牛顿运动定律的应用二(含答案)

1、第4课时牛顿运动定律的应用二(连接体、多过程及临界问题) 【测控导航】知识点题号1.连接体问题2、3、4、82.临界问题1、63.多过程问题5、7、9、101.如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m、2m的A、B两个物体,A、B间的最大静摩擦力为mg,现用水平拉力F拉B,使A、B以同一加速度运动,则拉力F的最大值为(C)A.mgB.2mgC.3mgD.4mg解析:当A、B之间恰好不发生相对滑动时,力F最大,此时,A物体所受的合力为mg,由牛顿第二定律知aA=mgm=g,对于A、B整体,加速度a=aA,由牛顿第二定律得,F=3ma=3mg.C项正确.2.(2012长沙模拟)如图所示,不计绳的质量

2、以及绳与滑轮的摩擦,物体A的质量为M,水平面光滑.当在绳的B端挂一质量为m的物体时,物体A的加速度为a1,当在绳的B端施以F=mg的竖直向下的拉力作用时,A的加速度为a2,则a1与a2的大小关系是(C)A.a1=a2B.a1a2C.a1a2D.无法确定解析:当在绳的B端挂一质量为m的物体时,将它们看成系统,由牛顿第二定律:mg=(m+M)a1,故a1=mgm+M.而当在绳的B端施以F=mg的竖直向下的拉力作用时,mg=Ma2,a2=mgM,a1a2C.a1a2D.无法确定3.(南通模拟)如图所示,质量为M的长平板车放在光滑的倾角为的斜面 上,车上站着一质量为m的人,若要平板车静止在斜面上,车上

3、的人必须( )A.匀速向下奔跑B.以加速度a=Mmgsin 向下加速奔跑C.以加速度a=(1+Mm)gsin 向下加速奔跑D.以加速度a=(1+Mm)gsin 向上加速奔跑 4.(天津理综)如图所示,A、B两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中B受到的摩擦力( )A.方向向左,大小不变 B.方向向左,逐渐减小C.方向向右,大小不变 D.方向向右,逐渐减小5.放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示.重力加速度g取10 m/s2.由图中两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩

4、擦因数分别为( )A.m=0.5 kg,=0.4B.m=1.5 kg,=215C.m=0.5 kg,=0.2D.m=1 kg,=0.2 6.一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动,小球通过细绳与车顶相连.小球某时刻正处于如图所示状态.设斜面对小球的支持力为N,细绳对小球的拉力为F,关于此时刻小球的受力情况,下列说法正确的是( )A.若小车向左运动,N可能为零B.若小车向左运动,F可能为零C.若小车向右运动,N不可能为零D.若小车向右运动,F不可能为零 7.(福建理综)质量为2 kg的物体静止在足够大的水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等.从t=0时

5、刻开始,物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用,F随时间t的变化规律如图所示.重力加速度g取10 m/s2,则物体在t=0至t=12 s这段时间的位移大小为( )A.18 mB.54 mC.72 mD.198 m 8.如图所示,带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C的斜面上,在盒子内放有光滑球B,B恰与盒子前、后壁M、N点相接触.现使斜劈A在斜面体C上静止不动,此时M、N对球B均无压力.以下说法正确的是( )A.若C的斜面光滑,斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行,则M点对球B有压力B.若C的斜面光滑,斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行,则N点对球B有压力C.若C的斜面粗糙,且斜

6、劈A沿斜面匀速下滑,则M点对球B有压力D.若C的斜面粗糙,且斜劈A沿斜面匀速下滑,则N点对球B有压力 9.如图所示,一倾角为的光滑斜面固定在水平地面上,质量m=1 kg的物体在平行于斜面向上的恒力F作用下,从A点由静止开始运动,到达B点时立即撤去拉力F.此后,物体到达C点时速度为零.每隔0.2 s通过传感器测得物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数据.t/s0.00.20.42.22.4v/(ms-1)0.01.02.03.32.1求:(1)恒力F的大小;(2)撤去外力F的时刻.10某运动员做跳伞训练,他从悬停在空中的直升机上由静止跳下,跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速下落.他打开降落伞后的速

