10第十课时 牛顿的第二定律的应用连接体问题

2013 届高三物理一轮复习系列同步讲评牛顿定律 3 1 5 牛顿定律的应用牛顿定律的应用 知识梳理知识梳理 一 牛顿运动定律的解题步骤一 牛顿运动定律的解题步骤 1 分析题意 明确已知条件和所求量 2 选取研究对象 3 对其进行受力情况分析和运动情况分析 切莫多 力与缺力 4 根据牛顿第二定律列出方程 5 把各量统一单位 代入数值求解 二 注意事项注意事项 受力分析和运动分析往往同时考虑 交叉进行 建立坐标系时应注意 A 可以建立一维坐标系和二维坐标系 看力是否 在一条直线上 B 通常选加速度 a 的方向和垂直于 a 的方向作为坐 标轴的正方向 也可以选初速度 V0的方向和垂直于 V0的方向为坐标轴正方向 需要综合运动的题目 C 如果所解答的问题中 涉及物体运动的位移或 时间 通常把所研究的物理过程的起点作为坐标原 点 解方程的方法一般有两种 一种是先文字运算 最后带入数值 一种是先带入数值求出每一步直到 最后结果 三 简单连接体问题的处理方法三 简单连接体问题的处理方法 若不涉及内力 且各部分加速度相同 可以采用 整体法 如果需要知道物体之间的相互作用力 就需隔离 法 一般是两种方法综合运动 典型例题典型例题 例例 1 如图所示 一根劲度系数为 K 质量不计的轻弹 簧 上端固定 下端系一质量为 m 的物体 A 手持 一质量为 M 的木板 B 向上托 A 使弹簧处于自然 长度 现让木板由静止开始以加速度 a am2 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 A A a1 a2 F1 F2 B a1 a2 F1 F2 C a1a2 F1 F2 2 如图所示 当车厢向前加速前进时 物体 M 静 止于竖直车厢壁上 当车厢加速度增加时 则 B 静摩擦力增加 车厢竖直壁对物体的弹力增 加 物体 M 仍保持相对于车厢的 静止状态 物体的加速度也增加 A B C D 3 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 4 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 B A FN 变小 FN变小 B FN 变小 FN为零 C FN 变小 FN变大 D FN 不变 FN变大 4 如图 一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的 弹簧 其左端固定在小车上 右端与一小球相连 设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于 压缩状态 若忽略小球与小车间的摩擦力 则在此 段时间内小车可能是 AD A 向右做加速运动 B 向右做减速运动 C 向左做加速运动 D 向左做减速运动 5 如图所示 在一粗糙水平面上有两个质量分别为 m1和 m2的木块 1 和 2 中间用一原长为 l 劲度系 数为 K 的轻弹簧连接起来 木块与地面间的滑动摩 擦因数为 现用一水平力向右拉木块 2 当两木块 一起匀速运动时两木块之间的距离是 A 2013 届高三物理一轮复习系列同步讲评牛顿定律 3 3 5 A gm K l 1 B gmm K l 21 C gm K l 2 D g mm mm K l 21 21 6 如图所示 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 C A 由大变小 B 由小变大 C 始终不变 D 由大变小再变大 7 如图 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 C A sin 2 g B sing C sin 2 3 g D 2 sing 8 如图中 a b 是两个位于固定斜面上的正方形物 块 它们的质量相等 F 是沿水平方向作用于 a 上 的外力 已知 a b 的接触面 a b 与斜面的接触 面都是光滑的 正确的说法是 D A a b 一定沿斜面向上运动 B a 对 b 的作用力沿水平方向 C a b 对斜面的正压力相等 D a 受到的合力沿水平方向的分力等于 b 受到的 合力沿水平方向的分力 解析 因F 0 但大小未知 故a b是向上还是向 下运动难以确定 故 