課時(shí)作業(yè)10　牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用

1、課時(shí)作業(yè)10牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用時(shí)間：45分鐘總分值：100分一、選擇題(8864)1如圖1，在傾角為的固定光滑斜面上，有一用繩子拴著的長木板，木板上站著一只貓木板的質(zhì)量是貓的質(zhì)量的2倍當(dāng)繩子突然斷開時(shí)，貓立即沿著板向上跑，以保持其相對斜面的位置不變那么此時(shí)木板沿斜面下滑的加速度為()A.eq f(g,2)sinBgsinC.eq f(3,2)gsin D2gsin eq o(sup7(),sdo5(圖1) eq o(sup7(),sdo5(圖2)解析：當(dāng)繩子突然斷開，貓保持其相對斜面的位置不變，即相對地面位置不變，貓可視為靜止?fàn)顟B(tài)，木板沿斜面下滑，取貓和木板整體為研究對象，如圖2進(jìn)行受力分

2、析，由牛頓第二定律得3mgsin2ma，aeq f(3,2)gsin，所以C選項(xiàng)正確答案：C圖32如圖3所示，在光滑水平面上疊放著A、B兩物體，mA6 kg、mB2 kg，A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，在物體A上系一細(xì)線，細(xì)線所能承受的最大拉力是20 N，現(xiàn)水平向右拉細(xì)線，g取10 m/s2，那么()A當(dāng)拉力F12 N時(shí)，A相對B滑動(dòng)C當(dāng)拉力F16 N時(shí)，B受A的摩擦力等于4 ND無論拉力F多大，A相對B始終靜止解析：設(shè)A、B共同運(yùn)動(dòng)時(shí)的最大加速度為amax，最大拉力為Fmax對B：mAgmBamax，amaxeq f(mAg,mB)6 m/s2對A、B：Fmax(mAmB)amax48 N當(dāng)Fm

3、2，A、B間水平連接著一輕質(zhì)彈簧秤假設(shè)用大小為F的水平力向右拉B，穩(wěn)定后B的加速度大小為a1，彈簧秤示數(shù)為F1；如果改用大小為F的水平力向左拉A，穩(wěn)定后A的加速度大小為a2，彈簧秤示數(shù)為F2.那么以下關(guān)系式正確的選項(xiàng)是()Aa1a2，F(xiàn)1F2Ba1a2，F(xiàn)1F2Ca1a2，F(xiàn)1F2解析：整體法分析，無論用F拉A，還是拉B，F(xiàn)(m1m2)a均成立，所以穩(wěn)定后A的加速度a1和B的加速度a2相等F拉B時(shí)，對A分析，F(xiàn)1m1a，F(xiàn)拉A時(shí)，對B分析，F(xiàn)2m2a，因m1m2，故F1F2，所以選項(xiàng)A正確答案：A圖54在一正方形小盒內(nèi)裝一小圓球，盒與球一起沿傾角為的光滑斜面下滑，如圖5所示假設(shè)不計(jì)摩擦，當(dāng)角增

4、大時(shí)，下滑過程圓球?qū)Ψ胶星氨趬毫N及對方盒底面的壓力FN將如何變化()AFN變小，F(xiàn)N變小BFN變小，F(xiàn)N為零CFN變小，F(xiàn)N變大DFN不變，F(xiàn)N變大解析：圖6系統(tǒng)(球和小盒)在垂直于斜面方向無加速度，該方向合外力為零對小球有：FNmgcos，故當(dāng)增大時(shí)，F(xiàn)N變小在平行于斜面方向的加速度agsin，在該方向物體處于“完全失重狀態(tài)，所以小球?qū)π『星氨诘膲毫N始終為零，與大小無關(guān)答案：B圖75如圖7所示，質(zhì)量為m1和m2的兩個(gè)物體用細(xì)線相連，在大小恒定的拉力F作用下，先沿水平面，再沿斜面(斜面與水平面成角)，最后豎直向上運(yùn)動(dòng)那么在這三個(gè)階段的運(yùn)動(dòng)中，細(xì)線上張力的大小情況是()A由大變小 B由小

5、變大C始終不變 D由大變小再變大解析：設(shè)細(xì)線上的張力為F1.要求F1，選受力少的物體m1為研究對象較好；此外還必須知道物體m1的加速度a，要求加速度a，那么選m1、m2整體為研究對象較好在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)：F1m1gm1aF(m1m2)g(m1m2)a聯(lián)立解得：F1eq f(m1F,m1m2)在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)：F1m1gsinm1gcosm1aF(m1m2)gsin(m1m2)gcos(m1m2)a聯(lián)立解得：F1eq f(m1F,m1m2)同理可得，豎直向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)線上的張力F1仍是eq f(m1F,m1m2)答案：C圖86如圖8所示，一輕繩通過一光滑定滑輪，兩端各系一質(zhì)量分別為m1和m2的物體

6、，m1放在地面上，當(dāng)m2的質(zhì)量發(fā)生變化時(shí)，m1的加速度a的大小與m2的關(guān)系圖象大體如下列圖中的()答案：D圖97如圖9所示，質(zhì)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(gè)質(zhì)量為m的小球，小球上下振動(dòng)時(shí)，框架始終沒有跳起，當(dāng)框架對地面壓力為零瞬間，小球的加速度大小為()AgB.eq f(Mm,m)gC0 D.eq f(Mm,m)g解析：彈簧的彈力與框架的重力平衡，故小球受的合外力為(Mm)g.對m由牛頓第二定律得：(Mm)gma，所以該瞬間aeq f(Mm,m)g.答案：D圖108如圖10所示，豎直放置在水平面上的輕質(zhì)彈簧上疊放著兩物塊A、B，A、B的質(zhì)量均為2 kg，它們

