2019高中物理 第三章 牛顿运动定律 力与运动的两类问题练习（提高篇）教科版必修1.doc

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1、1力与运动的两类问题力与运动的两类问题( (提高篇提高篇) )一、选择题：一、选择题： 1如图所示，挂在火车顶上的物体质量为 m，悬线偏离竖直方向一个角度 ，相对稳定不变，这时，火车的运动情 况可能是（ ） A向左加速行驶B向右加速行驶C向左减速行驶 D向右减速行驶 2假设汽车紧急刹车后所受到阻力的大小与汽车的重力大小相等，当汽车以 20m/s 的速度行驶时突然刹车，他还能 继续滑行的距离约为（ ） A40m B20m C10m D5m 3用 3N 的水平恒力，在水平面拉一个质量为 2kg 的木块，从静止开始运动，2s 内位移为 2m，则木块的加速度为（ ） A0.5m/s2 B1m/s2 C

2、1.5m/s2 D2m/s2 4如图所示，某小球所受的合外力与时间的关系，各段的合外力大小相同，作用时间相同，设小球从静止开始运动， 由此可判定小球的速度随时间变化的图象是（ ）ABCD5如图所示，置于水平地面上的相同材料的质量分别为 m 和 m0的两物体用细绳连接，在0m上施加一水平恒力F，使两物体做匀加速直线运动，对两物体间细绳上的拉力，下列说法正确的是（ ）A地面光滑时，绳子拉力大小等于 0mF mmB地面光滑时，绳子拉力大小小于0mF mm2C地面不光滑时，绳子拉力大于0mF mmD地面不光滑时，绳子拉力小于0mF mm二、计算题：二、计算题： 1如图所示，一水平传送带以 2 m/s

3、的速度做匀速运动，传送带两端的距离 s20 m，将一物体轻轻地放在传送带一 端，物体由这一端运动到另一端所需的时间为 t11 s求物体与传送带之间的动摩擦因数 (g 取 10 m/s2) 2如图所示，一辆汽车 A 拉着装有集装箱的拖车 B，以速度 v130 m/s 进入向下倾斜的直车道车道每 100m 下降 2m为使汽车速度在 s200 m 的距离内减到 v210m/s，驾驶员必须刹车假定刹车时地面的摩擦阻力是恒力，且该 力的 70%作用于拖车 B，30%作用于汽车 A 已知 A 的质量 m12000 kg，B 的质量 m26000kg求汽车与拖车的连接处 沿运动方向的相互作用力(重力加速度

4、g 取 10m/s2)3一根劲度系数为 k，质量不计的轻弹簧上端固定，下端系一质量为 m 的物体，有一水平板将物体托住，并使弹簧处 于自然长度如图所示现让木板由静止开始以加速度 a(ag)匀加速向下运动求经过多长时间木板开始与物体分 离4如图所示，质量为 4kg 的小球用轻质细绳拴着吊在行驶的汽车后壁上细绳的延长线通过小球的球心 O，且与竖直 方向的夹角为 =37已知 g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，求： （1）汽车匀速运动时，细线对小球的拉力和车后壁对小球的压力； （2）若要始终保持 =37，则汽车刹车时的加速度最大不能超过多少？35如图所示，一细线的一端固定于倾角

5、为 45的光滑楔形滑块 A 的顶端 P 处，细线的另一端拴一质量为 m 的小 球试求当滑块以 a2g 的加速度向左运动时线中的拉力 FT6一位滑雪者从静止开始沿山坡滑下，山坡的倾角 30，滑雪板与雪地的动摩擦因数是 0.04，求 5s 内滑下来 的路程和 5s 末的速度大小(g 取 10m/s2)7如图所示，两个质量都为 m 的滑块 A 和 B，紧挨着并排放在水平桌面上，A、B 间的接触面垂直于图中纸面与水平 面成 角，所有接触面都光滑无摩擦现用一个水平推力作用于滑块 A 上，使 A、B 一起向右做加速运动试求：(1)如果要使 A、B 间不发生相对滑动，它们共同向右运动的最大加速度是多大?(2

6、)如果要使 A、B 间不发生相对滑动，水平推力的大小应在什么范围内才行?8风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力，现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球孔径略大 于细杆直径，如图所示。（1）当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上做匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力 的 0.5 倍，求小球与杆间的动摩擦因数。 （2）保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为 37并固定，则小球静止出发在细杆上滑下距离 x 所需时间 为多少？（sin370.6，cos370.8）【答案与解析答案与解析】一、选择题：一、选择题：41BC 解析：根据细线倾斜的情况，可知物体加速度的

7、方向向右，因此车向右加速或向左减速都可以。 2B解析：根据运动学公式22 02vvax，根据牛顿第二定律，Fmgagmm阻，所以222 002020m22 ( 10)vvxa 3B解析：根据21 2xat，可求2 2222 21m/s2xat，也就是说，题目中除了 3N 的水平恒力，还有其它力。4、B解析：由图：物体在奇数秒内，合力恒定不变，从静止开始沿正方向做匀加速直线运动偶数秒内力反向，由于惯性， 物体仍沿原方向做匀减速直线运动，偶数秒末速度为零，周而复始，所以物体沿正方向做单向直线运动故 B 正确 故选：B 5、A解析：光滑时：由整体求得加速度：0Famm对 m 受力分析由牛顿第二定律得

