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文档简介
1、一课一练12:牛顿第二定律的理解和应用核心问题:两类模型的瞬时性问题、匀变速下两类基本问题、变加速下的瞬时加速度问题、临界问题等1 .“儿童蹦极”,拴在腰间左右两侧的是悬点等高、完全相同的两根橡皮绳。如图所示,黑量视疗 的小明静止悬挂时,两橡皮绳的夹角为60。,则()Iry赢断裂A.每根橡皮绳的拉力为发7gB.若将悬点间距离变小,则每根橡皮绳所受拉力将变小C.若此时小明左侧橡皮绳在腰间断裂,则小明此时加速度。二gD.若拴在腰间左右两侧的是悬点等高、相同的两根轻绳,则小明左侧轻绳在腰间断裂时,小 明的加速度a=g2 .如图所示,质量为4 kg的物体H静止在竖直的轻弹簧上而。质量为1kg的物体8用
2、细线悬挂起 来,乂、8紧挨在一起但.4、8之间无压力。某时刻将细线剪断,则细线剪断瞬间,8对,4的压 力大小为(取g=10m/s2)()A. ONB. 8NC. IOND. 50N3.如图所示,细线的一端系一质量为胆的小球,另一端固定在倾角为。的光滑斜而体顶级 细线 与斜面平行。在斜而体以加速度。水平向右做匀加速直线运动的过程中,嘤经哪斜而 上,小球受到细线的拉力t和斜面的支持力外分别为(重力加速度为名解kqA. T=ni(gsin O+acos ,Rf="cos6-asin 6)B T="Qcos &+asm 6), Fx=?n(gsin 6-acos 0)C.
3、T=)n(acos 6-gsin 3), /=?:(gcos 火sin 0)D. T=m(asm 6-gcos 6), FN=?/(gsin Cocos 0)4 .在商场中,为了节约能源,无人时,自动扶梯以较小的速度运行,当有顾客站到扶梯上时,扶梯 先加速,后匀速将顾客从一楼运送到二楼。速度方向如图所示。若顾客与扶梯保持相对静止,下列说法正确的是()A.在加速阶段,顾客所受支持力大于顾客的重力B.在匀速阶段,顾客所受支持力大于顾客的重力C.在加速阶段,顾客所受摩擦力与速度方向相同D.在匀速阶段,顾客所受摩擦力与速度方向相同5 .质量为M的皮带轮工件放置在水平桌面上,一细绳绕过皮带轮的皮带世7潘
4、渍呼机的 重物,另一端固定在桌面上。如图所示,工件与桌而、绳之间以及绳擦都 忽略不计,则重物下落过程中,工件的加速度为()3 I IA.2MB.mgD.2mg2?gA/+4加6 .避险车道(标志如图甲所示)是避免恶性交通事故的重要设施,由制动坡床和防撞设施等组成,如 图乙所示的竖直平而内,制动坡床视为与水平面夹角为8的斜而。一辆长12m的载有货物的货车因 刹车失灵从干道驶入制动坡床,当车速为23 m/s时,车尾位于制动坡床的底端,货物开始在车厢内 向车头滑动,当货物在车厢内滑动了 4 m时,车头距制动坡床顶端38 m,再过一段时间,货车停止。 已知货车质量是货物质量的4倍,货物与车厢间的动摩擦
5、因数为0.4:货车在制动坡床上运动受到的 坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44。货物与货车分别视为小滑块和平板,取cos柒1, sin =0.1, g=10m/zs2o 求:(1)货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向;(2)制动坡床的长度。7 .如图所示,弹簧左端固定,右端自由伸长到。点并系住质量为机的物体,现将弹簧压缩到4点,然后释放,物体可以一直运动到5点.如果物体受到的阻力恒定,则()%m乡 :2-vwvwvv/v- J 77777777777777777777777777777)77777777»A O BA.物体从H到。先加速后减速8 .物体从乂到。做加速运动,从。到3做
