高考總復(fù)習(xí)物理（人教版）練習(xí)第03章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第3講牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用超重和失重連接體（課時(shí)綜合訓(xùn)練）

課時(shí)綜合訓(xùn)練(九)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用——超重和失重連接體1．如圖所示，臺(tái)秤上放一個(gè)裝有水的容器，有一個(gè)金屬球掛在彈簧測力計(jì)下面，現(xiàn)將金屬球浸沒在水中，比較在金屬球浸入水中前、后的情況()A．彈簧測力計(jì)的示數(shù)減小，臺(tái)秤的示數(shù)不變B．彈簧測力計(jì)的示數(shù)不變，臺(tái)秤的示數(shù)增加C．彈簧測力計(jì)的示數(shù)減小，臺(tái)秤的示數(shù)增大，且減少的示數(shù)等于增加的示數(shù)D．彈簧測力計(jì)的示數(shù)增大，臺(tái)秤的示數(shù)減小，且增加的示數(shù)等于減少的示數(shù)解析：選C當(dāng)金屬球浸入水中后，受到向上的浮力作用，故彈簧測力計(jì)的示數(shù)減小；由牛頓第三定律，在水對球有向上的浮力的同時(shí)，金屬球?qū)λ邢蛳碌淖饔昧Γ@兩個(gè)力大小相等，方向相反，故使得臺(tái)秤的示數(shù)增大，且彈簧秤減少的示數(shù)等于臺(tái)秤增加的示數(shù)，選項(xiàng)C正確．2．如圖，在光滑的水平支持面上，物塊C疊放于物塊B上，B的上表面水平，用輕繩將物塊B與物塊A相連，A、B、C的質(zhì)量分別為2m、m、m，B、C間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，對A施加一大小為F的水平恒力，A、B、C相對靜止一同做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，B對C的摩擦力的大小為A．μmg B．FC．F/2 D．F/4解析：選D將三者看作一個(gè)整體，根據(jù)牛頓第二定律：對整體有F＝(2m＋m＋m)a，解得a＝eq\f(F,4m)，對C分析，在水平方向上C受到B給的靜摩擦力，所以根據(jù)牛頓第二定律可得f＝ma＝eq\f(F,4)，故D正確．3．質(zhì)量分別為2kg和3kg的物塊A、B放在光滑水平面上并用輕質(zhì)彈簧相連，如圖所示，今用大小為F＝20N作用在A上使ABA．彈簧的彈力大小等于8NB．彈簧的彈力大小等于12NC．突然撤去F瞬間，A的加速度大小為0D．突然撤去F瞬間，B的加速度大小為4m解析：選BD對整體分析，整體的加速度a＝eq\f(F,ma＋mb)＝eq\f(20,2＋3)m/s2＝4m/s2，隔離對B分析，則彈簧的彈力F彈＝mba＝3×4N＝12N，故A錯(cuò)誤，B正確；撤去F的瞬間，彈簧的彈力不變，則A的加速度aA＝eq\f(F彈,ma)＝eq\f(12,2)m/s2＝6m/s2，故C錯(cuò)誤；撤去F的瞬間，彈簧彈力不變，則B的加速度aB＝eq\f(F彈,mb)＝eq\f(12,3)m/s2＝4m/s2，故D正確．4．a(chǎn)、b兩物體的質(zhì)量分別為m1、m2，由輕質(zhì)彈簧相連．當(dāng)用恒力F豎直向上拉著a，使a、b一起向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧伸長量為x1；當(dāng)用大小仍為F的恒力沿水平方向拉著a，使a、b一起沿光滑水平桌面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧伸長量為x2，如圖所示．則()A．x1一定等于x2 B．x1一定大于x2C．若m1>m2，則x1>x2 D．若m1<m2，則x1＜x2解析：選AF豎直向上時(shí)，有F－(m1＋m2)g＝(m1＋m2)a1，kx1－m2g＝m2a1，F(xiàn)水平向右時(shí)，有F＝(m1＋m2)a2，kx2＝m2a2，解得x1＝x2＝eq\f(m2F,m1＋m2)，故只有選項(xiàng)A正確．5．(多選)質(zhì)量不等的兩物塊A和B其質(zhì)量分別為mA和mB，置于光滑水平面上．如圖所示．當(dāng)水平恒力F作用于左端A上，兩物塊一起加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，AB間的作用力大小為N1.當(dāng)水平力F作用于右端B上兩物塊一起加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，AB間作用力大小為N2，則()A．兩次物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小相等B．N1＋N2＜FC．N1＋N2＝FD．N1∶N2＝mB∶mA解析：選ACD由整體法a＝eq\f(F,mA＋mB)，A正確；力F作用在A上：N1＝mBa力F作用在B上：N2＝mAaN1＋N2＝(mA＋mB)a＝F，B錯(cuò)誤，C正確；又eq\f(N1,N2)＝eq\f(mB,mA).D正確．6．