2024-2025学年新教材高中物理第四章运动和力的关系习题课用牛顿运动定律解决几类问题课后提升训练含解析新人教版必修第一册

PAGE6-习题课:用牛顿运动定律解决几类问题基础巩固1.(多选)如图所示,铁球A和铁块B之间由弹簧相连,并用细线OA挂在天花板上,A、B的质量分别为m和2m,弹簧的劲度系数为k,整个系统静止,下述说法正确的是()A.细线对铁球A的拉力大小为mgB.弹簧的长度为2C.弹簧的弹力大小为2mgD.某时刻烧断细绳OA,该时刻铁球A的加速度大小为3g2.如图所示,在光滑的水平面上有一个质量m=1kg的小球,小球分别连接水平轻弹簧及与竖直方向成θ=45°角的不行伸长的轻绳,此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰好为零,在剪断轻绳的瞬间,g取10m/s2,下列说法正确的是()A.小球受到地面的弹力仍旧为零B.小球所受合力为零C.小球马上具有向左的加速度a=10m/s2D.小球马上具有向左的加速度a=8m/s23.如图所示,A、B两物体之间用轻质弹簧连接,用水平恒力F拉A,使A、B一起沿光滑水平面做匀加速直线运动,这时弹簧的长度为L1;若将A、B置于粗糙水平面上,用相同的水平恒力F拉A,使A、B一起做匀加速直线运动,此时弹簧的长度为L2。若A、B与粗糙水平面之间的动摩擦因数相同,则下列关系式正确的是()A.L2<L1B.L2>L1C.L2=L1D.由于A、B的质量关系未知,故无法确定L1、L2的大小关系4.如图所示,质量为2m的物块A与水平地面间的动摩擦因数为μ,质量为m的物块B与地面的摩擦不计,在大小为F的水平推力作用下,A、B一起向右做加速运动,则A和B之间的作用力大小为()A.μmg3 B.C.2F-45.(2024安徽合肥质检)如图所示,A、B两物块的质量分别为m和M,把它们一起从光滑斜面的顶端由静止起先下滑;已知斜面的倾角为θ,斜面始终保持静止。则在此过程中物块B对物块A的压力为()A.Mgsinθ B.MgcosθC.0 D.(M+m)gsinθ6.如图所示,质量分别为m1和m2的物块A、B,用劲度系数为k的轻弹簧相连。当用恒力F沿倾角为θ的固定光滑斜面对上拉两物块,使之共同加速运动时,弹簧的伸长量为多少?实力提升1.如图所示,质量分别为mA和mB的A、B两小球分别连在弹簧两端,B端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上,若不计弹簧质量,在细线被剪断瞬间A、B两球的加速度大小分别为()A.都等于g2B.0和C.(mA+mB2.(2024安徽合肥一六八中学高一上期中)质量为M的小车放在光滑水平面上,小车上用细线悬挂另一质量为m的小球且M>m。用一力F水平向右拉小球,使小球和小车一起以加速度a向右运动,细线与竖直方向成α角,细线的拉力大小为F1,如图甲所示。若用一力F'水平向左拉小车,使小球和小车一起以加速度a'向左运动时,细线与竖直方向也成α角,细线的拉力大小为F1',如图乙所示。下列推断正确的是()A.a'=a,F1'=F1 B.a'>a,F1'>F1C.a'<a,F1'=F1 D.a'>a,F1'=F13.(多选)如图所示,质量为m0、中间为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上,光滑槽内有一质量为m的小铁球,现用一水平向右的推力F推动凹槽,小铁球与光滑凹槽相对静止时,凹槽球心和小铁球的连线与竖直方向成α角。则下列说法正确的是()A.小铁球受到的合外力方向水平向左B.F=(m0+m)gtanαC.系统的加速度为a=gtanαD.F=m0gtanα4.如图所示,吊篮P悬挂在天花板上,与吊篮质量相等的物体Q被固定在吊篮中的轻弹簧托起,当悬挂吊篮的细绳被剪断的瞬间,吊篮P和物体Q的加速度大小为()A.ggB.2ggC.g2g D.2g05.