6、减速运动c.物体运动到o点时,所受合力为零D.物体从,4到。的过程中,加速度逐渐减小8 .(多选)如图所示,足够长的、倾角为30。的光滑斜而上,挡板C与斜而垂直。质量均为7的工 8两相同物块与劲度系数为左的轻弹簧两端相连,在C的作用下处于静止状态。现给.4施加沿 斜面向上的恒力凡使,、8两物块先后开始运动。已知弹簧始终在弹性限度内,下列判断正确 的是()A.恒力F的值可以小于mgB.物块3开始运动时,物块H的加速度为士竺L mC.物块3开始运动时,月发生位移的值为把 2kD.当物块8的速度第一次最大时,弹簧的形变量为配 k9 . 一轻弹簧的一端固定在倾角为6的固定光滑斜面的底部,另一端和质量为
7、根的小物块。相连, 如图所示。质量为|卅的小物块b紧靠。静止在斜面上,此时弹簧的压缩量为须,从U0时开始,对 b施加沿斜而向上的外力,使6始终做匀加速直线运动。经过一段时间后,物块6分离。再经过 同样长的时间,b距其出发点的距离恰好也为xo。弹簧的形变始终在弹性限度内,重力加速度大小为g。求:(1)弹簧的劲度系数;(2)物块b加速度的大小:(3)在物块、b分离前,外力大小随时间变化的关系式。30。10 .如图所示,一重力为10N的小球,在尸 =20N的竖直向上的拉力作用下,从乂点由静止出发沿X3向上运动,产作用L2s后撤去.已知杆与球间的动摩擦因数为*,杆足够长,取差10拉三。求:(1)有下作
8、用的过程中小球的加速度;(2)撤去下瞬间小球的加速度:(3)从撤去力尸开始计时,小球经多长时间将经过距日点为225m的3点.一课一练14:牛顿第二定律的理解和应用答案1 .【答案】B【解析】根据平行四边形定则知,2Fcos 30。=W,解得户埠g故A错误;根据或点为平衡得, 2Fcos e=nig,当悬点间的距离变小时,8变小,cos6变大,可知橡皮绳的拉力变力唠确;当 左侧橡皮绳断裂,断裂的瞬间,右侧橡皮绳的拉力不变,则重力和右侧橡皮绳拉力由赫与左侧橡 皮绳初始时的拉力大小相等,方向相反,合力大小为哈阳,加速度为乎g,故c错误;当两侧为轻绳时,左侧绳断裂瞬间,右侧绳上拉力发生突变,将重力沿绳
9、方向和垂直于绳方向正交分解,合力为mgsin 30。,加速度为%, 方向沿垂直于右侧绳的方向斜向下,故D错误。2 .【答案】B【解析】细线剪断瞬间,弹簧弹力不变.4和8整体受到的合外力等于物体8的重力,因此整体的加速度为 a = = -g > 对物体 8: ni8g -Fv = ma , % =%(g-a) = 8 N ,由牛顿第三ltJA + %5定律知B正确。3 .【答案】A【解析】法一(分解力): 对小球受力分析,水平方向有Teos 3Fysin 0=nia,竖直方向有Tsin 8+Fycos G?g,解得r=Mgsin 出77cos 3), F=ni(gcos 6-asin 0)
10、,故 A 项正确。法二(分解加速度): .如图,将小球的加速度分解为沿斜面方向和垂直斜面方向,苫rgsin空macos仇?geos 6-Fn 6,解得 Z=/7;(gsui aacos ,Fy=rn(gcos 0asin 6),故 A 项4 .【答案】A【解析】当扶梯匀速运动时,顾客所受支持力等于顾客的重力,顾客不受摩擦力,所以B、D选项 错误;当扶梯加速运动时,有斜向上的加速度,合力方向斜向上。顾客所受支持力大于顾客的重力, 顾客受到水平向左的静摩擦力。所以A选项正确、C选项错误。5 .【答案】C【解析】相等时间内重物下落的距离是工件运动距离的2倍,因此,重物的加速度也是工件加速度 的2倍,
11、设绳子上的拉力为凡 根据牛顿第二定律除工2节,解得产-罂*,工件加速度假耳,所以C正确。6 .【答案】(l)5m/s2方向沿制动坡床向下(2) 98m【解析】(1)设货物的质量为也 货物与车厢间的动摩擦因数,-0.4,货物在车厢内滑动过程中, 受到的摩擦力大小为f加速度大小为。1,则:介Jgsin O=ma 1f=tumgcos 6联立二匚式并代入数据得6=5 m/s?6的方向沿制动坡床向下。(2)设货车的质量为车尾位于制动坡床底端时的车速为v=23nVs。货物在车厢内从开始滑动到 车头距制动坡床顶端so=38m的过程中,用时为,货物相对制动坡床的运动距离为$】,在车厢内滑 动的距离日 m,货