8、：Tma 由式得：0mFTmm地面不光滑时：整体求加速度：00()Fmmamm对 m 受力分析由牛顿第二定律得：F umgma 由得：0mFTmm，则 A 正确，BCD 错误故选：A 二、计算题：二、计算题： 1 0.1 解析：物体轻放于传送带后，是在摩擦力作用下做加速运动，当速度达到传送带速度后，就无摩擦力，则改做匀速运动，设一直加速，则在 11 s 内能发生的最大位移211112022vstmmm，故物体一定是先加速运动后匀速运动设匀加速运动的时间为 t1，则位移 11()2vstv tt，整理得 120221122sttssv5所以加速度 2212/1/2vam sm st由牛顿第二定律

9、知 mgma，所以动摩擦因数10.110a g2880N解析:汽车沿倾斜车道做匀减速运动，用 a 表示加速度的大小，有22 212vvas 用 F 表示刹车时的阻力，根据牛顿第二定律有1212Fmmg sinmma()() 式中 22sin2 10100 设刹车过程中地面作用于汽车的阻力为f，根据题意30 100fF 方向与汽车前进方向相反：用Nf表示拖车作用于汽车的力，设其方向与汽车前进方向相同以汽车为研究对象，由牛顿第二定律有11sinNffm gm a 由式得12130()(sin)(sin)100Nfmmagm ag 由以上各式，代入有关数据得Nf880 N32 ()/tm gaka解

10、析:当 m 与板分离时，m 与板间无弹力作用，且加速度为 a，由牛顿第二定律得：mgkxma 因 m 与板分离前做匀加速运动，所以有 21 2xat 由式解得2 ()/tm gaka4、解析：（1）对小球受力分析如图，将细线拉力 T 分解有：yTTcos，xyTT tan6由二力平衡可得：yTmg， xTN解得细线拉力4 1050cos0.8mgTNN 车壁对小球的压力30NmgtanN；（2）设汽车刹车时的最大加速度为 a，此时车壁对小球弹力 N=0，由牛顿第二定律有 xTma 即mgtanma解得：27.5/am s即汽车刹车时的速度最大不能超过 7.5m/s25. 5TFmg解析:本题中

11、当滑块向左运动的加速度较小时，滑块对小球存在支持力；当滑块向左运动的加速度较大时，小球将脱 离滑块斜面而“飘”起来因此，本题存在一个临界条件：当滑块向左运动的加速度为某一临界值时，斜面对小球的 支持力恰好为零(小球将要离开斜面而“飘”起来)我们首先求此临界条件此时小球受两个力：重力 mg；绳的拉力 FT根据牛顿第二定律的正交表示，有cosTFmaA， sin0TFmgA 联立两式并将 45代入，得 ag，即当斜面体滑块向左运动的加速度为 ag 时，小球恰好对斜面无压力 当 ag 时，小球将“飘”起来，当 a2g 时，小球已“飘”起来了，此时小球的受力情况也正如图所示，故根 据两式并将 a2g

12、代入，解得5TFmg此即为所求线中的拉力 658m 23.3m/s 解析:这是一个典型的已知物体的受力情况求物体的运动情况的问题，解决此类问题的基本思路是：以滑雪者为研究对象，受力情况如图所示7研究对象的运动状态为：垂直山坡方向，处于平衡；沿山坡方向，做匀加速直线运动将重力 mg 分解为垂直于山坡方向和沿山坡方向，据牛顿第二定律列方程：cos0NFmg， sinfmgFma， 又因为 fNFF 由可得 (sincos )ag，故 2211(sincos )22xatgt2113100.045 m58m22213100.045m/s23.3m/s22vat 7tanag 0F2mgtan解析:(

13、1)在水平推力 F 作用下，A、B 共同加速运动，则F2ma 分别隔离 A、B，受力如图所示， ATF、 BTF为 A、B 间相互作用的弹力,与斜面垂直对 A 列方程： sin ATFFma， cos AANTFmgF 对 B 列方程： sin BTFma cos BBNTFmgF当增大 F 时，由式知 a 增大，则由式知 BNF、 BTF均增大，从式知 ATF增大， ANF减小8当0 ANF时，对应的加速度a为 A、B 不发生相对滑动的临界条件当aa时，A、B 间的相互作用力TF也增大，cosTFmg，对 A 有竖直向上的加速度，则 A 被挤离桌面则当0 ANF时，对 A 有sin BTFm

14、a对 B 有sin BTFma解得tanag ，a为 A、B 共同向右运动的最大加速度(2)对整体 F2ma，且 a 的最大值为tanag ，则 A、B 不发生相对滑动的水平推力的最大值为F2mgtan又因为桌面光滑，F0 即可使 A、B 产生共同加速度F 的取值范围是0F2mgtan8 （1）0.5 （2）8 3x g解析：杆水平时，小球在杆上做匀速运动，则风力和摩擦力等大反向；当杆与水平方向夹角为 37时，对小球受力分 析如图所示，把风力 F 和重力 mg 沿杆方向和垂直杆方向进行正交分解，列方程求解加速度，从而求出时间。（1）设小球所受的风力为 F，小球质量为 m，由小球水平匀速运动可知Fmg，0.50.5Fmg mgmg（2）设杆对小球的支持力为 FN，摩擦力为 F，则沿杆方向FcosmgsinFma垂直杆方向：NNFFsinmgcos0FF十，可解得cossin3 4FmgFagm，又21 2xat解得下滑 x 所用时间 t28 3xxtag