如图所示,质量为4kg的小球用细绳拴着吊在行驶的汽车后壁上,绳与竖直方向夹角为37°。已知g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:(1)当汽车以a=2m/s2向右匀减速行驶时,细线对小球的拉力大小和小球对车后壁的压力大小。(2)当汽车以a=10m/s2向右匀减速行驶时,细线对小球的拉力大小和小球对车后壁的压力大小。参考答案习题课:用牛顿运动定律解决几类问题基础巩固1.CD将A、B看成整体,依据平衡条件可知FT=(m+2m)g=3mg,故选项A错误;设弹簧的伸长量为x,则对B物块依据胡克定律可知kx=2mg,则x=2mgk,弹簧的长度为原长与伸长量之和,故选项B错误,C正确;某时刻烧断细绳OA,则细线对A的拉力马上为零,则A受到本身的重力以及弹簧的弹力作用,依据牛顿其次定律有,mg+kx=ma,kx=2mg,联立可以得到a=32.C剪断细线前,小球在重力、细线的拉力和弹簧拉力作用下处于静止,三力的合力为零,由此可知弹簧的弹力等于小球的重力mg,剪断细线的瞬间,弹簧的弹力不变,细线的拉力消逝,此时小球和地面之间的弹力瞬间增加,等于竖直方向的mg,小球受到的合力为弹簧的弹力,即向左的mg,故小球的加速度为向左的,且a=10m/s2。3.CA、B在粗糙水平面上运动时,利用整体法和隔离法进行探讨,对A、B整体,依据牛顿其次定律有:a=FmA+mB-μg;对物体B,依据牛顿其次定律得:kx-μmBg=mBa,解得:x=mB4.D以AB组成的系统为探讨对象,由牛顿其次定律得系统的加速度a=F-μ×2mg2m+m=F-2μmg3m,以5.C对A、B组成的系统整体受力分析可知,整体受重力、支持力而做匀加速直线运动;由牛顿其次定律可知,a=(M+m)gsinθM+m=gsinθ,再对A受力分析,设B对A的压力为F,由牛顿其次定律可知6.解析对整体分析得:F-(m1+m2)gsinθ=(m1+m2)a①隔离A得:kx-m1gsinθ=m1a②联立①②得x=m1答案m实力提升1.D在剪断绳子之前,A处于平衡状态,所以弹簧的拉力与A的重力沿斜面的分力相等。在剪断上端的绳子的瞬间,绳子上的拉力马上减为零,而弹簧的伸长量没有来得及发生变更,故弹力不变仍等于A的重力沿斜面上的分力。故A球的加速度为零;在剪断绳子之前,B受到重力、弹簧对它斜向下的拉力、支持力及绳子的拉力,在剪断上端的绳子的瞬间,绳子上的拉力马上减为零,对B球进行受力分析,则B受到重力、弹簧向下的拉力、支持力。所以依据牛顿其次定律得,aB=mA2.D先对题图甲中的整体受力分析,受重力、支持力和拉力,依据牛顿其次定律,有F=(M+m)a,再隔离题图甲中的小球受力分析,如图(a)所示。依据牛顿其次定律,有F-F1sinα=ma,F1cosα-mg=0,联立以上三式解得F1=mgcosα,a=mgtanαM。再隔离题图乙中小球受力分析,如图(b)所示。由几何关系得F合=mgtanα,F1'=mgcosα,由牛顿其次定律,得a'=gtanα,由于M>m,故3.BC隔离小铁球受力分析得F合=mgtanα=ma且合外力水平向右,故小铁球加速度为gtanα,因为小铁球与凹槽相对静止,故系统的加速度也为gtanα,A错误,C正确。整体受力分析得F=(m0+m)a=(m0+m)gtanα,故选项B正确,D错误。4.D剪断细线前,对PQ整体受力分析,受到总重力和细线的拉力而平衡,故FT=2mg;再对物体Q受力分析,受到重力、弹簧的支持力;剪断细线后,重力和弹簧的弹力不变,细线的拉力减为零,故物体P受到的力的合力等于2mg,方向向下,所以aP=2g,物体Q受到的力不变,合力为零,所以aQ=0,故选项D正确,A、B、C错误。5.解析(1)当汽车以a=2m/s2向右匀减速行驶时,小球受力分析如图所示。由牛顿其次定律得:FT1cosθ=mg,FT1sinθ-FN=ma代入数据得:FT1=50N,FN=22N。(2)当汽车向右匀减速行驶时,设车后壁弹力为0时(临