7、處于靜止?fàn)顟B(tài)假設(shè)突然將一個(gè)大小為10 N，方向豎直向下的力施加在物塊A上，那么此瞬間，A對B的壓力大小為：(g10 m/s2)()A10 N B20 NC25 N D30 N解析：對AB整體分析，當(dāng)它們處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，彈簧的彈力等于整體AB的重力，當(dāng)施加力F的瞬間，彈力在瞬間不變，故A、B所受合力為10 N，那么aF合/(2m)2.5 m/s2，后隔離A物塊受力分析，得FmgFNma，解得FN25 N，所以A對B的壓力大小也等于25 N.答案：C二、計(jì)算題(31236)圖119有5個(gè)質(zhì)量均為m的相同木塊，并列地放在水平地面上，如圖11所示，木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，當(dāng)木塊1受到水平力F的作用

8、時(shí)，5個(gè)木塊同時(shí)向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，求：(1)勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度(2)第4塊木塊所受合力(3)第4塊木塊受到第3塊木塊作用力的大小解析：(1)選5個(gè)木塊組成的系統(tǒng)為研究對象，設(shè)每一木塊受到的滑動(dòng)摩擦力為Ff，那么系統(tǒng)所受外力的合力是：F合F5FfF5mg系統(tǒng)的質(zhì)量是5m，由牛頓第二定律得：F5mg5ma故系統(tǒng)的加速度是aeq f(F5mg,5m)eq f(F,5m)g圖12(2)選第4塊木塊為研究對象，由牛頓第二定律可直接求得合力F4合maeq f(F,5)mg(3)選第4、第5兩木塊組成的系統(tǒng)為研究的對象，水平受力如圖12所示，由牛頓第二定律得：FN342Ff2ma，故第4塊木塊受到第3塊木塊

9、的作用力為：FN342ma2Ff2m(eq f(F,5m)g)2mgeq f(2,5)F答案：(1)eq f(F,5m)g(2)eq f(F,5)mg(3)eq f(2,5)F圖1310如圖13所示，在傾角為的光滑斜面上有兩個(gè)用輕質(zhì)彈簧相連接的物塊A、B，它們的質(zhì)量分別為mA、mB，彈簧的勁度系數(shù)為k，C為一固定擋板，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)開始用一恒力F沿斜面方向拉物塊A使之向上運(yùn)動(dòng)，求物塊B剛要離開C時(shí)物塊A的加速度a和從開始到此時(shí)物塊A的位移d.重力加速度為g.解析：令x1表示未加F時(shí)彈簧的壓縮量，由胡克定律和牛頓定律可知kx1mAgsin令x2表示B剛要離開C時(shí)彈簧的伸長量，a表示此時(shí)A的加

10、速度，由胡克定律和牛頓定律可知kx2mBgsinFmAgsinkx2mAa由式可得aeq f(FmAmBgsin,mA)由題意dx1x2由式可得deq f(mAmBgsin,k).答案：aeq f(FmAmBgsin,mA)deq f(mAmBgsin,k)圖1411(高考)在殘奧會開幕式上運(yùn)發(fā)動(dòng)手拉繩索向上攀登，最終點(diǎn)燃了主火炬，表達(dá)了殘疾運(yùn)發(fā)動(dòng)堅(jiān)韌不拔的意志和自強(qiáng)不息的精神為了探求上升過程中運(yùn)發(fā)動(dòng)與繩索和吊椅間的作用，可將過程簡化一根不可伸縮的輕繩跨過輕質(zhì)的定滑輪，一端掛一吊椅，另一端被坐在吊椅上的運(yùn)發(fā)動(dòng)拉住，如圖14所示設(shè)運(yùn)發(fā)動(dòng)的質(zhì)量為65 kg，吊椅的質(zhì)量為15 kg，不計(jì)定滑輪與繩子

11、間的摩擦，重力加速度取g10 m/s2.當(dāng)運(yùn)發(fā)動(dòng)與吊椅一起正以加速度a1 m/s2上升時(shí)，試求(1)運(yùn)發(fā)動(dòng)豎直向下拉繩的力；(2)運(yùn)發(fā)動(dòng)對吊椅的壓力解析：解法1：(1)設(shè)運(yùn)發(fā)動(dòng)和吊椅的質(zhì)量分別為M和m，繩拉運(yùn)發(fā)動(dòng)的力為F.以運(yùn)發(fā)動(dòng)和吊椅整體為研究對象，受到重力的大小為(Mm)g，向上的拉力為2F，根據(jù)牛頓第二定律2F(Mm)g(Mm)aF440 N根據(jù)牛頓第三定律，運(yùn)發(fā)動(dòng)拉繩的力大小為440 N，方向豎直向下(2)以運(yùn)發(fā)動(dòng)為研究對象，運(yùn)發(fā)動(dòng)受到三個(gè)力的作用，重力大小Mg，繩的拉力F，吊椅對運(yùn)發(fā)動(dòng)的支持力FN.根據(jù)牛頓第二定律：FFNMgMaFN275 N根據(jù)牛頓第三定律，運(yùn)發(fā)動(dòng)對吊椅的壓力大小為