A 错 分析a b的受力情况可 知 B C 错误 因接触面均光滑 且a b质量相等 无论F多大 方向向右 a b都有共同的加速度 故a b受到相同的合外力 无论哪个方向 故 D 正 确 9 如图所示 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 D 10 如图所示 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 D A g B g M m m C 0 D g M m m 11 如图所示 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 g 10 m s2 C A 10 N B 20 N C 25 N D 30 N 12 如右图 轻弹簧上端与一质量为 m 的木块 1 相 连 下端与另一质量为 M 的木块 2 相连 整个系统 置于水平放置的光滑木板上 并处于静止状态 现 将木板沿水平方向突然抽出 设抽出后的瞬间 木 块 1 2 的加速度大小分别为 1 a 2 a 重力加速度 大小为 g 则有 C A 1 ag 2 ag 2013 届高三物理一轮复习系列同步讲评牛顿定律 3 4 5 B 1 0a 2 ag C 1 0a 2 mM ag M D 1 ag 2 mM ag M 13 如图 水平地面上有一楔形物体 b b 的斜面上 有一小物块 a a 与 b 之间 b 与地面之间均存在摩 擦 已知楔形物体 b 静止时 a 静止在 b 的斜面 上 现给 a 和 b 一个共同的向左的初速度 已知 a b 依然相对静止 与 a 和 b 都静止时相比 此时 可能 BC A a 与 b 之间的压力减少 且 a 相对 b 向下滑动 B a 与 b 之间的压力增大 且 a 相对 b 向上滑动 C a 与 b 之间的压力增大 且 a 相对 b 静止不动 D b 与地面之间的压力不变 且 a 相对 b 向上滑动 14 如图所示 火车箱中有一倾角为 30 的斜面 当火车以 10 m s2的加速度沿水平方向向左运动时 斜面上的物体 m 还是与车箱相对静止 求物体 m 所 受的摩擦力的大小和方向 解析 解法 1 m受三个力作用 重力mg 弹力 FN 静摩擦力的方向难以确定 我们可假定这个力 不存在 那么如图 13 所示 mg与FN在水平方向只 能产生大小F mgtan 的合力 此合力只能产生 gtan30 的加速度 小于题目给定的加速度 3g 3 合力不足 故斜面对物体的静摩擦力向下 由牛顿 第二定律列方程 FNcos30 Ffsin30 mg FNsin30 Ffcos30 ma 由 联立得Ff 5 1 m 3 N 方向沿斜面向下 解法 2 如图 14 所示 假定所受的静摩擦力沿斜面 向上 用正交分解法有 FNcos30 Ffsin30 mg FNsin30 Ffcos30 ma 联立得Ff 5 1 m N 为负值 说明Ff的 3 方向与假定的方向相反 应是沿斜面向下 15 如图所示 有一块木板静止在光滑且足够长的 水平面上 木板质量 M 4kg 长 L 1 4m 木板右 端放着一个小滑块 小滑块质量为 m 1kg 其尺寸 远小于 L 小滑块与木板间的动摩擦因数 0 4 g 10m s2 1 现用恒力 F 作用于木板 M 上 为使 m 能从 M 上 滑落 F 的大小范围是多少 2 其他条件不变 若恒力 F 22 8N 且始终作用于 M 上 最终使 m 能从 M 上滑落 m 在 M 上滑动的 时间是多少 解析 1 小 滑块与木块间 的滑动摩擦力 F FN mg 小滑块在滑动摩擦力F 作用下向 右做匀加速运动的加速度a1 g 4m s2 木 F m 板在拉力F和滑动摩擦力F 作用下向右做匀加速运 动的加速度a2 使m能从A上滑落的条件 F F M 为a2 a1 即 解得F M m g 20N F F M F m 2 设m在M上面滑行的时间为t 恒力 F 22 8N 木板的加速度a2 4 7m s2 小 F F M 滑块在时间t内运动位移s1 a1t2 木板在时间t 1 2 内运动的位移s2 a2t2 又s2 s1 L 解得t 2s 1 2 16 如图所示 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 2013 届高三物理一轮复习系