2020届人教版高中物理必修1作业含解析:第四章习题课 用牛顿运动定律解决几类典型问题
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1、习题课:用牛顿运动定律解决几类典型问题课后篇巩固提升基础巩固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 3g解析将 A、B 看成整体,根据平衡条件可知 FT=(m+2m)g=3mg,故选项 A 错误;设弹簧的伸长量为 x,则对 B 铁块根据胡克定律可知 kx=2mg,则 x= ,弹簧的长度为原长与伸长量之和,故选项 B
2、 错误,C 正2确;某时刻烧断细绳 OA,则细线对 A 的拉力立刻为零,则 A 受到本身的重力以及弹簧的弹力作用,根据牛顿第二定律有,mg+kx=ma,kx=2mg,联立可以得到 a=3g,故选项 D 正确。答案 CD2.如图所示,弹簧测力计外壳质量为 m0,弹簧及挂钩的质量忽略不计,挂钩吊着一质量为 m 的重物,现用一方向竖直向上的外力 F 拉着弹簧测力计,使其向上做匀加速运动,则弹簧测力计的示数为( )A.mg B. mg0+C. F D. F00+ 0+解析设弹簧测力计的示数为 FT,以弹簧测力计和重物为研究对象,根据牛顿第二定律有 F-(m+m0)g=(m+m0)a,解得 a= -g。
3、以重物为研究对象 ,根据牛顿第二定律有 FT-mg=ma,由以上几式可得+0FT= F。0+答案 D3.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.L2L1C.L2=L1D.由于 A、B 的质量关系未知,故无法确定 L1、L 2 的大小关系解析 A、B 在粗糙水平面上运动时,利用整体法和隔离法进行研究,对 A
4、、B 整体,根据牛顿第二定律有:a= -g;对物体 B,根据牛顿第二定律得:kx-m Bg=mBa,解得:x= ,即弹簧的伸长量与+ m(+)动摩擦因数无关,所以 L2=L1,即选项 C 正确。答案 C4.如图所示,两个质量相同的物体 1 和 2 紧靠在一起,放在光滑水平桌面上,如果它们分别受到水平推力F1 和 F2 作用,而且 F1F2,则 1 施于 2 的作用力大小为( )A.F1 B.F2C. (F1+F2) D. (F1-F2)12 12解析将物体 1、2 看作一个整体,其所受合力为 F 合 =F1-F2,设物体 1、2 的质量均为 m,由牛顿第二定律得 F1-F2=2ma,所以 a=
5、 。以物体 2 为研究对象,受力情况如图所示。1-22由牛顿第二定律得 F12-F2=ma,所以 F12=F2+ma= ,故选 C。1+22答案 C5.如图所示,在前进的车厢的竖直后壁上放一个物体,物体与壁间的动摩擦因数为 ,要使物体不致下滑,车厢至少应以多大的加速度前进( )A. B.g C. D.g 解析分析物体受力如图,物体不下滑,F f 为静摩擦力,在竖直方向 Ff=mg;水平方向 FN=ma,而 FfF N,可求得 a ,A 正确。答案 A6.如图所示,用细线竖直悬挂一质量为 M 的杆,质量为 m 的小环套在杆上 ,它与杆间有摩擦,环由静止释放后沿杆下滑过程中加速度大小为 a,则环下
6、滑过程中细线对杆的拉力大小为( )A.MgB.Mg+mgC.Mg+mg-maD.Mg+mg+ma解析对环 m 应用牛顿第二定律得 mg-Ff=ma,解得 Ff=mg-ma,对杆 M 有 Mg+Ff-FT=0,解得FT=Mg+mg-ma,C 正确。答案 C7.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 的固定光滑斜面向上拉两物块,使之共同加速运动时,弹簧的伸长量为多少 ?解析对整体分析得:F- (m1+m2)gsin =(m1+m2)a 隔离 A 得:kx-m 1gsin =m1a 联立 得 x= 。1(1+2)答案1(1+2)能
7、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 B.0 和2 2C. g 和 0 D.0 和 g(+)2 (+)2解析在剪断绳子之前,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,绳子上的拉力立即减为零,而弹簧的伸长量没有来得及发生改变,故弹力不变仍为 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
8、间,绳子上的拉力立即减为零,对 B 球进行受力分析,则B 受到重力、弹簧的向下拉力、支持力。所以根据牛顿第二定律得,a B=,故 D 正确,A、B 、C 错误。30+30 =(+)2答案 D2.甲、乙双方同学在水平地面上进行拔河比赛,正僵持不下,如图所示。如果地面对甲方所有队员的总的摩擦力为 5 000 N,同学甲 1 和乙 1 对绳子的水平拉力均为 600 N。绳上的 A、B 两点分别位于甲1 和乙 1、乙 1 和乙 2 之间。不考虑绳子的质量。下面说法正确的是( )A.A 处绳上的张力为 10 000 NB.B 处绳上的张力为 4 400 NC.乙 2 队员对地面的摩擦力是 600 ND.
9、同学甲 1 和乙 1 对绳子的水平拉力均为 600 N,其原因是它们是一对作用力与反作用力解析对甲方整体,其在水平方向上受到摩擦力和绳子拉力,根据二力平衡知,A 处绳子的拉力 F=Ff 甲=5 000 N,故 A 错误;对乙方,乙方在水平方向受到绳子的拉力和摩擦力也处于二力平衡状态,A 处绳子拉力为 F=5 000 N,乙 1 对绳子拉力为 600 N,所以乙 2 及其之后同学构成的整体对绳子拉力为 5 000 N-600 N=4 400 N,即 B 点的绳子张力为 4 400 N,故 B 正确;乙 2 及其之后同学构成的整体所受摩擦力为 4 400 N,不能判断乙 2 队员的所受摩擦力情况
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