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2023年高一物理上学期寒假重难点复习(人教版2019必修第一册)专题四 牛顿第二定律求瞬时突变
展开专题四 牛顿第二定律求瞬时突变问题
【基础要点】
1.两种模型
2.抓住“两关键”,遵循“四步骤”
(1)分析瞬时加速度的“两个关键”
①明确绳或线类、弹簧或橡皮条类模型的特点。
②分析瞬时前、后的受力情况和运动状态。
(2)“四个步骤”
第一步:分析原来物体的受力情况。
第二步:分析物体在突变时的受力情况。
第三步:由牛顿第二定律列方程。
第四步:求出瞬时加速度,并讨论其合理性。
【典型例题】
一、单选题
1.如图所示,质量均为m的木块A和B用一劲度系数为k的轻弹簧相连,竖直放置在光滑的水平面上,木块A上放有质量为2m的木块C,三者均处于静止状态,现将木块C迅速移开,若重力加速度为g。则下列说法中正确的是( )
A.木块C移开的瞬间,地面对木块B的支持力为2mg
B.木块C移开的瞬间,木块A的加速度大小为3g
C.木块A向上运动的距离为时,A的动量最大
D.木块B可能离开地面向上运动
2.如图所示,A、B两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上,两细线与水平方向夹角分别为60°和45°,A、B间拴接的轻弹簧恰好处于水平状态,则下列计算正确的是( )
A.A、B所受弹簧弹力大小之比为∶
B.A、B的质量之比为mA∶mB=∶1
C.悬挂A、B的细线上拉力大小之比为1∶
D.同时剪断两细线的瞬间,A、B的瞬时加速度大小之比为3∶
3.如图甲所示是海上吊塔施工的实拍图片,图乙是重物正在被竖直向上匀速吊起的放大图。先将该情景简化为如图丙所示的示意图,绳子CD和CE共同挂着质量为m1的重物A,绳子FG和FH共同挂着质量为m2的重物B,F点拴在重物A的下方。不计绳子质量和空气阻力,下列说法一定正确的是( )
A.绳子CD和CE对重物A的作用力的合力大于(m1+m2)g
B.绳子FG和FH对重物A的作用力的合力大小为m2g
C.若绳子FG和FH的夹角为锐角,则绳子FG上的力小于m2g
D.若拴接点F与重物A脱离,则该瞬间重物A的加速度大小为
4.如图所示,轻弹簧一端固定在墙壁上,A、B叠放在一起并压缩着弹簧,此时B恰好没滑动。已知A、B质量均为m=1kg,B与地面间的滑动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2。现突然取走A,则取走瞬间,B的加速度为( )
A.0 B.1m/s2 C.2m/s2 D.3m/s2
5.如图所示,质量为M的吊篮P悬挂在天花板上,质量为m的物体Q被固定在吊篮中的轻弹簧上端,保持静止状态。当悬挂吊篮P的细绳被剪断的瞬间( )
A.吊篮P的加速度为零
B.物体Q处于失重状态
C.物体Q的加速度为g,方向竖直向下
D.吊篮P的加速度为,方向竖直向下
6.如图所示,A、B、C三球质量均为m,轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与A球相连,A、B间固定一个轻杆,B、C间由一轻质细线连接。倾角为θ的光滑斜面固定在地面上,弹簧、轻杆与细线均平行于斜面,开始系统处于静止状态。在细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是( )
A.A球的受力情况未变,加速度为零
B.C球的加速度沿斜面向下,大小为g
C.A、B之间杆的拉力为
D.A、B两个小球的加速度均沿斜面向上,大小均为
7.如图所示,一个质量为m的均匀光滑球放在倾角为θ的固定斜面上,并被斜面上一挡板挡住,处于静止状态。已知重力加速度为g,设球对挡板的压力大小为F1。球对斜面的压力大小F2,则( )
A.F1=mgsinθ B.F2=mgcosθ
C.F1:F2=sinθ:1 D.撤去挡板瞬间球的加速度为gtanθ
8.如图所示,质量为m的小球一端用水平轻弹簧系住,另一端用与竖直方向成θ=30°的轻质细线连接,恰好处于静止状态,细线被烧断的瞬间,小球所受合力大小为(已知重力加速度大小为g=10m/s2)( )
