内容发布更新时间 : 2025/1/5 15:44:35星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
牛顿第二定律 两类动力学问题
一、选择题(本题共8小题,1~4题为单选,5~8题为多选) 1.(2017·河南中原名校联考)如图所示,质量为m的球置于斜面上,被一个竖直挡板挡住,现用一个力F拉斜面,使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动,忽略一切摩擦,以下说法中正确的是导学号 51342298( D )
A.若加速度足够小,竖直挡板对球的弹力可能为零 B.若加速度足够大,斜面对球的弹力可能为零 C.斜面和挡板对球的弹力的合力等于ma D.斜面对球的弹力不仅有,而且是一个定值
[解析] 小球受到重力mg、斜面的支持力FN2、竖直挡板的水平弹力FN1,设斜面的倾角为α,则竖直方向有:FN2cosα=mg;因为mg和α不变,故无论加速度如何变化,FN2不变且不可能为零,故B错误,D正确。水平方向有:FN1-FN2sinα=ma,因为FN2sinα≠0,若加速度足够小,竖直挡板的水平弹力不可能为零,故A错误。斜面和挡板对球的弹力的合力即为竖直方向的FN2cosα与水平方向的ma的合力,因此不等于ma,故C错误。
2.(2016·河北“五个一名校联盟教学质量监测”)如图,A、B、C三个小球的质量均为m,A、B之间用一根没有弹性的轻绳连在一起,B、C之间用轻弹簧拴接,用细线悬挂在天花板上,整个系统均静止,现将A上面的细线烧断,使A的上端失去拉力,则在烧断细线瞬间,A、B、C的加速度的大小分别为导学号 51342299( A )
A.1.5g 1.5g 0 C.g g g
B.g 2g 0 D.g g 0
[解析] 开始时,A、B、C均静止,隔离C,受力分析,弹簧的弹力F弹=mg,剪断A上面的细线瞬间,A、B成为运动状态相同的一个整体,在该瞬间弹簧的弹力不变,隔离A、B2mg+F弹3mg整体,受力分析,A、B整体的加速度a=aA=aB===1.5g;C所受合力为零,加
2m2m速度为零,故A正确。
易错分析:本题是力学中的瞬时问题,关键是要注意轻弹簧的弹力与形变量成正比,来不及突变,而细线的弹力是由微小形变产生的,可以突变;然后在剪断瞬间根据牛顿第二定律列式求解加速度。该题的易错点是错误地认为细线剪断瞬间,A、B之间细线弹力突变为零,从而得到以下结论:A、B间细线的拉力突然变为零,则A的加速度为g,在该瞬间弹簧的弹
力不变,隔离对B分析,B的加速度aB=
F弹+mg=2g(错解分析:若A的加速度为g,B的加m速度为2g,则B的运动比A快,A、B间绳子的拉力不可能为零)。
3.(2016·河南郑州三模)如图所示,在竖直方向运行的电梯中,一个质量为m的物块置于倾角为30°的粗糙斜面上,物块始终位于斜面上某一位置。则下列判断中正确的是导学号 51342300( C )
A.若电梯静止不动,物块所受的摩擦力一定是零
B.若电梯匀速向上运动,物块所受摩擦力方向有可能沿斜面向下 C.若电梯加速上升,物块所受弹力与摩擦力的合力一定大于mg D.若电梯加速下降,物块所受摩擦力的方向一定沿斜面向下
[解析] 若电梯静止不动或匀速向上运动,则物块受重力、沿斜面向上的摩擦力、斜面的支持力,三力平衡,故A、B项错误。若电梯加速上升,则物块所受合力向上,支持力和摩擦力的合力必大于重力,故C项正确。若电梯加速下降,物块受力有两种情况:(1)所受摩擦力沿斜面向上,其与支持力的合力小于重力;(2)不受摩擦力和支持力。物块不可能受到沿斜面向下的摩擦力,否则会与斜面发生相对滑动,故D项错误。
4.(2016·河南信阳高级中学大考)身体素质拓展训练中,人从竖直墙壁的顶点A沿光滑杆自由下滑到倾斜的木板上(人可看成质点),若木板的倾斜角不同,人沿着三条不同路径AB、AC、AD滑到木板上的时间分别为
t1、t2、t3,若已知AB、AC、AD与板的夹角分别为70°、90°和105°,
则导学号 51342301( A )
A.t1>t2>t3 B.t1 D.不能确定t1、t2、t3之间的关系 [解析] 以AO为直径作圆,可知圆周过C点,B点在圆周外,D点在圆周内。从圆周的最高点沿光滑斜面由静止释放,滑至圆周的时间相等,可以判断t1>t2>t3,A正确。 易错分析:解题能力方面忽略了知识的迁移,遇到此类题,没有想到使用“等时圆”模型,解题时无处下手,导致错选。 5.(2017·河南省郑州市第一次质量检测)如图甲所示,静止在水平地面上的物块A,受到水平向右的拉力F作用,F与时间t的关系如图乙所示,设物块与地面间的最大静摩擦力 fm与滑动摩擦力大小相等,则导学号 51342302( BC ) 2 A.t2~t5时间内物块A的加速度逐渐减小 B.t2时刻物块A的加速度最大 C.t3和t5时刻物块A的速度相等 D.0~t5时间内物块A一直做加速运动 [解析] 开始物块A静止,到t1后拉力F大于摩擦阻力,物块A开始加速运动,到t4 时加速度为0,加速运动结束,之后摩擦阻力大于拉力F,物块A做减速运动,D错误;从t1到t2,拉力F越来越大,加速度越来越大;从t2到t4,拉力F越来越小,加速度越来越小;从t4到t5,拉力F小于摩擦阻力且越来越小,加速度反向越来越大;由图可知,在t2时刻加速度最大,A错误,B正确;根据拉力和摩擦阻力的大小关系,应用对称性可知,t3和t5,两个时刻的加速度等大反向,同理从t3到t4和从t5到t4各时刻的加速度都等大反向,可知物块A先加速后减速,t3和t5两时刻速度相等,C正确。 6.(2016·河南周口西华一中等校联考)如图所示,一木箱在斜向下的推力F作用下以加速度a在粗糙水平地面上做匀加速直线运动。现将推力F的大小增大到3F,方向不变,则木箱做匀加速直线运动的加速度可能为导学号 51342303( CD ) A.2a B.3a C.4a D.5a [解析] 对木箱受力分析如图所示,根据牛顿第二定律可知水平方向:Fcosθ-f=ma,根据平衡条件可知竖直方向:Fsinθ+mg-N=0,其中f=μN,解得a= Fθ-μsinθ m-μg;若F变为3倍,加 速度应大于3a,故C、D正确,A、B错误。 7.(2016·闽粤大联考期末)一放在粗糙的水平面上的物体在一斜向上的拉力F的作用下沿水平面向右以加速度a做匀加速直线运动,力F在水平和竖直方向的分量分别为F1、F2,如图所示。现将力F突然改为大小为F1、方向水平向右的恒力,则此后导学号 51342304( BD ) A.物体将仍以加速度a向右做匀加速直线运动 B.物体将可能向右做匀速直线运动 C.物体将可能以大于a的加速度向右做匀加速直线运动 D.物体将可能以小于a的加速度向右做匀加速直线运动 [解析] 设地面与物体间的动摩擦因数为μ,当在斜向上的拉力F的作用下运动时,加 3