7、度图线如图(甲).降落伞用8根对称的绳悬挂运动员,每根绳与中轴线的夹角均为37,如图(乙).已知人的质量为50 kg,降落伞质量也为50 kg,不计人所受的阻力,打开伞后伞所受阻力F阻与速度v成正比,即F阻=kv(g取10m/s2,sin 53=0.8,cos 53=0.6) .求:(1)打开降落伞前人下落的距离为多大?(2)求阻力系数k和打开伞瞬间的加速度a的大小和方向?(3)悬绳能够承受的拉力至少为多少?第5课时实验:验证牛顿运动定律 【测控导航】知识点题号1.实验原理、注意事项、器材、步骤1、22.实验数据处理与误差分析43.实验创新3、51.关于“验证牛顿第二定律”实验中验证“作用力一

8、定时,加速度与质量成反比”的实验过程,以下做法中正确的是( )A.平衡摩擦力时,应将装沙的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力C.实验时,先放开小车,再接通电源D.可以利用天平测出沙桶和沙的质量m和小车的质量M,直接用公式a=mgM求出加速度 2. 某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中,设计出如下的实验方案,其实验装置如图所示.已知小车质量M=214.6 g,砝码盘质量m0=7.8 g,所使用的打点计时器交流电频率f=50 Hz.其实验步骤是:A.按图中所示安装好实验装置;B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下做匀速运动;C.

9、取下细绳和砝码盘,记下砝码盘中砝码的质量m;D.先接通电源,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求得小车的加速度a ;E.重新挂上细绳和砝码盘,改变砝码盘中砝码质量,重复BD步骤,求得小车在不同合力F作用下的加速度.回答以下问题:按上述方案做实验,是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?(填“是”或“否”).实验中打出的其中一条纸带如图(甲)所示,由该纸带可求得小车的加速度a= m/s2.某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中,如下表:次数12345砝码盘中砝码的重力F/N0.100.200.290.390.49小车的加速度a/(ms-2)0.881.441.842.382.89他根据表中

10、的数据画出aF图象,如图(乙).造成图线不过坐标原点的一条最主要原因是,从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是,其大小是. 3.某同学为验证牛顿第二定律中“力与加速度”的关系,采用光电门系统来代替位移和时间测量工具,实验装置如图所示.光滑导轨水平放置,细线绕过可转动的圆形光栅连接小车与重物(重物质量远小于小车质量),挡板可以在小车到达的时候使小车停下并粘住.光电门在每次有红外线通过光栅时会记下1次信号,如图所示,圆形光栅每转过1圈将会记下10次信号.不计一切摩擦,每次都将小车静止释放,在小车停止后,记下重物质量m、信号次数n、小车运动时间t.(1)小车经过的位移x与光电门记下的信号次数n的

11、关系应是.A.xnB.xC.xn2D.x(2)若实验后得到了下表所示的数据,试分析,运动时间t3应约为.重物质量m信号次数n运动时间t(s)m0402.002m0601.733m070t3 4.如图(甲),质量为M的滑块A放在气垫导轨B上,C为位移传感器,它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上,经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移时间(xt)图像和速率时间(vt)图像.整个装置置于高度可调节的斜面上,斜面的长度为l、高度为h.(取重力加速度g=9.8 m/s2,结果可保留一位有效数字)(1)现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度,A的vt图线如图(乙)所示.从图线可得滑块A下滑时的加

12、速度a=m/s2,摩擦力对滑块A运动的影响.(选填“明显,不可忽略”或“不明显,可忽略”)(2)此装置还可用来验证牛顿第二定律,实验时通过改变,可验证质量一定时,加速度与力成正比的关系;通过改变,可验证力一定时,加速度与质量成反比的关系. 5.某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系.弹簧秤固定在一合适的木板上,桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮,细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接.在桌面上画出两条平行线MN、PQ,并测出间距d.开始时将木板置于MN处,现缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动为止,记下弹簧秤的示数F0,以此表示滑动摩擦力的大小.再将木板放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧秤的示数F1,然后释放木板,并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t.(1)木板的加速度