A.2 B.mg
C. D.
9.如图所示,质量均为m的A、B两个小球用轻弹簧连接,用PO、QO两段细线悬吊处于静止状态,PO与水平方向的夹角θ=30°,QO与水平方向的夹角α=60°,重力加速度为g,则剪断PO瞬间,A、B两球的加速度分别为( )
A.g,0 B. ,0
C.g,g D.,
10.如图,A、B、C三个小球质量均为,A、B之间用一根没有弹性的轻质细绳连在一起,B、C之间用轻弹簧拴接,整个系统用细线悬挂在天花板上并且处于静止状态,现将A、B之间的细绳剪断,则在剪断细绳的瞬间,A、B、C三个小球的加速度大小分别是( )
A.0,, B.0,,0 C.,, D.,,
11.如图所示,质量均为m的滑块A、B、C置于水平地面上,中间用劲度系数分别为k1、k2的轻弹簧a,b连接,在施加在滑块C上的水平恒力F作用下,一起无相对运动地向右加速运动。已知滑块与地面间的动摩擦因数均为,重力加速度为g。在滑块运动过程中,下列说法正确的是( )
A.滑块A比滑块C受到的合力小
B.两弹簧a、b的弹力之比
C.两弹簧a、b的伸长量之比
D.若弹簧a突然断裂,在断裂瞬间,滑块A比滑块B的加速度小
12.如图所示,在倾角的光滑斜面上,物块A静止在轻弹簧上面,物块B用细线与斜面顶端相连,物块A、B紧挨在一起但它们之间无弹力,已知物块A、B质量分别为和,重力加速度为,,.某时刻将细线剪断,则在细线剪断瞬间,下列说法正确的是
A.物块B的加速度为 B.物块A的加速度为
C.物块A、B间的弹力为 D.弹簧的弹力为
13.A、B两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上,两细线与水平方向夹角分别为60°和45°,A、B间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态,则下列判断正确的是( )
A.A、B的质量之比为1︰
B.A、B所受弹簧弹力大小之比为︰
C.快速撤去弹簧的瞬间,A、B的瞬时加速度大小之比为1︰
D.悬挂A、B的细线上拉力大小之比为1︰
14.如图所示,质量分别为m1、m2的A、B两小球分别连在弹簧两端,B小球用细绳固定在倾角为30°的光滑斜面上,若不计弹簧质量且细绳和弹簧与斜面平行,在细绳被剪断的瞬间,A、B两小球的加速度分别为( )
A.都等于 B.0和
C.和0 D.0和
15.如图所示,质量分别为的、两物体置于光滑的水平面上,中间用轻质弹簧测力计连接,大小均为的水平拉力分别作用在、上,系统处于静止状态.下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计的示数是
B.弹簧测力计的示数是
C.突然撤去的瞬间,的加速度大小为
D.撤去后,当、加速度相同时,弹簧测力计的示数是
二、多选题
16.如图,在水平桌面上叠放着两个物块M和m,M与桌面的动摩擦因素为μ1,m与M之间的动摩擦因素为μ2,一根轻绳一端与M相连,另一端绕过光滑的定滑轮A系在竖直杆上的B点,现将另一个物体G用光滑轻质挂钩挂在轻绳上AB之间的O点,已知整个装置处于静止状态时,竖直杆与绳OB的夹角为,则( )
A.将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时绳的张力不变
B.将竖直杆缓慢向右移动一小段距离时绳的张力增大
C.M所受的摩擦力为
D.剪断A处轻绳瞬间,m的加速度为μ2g
17.如图所示,两段轻绳A、B连接两个小球1、2,悬挂在天花板上。一轻弹簧C一端连接球2,另一端固定在竖直墙壁上。两小球均处于静止状态。轻绳A与竖直方向、轻绳B与水平方向的夹角均为30°,弹簧C沿水平方向。已知重力加速度为g。则( )
A.球1和球2的质量之比为1∶1
B.在轻绳A突然断裂的瞬间,球1的加速度方向竖直向下
C.在轻绳A突然断裂的瞬间,球1的加速度大小一定大于g
D.在轻绳A突然断裂的瞬间,球2的加速度方向一定沿绳B斜向右下方
18.质量为的小球置于倾角为的光滑固定斜面上,劲度系数为的轻弹簧一端系在小球上,另一端固定在竖直墙上的P点,小球静止于斜面上,弹簧轴线与竖直方向的夹角为,如图所示,取。则( )
A.弹簧对小球拉力大小为20N
B.弹簧的伸长量为10cm
C.斜面对小球的支持力的大小为10N
D.弹簧被剪断的瞬间,小球的加速度大小为
19.如图所示,A、B、C三个物体分别用轻绳和轻弹簧连接,放置在倾角为θ的光滑斜面上,当用沿斜面向上的恒力F作用在物体A上时,三者恰好保持静止,已知A、B、C三者质量相等,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.在轻绳被烧断的瞬间,A的加速度大小为gsinθ