12、车的加速度大小为硝,货车相对制动坡床的运动距离为52。货车受到制动坡床 的阻力大小为尸,产是货车和货物总重的左倍,A=0.44,货车长度/o=12m,制动坡床的长度为/,则: Mgsin F-f=Mai F=k(tn+Af)g52=历-;。2产5=51-52/=/o+so+S2 联立口 匚二二式并代入数据得 /=987 .【答案】A【解析】物体从a到o,初始阶段受到的向右的弹力大于阻力,合力向右.随着物体向右运动,弹 力逐渐减小,合力逐渐减小,由牛顿第二定律可知,加速度向右且逐渐减小,由于加速度与速度同 向,物体的速度逐渐增大。当物体向右运动至乂。间某点(设为点0)时,弹力减小到与阻力相等,物
13、 体所受合力为零,加速度为零,速度达到最大。此后,随着物体继续向右运动,弹力继续减小,阻 力大于弹力,合力方向变为向左。至。点时弹力减为零,此后弹力向左且逐渐增大。所以物体越过 。'点后,合力(加速度)方向向左且逐渐增大,由于加速度与速度反向,故物体做加速度逐渐增大的减 速运动。正确选项为A。8 .【答案】AB【解析】物块8开始运动时,弹簧的弹力大小尸.=名$11】30。,此时,4可能在做减速运动,则有产产"+7gsm 30。=77g故A正确;物块B开始运动时,物块工的加速度为 ,=匕七空四”=上也,故B正确;初始时弹簧的压缩量内=卑生=?。物mmk 2k块3开始运动时,弹簧
14、的伸长量x,二帆忆中3°:=鳖,所以发生位移的值为工=玉+为=", k 2kk故C错误;当物块8的速度第一次最大时,合力为零,则有h=7gsin3O。,可得弹簧的形变量工=型, 2k故D错误。8"igsin 618 4?fsin2 6/ 5xp9 .【答案】(1)一丽 (2) 5gsin (3)产=*mgsm火一国一产,其中0"/2gsm 6 【解析】 刚开始时弹簧压缩量为X0,根据平衡条件和胡克定律得,+|加)gsingtvo 口(2分) 解得心野二0分)(2) 0、两物体分离的条件是两物体间的正压力为0,设经过时间,物块。、b分离,此时弹簧的 压缩量
15、为xi,则分离时,对小物块。有:kx-?ngsmO=nta 0(2分) 分离前。、b运动的距离有R)-xi=;户 (2 分)b始终做匀加速直线运动,则有xo=|ax(2f)2Z(2分) 联立二二解件a=1gsm8, xi=1x0 (2分)(3)在物块a、b分离前,对ab整体根据牛顿第二定律有F+h-(7+a 匚Q分)由题意可知axoJ”2匚(1分)联立二二口解得F黑igsin伊戊嚓管广(1分)ZZJN1X。在物块。、b分离前,需满足婚隹、/);:彳(1分)10.【答案】(1) 2.5m 方向沿杆向上 (2) 7.5m后 方向沿杆向下(3) 0.2 s或0.75 s甲【解析】(1)小球的质量朋=
16、g=l kg。取沿杆向上为正方向,设小球在力尸作用过程的加速度为6,此时小球的受力如图甲所示,“小Feos 300=Gcos 30°+27K尸sin 30°-Gsin 30°-产N=g联立解得:i=2.5 m/s2,即大小为2.5m/s2,方向沿杆向上(2)撤去尸瞬间,小球的受力如图所示,V /设此时小球的加速度为e 则有Fn'=Gcos 30。 -Gsin 3叫F"ma2,说J G联立解得:2=-7.5m/s2,即大小为7.5m/s2,方向沿杆向下乙(3)刚撤去尸时,小球的速度射1=。由=3 m/s 小球的位移为xi=1aiM=1.8 m0-v0-撤去产后,小球继续向上运动的时间为ti- -0
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