(2018·遼寧莊河高中月考)如圖所示，質(zhì)量分別為M、m的滑塊A、B疊放在固定的、傾角為θ的斜面上，A與斜面間、A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1、μ2，當(dāng)A、B從靜止開始以相同的加速度下滑時(shí)，關(guān)于B受到的摩擦力，下列說法正確的是()A．等于零 B．方向平行于斜面向下C．大小為μ1mgcosθ D．大小為μ2mgcosθ解析：選C整體的加速度a＝g(sinθ－μ1cosθ)對B：mgsinθ－fB＝ma．fB＝μ1mgcosθ，方向向上．7．(2018·四川樂山二調(diào))將一輕質(zhì)彈簧固定在豎直的墻壁上，如圖所示，右端與一小球相連接，另用一質(zhì)量不計(jì)且不可伸長的細(xì)繩與小球相連，另一端如圖固定．當(dāng)系統(tǒng)靜止時(shí)水平面對小球的支持力為零，細(xì)繩與豎直方向的夾角為θ＝45°.小球與水平面間的摩擦不可忽略，且動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，小球的質(zhì)量為m＝1kg，重力加速度g取10m/s2.假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，A．小球仍處于靜止?fàn)顟B(tài) B．小球所受合力為10NC．小球的加速度大小為8m/s2 D解析：選C在剪斷細(xì)繩前小球受力情況如圖所示，由平衡條件得，輕彈簧的彈力大小為F＝mg＝10N，細(xì)繩的拉力大小為T＝eq\r(2)mg＝10eq\r(2)N．剪斷細(xì)繩瞬間彈簧的彈力沒有發(fā)生變化，大小仍為F＝10N，小球所受的最大靜摩擦力為fmax＝μmg＝0.2×10N＝2N，根據(jù)牛頓第二定律得小球的加速度a＝eq\f(F－μmg,m)＝8m/s2，方向水平向左，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．8．如圖所示，A、B是質(zhì)量分別為2kg和1kg的物體，用一細(xì)繩相連，在豎直向上拉力F＝60N的作用下向上加速運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，取g＝10(1)物體運(yùn)動(dòng)的加速度；(2)A、B間細(xì)繩的拉力大?。?3)某時(shí)刻，突然撤去力F，由于慣性，A、B一起向上豎直上拋，則上升過程中A、B間細(xì)線的拉力又是多大．解析：(1)以A、B為研究對象，由牛頓第二定律得：F－mAg－mBg＝(mA＋mB)a，代入數(shù)據(jù)解得：a＝10m/s(2)以A為研究對象，由牛頓第二定律得：T－mAg＝mAa，代入數(shù)據(jù)解得：T＝40N(3)突然撤去力F，由于慣性，A、B一起向上豎直上拋，以A、B組成的系統(tǒng)為研究對象，由牛頓第二定律得：(mA＋mB)g＝(mA＋mB)a1，代入數(shù)據(jù)解得：a1＝10m以A為研究對象，由牛頓第二定律得：T1－mAg＝mAa1，代入數(shù)據(jù)解得：T1＝0(處于完全失重)答案：(1)10m/s2方向豎直向上(2)40N(39．(2018·南昌模擬)如圖所示，木板與水平地面間的夾角θ可以隨意改變，當(dāng)θ＝30°時(shí)，可視為質(zhì)點(diǎn)的一小木塊恰好能沿著木板勻速下滑．若讓該小木塊從木板的底端以大小恒定的初速度v0＝10m/s沿木板向上運(yùn)動(dòng)，隨著θ的改變，小木塊沿木板滑行的距離x將發(fā)生變化，重力加速度g＝10m/s(1)求小木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)當(dāng)θ滿足什么條件時(shí)，小木塊沿木板滑行的距離最小，并求出此最小值．解析：(1)當(dāng)θ＝30°時(shí)，小木塊勻速下滑，則mgsinθ＝μFN，F(xiàn)N－mgcosθ＝0，解得動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝tanθ＝tan30°＝eq\f(\r(3),3)．(2)當(dāng)θ變化，小木塊沿木板向上滑行時(shí)，設(shè)小木塊的加速度為a，則mgsinθ＋μmgcosθ＝ma，設(shè)木塊的位移為x，根據(jù)veq\o\al(2,0)＝2ax，得x＝eq\f(v\o\al(2,0),2gsinθ＋μcosθ)，令tanα＝μ，則當(dāng)α＋θ＝90°時(shí)x最小，解得θ＝60°，x的最小值為xmin＝eq\f(v\o\al(2,0),2gsin60°＋μcos60°)＝eq\f(\r(3)v\o\al(2,0),4g)＝eq\f(5\r(3),2)m．答案：(1)eq\f(\r(3),3)(2)60°eq\f(5\r(3),2)m10．在光滑的水平軌道上有兩個(gè)半徑都是r的小球A和B，質(zhì)量分別為m和2m.當(dāng)兩球球心間的距離大于l時(shí)，兩球之間無相互作用力；當(dāng)兩球球心間的距離等于或小于l時(shí)，兩球間存在相互作用的恒定斥力F.設(shè)A球從遠(yuǎn)離B球處以速度v0沿兩球心連線向原來靜止的B球勻速運(yùn)動(dòng)，如圖所示，欲使兩球不發(fā)生接觸，v0必須滿足什么條件解析：兩球間距最小時(shí)，有vA＝vB.設(shè)A、B相互作用過程中，A、B兩球的位移分別為xA和xB，如圖所示，欲使兩球不發(fā)生接觸，距離關(guān)系應(yīng)為l－(xA－xB)＞2r.由牛頓第二定律得