B.在轻绳被烧断的瞬间,B的加速度大小为2gsinθ
C.剪断弹簧的瞬间,A的加速度大小为gsinθ
D.突然撤去外力F的瞬间,A的加速度大小为2gsinθ
20.如图所示,A、B两小球分别用轻质细绳L1和轻弹簧系在天花板上,A、B两小球之间用一轻质细绳L2连接,细绳L1、弹簧与竖直方向的夹角均为θ,细绳L2水平拉直,现将细绳L2剪断,则细绳L2剪断瞬间,下列说法正确的是( )
A.细绳L1上的拉力与弹簧弹力之比为1:1
B.细绳L1上的拉力与弹簧弹力之比为cos2θ:1
C.A与B的加速度之比为1:1
D.A与B的加速度之比为cosθ:1
21.如图所示,质量均为m的A、B两球之间系着一根不计质量的弹簧,放在光滑的水平面上,A球紧靠直墙壁,今用水平力F将B球向左推压弹簧,平衡后,突然将F撤去( )
A.F撤去瞬间B球的速度为零;加速度大小为
B.F撤去瞬间B球的速度为零,加速度为零
C.在弹簧第一次恢复原长之后,A才离开墙壁
D.在A离开墙壁后,A、B两球均向右做匀速运动
22.如图所示,不可伸长的轻绳上端固定,下端与质量为m的物块P连接;轻弹簧下端固定,上端与质量为2m的物块Q连接,系统处于静止状态.轻绳轻弹簧均与固定光滑斜面平行,已知P、Q间接触但无弹力,重力加速度大小为g,取sin53°=0.8,cos53°=0.6.下列说法正确的是
A.剪断轻绳前,斜面对P的支持力大小为mg
B.剪断轻绳的瞬间,弹簧的弹力大小为mg
C.剪断轻绳的瞬间,P的加速度大小为mg
D.剪断轻绳的瞬间,P、Q间的弹力大小为mg
23.如图所示,质量为3 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面。质量为2 kg的物体B用细线悬挂起来,A、B紧挨在一起但A、B之间无压力。某时刻将细线剪断,A、B一起向下运动过程中(弹簧在弹性限度范围内,g取10 m/s2) ,下列说法正确的是( )
A.细线剪断瞬间,B对A的压力大小为12 N B.细线剪断瞬间,B对A的压力大小为8 N
C.B对A的压力最大为28 N D.B对A的压力最大为20 N
24.如图,三个质量均为m的物块a、b、c,用两个轻弹簧和一根轻绳相连,挂在天花板上,处于静止状态,现将b、c之间的轻绳剪断(设重力加速度为g),下列说法正确的是( )
A.刚剪断轻绳的瞬间,b的加速度大小为2g
B.刚剪断轻绳的瞬间,c的加速度大小为g
C.剪断轻绳后,a、b速度相等时两者相距一定最近
D.剪断轻绳后,a、b下落过程中加速度相同的瞬间,两者加速度均为g
25.如图,倾角的光滑斜面上甲,乙两个物块用轻弹簧连接,用平行斜面向上的拉力F拉甲物块,使甲、乙两物块一起沿斜面向上做匀速运动,两物块的质量均为m,重力加速度为g,下列说法正确的是
A.拉力的大小为mg
B.弹簧弹力大小为mg
C.撤去拉力F瞬间,两物体的加速度大小相等
D.撤去拉力F瞬间,乙的加速度为零,甲的加速度大小为g
26.如图所示,A、B两物体质量均为m,叠放在轻质弹簧上(弹簧下端固定于地面上).对A施加一竖直向下、大小为F(F>2mg)的力,将弹簧再压缩一段距离(弹簧始终处于弹性限度内)而处于平衡状态.现突然撤去力F,设两物体向上运动过程中A、B间的相互作用力大小为FN.不计空气阻力,关于FN的说法正确的是(重力加速度为g)( )
A.刚撤去力F时,FN= B.弹簧弹力大小为F时,FN=
C.A、B的速度最大时,FN=mg D.弹簧恢复原长时,FN=0
三、解答题
27.如图所示,放在粗糙固定斜面上的物块A和小球B均处于静止状态.轻绳AB绕过光滑的定滑轮与轻弹簧的右端连接在小球B上,轻弹簧中轴线沿水平方向,轻绳的BC段与竖直方向的夹角,斜面倾角,物块A和小球B的质量分别为,,弹簧的劲度系数,(,,重力加速度),求:
(1)弹簧的伸长量x;
(2)物块A受到的摩擦力.
(3)当绳BC突然断裂,求B的加速度。
2023年高一物理上学期寒假重难点复习(人教版2019必修第一册)专题九 牛顿第二定律求连接体模型-: 这是一份2023年高一物理上学期寒假重难点复习(人教版2019必修第一册)专题九 牛顿第二定律求连接体模型-,文件包含专题九牛顿第二定律求连接体模型-2022年高一物理上学期寒假重难点复习人教版2019必修第一册解析版docx、专题九牛顿第二定律求连接体模型-2022年高一物理上学期寒假重难点复习人教版2019必修第一册原卷版docx等2份学案配套教学资源,其中学案共32页, 欢迎下载使用。
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